Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 1 december 1953 - Transistorn, av Torkel Wallmark
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
936
TEKNISK TIDSKRIFT
arna (donatorerna i n-zonen, acceptorerna i
p-zonen) att dominera potentialfördelningen, så
att n-zonen blir positiv och p-zonen negativ
(fig. 1). Potentialfördelningen uppsöker det
jämviktsläge där för varje gränsyta antalet in- och
utdiffunderande fria laddningar är lika. På
samma sätt innebär jämvikten att antalet fria
laddningar som återförenas per tidsenhet är lika med
antalet fria laddningar som alstras per tidsenhet.
Antag nu att den högra p-zonen göres avsevärt
negativ och den vänstra något positiv som visas
i fig. 1. Det finns då intet hinder för hålen i
den vänstra p-zonen att diffundera in i n-zonen
i mitten och därifrån genom potentialfallet ned
i den högra p-zonen. Hålen kommer att injiceras
i den mittersta n-zonen, basen, av den vänstra
p-zonen, injektorn eller emittern, samt därefter
uppsamlas av den högra p-zonen, kollektorn.
Samtidigt kommer givetvis en diffusion av
elektroner att äga rum från basen till injektorn. Om
emellertid antalet donatorer i basen är avsevärt
mindre än antalet acceptorer i injektorn, kan
denna ström försummas.
Transistorns arbetssätt som förstärkare blir då
att en liten spänningsändring på injektorn
utlöser en strömändring som praktiskt taget
oförändrad passerar till kollektorn och där kan
utnyttjas för en stor spänningsändring.
Under passagen genom basen går någon eller
några procent av hålen förlorade genom
rekom-bination. Kvoten av till kollektorn anländande
hålström dividerad med i basen injicerad
hålström brukar anges med en faktor a som i
praktiska skikttransistorer brukar uppgå till 90—
99 %. Enär transistorns egenskaper, t.ex.
förstärkning, förbättras med storleken av oc,
strävar man efter att göra oc så nära 1 som möjligt.
Åtgärder i denna riktning är att göra basen tunn
och med så nära idealt kristallgitter som möjligt.
Den här givna beskrivningen har gällt en
p-n-p-transistor. Ett liknande resonemang kan göras
för n-p-n-transistorn, om laddningar,
spänningar och strömmar ges ombytta tecken. Som
förstärkare har p-n-p-transistorn och
n-p-n-transistorn mycket lika egenskaper;
n-p-n-transistorn, som ju arbetar med elektronström, kan
dock arbeta vid något högre frekvens än
p-n-p-transistorn, därför att elektronernas rörlighet i
germaniumgittret är ungefär dubbelt så stor som
hålens.
Schematiskt ritas transistorerna med en symbol
påminnande om en spetstransistor, fig. 2,
varvid injektorn förses med en pil angivande
injektor strömmens riktning.
Fig. 2.
Symboler för
transistorer.
Fig. 3. Släktskapen mellan t.v. spetstransistor och t.h.
skikttransistor.
Spetstransistorn
Spetstransistorn består av ett stycke
germanium, vanligen n-ledande, på vilket fastsvetsats
två fina metalltrådar, samt försett med en
stor-ytig, lödd baskontakt. Vid fastsvetsningen av
trådarna ledes så stor ström genom
anliggnings-kontakterna, att en liten zon germanium
närmast vardera metallspetsen smälter och därvid
upptar föroreningar från ytan eller tråden,
varigenom vid lämpligt val av föroreningar
p-ledande zoner bildas. Spetstransistorn och
skikttransistorn får principiellt samma uppbyggnad
och därför också principiellt samma funktion
(fig. 3). En väsentlig skillnad är emellertid att
oc hos spetstransistorn är större än 1, vanligen
1,5—3, ehuru upp till 30 har uppmätts.
Orsaken till detta har ännu ef klarlagts, men den
bästa arbetshypotesen synes vara att en
in-fångning av hål äger rum i kollektorzonen.
Därvid antas hålens diffusion genom kollektorzonen
hindras av fällor med egenskapen att infånga
och för en tid kvarhålla hål, varigenom en stark
rymdladdning uppstår och ger ett sådant fält vid
metallspetsen, att elektroner frigörs och genom
sitt bidrag avsevärt ökar strömmen till
kollektorn. Närmare undersökningar av de störställen
i germaniumgittret, som förmodas bilda
fällorna, pågår.
På grund av att strömförstärkningsfaktorn oc
är större än 1 vänder strömmen i basen riktning,
fig. 4, och ett motstånd i bastilledningen ger då
positiv återkoppling. Om nämligen strömmen
injektor—bas ett ögonblick stiger, ökar också
strömmen bas—kollektor ehuru åt motsatt håll,
och på grund av spänningsfallet i motståndet
ökar förspänningen injektor—bas med
ytterligare ökad ström som följd. Germaniet i
baszonen utgör självt ett sådant motstånd och
speciellt de tidigare transistorerna råkade därför
lätt i självsvängning. I de moderna
spetstransistorerna är detta motstånd så lågt att
själv-svängningsrisken eliminerats.
Ofta är emellertid återkoppling önskvärd,
exempelvis för oscillator- eller pulsändamål, varför
man avsiktligt inför motstånd i basen.
Analogtransistorn
Transistorernas största nackdel är att
impedanserna till följd av strömstyrningen är väsentligt
lägre än vid elektronröret. Detta medför att ett
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
