Фізіка. 10 клас

Прамысловае прымяненне транзістараў пачалося ў сярэдзіне ХХ стагоддзя, у прыватнасці, на тэлефонных камутацыйных станцыях. Аднак часцей за ўсё транзістары выкарыстоўваюць для ўзмацнення электрычных сігналаў. Напрыклад, пры прыёме радыё- і тэлесігналаў слабы сігнал з антэны, магутнасць якога складае мільярдныя долі вата, узмацняецца для атрымання гуку і выявы на экране. Магутнасць узмоцненага сігналу дасягае некалькіх дзясяткаў і нават соцень ват.

Адрозніваюць біпалярныя і уніпалярныя (палявыя) транзістары. Калі ў аснове работы біпалярнага транзістара ляжыць выкарыстанне носьбітаў абодвух знакаў (электронаў і дзірак), то ў палявых транзістарах — выкарыстанне носьбітаў аднаго якога-небудзь знака (таму іх называюць уніпалярнымі). Гэтыя тыпы транзістараў адрозніваюцца таксама і па галінах прымянення. Біпалярныя транзістары выкарыстоўваюць у асноўным у аналагавай тэхніцы, а палявыя — у лічбавай.

Разгледзім прынцып работы біпалярных транзістараў, заснаваны на выкарыстанні двух электронна-дзірачных пераходаў. Адзін з пераходаў уключаны ў прамым (прапускным) напрамку (эмітарны пераход), а другі — у адваротным (замыкаючым) напрамку (калектарны пераход). Гэтыя два пераходы дзеляць біпалярныя транзістары на тры зоны: эмітар, базу і калектар. Прымесная праводнасць базы транзістара можа быць як электроннай, так і дзірачнай. У залежнасці ад гэтага біпалярныя транзістары падзяляюць на два тыпы: p–n–p (мал. 227.8, а) і n–p–n (мал. 227.8, б). Разам са схематычнай выявай абодвух тыпаў біпалярных транзістараў на малюнку 227.8, в, г дадзена ўмоўнае абазначэнне гэтых прыбораў у электрычных схемах. Стрэлкай заўсёды пазначаюць эмітар. Яна паказвае напрамак электрычнага току ў нармальным рэжыме работы прыбора.

Пры вырабе біпалярнага транзістара, напрыклад p–n–p-тыпу, з абодвух бакоў плёнкі з германію з праводнасцю n-тыпу ўплаўляюць трохвалентную прымесь, напрыклад індый (мал. 227.8, д), і крайнія зоны прыбора набываюць праводнасць p-тыпу. Транзістары n–p–n-тыпу маюць аналагічную будову, толькі матэрыял базы ў гэтых прыбораў валодае дзірачнай праводнасцю, а эмітара і калектара — электроннай (мал. 227.8, в). У выніку дыфузіі асноўных носьбітаў зараду праз n–p-пераходы — электронаў з электроннай зоны транзістараў у дзірачную і дзірак з дзірачнай зоны ў электронную — на межах гэтых зон утвараюцца падвойныя слаі рознаіменна зараджаных іонаў. Паміж зонамі з розным тыпам праводнасці зарады іонаў ствараюць электрычныя палі ў эмітарным і калектарным пераходах, значэнне напружання U_к якіх для германіевых n–p-пераходаў прыкладна роўнае 0,35 В, а для крэмніевых —  каля 0,6 В. На малюнках 227.8, а і б схематычна адлюстраваны лініі напружанасцей гэтых палёў. Транзістар уключаюць у электрычную схему з дапамогай металічных электродаў, нанесеных на кожную з яго зон.

Дзякуючы з'яўленню транзістараў сістэмы апрацоўкі даных і сістэмы сувязі атрымалі ў свой час магутны штуршок у развіцці. Без транзістараў немагчыма ўявіць работу камп’ютараў, якія ў сучасным свеце паўсюдна выкарыстоўваюць для апрацоўкі і захоўвання інфармацыі. Транзістары і інтэгральныя схемы на транзістарах знайшлі прымяненне ў электроннай апаратуры, рознага роду гаджатах, у механізмах аўтаматычнага кіравання і вылічальнай тэхнікі ў якасці бескантактных пераключательных элементаў — электронных ключоў.