ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐ
Òðàíçèñòîð (îò àíãëèéñêèõ ñëîâ transfer — ïåðåíîñèòü è resistor — ñîïðîòèâëåíèå) ýëåêòðîííûé ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðèáîð, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ óñèëåíèÿ, ãåíåðèðîâàíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ êîëåáàíèé ðàçëè÷íûõ ÷àñòîò.
Èçîáðåòåí â 1948 ã. àìåðèêàíöàìè Ó. Øîêëè, Ó. Áðàòòåéíîì è Äæ. Áàðäèíîì.
Íàèáîëåå ìàññîâûé òðàíçèñòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïëàñòèíêó ãåðìàíèÿ (ðèñ. 1), êðåìíèÿ èëè äðóãîãî ïîëóïðîâîäíèêà ðàçìåðîì ïðèìåðíî
ìì, îáëàäàþùåãî ýëåêòðîííîé (
-òèïà) èëè äûðî÷íîé (
-òèïà) ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ, â îáúåìå êîòîðîé èñêóññòâåííî ñîçäàíû äâå îáëàñòè, ïðîòèâîïîëîæíûå ïî ýëåêòðè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè. Ïëàñòèíêà ïîëóïðîâîäíèêà è äâå îáëàñòè â íåé îáðàçóþò äâà
ïåðåõîäà, êàæäûé èç êîòîðûõ îáëàäàåò òàêèìè æå ýëåêòðè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, êàê è ïîëóïðîâîäíèêîâûé äèîä. Åñëè ñàìà ïëàñòèíêà ïîëóïðîâîäíèêà îáëàäàåò ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ <
-òèïà, à ñîçäàííûå â íåé îáëàñòè — ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ
-òèïà, òàêîé òðàíçèñòîð áóäåò ñòðóêòóðû ð-n-ð. Åñëè, íàîáîðîò, ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ïëàñòèíêè
-òèïà, à ýëåêòðîïðîâîäíîñòü åå îáëàñòåé
-òèïà, ñòðóêòóðà òàêîãî òðàíçèñòîðà n-ð-n.
Íåçàâèñèìî îò ñòðóêòóðû òðàíçèñòîðà ïëàñòèíêó ïîëóïðîâîäíèêà íàçûâàþò áàçîé Á, îáëàñòü ìåíüøåãî îáúåìà — ýìèòòåðîì Ý, à îáëàñòü áîëüøåãî îáúåìà — êîëëåêòîðîì Ê.
Ýëåêòðîííî-äûðî÷íûé ïåðåõîä ìåæäó êîëëåêòîðîì è áàçîé íàçûâàþò êîëëåêòîðíûì, ìðæäó ýìèòòåðîì è áàçîé — ýìèòòåðíûì.
Óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ íà ñõåìàõ òðàíçèñòîðîâ ðàçíûõ ñòðóêòóð íåçàâèñèìî îò òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ ïðèáîðîâ îòëè÷àþòñÿ ëèøü òåì, ÷òî ñòðåëêà, ñèìâîëèçèðóþùàÿ ýìèòòåð, ó òðàíçèñòîðà ñòðóêòóðû ð-ï-ð îáðàùåíà ê áàçå (ðèñ. 2), à ó òðàíçèñòîðà ï-ð-ï — îò áàçû. Ñòðåëêà ýìèòòåðà ïîêàçûâàåò íàïðàâëåíèå òîêà ÷åðåç òðàíçèñòîð.
Ïðîñòåéøèé óñèëèòåëü êîëåáàíèé çâóêîâîé ÷àñòîòû ìîæíî ñîáðàòü ïî ñõåìå, ïîêàçàííîé íà ðèñ. 3. Çàæèìû «Âõîä», êóäà ïîäâîäèòñÿ óñèëèâàåìûé ñèãíàë, ÿâëÿþòñÿ âõîäîì óñèëèòåëÿ, à ó÷àñòîê êîëëåêòîðíîé öåïè, â êîòîðóþ âêëþ÷åíû òåëåôîíû BF, — âûõîäîì óñèëèòåëÿ. Òðàíçèñòîð VT âêëþ÷åí ïî ñõåìå îáùåãî ýìèòòåðà, ò. å. ñïîñîáîì, ïðè êîòîðîì ýìèòòåð ÿâëÿåòñÿ îáùèì ýëåêòðîäîì äëÿ âõîäíîé è âûõîäíîé öåïåé óñèëèòåëÿ. Òðàíçèñòîð ïðè òàêîì âêëþ÷åíèè îáåñïå÷èâàåò íàèáîëüøåå óñèëåíèå ñèãíàëà.
Áàòàðåÿ GB íàïðÿæåíèåì
ñëóæèò èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ òðàíçèñòîðà. Ïîñêîëüêó â óñèëèòåëå èñïîëüçóåòñÿ òðàíçèñòîð ñòðóêòóðû ð-ï-ð, áàòàðåÿ ïîëîæèòåëüíûì ïîëþñîì ñîåäèíåíà ñ ýìèòòåðîì, à îòðèöàòåëüíûì — ñ êîëëåêòîðîì (÷åðåç òåëåôîíû). Ìåæäó áàçîé òðàíçèñòîðà è ìèíóñîâûì ïðîâîäíèêîì ïèòàíèÿ âêëþ÷åí ðåçèñòîð
, ñîïðîòèâëåíèå êîòîðîãî ïîäáèðàþò ïðè íàëàæèâàíèè óñèëèòåëÿ (íà ñõåìàõ îáîçíà÷àþò çâåçäî÷êîé). ×åðåç íåãî íà áàçó (îòíîñèòåëüíî ýìèòòåðà) ïîäàåòñÿ íåáîëüøîå íàïðÿæåíèå (äëÿ ãåðìàíèåâûõ òðàíçèñòîðîâ
, äëÿ êðåìíèåâûõ —
), íàçûâàåìîå íàïðÿæåíèåì ñìåùåíèÿ, êîòîðîå îòêðûâàåò òðàíçèñòîð, óñòàíàâëèâàÿ åãî â ðåæèì óñèëåíèÿ. Áåç íàïðÿæåíèÿ ñìåùåíèÿ òðàíçèñòîð èñêàæàåò óñèëèâàåìûé ñèãíàë.
Ýëåêòðîëèòè÷åñêèé êîíäåíñàòîð
— âñïîìîãàòåëüíûé ýëåìåíò óñèëèòåëÿ: íå îêàçûâàÿ çàìåòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ óñèëèâàåìîìó ñèãíàëó, îí ïðåïÿòñòâóåò çàìûêàíèþ ïîñòîÿííîãî òîêà áàçîâîé öåïè òðàíçèñòîðà íà îáùèé ïëþñîâîé ïðîâîäíèê áàòàðåè ïèòàíèÿ ÷åðåç èñòî÷íèê ñèãíàëà.
Íà âõîä óñèëèòåëÿ ìîæíî âêëþ÷èòü çâóêîñíèìàòåëü ýëåêòðîïðîèãðûâàþùåãî óñòðîéñòâà (ñì. Ýëåêòðîôîí) è ïðîèãðàòü ãðàìïëàñòèíêó. Ñëàáûé ñèãíàë çâóêîâîé ÷àñòîòû, ñîçäàííûé çâóêîñíèìàòåëåì, òðàíçèñòîð óñèëèò, è â òåëåôîíàõ íà âûõîäå óñèëèòåëÿ äîñòàòî÷íî ãðîìêî ìû óñëûøèì çâóêè ìåëîäèè èëè ãîëîñ ïåâöà, çàïèñàííûå íà ãðàìïëàñòèíêó. Òàêîé óñèëèòåëü ìîæíî ïîäêëþ÷èòü ê âûõîäó ïðîñòåéøåãî ðàäèîïðèåìíèêà — äåòåêòîðíîãî. È â ýòîì ñëó÷àå òðàíçèñòîð óñèëèò ñèãíàë çâóêîâîé ÷àñòîòû, à òåëåôîíû ïðåîáðàçóþò åãî â çâóêîâûå êîëåáàíèÿ.
Ïðèíöèïèàëüíî òàê ðàáîòàåò è ïðîñòåéøèé óñèëèòåëü ðàäèî÷àñòîòû. Òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå òðàíçèñòîð äîëæåí áûòü âûñîêî÷àñòîòíûì, à åãî íàãðóçêîé — ðåçèñòîð, âûñîêî÷àñòîòíûé òðàíñôîðìàòîð èëè äðîññåëü (ñì. Äðîññåëü ýëåêòðè÷åñêèé), ñ êîòîðûõ óñèëåííûé ñèãíàë ïîäàåòñÿ ê äåòåêòîðó, à îò íåãî — ê òåëåôîíàì.
Âïîëíå âåðîÿòíî, ÷òî òðàíçèñòîð óñèëèòåëÿ ìîæåò áûòü ñòðóêòóðû
, íàäî òîëüêî èçìåíèòü ïîëÿðíîñòü âêëþ÷åíèÿ ïèòàþùåé åãî áàòàðåè.
Òðàíçèñòîðû ñòðóêòóð ð-ï-ð è ï-ð-ï íàçûâàþò áèïîëÿðíûìè, òàê êàê â èõ ðàáîòå ó÷àñòâóþò è ïîëîæèòåëüíûå íîñèòåëè òîêà — «äûðêè», è îòðèöàòåëüíûå — ýëåêòðîíû. Íàðÿäó ñ áèïîëÿðíûìè òðàíçèñòîðàìè (èõ ÷àñòî íàçûâàþò îáû÷íûìè) âñå áîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷àþò óíèïîëÿðíûå, â êîòîðûõ ðàáîòàþò íîñèòåëè òîêà îäíîãî çíàêà — òîëüêî ýëåêòðîíû èëè òîëüêî «äûðêè». Óïðàâëÿåò òàêèì òðàíçèñòîðîì ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, ñîçäàâàåìîå íàïðÿæåíèåì âõîäíîãî ñèãíàëà. Îòñþäà âòîðîå, íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîå íàçâàíèå óíèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ — ïîëåâûå.
Ê ñåìåéñòâó òðàíçèñòîðîâ îòíîñÿòñÿ òàêæå ôîòîòðàíçèñòîðû, äâóõáàçîâûå äèîäû è íåêîòîðûå äðóãèå ïîëóïðîâîäíèêîâûå ïðèáîðû.
 ìèêðîýëåêòðîíèêå íà îäíîì êðèñòàëëå ÿî-ëóïðîâîäíèêà èçãîòîâëÿåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî òðàíçèñòîðîâ, ñîñòàâëÿþùèõ èíòåãðàëüíóþ ìèêðîñõåìó.