Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

избыток дырок. В конце концов наступит рав­новесие, количество электронов-перебежчиков и дырок-перебежчиц уравняется. И тогда в ды­рочном слое у самой его границы возникнет ряд отрицательных зарядов, а в электронном — ряд положительных зарядов. Между двумя разноименными зарядами, как между обклад­ками заряженного конденсатора, появится электрическое поле. Оно будет направлено против новых «нарушителей границы». В элек­тронном слое это поле станет задерживать электроны, стремящиеся перейти границу — оттолкнет их обратно. А в дырочной области по­граничное поле оттолкнет обратно новых пере­бежчиц-дырок. Движение зарядов через границу прекратится. На границе возникнет запираю­щий слой, преодолеть который носители тока не смогут без помощи внешнего электрического поля. Этот запирающий слой — основа многих ценнейших аппаратов и приборов.

ВЫПРЯМИТЕЛИ

Техника наших дней широко пользуется выпрямителями — устройствами, которые пре­образуют переменный электрический ток в по­стоянный. Чаще всего это особые радиолампы — кенотроны. Их можно найти в любом сетевом радиоприемнике. Главными частями мощных выпрямителей для радиостанций, электропла­вильных печей, электровозов были до недавних пор мотор-генераторы или приборы газового разряда — ртутные лампы. Такие устройства громоздки (для мощного мотор-генератора стро­ят целое здание), неэкономичны, часто выходят из строя.

Теперь появились полупроводниковые вы­прямители с запирающим слоем. Они проч­ны, надежны, миниатюрны и вместе с тем ре­кордно экономичны.

Пограничное электрическое поле в полупро­воднике, состоящем из дырочной и электронной областей, существует всегда, независимо от того, подведены провода от электрической батареи к разным частям полупроводника или нет (рис. 12, а). Но внешнее поле сильно влияет на внут­реннее поле запирающего слоя.

Если к электронной части полупроводника подвести положительный полюс батареи, а к дырочной — отрицательный, то направление электрического поля батареи совпадет с на­правлением внутреннего поля в запирающем слое. Это расширит запирающий слой, и ток через прибор не пойдет (рис. 12, б). Образно

Рис. 12. На границе электронного и дырочного полупровод­ников возникает запирающий слой. Он пропускает электриче­ский ток лишь в том направлении, при котором электроны и дырки движутся навстречу друг другу.

говоря, внешнее поле усилит «стражу погра­ничников» — электронов и дырок.

А если поменять местами полюсы батареи, то поле батареи и поле запирающего слоя будут направлены в разные стороны. Сильное поле батареи переборет слабенькое поле запираю­щего слоя, «стража пограничников» — элек­тронов и дырок — будет сметена, и через при­бор потечет ток (рис. 12, в).

Теперь подведем к прибору переменное внешнее поле, т. е. такое поле, направление кото­рого беспрестанно меняется. Запирающий слой станет то расширяться, то пропадать. При его расширении ток через полупроводник не будет идти, а в моменты исчезновения пойдет. Значит, двухслойный полупроводник пропустит ток лишь в одну сторону и, следовательно, выпря­мит переменный ток, превратит его в по­стоянный.

Купроксные (на закиси меди) и селеновые выпрямительные устройства уже давно приме­няются в технике. Сейчас внедряются мощные выпрямители из германия и кремния. Их, на­пример, ставят на электровозы. В ближайшие годы во многих отраслях техники полупровод­никовыми выпрямителями будут вытеснены до­рогие и ненадежные кенотроны, ртутные колбы, мотор-генераторы.

253