Евгений Айсберг - Транзистор?.. Это очень просто!

Айсберг Евгений Давыдович

«Транзистор?.. Это очень просто!»

Издание четвертое, переработанное

Предисловие к русскому изданию

Эта книга относится к серии популярных изданий Е. Айсберга, вышедших во Франции под названием «…Это очень просто!» Она написана в таком же стиле, как и другие его книги: «Радио?.. Это очень просто!», «Телевидение?.. Это очень просто!», «Радио и телевидение?.. Это очень просто!», уже знакомые нашим читателям. Как и в предыдущих книгах, редакция старалась сохранить своеобразие французского издания, формат книги и манеру верстки.

Книга знакомит читателей с важной областью электроники — полупроводниковыми приборами, нашедшими в настоящее время широкое применение.

Сложные физические процессы в полупроводниках изложены автором в весьма доступной форме для читателя, не имеющего специальной подготовки.

Книга посвящена транзисторам — наиболее важным из полупроводниковых приборов. Она поможет радиолюбителю понять принципы их действия, познакомит его с использованием транзисторов в различных схемах и в конечном счете позволит читателю вести практическую работу с транзисторами.

В четвертое издание книги внесены некоторые изменения и исправления в соответствии с ЕСКД.

Отзывы о книге просим направлять по адресу: 113114 Москва, М-114, Шлюзовая набережная, 10, издательство «Энергия», редакция Массовой радиобиблиотеки.

Редакция Массовой радиобиблиотеки

Предисловие автора

Как спокойно следили мы за мирной эволюцией радиотехники, пока в один из дней 1948 г. появление транзистора не изменило все наши представления.

Это была революция… За несколько лет полупроводниковые приборы завоевали основные области радиоэлектроники. Наряду с классической, привычной для «лампистов» техникой возникла другая, совершенно новая. Многим радистам было трудно освоить новые понятия и прочувствовать особенности, свойственные кристаллическим приборам.

Существует много прекрасных, написанных на высоком техническом уровне работ о транзисторах; однако их чтение требует основательных знаний математики и физики твердого тела, усвоить которые довольно трудно. Но в магазинах редко найдешь хорошие книги, предназначенные для радистов-практиков, желающих проникнуть в мир транзисторов, понять происходящие в них физические явления и без затруднений разобраться в современных схемах, где используются эти «трехлапые создания».

Вот почему мы попытались написать книгу, предназначенную для тех, кто уже владеет основами радиотехники (пусть даже это будет на уровне книги «Радио?.. Это очень просто!») и желает освоить особенности транзисторной техники.

Задача эта совсем не из легких. Транзистор выявляет совершенно иные, чем электронная лампа, и не менее сложные проблемы. Взаимозависимость всех его параметров, малое входное сопротивление, сильное влияние температуры и много других препятствий стоят на пути к овладению новой техникой.

Вот почему по первоначальному замыслу книга должна была называться «Транзистор?.. Ну, это не так просто!» (в одном из первых абзацев высказывается именно такая идея). Однако по мере написания книги двум нашим друзьям Любознайкину и Незнайкину удалось убедить нас, что их взгляд на эти вещи не столь сложен. С этого момента стало логично дать книге название, подобное названиям других наших книг о радио и телевидении.

Значит ли это, что содержание следующих за предисловием страниц будет усвоено без каких бы то ни было усилий? Разумеется, нет. Читатель должен будет призвать на помощь все свое внимание и продолжать чтение книги только после того, как освоит основные понятия[1]. И пусть юмор и некоторая легкомысленность рисунков на полях не создают иллюзию чрезвычайной легкости. Эти рисунки помогают полнее понять текст и приносят некоторую разрядку, педагогическую ценность которой нам трудно оценить. Но для приобретения знаний необходимо работать, работать и работать усидчиво, прилежно и, что самое главное, регулярно.

Некоторые найдут в нашей книге то, что они уже знают, как, например, построение нагрузочной прямой или наилучшие условия передачи мощности. Тем лучше для них. Другим же, наоборот, придется напрячь свое воображение, чтобы понять использование характеристик, к чему мы часто прибегаем.

Пусть читатель не ищет полной и строгой теории транзисторов. Не следует также искать здесь и описания конструкции различных приборов.

Мы стремились помочь читателю понять принципы. Из всей массы понятий и сведений, отражающих бурно развивающуюся технику, мы старались выделить самое главное, оставив в стороне все, что кажется менее существенным.

Оба действующих лица, живой диалог которых заполняет страницы книги, не отличаются ни ученостью, ни серьезностью. Они решительно придерживаются взглядов Монтескье, утверждавшего, что «серьезность — счастье глупцов». Поэтому будем надеяться, что, изучая эти страницы, читатель получит двойное удовольствие: развлекаясь — постигать новое. Этого блага мы ему и желаем.

Е. Айсберг

Действующие лица

Любознайкин — молодой преподаватель радиоэлектроники, некогда изучивший основы радиотехники с помощью своего дяди Радиоля; он всегда готов удовлетворить любознательность своего друга…

…Незнайкин — первый ученик Любознайкина. Их беседы изложены в книгах «Радио?.. Это очень просто!», «Телевидение?.. Это очень просто!» и «Радио и телевидение?.. Это очень просто!», где можно убедиться, что если Незнайкину иногда не хватает элементарных знаний, то как бы в качестве компенсации этого недостатка он наделен необычайной понятливостью. В настоящее время Незнайкин работает монтажником на заводе, выпускающем радиоприемники.

Беседа первая

ЖИЗНЬ АТОМОВ

Невозможно понять работу транзисторов, не углубив предварительно некоторых познаний в физике и химии относительно строения атома и соединений атомов. К этому и стремятся наши друзья в своей первой беседе.

Содержание: Полупроводники. Принцип работы и преимущества транзистора. Влияние температуры на транзисторы. Пределы по частоте и по мощности. Молекулы. Атомы. Протоны, нейтроны и электроны. Распределение электронов по оболочкам. Ионизация. Валентное число. Кристаллическая решетка.

Любознайкин. — Рад видеть тебя, дорогой друг. Хорошо ли ты провел отпуск?

Незнайкин. — Увы, нет.

Л. — Погода была неблагоприятной, облачное небо или море разбушевалось?

Н. — Совсем нет, в этом отношении мне повезло — погода была идеальная. Но на пляже не было никакой возможности отдохнуть, так как повсюду отдыхающие гремели своими транзисторными приемниками. Перекличка безголосых певичек и мотивы диких танцев подвергли мои нервы жестокому испытанию. А в довершение всего я, желая понять, как эти транзисторные приемники могут наделать столько шума, попытался читать книги, которые помогли бы мне понять теорию и вопросы применения… и ничего в них не понял!

Л. — Я понимаю твое огорчение. Но пусть твое самолюбие не страдает: поверь мне, транзисторы не такая простая штука! Открывая Международный конгресс по транзисторам, который в мае 1959 г. состоялся в Лондоне, лорд Хейлшем сказал, «что даже в наиболее развитых в промышленном отношении странах один из десяти тысяч человек не сможет объяснить, что такое транзистор или даже что такое полупроводник».

Н. — Это меня утешает, тем более что, как мне кажется, я могу сказать, что такое полупроводник.

Л. — Незнайкин, браво! Ну, выкладывай свои познания.

Н. — Ну, начнем хотя бы с того, что полупроводник должен иметь сопротивление, во много раз большее, чем у проводников, и значительно меньшее, чем у диэлектриков.

Л. — Правильно, но это слишком общее определение. Чтобы быть более точными, скажем, что у такого полупроводника, как германий (который в основном используется для производства транзисторов), удельное сопротивление в 30 миллионов раз больше, чем у меди, и в миллион миллионов раз меньше, чем у стекла (рис. 1).

Рис. 1. Распределение важнейших проводниковых, полупроводниковых и диэлектрических материалов в зависимости от их удельного сопротивления. Здесь видно, что удельное сопротивление полупроводников изменяется в очень широких пределах и они занимают довольно широкую область.