Завдання 8. Електронно-діркові переходи транзистора

Обладнання: 1) транзистор на підставці, 2) гальванометр демонстраційний від амперметра, 3) Б 5-7, В-24 або батарея акумуляторів, 4) реостат на 30000 Ом і 0,3А, або магазин опорів, 5) дроти сполучні.

Рис.27 Конструкція транзистора П14

Будова транзистора вивчається по стінній таблиці, де прилад показаний в розрізі, а основні деталі зображені додатково великим планом. (рис.27)

Транзистор складається з тонкої монокристалічної пластинки електронного германію 7, в яку з протилежних сторін вплавлені дві краплі індію 4 і 5 (пластинка германію з двома краплями індію зображена додатково великим планом).

Атоми індію проникли в електронний германії і змінили вид його провідності. У пластинці виникли три різко розмежовані області з провідністю, що чергується: дві крайні області (емітер і колектор) мають діркову провідність, а середня (база) — електронну провідність. На межі цих областей утворилися два електронно-діркові переходи: емітерний і колекторний. Кожен перехід окремо веде себе як звичайний напівпровідниковий діод.

Пластинка германію припаяна оловом 3 до кристалотримача 2. Уся конструкція поміщена в металевий корпус 1. Від кожної області германієвої пластинки зроблені відводи. Відводи від емітера 9 і колектора 6 розміщені в скляних ізоляторах 10, а вивід від бази 8 приварений до корпусу транзистора. Останній вивід з'єднується з областю бази через кристалоутримувач, приварений до корпусу транзистора.

Таким чином, транзистор складається з трьох шарів напівпровідників, що мають різний вид провідності, причому два шари з однаковою провідністю завжди розділяються шаром з іншим видом провідності.

Учням повідомляють, що залежно від чергування шарів транзистори розділяються на два види: р-n-р і n-р-n.

Далі показують наявність в транзисторі типу р-n-р двох електронно-діркових переходів за допомогою демонстраційного омметра, зібраного за вказаною раніше схемою. Загальний вигляд установки представлений на рис. 28.

Спочатку в ланцюг демонстраційного омметра включають емітерний перехід. Позитивний полюс джерела струму омметра сполучають з емітером, а негативний полюс — з базою. Стрілка гальванометра відхиляється майже на повну шкалу. Це вказує на малу величину опору переходу.

Рис.28 Демонстрація електронно-діркових переходів транзистора

Потім полярність підключення переходу змінюють на зворотну. Гальванометр не фіксує струму в ланцюзі, що вказує на односторонню електропровідність переходу. При цьому важливо звернути увагу учнів на полярність напруги. Далі у ланцюг омметра підключають колекторний перехід транзистора і, міняючи полярність підключення, визначають односторонню електропровідність колекторного переходу.

Коли базу транзистора з’єднують з негативним полюсом джерела омметра, а колектор — з позитивним, то колекторний перехід підключається в пропускному напрямі. При зворотній полярності напруги перехід включається в замикаючому напрямі.

Показаний дослід дозволяє зробити висновок про наявність у транзистора двох електронно-діркових переходів. Для обох переходів транзистора типу р-n-р пропускним напрямом є такий, при якому до бази підключений негативний полюс джерела струму, а до емітера і колектора — позитивний полюс. Транзистор являє собою як би два діоди, що мають одну загальну область.

Рис.29 Схема включення переходів транзистора в ланцюг демонстраційного омметра :

а -емітерного; б — колекторного

У цих висновках слід звернути увагу учнів на те,що транзистор – це не просту сукупність двох звичайних напівпровідникових діодів, включених послідовно. Річ у тому, що у транзистора струм колекторного переходу знаходиться в прямій залежності від величини струму, який протікає через емітерний перехід. У двох же окремих діодів при будь-якій схемі їх з'єднання струм в кожному з них залежить тільки від величини і полярності прикладеної до нього напруги, і зовсім не залежить від електричного стану іншого діода.