Почему усиливает кристаллический триод
Механизм усиления кристаллических триодов примерно такой же, как у электронных ламп. Он очень сложен и не во всех подробностях окончательно выяснен. В общих чертах, не вдаваясь в детали, можно представить его себе следующим образом.
На поверхности полупроводников образуется слой с иным родом проводимости, нежели у всего их объема. Предположим, что у полупроводника—электронная проводимость, следовательно, на его поверхности имеется слой с дырочной
проводимостью. К этому полупроводнику приварены два проводника Э и К и на расстоянии около 50 микрон один от другого. Между каждым из этих проводников и основанием кристалла О приложено напряжение от батарей Бэ и Бк с указанной полярностью.
На контакт Э подано положительное напряжение. Он будет притягивать к себе электроны и способствовать образованию «дырок», которые он отталкивает от себя. Второй контактный проводник К, на который подано отрицательное напряжение, будет притягивать к себе «дырки»; он будет как бы собирать их. Контакт Э называется эмиттером (излучателем), потому что он эмиттирует (излучает) «дырки», а контакт К — коллектором (собирателем).
Нетрудно увидеть, что величина тока, текущего в цепи коллектора, зависит от величины эмиссии «дырок» эмиттером. При отсутствии этой эмиссии тока в цепи коллектора практически не будет, поскольку приложенное к контакту К отрицательное напряжение будет способствовать образованию между поверхностным слоем и объемом кристалла запирающего слоя (см. здесь). Эмиттируемые эмиттером «дырки», притягивающиеся к коллектору К, создадут ток в его цепи, причем этот ток будет тем больше, чем больше эмиссия.
В цепи коллектора помещено нагрузочное сопротивление, на котором при прохождении в цепи коллектора тока по закону Ома будет создаваться падение напряжения. Чем сильнее ток, тем больше будет падение напряжения на RH. Но так как ток в цепи коллектора зависит от величины эмиссии «дырок» эмиттером 3,
можно сказать, что падение напряжения на нагрузочном сопротивлении зависит от величины эмиссии «дырок», а эта последняя в свою очередь определяется введенным в цепь эмиттеpa переменным напряжением.
Общий «механизм» усиления кристаллического триода можно представить себе таким же, как и у вакуумного триода или вообще вакуумных электронных ламп. Триод можно рассматривать как переменное сопротивление, величина которого зависит от эмиссии эмиттера, в свою очередь зависящей от приложенного к нему напряжения. Это переменное сопротивление соединено последовательно с сопротивлением нагрузки коллектора и источником его питания. В соответствии с изменениями сопротивления триода будет происходить перераспределение напряжений между этим переменным сопротивлением и нагрузочным сопротивлением. Словом, все будет происходить так же, как и в электронных усилительных лампах.
В приведенных схемах включения триода на его «анод» подан минус. Это необязательно. Если проводимость всего объема кристалла была бы «дырочной», то на нем образовался бы поверхностный слой с электронной проводимостью и полярность Э и К пришлось бы переменить. Эмиттер эмиттировал бы не «дырки», а электроны, но принцип работы триода от этого не меняется.
Однако у современных полупроводниковых триодов основной объем обычно имеет электронную проводимость, поэтому такая «лампа» работает при отрицательном напряжении на «аноде».