35. Транзистор. Принцип работы, применения. Микроэлектроника, значение миниатюризации приборов.

Транзистор - преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, предназначенный для усиления мощности электрического сигнала.

Наиболее распространенные - биполярные и полевые транзисторы.

Независимо от внутренней структуры транзистора его пластинку исходного полупроводника называют базой (Б), противоположную ей по электропроводимости область меньшего объема — эмиттером (Э), а другую такую же область большего объема — коллектором (К). Эти три электрода образуют два p-n перехода: между базой и коллектором — коллекторный, а между базой и эмиттером — эмиттерный.

Ток в цепи эмиттер-коллектор возникнет, если концентрация неосновных носителей заряда гораздо меньше концентрации основных. В этом случае ток неосновных носителей настолько мал, что его можно не учитывать. Однако ток коллекторного перехода ЭК можно резко увеличить, повысив концентрацию неосновных носителей в базе, если их туда инжектировать (впрыснуть) из эмиттера. Для этого необходимо движение носителей зарядов через эмиттерный переход. Для начала инжекции зарядов нужно подключить положительный полюс к n-области базы (npn) и отрицательный - к p-области эмиттера.

При прохождении базы электроны могут разрываться, в следствие чего создается ток "эмиттер-база". С этой целью толщина базы делается меньше длины дрейфа носителей заряда за время жизни. Таким образом большая часть инжектированных носителей успевает достичь перехода "коллектор-база" и втягивается электрическим полем в коллектор. Через транзистор начинает течь ток.

Е сли напряжение с пары база-эмиттер снимается, электроны перестают втягиваться в область между коллектором и эмиттером, проводящий канал разрушается и транзистор перестает пропускать ток - "выключается". Таким образом, транзистор может находиться в двух состояниях - "включено" и "выключено". Такое "двоичное" поведение транзистора используется при обработке информации в компьютере.

Движущихся частей в транзисторах нет, переключение из выключенного состояния во включенное и обратно происходит с помощью управляющего тока на эмиттере - электрических сигналов. Включение и выключение транзисторов лежит в основе работы процессоров.

Миниатюризация - направление в конструировании приборов, механизмов со значительным уменьшением габаритных размеров, массы и потребления энергии при одноврем. повышении их надёжности и степени автоматизации процессов проектирования и произ-ва. Осуществляется уменьшением размеров узлов и элементов устройств и повышением плотности их упаковки; сокращением числа и размеров межэлементных соединений, применением новых конструктивно-технологич. решений с целью уменьшения числа деталей и их габаритных размеров. Необходимость М. обусловлена расширением ф-ций и сферы применения электронных средств автоматизации произ-ва, вычислит. техники, радиотехники, измерит. техники, мед. аппаратуры и т. д., что связано с усложнением электронных устройств и увеличением числа составляющих их элементов.

36. Элементы теории относительности. Экспериментальные основы. Постулаты Эйнштейна.

Релятивистская механика изучает законы движения при скоростях, близких к скорости света.

Специальная теория относительности (СТО) - теория, созданная Эйнштейном на основе двух постулатов.

I постулат (принцип относительности Эйнштейна): никакими физическими опытами (механическими, электрическими, оптическими), произведенными в инерциальной системе отсчета, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно => равноправность всех инерциальных систем.

II постулат (принцип постоянства скорости света): скорость света в вакууме с одинакова во всех инерциальных системах отсчета по всем направлениям. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя.

Энергия покоя частицы

E₀ = m₀c²

Закон взаимосвязи массы и энергии

E = mc²

Длина в движущейся системе отсчета