Необходимость этого раздела очевидна, поскольку в литературе [8] попросту нет физической модели транзистора. Даже правильные схемы замещения в виде источников тока не проливают света на их появление, физику работы источников и их взаимодействия. Нет главного- почему полупроводниковая структура ведет себя как
источник тока и как конструктивные параметры полупроводниковой структуры отражаются в изменении электрических параметров.
3.1. Биполярные транзисторы. Типы проводимости
В зависимости от чередования слоев структур в проводящем канале транзистора различают два типа биполярных транзисторов
p-n-p или n-p-n. Транзисторы первого типа названы транзисторами “прямой проводимости”, а второго типа –“обратной проводимости”.Влияние технологии отразилось в создании нескольких разновидностей биполярных транзисторов: диффузионные, планарные, эпитаксиально-планарные и др. Каждая из этих групп, вероятно, заслуживает отдельного рассмотрения при создании новой теории. Однако для основ теории достаточно показать эффект на примере самого характерного типа, каковым является плоскостной транзистор (транзистор Шокли).
Нет нужды останавливаться на существующей теории работы транзистора, которая без дырок не может представить процессы в
p-n-p транзисторе. Она опять сводит рассуждения к потенциалам в теле полупроводника, игнорируя напряженность.
Усилительными свойствами обладают трехслойные полупроводниковые структуры, разделенные двумя переходами. Один из этих переходов назван управляющим. На него подается управляющее напряжение прямого смещения. Второй переход запирается питающим напряжением обратной полярности. Отсюда и название транзистора – двуполярный
Необычность данного прибора в том, что коллекторно- базовый переход (рис.14) должен, кажется, быть всегда закрыт. А еще- независимость трех разных токов в одном общем теле базы. Не станем останавливаться на базовом переходе, представляющем
Рис. 1. Структура и потенциалы в плоскостном транзисторе.
обычный диод. Коллекторный переход также в отдельности представляет диод, соединенный с эмиттерным диодом по аноду.
Нет ничего удивительного в том, что при замкнутых катодах оба диода открываются базовым (управляющим) током. Вопросы начинаются в случае подключения источника напряжения коллектор-эмиттер.
Кажется, что при 
коллекторный переход должен закрываться, исключая саму возможность сквозного коллекторного тока.
Рис. 2 Вольтамперные характеристики переходов транзистора.
Но вся хитрость заключена в выборе потенциала коллекторной зоны полупроводника 
, в результате чего пятка коллекторного перехода существенно меньше пятки эмиттерного перехода.
При одинаковом напряжении на диодах ток коллекторного перехода во много раз выше. Если коллекторное напряжение изменяется от нуля, ток коллекторного перехода (пунктирная ВАХ на правом рисунке) больше, чем развивает основной – эмиттерный переход. В этой фазе оба перехода открыты и нет причин, по которым бы не развивался сквозной ток коллектора. При этом ток эмиттера растет из-за добавочной напряженности Нк. При напряжении
U* достигается тот максимум, при котором еще нет конфликта. Дальнейшее увеличение Uк приводит к ограничению тока в коллекторном переходе. Два источника тока не могут вырвать друг у друга ведущую роль, т.к. не могут существовать друг без друга: снижение тока коллектора при увеличении Uк должно вызвать у источников отрицательное сопротивление. Поскольку это невозможно, то независимый переход (эмиттерный) определяет значение тока при данной напряженности, а коллекторный – адаптируется к нему, фиксируя режим рабочей точки. За счет меньшей пропускной способности коллекторного перехода вблизи него скапливаются заряды, отчего потенциал верхней границы коллекторного перехода стабилизируется около значения U*. Стабилизируется и ток коллектора на уровне
( 1).
В отсутствии ограничения развился бы гипотетический ток коллектора 
(подставить
поэтому наблюдается плавный участок скругления выходных характеристик транзистора (рис.16).
Общий участок
rэ транзистора для входного тока базы создает отрицательную обратную связь. А для коллекторного напряжения он создает слабую положительную связь, поскольку с увеличением тока напряжение
добавляется к фиксированному U*.
Рис. 3. Выходная характеристика транзистора.
Поэтому наблюдается некоторый рост коллекторного тока и на участке стабилизации. Более того, на больших токах крутизна этой связи возрастает и может привести к значительному росту тока коллектора (пунктир на рис. 23).
Коэффициент усиления, как это видно из рис. 22а, определяется разностью
U* напряжений переходов. Но не только. Рассмотрим участок транзистора, определяющий его усилительные свойства (рис. 17).
Рис. 4. К определению усилительных свойств транзистора.
Ограничим поле рассмотрения телом базы. Ток базы создает на сопротивлении
rб падение напряжения, равное напряжению диода Д1 (коллекторного перехода). Значит, их можно сравнить, учитывая, что сопротивление rб это подчиненная структура, а Rб - управляющая. Найдем значение модуля в подчиненной зоне
( 2),
и в – управляющей
( 3).
Ток базы пропорционален отношению
( 4),
а ток коллектора –
( 5).
Соответственно коэффициент усиления по току равен
( 6).
Даже при 
коэффициент усиления может достигать очень больших значений.
Поскольку разность 
напряжений переходов растет с температурой, то и коэффициент усиления растет.
3.2. Полевой транзистор
До сих пор мы встречались только с напряженностью, создаваемой источником напряжения, подключенным к полупроводнику. Такой источник не мешает уменьшению модуля
z в полупроводнике, удовлетворяя его запросы в увеличении зарядов. Этим обеспечивается справедливость основного закона пространства, по которому и давление и объемная плотность зарядов имеют одинаковый градиент, пропорциональный напряженности.А что происходит с полупроводником, помещенным в электрическое поле? Заряды просто смещаются к положительному источнику поля с новым модулем расположения.
Барьер созданного ими давления уравновешивает силы, действующие на заряды.
Рис. 5 Поле давления в полупроводнике.
Практически вся длина полупроводника осталась без зарядов и если в направлении, перпендикулярном к вектору поля, подключить источник питания, окажется, что полупроводник не способен к передаче тока. А если не полупроводник поместить в электрическое поле, а наоборот – в полупроводнике разместить источник напряженности, например, обратносмещенный
раз большем. Но для этого нет места, объемная плотность зарядов остается постоянной и напряженность 
вызывает лишь избыточное давление на границы перехода. Ширина перехода увеличивается сообразно с прочностными свойствами полупроводника, вызывая экспоненциально-спадающий градиент давления в его сечении. В полном соответствии с этим давлением сечение полупроводника обедняется зарядами.
На рис.19 изображен полевой транзистор с
p-n переходом, который и используется в качестве рассмотренного источника напряженности.Конструкция прибора симметрична, оттого и транзистор иногда называют униполярным. Дело в том, что канал транзистора не имеет перехода и поэтому любая полярность напряжения на стоке является для полупроводника прямой. А вот для создания обратного смещения на управляющем переходе затвор должен управляться напряжением другой полярности.
Рис. 6. Схематическое представление полевого транзистора.
Исходное уравнение для тока прежнее 
, причем выражение для 
также лаконичное 
. Длина канала мала и ток резко нарастает. Управление состоянием перехода первоначально осуществляет только напряжение затвора
( 53).
Однако с ростом напряжения на стоке добавляется запирающее действие напряженности
( 54),
в этом случае даже при неизменном напряжении затвора происходит частичное выключение сечения канала из состояния проводимости. Это легко учитывается величиной 
, если найти закон “выключения” площади. В этом нам опять поможет основной закон пространства, согласно которому модуль
раз, т.е. во столько же раз снижается эффективность площади. Если не учитывать градиент давления по ширине канала, можно пока записать
( 55).
Заряды эмиттируются всей “разрешенной” площадью сечения, а в области затвора часть из них не пропускается дальше, отчего возникает облако отрицательных зарядов, снижающих потенциал в зоне перехвата. Напряженность для источника тока стабилизируется и формула (38) принимает вид
( 56).
В фазе стабилизации изгиб выходной характеристики ПТ сглаживается запаздывающим накоплением зарядов
(17).
Но и в дальнейшем есть некоторое приращение тока, чему следующая причина. Рассмотренная система регулирования является статической; она всегда будет иметь ошибку, обратно пропорциональную крутизне регулирующего звена. Все остальное – дело компромисса между величиной допустимой ошибки и достижением требуемых параметров.
Выводы:
Литература.
1. О.В.Лосев, Детектор-генератор; детектор-усилитель,
Телеграфия и телефония без проводов, 1922, т.14, с.374-386;
2. O.V.Lossev, Oscillatory Crystals, Wireless World and radio Review, 1924, v.15, pp.93-96;
3. O.V.Lossev, Der Krystadyn, Zeitschrift fur Fernmeldetechnik, 1925, Bd.9, ss.132-134;
4. O.V.Lossev, Oszillierende Krustalle, Zeitschrift fur Fernmeldetechnik und Geratebau, 1926.
5. Руднев А.Д., Живлюк Ю.Н.,
Лаптев В.Ф. Структура пространства. Тезисы докладов. УII международная конференция “Пространство. Время. Тяготение”, СПб, 2002.7. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Л.,Э.,1967.
8. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.,Э.,1967.
9.Радциг А.А., СмирновБ.М. Параметры атомов и атомных ионов. Справочник. М., Энергоатомиздат, 1986.
10. Руднев А.Д., Лаптев В.Ф. Что творится в атмосфере Земли?.В сб.статей “Современные проблемы науки” под ред академика РАЕН Живлюка Ю.Н.,Вып.5., РПЦ “Принтек”,2003.
11. Букингем М. Шумы в электронных приборах и системах. Пер. с англ. - М.: Мир, 1986.
12. Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов. Пер. с англ. Л.,Э.,1975