Транзистор

Транзистор

Транзистор – это полупроводниковый прибор, который используется в качестве усилителя электрических сигналов. Транзистор происходит от двух английских слов transfer, что в переводе означает «переносить», и resistor, что переводится как «сопротивление». Применяется транзистор в электронике и радиотехнике. Примерно с 1970-х гг. транзисторы вытеснили электронные лампы из радиоприборов.

Первые транзисторы были сконструированы в 1940-х гг. Одними из первых изобрели точечные транзисторы. Подобные приборы состояли из двух тонких бронзовых остриев, которые располагались близко друг к другу, и германиевого кристалла, обладавшего n-проводимостью. Острия из бронзы находили опору в кристалле, и одно из них выступало в роли эмиттера, а другое выполняло функции коллектора. При изготовлении транзистора сквозь острия пропускался ток с силой, которая равнялась 1 А, вследствие чего германий расплавлялся.

В 1946 г. группой ученых под руководством У. Шокли в лаборатории «Белл Телефон» проводились теоретические и практические исследования физических процессов, связанных с полупроводниками и электрической проводимостью. В результате экспериментов были изобретены транзисторы, т. е. трехэлектродные полупроводниковые приборы.

В биполярных транзисторах применялись разнополярные носители: положительные «дырки» и отрицательные электроны. Название биполярных приборов произошло от латинского слова bis, что означает «дважды». В работе униполярных транзисторов участвовали либо однополярные транзисторы, либо «дырки», либо электроны. Управление подобным транзистором осуществляет электрическое поле, которое создается напряжением входного сигнала. Название униполярных транзисторов образовано латинским словом unus, что переводится как «один». Каждый из перечисленных транзисторов обладает вторым названием: биполярный называют обычным, а униполярный – полевым транзистором.

Полевой транзистор впервые был изобретен 23 декабря 1947 г. учеными Бардиным и Браттейном. В июле следующего года информацию об изобретении напечатали в журнале «The Physical Review».

Транзистор применял открытый принцип, основанный на использовании полупроводника как основного элемента. Полупроводниковый прибор мог быть использован в качестве усилителя, генератора и других устройств, в которых до этого употреблялись вакуумные электронные лампы.

Эмиттер и коллектор транзистора представляли собой выпрямители с точечным контактом, расположенные на верхней поверхности. Третий электрод транзистора имеет большую площадь и малый радиус, находится на базе. Точечные контакты сделаны из фосфорной бронзы или вольфрама. Каждый подобный точечный контакт в совокупности с электродом основы входит в состав выпрямителя с высоким обратным сопротивлением. По отношению к объему кристалла направление тока считается прямым. Ток создают дырки, представляющие собой носители с противоположным знаком по отношению к тем носителям, которые находятся в избытке внутри объема германия. Если к точечным контактам поступает постоянное напряжение, а сами контакты находятся на близком расстоянии друг от друга, то они непосредственно влияют друг на друга. К эмиттеру прикладывается положительное напряжение, вызывающее небольшой ток. К коллектору прикладывается обратное эмиттеру напряжение, равняющееся эмиттеру или превышающее его. Отрицательный знак коллектора притягивает дырки эмиттера, вследствие этого ток эмиттера проходит через коллектор.