Транзисторы отличаются от радиоламп даже по внешнему виду. Вместо стеклянного баллон­чика мы видим... таблетку. Еще больше различие внутреннее. Инженеры, работавшие с радио­лампами, зачастую становились в тупик, когда им начинали рас­сказывать о транзисторах.

В лампе все понятно. Вот спи­раль катода — отсюда электроны стартуют. Вот пластинка ано­да — здесь они финишируют. А вот посредине третий элек­трод — сетка. Она потому так называется, что и по виду, и по своим функциям напоминает обычную сетчатую изгородь. У сетки есть «сторож» — управ­ляющий потенциал. В зависимо­сти от поданной команды он либо вообще не подпускает электро­ны к сетке, возвращая их на ка­тод, либо, напротив, помогает им быстрее преодолеть барьер, ско­рее добраться до финиша-анода.

Транзисторы же устроены ина­че. Даже электроды называются здесь по-иному. Вместо катода — эмиттер, вместо анода — коллек­тор. А сетку называют базой. И полярность здесь не такая. Если на анод всегда подавали «плюс» электрического напряже­ния, а на катод — «минус», то тут как раз наоборот: «минус» на коллекторе, «плюс» на эмиттере.

А дальше еще интереснее. Внутри стеклянного баллона лам­пы пустота, вакуум. Транзистор же представляет собой германие­вый или кремниевый кристалл, говоря языком физиков, твердое тело. Никаких пустот в нем нет. И все же электроны благополуч­но добираются от эмиттера к кол­лектору. Сигнал при этом усили­вается, число электронов стано­вится больше. Почему?

Полупроводниковый транзи­стор основан на свойствах р-п переходов. Возьмем, к примеру, кремний. Каждый атом кремния в кристаллической решетке свя­зан с четырьмя соседями. Если заменить один из атомов крем­ния, например, атомом фосфора, у которого пять валентных элек­тронов, четыре будут связывать атом фосфора с соседями, а пя­тый окажется «лишним» и сможет принять участие в перемещении потока зарядов через кристалл, то есть в прохождении тока. Яс­но, что электроны, имеющие от­рицательный заряд при наложе­нии на кристалл электрического поля, будут двигаться к положи­тельному электроду. Здесь мы будем иметь случай электронной проводимости «п-тип».

Если же вместо атома кремния поместить в узел кристаллической решетки трехвалентный атом бо­ра, одного электрона будет не хватать. Образуется так называ­емая «дырка», которая ведет себя как положительная частица, создающая проводимость «ртипа».

Если кристалл состоит из двух областей — одной n-области и одной р-области, то граница между ними (р-п-переход) при­обретет свойства выпрямителя электрического тока, то есть диода. Если же в кристалле находятся по соседству два пере­хода, получается трехполюсный п-р-п или р-п-р элемент, который имеет свойства усилителя (тран­зистора).

Первые транзисторы были сплавными. Шарики припоя, со­держащие примесь бора или фосфора, устанавливались на пластинку, вырезанную из мо­нокристалла полупроводника. При нагреве каждый шарик, расплавляясь, растворял немного полупроводника, а при последу­ющем охлаждениии полупровод­ник снова кристаллизовался, но уже с определенной концентра­цией примеси.

Пример применения микроэлек­троники в быту. Современная любительская кинокамера буквально начинена микросхемами.

Ныне транзисторы делают по-другому. Пластину за­крывают маской, оставляя в нуж­ных местах отверстия, и распыля­ют над поверхностью заготовки пары нужной примеси. Атомы бора или фосфора оседают на кремний и внедряются, диффун­дируют вглубь.

Для работы транзистору нуж­ны две батареи. Одна включает­ся «плюсом» к левой дырочной части — это будет эмиттер. «Минус» этой батареи подключен к средней электронной части — здесь будет база. Вторая батарея тоже подключена «плюсом» к базе, а «минусом» — к правой дырочной части, к коллектору. Положительный потенциал пер­вой батареи отталкивает дырки эмиттера, и они уходят на базу. Переход между базой и коллек­тором закрыт: вторая батарея включена так, что притягивает к своим полюсам электроны базы и дырки коллектора. Но закрыт этот переход только для электро­нов базы и дырок коллектора. А дырки эмиттера, оказавшиеся на базе, свободно перепрыгива­ют этот барьер и уходят к кол­лектору. Им помогает в этом от­рицательный полюс второй бата­реи. Стало быть, через обе батареи и транзистор пойдет дырочный ток. Какая-то часть этого тока замкнется через пер­вую батарею, но триод конструи­руют таким образом, чтобы сила этого тока была очень мала, во много раз меньше силы тока, текущего от эмиттера через базу на коллектор, и служила лишь для управления транзистором.

В. ДЕРЕВЕНСКИЙ