Возникающее в кристалле при прямом напряжении электрическое поле «поджимает» основные носители к границе между областями, вследствие чего ширина переходного слоя, обедненного носите­лями, сокращается. Соответствен­но уменьшается и сопротивление пе­рехода, причем тем сильнее, чем больше напряжение. Таким образом, вольт-амперная характеристика в пропускной области не является прямой (рис. 11).

Рис.11

Теперь приложим к кристаллу напряжение такого направления

чтобы «+»'был подключен к n-области, а «—» был подключен к р-области (такое напряже­ние называется обратным). Обратное напряжение приво­дит к повышению потенциального барьера и соответствен­ному уменьшению тока основных носителей Iосн. Возникающий при этом результирующий ток (называемый обратным) довольно быстро достигает насыщения (т. е. перестает зависеть от U, рис. 11) и становится равным iнеосн. Таким образом, в направлении от n-области к р-области (которое называется обратным или запорным) р — n-переход пропускает слабый ток, целиком обусловленный неосновными носителями. Лишь при очень большом обратном напряжении сила-тока на­чинает резко возрастать, что обусловлено электрическим пробоем перехода. Каждый р—n-переход характери­зуется своим предельным значением обратного напряжения, которое он способен выдержать без разрушения. Поле, возникающее в кристалле при наложении обратного напряжения; «оттягивает» основные носители от границы между областями, что приводит к возрастаниюширины переходного слоя,обедненного носителями. Соответ­ственно увеличивается и сопротивление перехода. Следо­вательно, р—n-переход обла­дает в обратном направлении гораздо большим сопротивле­нием, чем в прямом.

Из сказанного вытекает, что р — n-переход может быть

Рис.12

использован для выпрямления переменного тока. На рис. 12 показан график тока, текущего через переход, в том случае, если приложенное напряжение изменяется по гармоническому закону. В этом случае ширина слоя, обедненного носителями, и сопротивление перехода пульсируют, изменяясь в такт с изменениями напряжения.

Германиевые выпрямители могут выдерживать об­ратное напряжение до 1000 в. При напряжении в 1 в плот­ность тока в прямом направлении достигает 100 а/см2, в обратном—не больше нескольких микроампер. Еще более высокое обратное напряжение допускают крем­ниевые выпрямители. Они также выдерживают более высокую рабочую температуру (до 180° С вместо при­мерно 100° С для германия). Гораздо худшими парамет­рами обладают широко распространенные селеновые вы­прямители. Допустимое обратное напряжение составляет для них не более 50 в, наибольшая плотность прямого тока до 50 ма/см2. Соединяя последовательно N выпрямительных элементов (селеновых шайб), можно полу­чить выпрямитель, выдерживающий N-кратное обратное напряжение. Полупроводниковый триод, или транзистор, представ­ляет собой кристалл с двумя р—n-переходами; В зави­симости от порядка, в котором чередуются области с разными типами проводимости, различают р—п—р- и n—p—га-транзисторы). Средняя часть транзистора

(обладающая в зависимости от типа транзистора n- или р-проводимостью) называется его ба­зой. Прилегающие к базе с обе­их сторон области с иным, чем у нее, типом проводимости обра­зуют эмиттер и коллeктор.

Рассмотрим кратко прин­цип работы транзистора типа

Рис.13

р—n—р (рис. 13). Для его из­готовления берут пластинку из очень чистого германия с электронной проводимостью и с обеих сторон вплав­ляют в нее индий. Концентрация носителей в эмиттере и коллекторе, т. е. в дырочной области, должна быть

Рис.14

больше, чем концентра­ция носителей в пределах базы, т. е. в электронной области. На рис. 14, а даны кривые потенциаль­ной энергии — электронов (сплошная линия) и ды­рок (пунктирная линия).

На переход эмиттер — база подается напряже­ние в проходном направ­лении (рис. 13), а на пеpеход база — коллектор

подается большее напря­жение в запорном направлении. Это приводит к по­нижению потенциального барьера на первом переходе и повышению барьера на втором (рис. 14,6). Протека­ние тока в цепи эмиттера сопровождается проникнове­нием дырок в область базы (встречный поток электронов мал вследствие того, что их концентрация невелика). Проникнут в базу, дырки диффундируют по направлению к коллектору. Если толщина базы небольшая, почти все дырки, не успев рекомбинировать, будут достигать коллектора. В нем они подхватываются полем и увеличивают ток, текущий в запорном направлении в цепи коллектора. Всякое изменение тока в цепи эмиттера приводит к изменению количества дырок, проникающих в коллектор и, следовательно, к почти такому же изменению тока в цепи коллектора Очевидно, что изменение тока в цепи коллектора не превосходит изменения тока в цепи эмиттера, так что, казалось бы, описанное устройство бесполезно. Однако надо учесть, что переход имеет в запорном направлении гораздо большее сопротивление, чем в проходном. Поэтому при одинаковых изменениях токов изменения напряжения в цепи коллектора будут во много раз больше, чем в цепи эмиттера. Следовательно, транзистор усиливает напряжения и мощности. Снимаемая с прибора повышенная мощность появляется за счет источника тока, включенного в цепь