Транзистор?.. Это очень просто!
Шрифт:
Любознайкин — молодой преподаватель радиоэлектроники, некогда изучивший основы радиотехники с помощью своего дяди Радиоля; он всегда готов удовлетворить любознательность своего друга…
…Незнайкин — первый ученик Любознайкина. Их беседы изложены в книгах «Радио?.. Это очень просто!», «Телевидение?.. Это очень просто!» и «Радио и телевидение?.. Это очень просто!», где можно убедиться, что если Незнайкину иногда не хватает элементарных знаний, то как бы в качестве компенсации этого недостатка он наделен необычайной понятливостью. В настоящее время Незнайкин работает монтажником на заводе, выпускающем радиоприемники.
ЖИЗНЬ АТОМОВ
Невозможно понять работу транзисторов, не углубив предварительно некоторых познаний в физике и химии относительно строения атома и соединений атомов. К этому и стремятся наши друзья в своей первой беседе.
Содержание: Полупроводники. Принцип работы и преимущества транзистора. Влияние температуры на транзисторы. Пределы по частоте и по мощности. Молекулы. Атомы. Протоны, нейтроны и электроны. Распределение электронов по оболочкам. Ионизация. Валентное число. Кристаллическая решетка.
Незнайкин — жертва транзисторных приемников
Любознайкин. — Рад видеть тебя, дорогой друг. Хорошо ли ты провел отпуск?
Незнайкин. — Увы, нет.
Л. — Погода была неблагоприятной, облачное небо или море разбушевалось?
Н. — Совсем нет, в этом отношении мне повезло — погода была идеальная. Но на пляже не было никакой возможности отдохнуть, так как повсюду отдыхающие гремели своими транзисторными приемниками. Перекличка безголосых певичек и мотивы диких танцев подвергли мои нервы жестокому испытанию. А в довершение всего я, желая понять, как эти транзисторные приемники могут наделать столько шума, попытался читать книги, которые помогли бы мне понять теорию и вопросы применения… и ничего в них не понял!
Л. — Я понимаю твое огорчение. Но пусть твое самолюбие не страдает: поверь мне, транзисторы не такая простая штука! Открывая Международный конгресс по транзисторам, который в мае 1959 г. состоялся в Лондоне, лорд Хейлшем сказал, «что даже в наиболее развитых в промышленном отношении странах один из десяти тысяч человек не сможет объяснить, что такое транзистор или даже что такое полупроводник».
Н. — Это меня утешает, тем более что, как мне кажется, я могу сказать, что такое полупроводник.
Л. — Незнайкин, браво! Ну, выкладывай свои познания.
Трехлапое создание
Н. — Ну, начнем хотя бы с того, что полупроводник должен иметь сопротивление, во много раз большее, чем у проводников, и значительно меньшее, чем у диэлектриков.
Л. — Правильно, но это слишком общее определение. Чтобы быть более точными, скажем, что у такого полупроводника, как германий (который в основном используется для производства транзисторов), удельное сопротивление в 30 миллионов раз больше, чем у меди, и в миллион миллионов раз меньше, чем у стекла (рис. 1).
Рис. 1.
Н. — Одним словом, в таблице удельных, сопротивлений он стоит ближе к проводникам, чем к диэлектрикам?
Л. — Да, и именно потому, что германий в некоторой мере проводит ток, из него можно делать «трехлапые создания».
Н. — Кого ты так называешь?
Л. — Такое название можно дать транзисторам, так как они имеют три проволочных вывода.
Н. — Если я правильно понял, транзистор заменяет электронную лампу. Может ли он выполнять все функции и какие преимущества по сравнению с лампой он имеет?
Л. — Ну вот, на меня и обрушился поток вопросов!.. Да, мой дорогой Незнайкин, транзистор, как и электронная лампа, может усиливать и детектировать сигналы; он также способен генерировать электрические колебания; его можно использовать в качестве преобразователя частоты и во всех других случаях, где до сих пор применялись вакуумные электронные лампы. Что же касается преимуществ, то у транзисторов их много. Начнем хотя бы с отсутствия накала.
Н. — Это чудесно! Значит, не нужно больше специального источника для питания накала?
Л. — Нет, не нужно, и поэтому транзисторы начинают работать немедленно, как только на них подадут напряжение, тогда как для ламп на подогрев уходит несколько десятков секунд, пока их катоды не достигнут температуры, необходимой для нормальной эмиссии электронов.
Н. — Я думаю, что отсутствие лакала должно также повышать коэффициент полезного действия, так как при использовании ламп значительная часть энергии источника теряется в виде теплоты.
Л. — Совершенно верно. Транзистору чуждо характерное для всех радиоламп разбазаривание ваттов, которые бесполезно уходят в калории. Там, где электронная лампа обычно потребляет 2 или 3 Вт, транзистор удовлетворяется десятками милливатт, т. е. мощностью, в сотню раз меньшей. А вместо 200 В, необходимых для приемно-усилительных ламп, транзистору вполне достаточно напряжения до 10 В.
Н. — Значит, одна или две обычные батарейки для карманного фонаря вполне удовлетворяют скромный аппетит приемника на транзисторах?
Л. — Да, именно так питаются портативные приемники, которые отравляли твое существование на пляже.
Н. — Можно ли также думать, что транзисторы прочнее и долговечнее электронных ламп, раз у них нет ни обрывающейся нити накала, ни катода, теряющего в конце концов свою эмиссию?
Л. — Правильно. Транзистор отличается прочностью (ведь это кусочек германиевого или кремниевого кристалла, снабженный тремя выводами и помещенный в корпус), малой массой и миниатюрностью.