Триоды (транзисторы) применяются для генерации и усиления радиосигналов. В современных транзисторах напряжение и мощность тока усиливаются более чем в 10 000 раз. Действие транзисторов напоминает действие вакуумных триэлектродных ламп в которых роль катода играет эмиттер, а анода – коллектор.
Точечные полупроводниковые триоды
Такой триод состоит из кристаллической пластинки германия (или кремния) типа n и трех электродов
Нижние поверхности кристалла металлизированы и припаяны к основанию.
Верхняя поверхность пластин контактирует с двумя близко расположенными точечными электродами: эмиттером Е и коллектором К, изготовленными из тонкой металлической проволоки.
В кристалле Ge у контактов эмиттера и коллектора проявляются области проводимости p-типа. В таких приконтактных слоях возникает n переход с пропускным направлением тока от р к n-полупроводнику. На Е подается усиливаемое напряжение U1. В круг коллектора включают батарею Б2 и нагрузочный резистор сопротивлением R, с которого снимают усиленное переменное напряжение U2. ЭДС батареи Б1 подбирают такую, чтобы при произвольных значениях напряжение UE0 между Е и В было положительным. Поэтому электрический ток в кругу эмиттера проходит через кристалл от Е к В, то есть через р-n переход.
У точки Е находится сильное электрическое поле. Поэтому часть электронов переходит на высшие акцепторные энергетические уровни, в р-германии возникают положительные дырки. Под влиянием поля они инжектируются (впрыскиваются) в n-германий.
Однако здесь дыры – не основные носители тока: инжектированные дыры под воздействием сильного электрического поля отрицательно заряженного коллектора диффундируют в германий у точки К. Здесь положительные дырки являются основными носителями и меняют ток в коллекторе.
Изменение тока в цепи эмиттера приводит к изменению тока в цепи коллектора. То же будет для напряжений на эмиттере и коллекторе.
Поскольку эмиттер включен в схему в пропускном направлении, а коллектор – в запорном, транзистор характеризуется малым входным и большим выходным сопротивлениями. Напряжение U2 значительно больше, чем напряжение U1.
Плоскостные полупроводниковые триоды
Для увеличения выходной мощности применяют плоскостные полупроводниковые триоды, в которых между двумя частями n-германия образуется прослойка p-германия или наоборот. Поэтому различают два типа таких триодов – на основе p-полупроводника (типа n-р-n) и на основе n-полупроводника (типа р-n-р):
Толщина основания не превышает 0,025 мм. Принцип работы плоскостных триодов типа р-n-р аналогичен принципу действия точечных германиевых триодов.
Научная статья по физике на заказ от проверенных экспертов по низкой цене!
Комментарии