â
-ïîëóïðîâîäíèê, íå óâåëè÷èâàþò êîíöåíòðàöèþ ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ â ýòîì òåëå (êàê ýòî ïðîèñõîäèëî ïðè êîíòàêòå äâóõ ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ); òàê êàê â ïîëóïðîâîäíèêå
èìååòñÿ áîëüøàÿ êîíöåíòðàöèÿ âàêàíòíûõ ñâÿçåé, òî ýëåêòðîíû, ïåðåøåäøèå èç
-ïîëóïðîâîäíèêà, çàíèìàþò ÷àñòü «äûðîê» è îêàçûâàþòñÿ ñâÿçàííûìè.
Òî÷íî òàê æå ïåðåõîä «äûðîê» èç
(ò. å. ïåðåõîä ñâÿçàííûõ ýëåêòðîíîâ èç
íå óâåëè÷èâàåò êîíöåíòðàöèþ «äûðîê» â
-ïîëóïðîâîäíèêå; âñëåäñòâèå ðåêîìáèíàöèè ñî ñâîáîäíûìè ýëåêòðîíàìè, â èçáûòêå èìåþùèìèñÿ â
-ïîëóïðîâîäíèêå, ýòè «äûðêè» íåìåäëåííî çàïîëíÿþòñÿ. Â ðåçóëüòàòå ýòèõ ïðîöåññîâ
-ïîëóïðîâîäíèê òåðÿåò ýëåêòðîíû è ïîýòîìó çàðÿæàåòñÿ ïîëîæèòåëüíî;
-ïîëóïðîâîäíèê çàðÿæàåòñÿ îòðèöàòåëüíî.
Íà ãðàíèöå ìåæäó ýòèìè ïîëóïðîâîäíèêàìè, â ñëîå íåáîëüøîé òîëùèíû îáðàçóåòñÿ ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, ïðåïÿòñòâóþùåå äàëüíåéøåé îäíîñòîðîííåé äèôôóçèè ýëåêòðîíîâ â íàïðàâëåíèè
ñëîé, â êîòîðîì îáðàçîâàëñÿ ýòîò «ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð» äëÿ ýëåêòðîíîâ, íàçûâàåòñÿ çàïèðàþùèì. Ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ïåðåõîä ýëåêòðîíîâ â íàïðàâëåíèè
êîìïåíñèðóåòñÿ îáðàòíûì ïåðåõîäîì
Åñëè ê ýòèì ïîëóïðîâîäíèêàì ïðèëîæèòü âíåøíåå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, òî ðàâíîâåñèå íàðóøèòñÿ. Ïîëîæèòåëüíûé ïîëþñ èñòî÷íèêà òîêà ìîæíî ïðèñîåäèíèòü ëèáî ê
ëèáî ê
-ïîëóïðîâîäíèêó.  ïåðâîì ñëó÷àå (ðèñ. III. 45, á) âíåøíåå ïîëå ïðåïÿòñòâóåò äâèæåíèþ îñíîâíûõ «íîñèòåëåé òîêà» (ýëåêòðîíîâ — â
è äûðîê — â
è ñïîñîáñòâóåò äâèæåíèþ ïîáî÷íûõ íîñèòåëåé òîêà, êîíöåíòðàöèÿ êîòîðûõ â ïîëóïðîâîäíèêàõ íåâåëèêà. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî èñòî÷íèê òîêà «îòñàñûâàåò» ýëåêòðîíû èç
è «ïîñûëàåò» èõ â
âñëåäñòâèå ÷åãî óìåíüøàåòñÿ êîíöåíòðàöèÿ îñíîâíûõ íîñèòåëåé òîêà â îáîèõ ïîëóïðîâîäíèêàõ è èõ ñîïðîòèâëåíèå ñèëüíî âîçðàñòàåò. Ýòî íàïðàâëåíèå òîêà íàçûâàåòñÿ îáðàòíûì èëè çàïèðàþùèì.
Âî âòîðîì ñëó÷àå (ðèñ. III. 45, â) âíåøíåå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñïîñîáñòâóåò äâèæåíèþ îñíîâíûõ «íîñèòåëåé òîêà» è ïðåïÿòñòâóåò äâèæåíèþ ïîáî÷íûõ. Ìîæíî ñêàçàòü; ÷òî âíåøíåå ïîëå îñëàáëÿåò (ïîíèæàåò) ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð ìåæäó ïîëóïðîâîäíèêàìè è òåì ñàìûì óâåëè÷èâàåò äèôôóçèþ ýëåêòðîíîâ èç
è «äûðîê» — â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Ñîïðîòèâëåíèå ïîëóïðîâîäíèêîâ óìåíüøàåòñÿ, è ñèëà òîêà ïîëó÷àåòñÿ áîëüøîé. Ýòî íàïðàâëåíèå òîêà íàçûâàåòñÿ ïðÿìûì.
Òàêèì îáðàçîì, â îäíîì («ïðÿìîì») íàïðàâëåíèè òîêà ïîëóïðîâîäíèêîâûé äèîä èìååò ìàëîå ñîïðîòèâëåíèå, à â îáðàòíîì («çàïèðàþùåì») íàïðàâëåíèè — î÷åíü áîëüøîå ñîïðîòèâëåíèå. Ýòî ñâîéñòâî äèîäà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ âûïðÿìëåíèÿ ïåðåìåííîãî òîêà. Çàâèñèìîñòü ñèëû òîêà I ÷åðåç äèîä îò ïðèëîæåííîãî âíåøíåãî íàïðÿæåíèÿ
-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà) ïîêàçàíà íà ðèñ. III. 46.
Ðàññìîòðèì ñâîéñòâà ïîëóïðîâîäíèêîâîãî òðèîäà, ñîñòîÿùåãî èç êîìáèíàöèè ïåðåõîäîâ n-p-n èëè p-n-p. Íà ðèñ. III. 47 ïîêàçàíà ñõåìà âêëþ÷åíèÿ òðèîäà, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ íà âûõîäíîì ñîïðîòèâëåíèè
óñèëåííûõ êîëåáàíèé ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ
 ïåðåõîäå
ýëåêòðè÷åñêèé òîê, âûçûâàåìûé áàòàðååé
òå÷åò â ïðÿìîì íàïðàâëåíèé (íàïðÿæåíèå ýòîé áàòàðåè äîëæíî áûòü
áîëüøå
÷òîáû ïðè ïåðåìåíå çíàêà
ïåðåõîä
íå çàïèðàëñÿ). Â ïåðåõîäå
äåéñòâóåò îáðàòíîå (çàïèðàþùåå) íàïðÿæåíèå áàòàðåè
Äîïóñòèì, ÷òî íàïðÿæåíèå, ïîäàâàåìîå íà ïåðåõîä ïðó èçìåíèëîñü íà âåëè÷èíó
Òîãäà ñèëà òîêà ÷åðåç ýòîò ïåðåõîä
èçìåíèòñÿ íà
Ðèñ. III.46
Ðèñ. III.47
Èçìåíåíèå ñèëû òîêà ìåæäó ïîëóïðîâîäíèêàìè
áóäåò ñîïðîâîæäàòüñÿ èçìåíåíèåì êîíöåíòðàöèè íîñèòåëåé òðêà â ïîëóïðîâîäíèêå
âñëåäñòâèå ÷åãî èçìåíèòñÿ ñîïðîòèâëåíèå â
ïåðåõîäå. Ýòî âûçîâåò èçìåíåíèå ñèëû òîêà
â öåïè
íà âåëè÷èíó
à ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäíîì ñîïðîòèâëåíèè
èçìåíèòñÿ íà
Îòíîøåíèå
çàâèñèò îò êîíñòðóêöèè òðèîäà (íàïðèìåð, äëÿ òðèîäîâ ñ ïëîñêèìè ïîâåðõíîñòÿìè êîíòàêòîâ ýòî îòíîøåíèå 1, ïðè òî÷å÷íûõ êîíòàêòàõ
Óñèëåíèå íàïðÿæåíèÿ, êîòîðîå ìîæíî ïîëó÷èòü â òðèîäå, ðàâíî:
ãäå
ñîïðîòèâëåíèå â öåïè ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ
Âåëè÷èíû
ìîæíî ïîäîáðàòü òàêèìè, ÷òîáû ïîëó÷èòü íåîáõîäèìîå óñèëåíèå. Ïîëóïðîâîäíèê
íàçûâàåòñÿ áàçîé èëè îñíîâàíèåì òðèîäà; ïîëóïðîâîäíèê
èìåþùèé ñ áàçîé îòêðûòûé ïåðåõîä, íàçûâàåòñÿ ýìèòòåðîì è ÿâëÿåòñÿ ïîñòàâùèêîì íîñèòåëåé òîêà â áàçó: ïîëóïðîâîäíèê
êîòîðîãî ïåðåõîä ñ áàçîé çàïåðò, íàçûâàåòñÿ êîëëåêòîðîì. Âåñü òðèîä, ðàáîòàþùèé êàê óñèëèòåëü, íàçûâàåòñÿ òðàíçèñòîðîì. Ïîòåðè ýíåðãèè â òðàíçèñòîðå î÷åíü ìàëû ïî ñðàâíåíèþ ñ ýëåêòðîííîé ëàìïîé (â êîòîðîé íåîáõîäèìà çàòðàòà ýíåðãèè íà ïîäîãðåâ êàòîäà).
Ðèñ. III.48
Ñõåìàòè÷åñêîå óñòðîéñòâî ïîëóïðîâîäíèêîâûõ äèîäîâ è òðèîäîâ ïîêàçàíî íà ðèñ. III. 48.  ìàëîìîùíîì òî÷å÷íîì äèîäå (à) ìåòàëëè÷åñêàÿ (âîëüôðàìîâàÿ èëè äð.) ïðóæèíà çàîñòðåííûì êîíöîì ïðèæèìàåòñÿ ê ñïåöèàëüíî îáðàáîòàííîé ïîâåðõíîñòè ìàëåíüêîãî ãåðìàíèåâîãî êðèñòàëëèêà ñ ýëåêòðîííîé ïðîâîäèìîñòüþ; â íåáîëüøîì îáúåìå êðèñòàëëà âáëèçè êîíòàêòà îáðàçóåòñÿ äûðî÷íàÿ ïðîâîäèìîñòü.
 ïëîñêîñòíîì äèîäå (á) íà ïëàñòèíêó ãåðìàíèÿ íàïëàâëÿåòñÿ èíäèé, àòîìû êîòîðîãî ïðîíèêàþò íà íåáîëüøóþ ãëóáèíó â ãåðìàíèé è ñîçäàþò òîíêèé ñëîé ñ äûðî÷íîé ïðîâîäèìîñòüþ; îñòàëüíàÿ ÷àñòü ãåðìàíèåâîé ïëàñòèíêè èìååò ýëåêòðîííóþ ïðîâîäèìîñòü. Ïîëóïðîâîäíèêîâûå òðèîäû p-n-p èìåþò ñ îäíîé (â) èëè ñ äâóõ
ñòîðîí ãåðìàíèåâîãî êðèñòàëëà (îñíîâàíèÿ) ïðóæèííûå êîíòàêòû èëè èíäèåâûå íàïëàâêè.