Це я так бачу, я сподіваюся, що це додасть щось корисне для дискусії:
Напівпровідники, діоди та транзистори
ЕЛЕКТРОНИ ТА КОЛИ
Давайте придумаємо ряд копійок, викладених у рядку, торкаючись поперек столу. Перемістіть правий кінець копійки на одну ширину копійки праворуч, залишивши проміжок. Потім продовжуйте рухати копійку ліворуч від проміжку в простір. По мірі продовження всі копійки перемістилися праворуч, а проміжок перемістився через стіл вліво. Тепер зображте копійки як електрони, і ви можете бачити, як електрони, що рухаються в один бік через напівпровідник, викликають переміщення отворів у зворотному напрямку.
Щоб розтягнути аналогію, ми могли б використовувати невеликі купи копійок, тому багато потрібно рухатись правою стороною, перш ніж отвір рухається ліворуч. Або у нас може бути кілька копійок і багато місця, щоб отвори легко пересувалися, коли рідкісні копійки переміщуються через широкі прогалини. Ці два випадки моделюють дві форми легованого кремнію, додано багато електронів, і у нас є N-тип, багато дірок (видалено електрони), і у нас P-тип. Види досягаються змішуванням (допінгом) Кремнію з невеликою кількістю інших металів.
Коли електрони мають боротися через атоми напівпровідника, його опір відносно високий. Ранні напівпровідники використовували германій, але, крім особливих випадків, сьогодні кремній є універсальним вибором.
Мідний провід можна візуалізувати як такий, що має великі палі електронів пенні, всі зближуються, тому струм - це рух кількох копійок у вершинах паль, жодних отворів не утворюється. При такій кількості доступних для струму питомий опір, як ми знаємо, низький.
ДІОДИ
Найпоширеніший напівпровідниковий діод (є й інші спеціалізовані типи) має перехід між N-типом та P-типом. Якщо на діод подається напруга, позитивна на кінець N типу і негативна на інший, всі електрони підтягуються до позитивного кінця, залишаючи отвори на негативному кінці. Маючи в середині майже ніяких електронів, майже не може протікати струм. Діод "зворотно зміщений"
Коли напруга подається іншим способом, негативним до кінця N типу та позитивним для типу P, електрони притягуються до середини і можуть перехрещуватися, щоб скасувати дірки типу P і витікати в з'єднувальний провід. З іншого боку, негативна напруга, кінець, електрони відштовхуються в середину діода, замінюючись тими, що заливаються з дроту, тому загальний струм може легко протікати: діод пересувається вперед.
З'єднання з діодом називаються "анодом", який є позитивним кінцем, коли діод зміщений вперед, і "катодом", який є негативним кінцем. Я пам’ятаю це за аналогією з тими ж умовами для клапанів, яким потрібна висока позитивна напруга (HT для «Високого напруження» - не тримайте пальці) на аноді, щоб струм протікав. Гарною мнемонічністю для полярності прямого зміщеного діода може бути PPNN: "Позитивний, P-тип, N-тип, негативний".
Диод варактора використовує той факт, що дві розділені області заряду, позитивна і негативна, утворюють сирий конденсатор. Так, спеціально розроблені діоди зроблені для того, щоб це використати при зворотній зміщенні. Прикладена напруга розтягує заряди в сторони, утворюючи "виснажувальний шар" між контактами. Підвищення прикладеної зворотної напруги робить цей шар товщішим, тому зменшується ємність, і навпаки. Варакторні діоди зазвичай використовуються в налаштованих контурах для зміни частоти, замінюючи лопатеві конденсатори, які використовувались у дні клапанів.
БІПОЛАРНІ ТРАНЗІСТОРИ
Біполярний транзистор - це той, чия робота залежить як від електронів, так і від дірок. Він складається з двох діодів спиною до спини, що розділяє загальний центральний шар. Один із зовнішніх клем - колектор C, а другий - випромінювач E. Центральним з'єднанням є база B, і він є частиною як діодів CB, так і BE. Отже, у нас є тришаровий сендвіч. При звичайному використанні діод між C і B є зворотним зміщенням, тому без наявності діода BE та його ефекту не протікатиме струм, оскільки всі електрони підтягуються до одного кінця секції CB, а отвори до інший кінець, як у діоді, за прикладеною напругою.
Діод BE пересувається вперед, тому може протікати струм і встановлюється зовнішній ланцюг, щоб обмежити це досить невеликим значенням, але все ще багато дірок і електронів, що протікають через Базу та Випромінювач.
Тепер розумний шматочок. Спільний зв'язок діодів СВ і BE на Базі дуже тонкий, тому затоплення електронів і дірок у частині BE замінює ті, які зворотна напруга колектора зняла, і струм тепер може текти, хоча цей діод CB у в зворотному напрямку, а потім через прямокутний зміщений перехід BE до випромінювача і назовні у зовнішню ланцюг.
Я думаю, що очевидно, що ви не можете зробити транзистор, спаявши два діоди спиною назад, дія вимагає інтимного обміну тонким шаром всередині Кремнію.
Струм колектора залежить від течії базового струму, а транзистор сконструйований так, що малий струм у діоді BE відкриває шлях до набагато більшого струму в CB-переході. Таким чином, ми маємо посилення струму. Використовуючи перепади напруги на зовнішніх резисторах, це можна перетворити на посилення напруги.
Ці транзистори називаються "біполярними", оскільки вони ефективно мають два переходи.
Я ретельно уникав згадувати тип матеріалу в діодах CB і BE, ідеї однакові для обох, і ми можемо мати NPN або PNP як можливі шари. Стрілка на випромінювачі в символі, який показує напрям звичайного колекторного струму (протилежний потоку електронів), вказує у бік негативної сторони прикладеної напруги СЕ, тому струм "вийшов із Р або в N на випромінювачі ".
ПОЛІ ЕФЕКТИВНІ ТРАНЗІСТОРИ, або БНТ
Є безліч різних конструкцій FET, і це дуже спрощений погляд на їх основний принцип.
Це «однополярні» транзистори, хоча термін не використовується часто, оскільки їх робота залежить лише від електронів та електричних полів, а не дірок.
Тут ми маємо єдиний блок легованого кремнію, «канал», з грудками протилежного типу з боків, або як оточуюче кільце. Отже, у нас є лише один діодний перехід, який називається воротами G, між грудками або кільцем і каналом. Канал діє як резистор, струм, що протікає, хоча з одного кінця, джерела S, з іншого стоку D. З'єднання між воротами і каналом є зворотним зміщенням, тому струм не тече, але є електричне поле, яке задається тягне заряди, електрони або дірки до сторін каналу, залишаючи менш доступними для струму SD. Таким чином, у нас струм SD контролюється напругою на затворі.
Зауважте, що це пристрій з контролем напруги, практично жоден струм не надходить у ворота чи виходить із них. Подумайте про закон Ома: Опір = Вольт / Ампер, і ми бачимо, що дуже низький струм означає дуже високий опір, тому FET, як кажуть, має дуже високий вхідний опір - його головна перевага перед Бі-Полярною, де, за навпаки, для передачі струму через базу потрібна невелика напруга, надаючи їй низький вхідний опір