Третий конкурент электронной лампы
Магнитные усилители потенциально являются опасными соперниками электронных ламп, но, пожалуй, еще большая «опасность» грозит им со стороны полупроводниковых электронных приборов.
Кристадин О. В. Лосева в свое время не выдержал натиска электронной лампы и сдал свои позиции более удачливому сопернику. Но он не был совершенно забыт. Много непонятного было в работе как генерирующих кристаллов Лосева, так и обыкновенных кристаллических детекторов. Пытливые исследователи — следопыты науки продолжали изучение их, оказавшееся чрезвычайно плодотворным. Зародилась и развилась новая отрасль науки — наука о полупроводниках.
Полупроводниковые приборы обладают многими ценными свойствами. Виды и области их применения непрерывно расширяются. Купроксные и селеновые выпрямители, электролитические конденсаторы, новейшие термогенераторы— это все полупроводниковые устройства, прочно вошедшие в технику.
Особенно большие успехи сделали за последние годы полупроводниковые приборы, известные под названием кристаллических диодов и триодов. Уже само это название говорит об очень многом. Кристаллические диоды и триоды, являющиеся по существу старыми кристаллическими детекторами, названы ламповыми именами — диодами и триодами. Это название не шутливое, не такое название, которое берется в кавычки. Оно действительно наилучшим образом отражает свойства детекторов новейшего типа. Эти кристаллические детекторы теперь уже не только могут в ряде применений заменить электронную лампу, но часто дают даже лучшие результаты, чем лампа.
Победное шествие «кристаллической лампы» началось после зарождения радиолокации, связанной со сверхвысокими частотами. Детектирование на этих частотах предъявляет к детектору такие требования, с которыми электронная лампа справиться не могла. Как ни малы размеры современных ламп, но все же расстояние от сетки до катода измеряется в них миллиметрами, или, в лучшем случае, их крупными долями. Время, затрачиваемое электронами на преодоление такого расстояния на сверхвысоких частотах, соизмеримо с периодами колебаний, и это делает лампу неработоспособной. Значительная входная емкость лампы, составляющая несколько пикофарад, и индуктивность выводов тоже затрудняют работу на больших частотах. Серьезным препятствием являются и собственные шумы лампы.
У кристаллических диодов все процессы происходят в слое толщиной около одной десятитысячной миллиметра. Входная емкость кристаллического диода около одной десятой пикофарады, а «шумят» кристаллические диоды тем меньше, чем выше частота. Силы вакуумного и кристаллического диодов оказались явно неравными. Кристалл взял реванш и вытеснил лампу с одной из позиций, прекрасно справившись, в частности, с обязанностями смесителя.
Но эта победа не была, выражаясь языком военных, «локальной», т. е. ограниченной одним местом, в известной степени случайной и маловажной. Было установлено, что кристаллы могут усиливать электрические колебания. Если взять хороший полупроводник, например германий, и приварить к нему не одну контактную проволочку, как в обычном детекторе, а две на расстоянии нескольких десятков микрон друг от друга, то в схеме с таким «триодом» можно получить усиление.
Механизм этого усиления будет рассмотрен ниже. Кристаллические триоды чрезвычайно малы, легки, экономичны и удобны; их применение сулит много выгод. Кристаллические диоды и триоды находятся сейчас на такой же стадии развития, на какой электронная лампа была примерно в период введения в нее
первой сетки. Нет сомнения в том, что дальнейший путь их развития будет отмечен победами, не меньшими, чем те, которые одержала в свое время электронная лампа. Электронной лампе придется потесниться и в ряде применений, уступить место кристаллическим устройствам, переживающим свое второе рождение.