Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Точка контакта транзистор был первый тип транзистора , чтобы быть успешно продемонстрирована. Он был разработан учеными-исследователями Джоном Бардином и Уолтером Браттейном из Bell Laboratories в декабре 1947 года. [1] [2] Они работали в группе под руководством физика Уильяма Шокли . Группа работала вместе над экспериментами и теориями эффектов электрического поля в твердотельных материалах с целью замены электронных ламп меньшими устройствами, потребляющими меньше энергии.

Критический эксперимент, проведенный 16 декабря 1947 года, состоял из блока германия , полупроводника , с двумя очень близко расположенными золотыми контактами, удерживаемыми пружиной. Браттейн прикрепил небольшую полоску золотой фольги к вершине пластикового треугольника - конфигурация, которая по сути представляет собой точечный диод . Затем он осторожно разрезал золото на кончике треугольника. В результате образовались два электрически изолированных золотых контакта, очень близко расположенных друг к другу.

Ранняя модель транзистора

Используемый кусок германия имел поверхностный слой с избытком электронов. Когда электрический сигнал проходил через золотую фольгу, он вводил отверстия (точки, в которых отсутствуют электроны). Это создало тонкий слой с недостатком электронов.

Небольшой положительный ток, приложенный к одному из двух контактов, оказал влияние на ток, протекающий между другим контактом и основанием, на котором был установлен блок германия. Фактически, небольшое изменение тока первого контакта вызвало большее изменение тока второго контакта, таким образом, это был усилитель. Первый контакт - это «эмиттер», а второй контакт - «коллектор». Слаботочная входная клемма в точечном транзисторе является эмиттером, а сильноточные выходные клеммы - базой и коллектором. Это отличается от более позднего типа биполярного переходного транзистора, изобретенного в 1951 году, который работает так же, как и транзисторы.с малоточной входной клеммой в качестве базы и двумя сильноточными выходными клеммами в качестве эмиттера и коллектора.

Транзистор с точечным контактом был коммерциализирован и продан Western Electric и другими, но вскоре был заменен транзистором с биполярным переходом , который был проще в производстве и более прочным.

Формирование [ править ]

Модель первого коммерчески доступного точечного транзистора.

Хотя точечные транзисторы обычно работали нормально, когда металлические контакты просто помещались близко друг к другу на основном кристалле германия, было желательно получить как можно более высокий коэффициент усиления по току α.

Чтобы получить более высокий коэффициент усиления по току α в точечном транзисторе, был использован короткий сильноточный импульс для изменения свойств точки контакта коллектора, метод, называемый «электрическое формирование». Обычно это делалось путем зарядки конденсатора определенного номинала до определенного напряжения, а затем его разрядки между коллекторным и базовым электродами. Формовка имела значительную частоту отказов, поэтому пришлось отказаться от многих коммерческих инкапсулированных транзисторов. Хотя эффекты формирования были поняты эмпирически, точная физика процесса никогда не могла быть адекватно изучена, и поэтому не было разработано четкой теории, чтобы объяснить это или дать рекомендации по ее улучшению.

В отличие от более поздних полупроводниковых устройств, любитель мог сделать точечный транзистор, начав с германиевого точечного диода в качестве источника материала (можно было использовать даже перегоревший диод; и транзистор можно было заменить. образуется при повреждении, при необходимости несколько раз). [3]

Характеристики [ править ]

Некоторые характеристики точечных транзисторов отличаются от более поздних переходных транзисторов:

  • Общий коэффициент усиления по току (или α ) точечного транзистора составляет от 2 до 3, тогда как α биполярного переходного транзистора (BJT) не может превышать 1, а коэффициент усиления по току общего эмиттера (или β) точечного транзистора не может превышает 1, тогда как β для BJT обычно составляет от 20 до 200.
  • Дифференциальное отрицательное сопротивление .
  • При использовании в насыщенном режиме в цифровой логике в некоторых схемах (но не во всех) они фиксируются во включенном состоянии, что делает необходимым отключение питания на короткое время в каждом машинном цикле, чтобы вернуть их в выключенное состояние.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Hoddeson, Лилиан (1981). «Открытие точечного транзистора». Исторические исследования в физических науках . Калифорнийский университет Press. 12 (1): 41–76. DOI : 10.2307 / 27757489 .
  2. ^ Кресслер, Джон (2017). Кремниевая Земля: Введение в микроэлектронику и нанотехнологии (2-е изд.). CRC Press. п. 3-22. ISBN 9781351830201.
  3. ^ Самодельного ТРАНЗИСТОРОВ: PB Helsdon, Wirless World, январь 1954 . Статья начинается со слов «Вполне реально сделать в домашних условиях точечные транзисторы, которые вполне могут сравниться с теми, которые рекламируются профессиональными производителями».

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Bardeen, J .; Браттейн, WH (15 июля 1948 г.). «Транзистор, полупроводниковый триод» . Физический обзор . Американское физическое общество. 74 (2): 230–231. DOI : 10.1103 / Physrev.74.230 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Точечный транзистор
  • Фотография первого транзистора в истории (2092x2086)
  • Статья PBS