Ответ для пользователя @LLyric
Ты в своем комментарии поднял важную тему. И я решил вложить свои пять копеек в эту непростую тему.
Разберемся что за магия творится на уровне электронов и дырок в полупроводниках.
Мы знаем из курса физики что там есть электроны. Они активные, свободолюбивые и любят куда-то двигаться. А есть еще какие-то дырки которые тоже вроде как-то там куда-то движутся.
Про движущиеся дырки это метафора для умных дядей с кафедры физики. По факту, что нужно знать электронщикам, что дырка это место в атоме, где не хватает электрона и по факту они никуда не движутся. Движутся только электроны по этим дыркам. Сами кристаллы кремния стоят на месте.
Первое усвоили. Посмотрим что там у нас творится дальше на примере миграции электронов.
Самый первый и самый простой для понимания пример.
Есть два проводника: p-проводник и n-проводник. N-проводник у нас богат электронами. Его мы представим как страну с кучей гасторбайтеров. P-проводник у нас богат "дырками". Его мы представим как страну имеющую много заводов и вакансий.
Что у нас тут происходит. Чтобы работники не носились тюда-сюда не наводили суету в пормышленой P-зоне, между ними установлен пограничный переход. И через этот переход работники (электроны) лезть не могут и не рискуют. Это состояние равновесия или покоя. Все находятся по разные стороны границы (перехода).
Если мы подадим плюс питания на P-проводник, то мы создадим там прекрасные условия для работников. Сделаем там больше мест (дырок), которые захотят занять гасторбайтеры (электроны). В тоже время мы подадим минус на N-проводник и там будут создаваться плохие условия. Заводы закрываются, вакансии (дырки) тоже. Гастарбайтеров (электронов) становится сильно много. В какой-то момент гасторбайтеры наваливаются огромной толпой на забор, валят его (происходит открытие pn-перехода) и пробираются в страну с хорошими условиями и занимают рабочие места (дырки).
Фраза про очередь за забором заиграла новыми красками ))))))))
Таким образом у нас пошел ток через переход.
Если сделать наоборот. Подать плюс питания на n-проводник (создать программу улучшения условий для возвращения граждан в свою страну) и подать минус питания p-проводник (ухудшить условия, закрыть заводы на границе), то образуется зона отчуждения (зона обеднения). Ни работников, ни заводов, ни движения на границе.
Таким образом ток у нас не течет.
Следующим этапом рассмотрим трехслойные полупроводники - биполярные транзисторы
Бывают двух видов: NPN и PNP.
Рассмотрим NPN транзистор.
Структура простая: N-проводник | P-проводник | N-проводник (эмитер-база-коллектор)
С одной стороны у нас стоит толпа гасторбайтеров жаждущих работать (электроны эмитера). По середине у нас служба миграционного контроля (база, Р-проводник). За ней место ожидания работников которым можно отправляться дальше (коллектор).
Итак. Для начала у нас закрытый погранпереход. На рабочих местах базы (P-зона) ни одного сотрудника (дырки). Вокруг зона отчуждения. Пытаться штурмовать забор бесполезно, как мы знаем из предыдушей части. Из N-зоны в P-зону не попасть.
Утром к нас работу неспеша и лениво вышли первые несколько сотрудников погранперехода (дырки) и начали обрабатывать очередь. Поскольку сотрудников мало, то гасторбайтеры (электроны) проходят погранпереход (Р-зону) очень медленно ( ток коллектора маленький потому что маленький ток базы). Если мы увеличим (ток базы) количество сотрудников (дырок), то переход начнет работать эффективнее (ток коллектора вырастет). В какой-то момент мы можем выгнать работать всех сотрудников (максимальный ток базы) и переход будет пропускать гасторбайтеров (электроны от эмитера к коллектору) во всю мощность. Дальше добавлять сотрудников (ток базы) бесполезно (количество дырок ограничено), так как роста производительности не будет (режим насыщения).
Так малое количество людей (ток базы) позволяет управлят большим потоком (ток коллектора).
Стоит сотрудникам уйти с работы (прекратить ток базы и дырок в P-зоне не останется) так движение гасторбайтеров (электронов тока коллектора) прекратится.
Рассмотрим PNP транзистор.
Структура наоборот: P-проводник | N-проводник | P-проводник (эмитер-база-коллектор)
Названия те же. Суть не много другая.
Итак у нас тот же погранпереход. Но в этот раз у нас все гастарбайтеры (электроны) подушились на территории перехода (избыток электронов в базе) и парализовали напрочь все движение. Тока нет.
Для того чтобы нам освободить проход (пустить ток) нужно часть электронов оттуда принудительно департировать. Для этого призываем ОМОН и грузим буйных гастарбайтеров в автозаки, посе чего увозим их в неизвестном направлении (ток базы). В простанстве появляются просветы (дырки) и может начаться движение (ток коллектора). Таким образом чем больше автозаков и ОМОНА (выше ток базы) тем свободнее переход и поток через него (ток коллектора).
Чем больше ОМОНА и автозаков, тем выше ток. Стоит ОМОНУ уехать (пресечь ток базы) как гатарбайтеры (электроны) снова забьют переход (все дырки) насмерть и проход перекроется.
Данные аналогии всего лишь грязные фантазии автора. Все события и персонажи вымышлены. Любые совпадения с реальностью - случайность.
