Я учил! Вот те крест!
Но «уд» получил чисто за образность: в голове сложился образ полевого транзистора.
Транзисторы бывают биполярные и полевые (униполярные). В полевых - полупроводник только одного типа проводимости в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле изолированного от канала затвора, управление - изменением напряжения между затвором и истоком.
Типа: канал. Полон воды. Дали напругу - вся вода на берег выпрыгнула — рыбы нет, проводимость ноль. Поменяли напругу - вода обратно, рыбка валит, ток идёт.
Препод скрипел зубами, но «уд» поставил, и я, радостно прижимая зачётку к груди, побежал дальше, к следующему «свету просвещения».
Для точности: следующую сессию я играл в покер. Там была «Электромагнитная техника», которую я чисто и честно списал с первого раза на «отлично». Ещё бы - прямо с учебника списывал!
«Мы все учились понемногу. Чему-нибудь и как-нибудь» - русская классика.
Разновидность «полевиков» (МОП, «металл-оксид-полупроводник» - последовательность материалов в основной части прибора), три вывода: затвор, исток, сток. Четвёртый, тыльный контакт обычно соединяют с истоком. Вблизи поверхности полупроводника создаётся при изготовлении или индуцируется (при приложении напряжений) канал. Величина тока в нём (исток-сток) зависит от напряжений исток-затвор и исток-сток.
Полупроводник - кремний (Si), затвор изолятором из диоксида кремния (SiO2).
Нам интересны «с индуцированным». Канал закрыт (не проводит ток) при нулевом напряжении затвор-исток; для открытия нужно приложить к затвору напряжение.
В цифровой и силовой технике обычны транзисторы с индуцированным каналом. В аналоговой - обоих типов.
Если из канала вытесняются основные носители заряда, при этом обогащая канал неосновными носителями - режим обогащения, проводимость канала растёт. При противоположном потенциале канал обедняется, проводимость падает.
HexFET - в одном кристалле тысячи параллельно-включенных МОП-транзисторных ячеек. Снижает сопротивление открытого канала, возможна коммутация больших токов.
МОП-транзисторы - самое массовое изделие, с 1960 года по 2018 год произведено ок. 13 секстиллионов.
***
Я всё сказал? - Я сказал достаточно. Как та затравка в тигле у Чохральского.
- Изя, повторим. Берём кварцевый песок. Чистим. Как Горшеня и Полонея делают. Варим. Температура плавления кремния 1414°C, для разжижения надо чуть больше. Выращиваем кристалл, вращая и побалтывая. Пилим на пластины. Легируем… сурьмой, наверное. Или мышьяком, который ты из украшений поволжских племён тянешь. Сверху диэлектрик. Тот же песочек. Сверху металл. Стопку блинов видел? Во-от. Всё просто.
Моя наглость происходит от краткости: рассказывать сейчас о возникающем паразитном диоде или токах утечки…
И вообще: моя цель не приборы, пусть и полупроводниковые, а люди. Которые эти приборы могут сами придумать, изготовить, применить.
- З-зачем? Такие сложности, труды…
О! Бунт на корабле! Разве утверждения «я хочу» - недостаточно? Разве после этого все присутствующие не должны мгновенно побежать, поднимая пыль и роняя пену? Разбаловался, осмелел.
И это хорошо. «Каждый солдат должен знать свой манёвр». А каждый исследователь - свою цель.
- Ты видел наши радиостанции? А генераторы? Ребятам приходиться дёргать рубильники, переключая мощные токи. Всё искрит. Плохо. Опасно. Нужно убрать коммутируемый ток внутрь… чего-то. Где нет воздуха, где не будет искры. В канал кремния.
Повторю: нам не нужна цифровая электроника. С её минимизацией токов, необходимых для повышения быстродействия. Весь круг требований, приводящих к сверхвысокой чистоте материалов, к проводникам в единицы нанометров - не здесь. Сколько транзисторов в чипе? Миллиард? - не нужно. Устроит один. Размером в кулак. Хотя лучше в палец.
Такая постановка задачи совсем не из мейнстрима 21 в. Отпадает куча «это ж все знают». Резко падают требования к чистоте материалов. И это здорово, потому что выплавлять кремний с «правильным распределением устойчивых изотопов по телу заготовки», например, я не могу. Пока, но очень долго.
Изя продолжал смотреть на меня с тоской. Но это не тоска отрицания:
- Не хочу! Не буду!
Это тоска безбрежности:
- Куда бежать?! За что хвататься?!
- Ну вот, цели поставлены, за работу. Будут вопросы - приходи.
Факеншит! У него - одни вопросы! Пачками и стопками!
Не-а. Есть уже и ответы. Песок промывать умеешь? А плавить? А Чохральского знаешь? - Иди работай.
- Ага… ну… я это… пойду я, господине. Ой, забыл совсем. Там, в прихожей… три моих ученика… очень приличные мальчики… хотели показать тебе… ты их не обижай, пожалуйста, а я пойду… блины, говоришь, стопкой…