Транзистор виготовляється на основі напівпровідників. Довгий час їх не визнавали, використовуючи для створення різних пристроїв тільки провідники і діелектрики. Подібні пристрої мали безліч недоліків: низький ККД, високе енергоспоживання і недовговічність. Вивчення властивостей напівпровідників стало переломним моментом в історії електроніки.

Електронна провідність різних речовин

Всі речовини по своїй здатності проводити електричний струм діляться на три великі групи: метали, діелектрики та напівпровідники. Діелектрики названі так тому, що практично не здатні проводити струм. Метали мають кращу провідність завдяки наявності в них вільних електронів, які хаотично рухаються серед атомів. При додатку зовнішнього електричного поля ці електрони почнуть рухатися в бік позитивного потенціалу. По металу пройде струм.

Напівпровідники здатні проводити струм гірше металів, але краще діелектриків. В таких речовинах існують основні (електрони) і неосновні (дірки) носії електричного заряду. Що таке дірка? Це відсутність одного електрона на зовнішній атомної орбіталі. Дірка здатна переміщатися по матеріалу. За допомогою спеціальних домішок, донорних або акцепторних, можна істотно збільшувати кількість електронів і дірок в вихідну речовину. N-напівпровідник можна отримати, створивши надлишок електронів, а p-провідник - за допомогою надлишку дірок.

Діод і транзистор

Діод - це прилад, отриманий з`єднанням n- і p-напівпровідників. Він зіграв величезну роль у розвитку радіолокації в 40 роках минулого століття. Вивченням його можливостей активно займалася команда співробітників американської фірми Bell на чолі з У.Б. Шокклі. Ці люди винайшли транзистор в 1948 році, приєднавши до кристалу германію два контакти. На кінцях кристала знаходилися крихітні мідні вістря. Можливості такого приладу зробили справжню революцію в електроніці. Було з`ясовано, що струмом, що проходить через другий контакт можна управляти (посилювати чи послаблювати його) за допомогою вхідного струму першого контакту. Це було можливо за умови, що кристал германію набагато тонше, ніж мідні вістря.

Відео: Більше 70 років тому, фізики явили світові перший транзистор

Перші транзистори мали недосконалу конструкцію і досить слабкі характеристики. Незважаючи на це, вони були набагато краще електронних ламп. За цей винахід Шокклі і його команда удостоїлися Нобелівської премії. Вже в 1955 році з`явилися дифузійні транзистори, які за своїми характеристиками перевершували германієві в кілька разів.