Номер 4, страница 104 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

4. Как устроен транзистор?

Транзистор — это полупроводниковый прибор, который является основным элементом современной электроники. Он используется для усиления, генерирования и переключения электрических сигналов. В основе устройства транзистора лежит кристалл полупроводника (чаще всего кремния или германия) с тремя областями, имеющими разный тип проводимости.

Основные компоненты и материалы
Структура транзистора состоит из трех слоев полупроводникового материала. Эти слои создаются путем легирования — добавления специальных примесей в чистый полупроводник для изменения его электрических свойств.
Полупроводник n-типа (n-type): создается добавлением донорной примеси (например, фосфора или мышьяка), которая вносит в кристаллическую решетку «лишние» электроны. Основными носителями заряда в нем являются свободные электроны (отрицательно заряженные).
Полупроводник p-типа (p-type): создается добавлением акцепторной примеси (например, бора или галлия), которая создает «дырки» — вакантные места для электронов. Основными носителями заряда в нем являются дырки (условно положительно заряженные).

Типы биполярных транзисторов
Наиболее распространенным типом являются биполярные транзисторы (BJT), которые состоят из трех чередующихся слоев полупроводников. В зависимости от порядка чередования слоев, они делятся на два типа:
n-p-n транзистор: состоит из тонкого слоя полупроводника p-типа, расположенного между двумя слоями полупроводника n-типа. Это наиболее распространенный тип транзисторов.
p-n-p транзистор: состоит из тонкого слоя полупроводника n-типа, расположенного между двумя слоями полупроводника p-типа.
В этой трехслойной структуре образуются два p-n перехода: эмиттерный и коллекторный.

Выводы транзистора
Каждый из трех слоев транзистора имеет свой вывод (электрод) для подключения к внешней электрической цепи:
Эмиттер (Э): область, которая «эмиттирует» (испускает) носители заряда (электроны или дырки) в базу. Эмиттер обычно легирован сильнее других областей.
База (Б): центральный, очень тонкий слой, который управляет потоком носителей заряда от эмиттера к коллектору. Небольшой ток, протекающий через базу, может управлять значительно большим током в цепи эмиттер-коллектор.
Коллектор (К): область, которая «коллекционирует» (собирает) носители заряда, прошедшие через базу. Коллектор обычно имеет самую большую физическую площадь для эффективного рассеивания тепла.

Таким образом, транзистор можно представить как два диода, включенных навстречу друг другу, с общим центральным слоем (базой). Управляющее действие транзистора основано на том, что малый ток, подаваемый на базу, изменяет проводимость перехода база-коллектор, тем самым управляя большим током, протекающим от эмиттера к коллектору.

Существуют и другие типы транзисторов, например, полевые транзисторы (FET), такие как MOSFET, у которых принцип действия основан на управлении потоком носителей заряда с помощью электрического поля, создаваемого управляющим электродом — затвором.

Ответ: Транзистор — это полупроводниковый прибор, состоящий из трех слоев легированного полупроводника (например, кремния), образующих структуру n-p-n или p-n-p. Эти слои называются эмиттер, база и коллектор. Эмиттер испускает носители заряда, коллектор их собирает, а тонкий слой базы управляет этим потоком. Устройство имеет три вывода, по одному от каждой области, и позволяет малым током или напряжением на базе управлять значительно большим током в цепи эмиттер-коллектор, что обеспечивает его усилительные и переключательные свойства.