Петербург - Страница 320

320

В пример с демонстрацией можно добавить несколько шеренг людей, у которых один шарик на троих и несколько шеренг, у которых по три шарика на каждого. Если ветер дует в сторону шеренг с недостатком шариков, то все прилетающие по ветру шарики быстро переловят обделенные демонстранты, и шарики за их шеренгой не появятся, а вот если ветер подует в другую сторону, то шарики полетят вдоль толпы, вырванные из рук шеренг, у которых они с избытком.

Так и выходит электрический «клапан». В одну сторону электричество течет, в другую — нет. Картина, правда, существенно сложнее описанной — но с этим пусть потомки мучаются. Для нас пока важно иное — химическими манипуляциями необходимо создать «сэндвич», у которого есть слой «бедных» атомов и слой «богатых», на свободные электроны, атомов.

Таких вариантов химических соединений огромное множество, но у каждого из них разная степень «бедных» и «богатых» атомов, соответственно, одни могут быть хорошими клапанами, другие посредственными, а третьи так и совсем никакими. К этому еще добавляется химическая сложность синтеза таких материалов, и недоступность многих веществ. Например, хорошие характеристики у германия — но даже не представляю, где его брать. У кремния характеристики замечательные, кремния полно, но вот химическая технология получения из него полупроводника — сложновата. Мало того, что кремний надо особо чистый, так как всего несколько атомов примеси испортят полупроводник, так еще и кристаллическую решетку ему организовать надо. Кстати, при вытяжке кристалла из расплава, можно просто регулировать скорость вытяжки то быстрее, то медленнее, и это мизерное нарушение кристаллической решетки кремния уже даст слои полупроводника «богатые» и «бедные» — потом только останется распилить кристалл на пластины и «клапаны» готовы.

Пока на чистый кремний замахиваться не будем — есть варианты гораздо проще, и не сильно то уступающие кремнию в характеристиках управления электрической рекой.

Из прочитанных старинных журналов «Радио», моего времени, знаю четыре рецепта:

Сульфидный рецепт — когда пластинку чистой меди окунали в кипящую серу, и на поверхности пластинки появлялась пленка, результат реакции серы и меди. Это и есть полупроводник. К пленке прижимать один контакт, медь будет другим контактом и клапан готов.

Купроксный рецепт — пластинку меди разогреть, до границы плавления, в печи с недостатком воздуха, потом охладить, желательно двухступенчато, и получим, после легкой зачистки или замачивании в спирту, медь с вишневой пленкой «побежалости». Пленка и есть полупроводник. Один контакт к ней, второй к меди.

Надо бы заметить, что такие «клапана» использовались очень широко в свое время. Медные пластинки делали с отверстием посередине, прокаливали их, лежащих одной стороне на железных подносах, чтоб пленка образовалась только с одной стороны, и потом соединяли, через центральное отверстие, длинной шпилькой, несколько пластин друг с другом. А то и несколько десятков пластин. Количеством пластин подбирали «клапан» на разные напряжения и токи, получая силовые столбы выпрямителей. Были варианты и маленьких пластин, которые использовали в радиосхемах. Наша промышленность выпускала даже несколько наименований таких радиодеталей в маленьких корпусах, называя эту серию «цвитекторы». Радиолюбители того времени пищали от восторга. Широко купроксные «клапана» применялись. Но и они были не без недостатков.

Следующие рецепты применяли только для радиосхем, так как большими токами, пропускаемыми через себя, эти «клапана» похвастать не могли. Но у них имелись свои, весьма важные, достоинства. В мою историю эти детали вошли под именем «детектор».

Галенитовый рецепт — красивое имя подразумевает простой сульфид свинца. Он в природе достаточно широко встречается в виде минерала, но сам минерал, увы, обычно загрязнен примесями, и полупроводник из него, в природном виде, выходит непредсказуемый. Для максимального качества полупроводник синтезировали простым сплавлением чистого свинца и чистой серы. В результате химической реакции получались серые кристаллы с металлическим блеском. Если в такой кристалл ткнуть стальной иглой, плотно прижимая острие к поверхности кристалла, выходит тот самый полупроводник. Вот только не каждая точка на поверхности кристалла будет работать как надо — точку приходилось искать методом «научного тыка». Почему так? Да все эти злые примеси и кристаллические структуры. Не везде они правильно располагались. Теоретически, если серу и свинец хорошенько очистить, сплавить их, чтоб равномерно весь объем прореагировал, а потом еще и кристаллизовать — будет полупроводник работать в любом месте «тыка». Вот только технология выходит немногим легче кремниевых кристаллов. Посему, старались сделать все максимально хорошо, а потом подбирали самый удачный кристаллик, или место на кристаллике.

Ну и последним был цинкитовый рецепт. Исторический. Именно на этом детекторе Лосев добился не только приема радиосигнала, но и передачи его. Причем, сигнал устойчиво принимали в нескольких километрах. Жаль только, Лосев забросил цинкит, не доведя «клапан» до управляемого «крана» всего с полшага. Виной всему стала та самая неоднородность, которая губила и галенитовый детектор. Не подумали в то время, что надо хорошенько чистить вещества, и стараться создавать правильные кристаллические решетки. Очень обидно, что тогда, этот маленький шажок так и не сделали. Сделав его только через 30 лет, уже не с цинкитом, а с кремнием, и не в России. А Лосев, оставив прогремевший тогда по всему миру «кристадин» не доведенным до ума, занялся открытыми им светодиодами. Светодиод, это все тот же «клапан», только при борьбе за электрон атомы излучают свет. Вот такая активная там потасовка. Эффект этот Лосев открыл на кристаллах корборунда, детища химической реакции между кремнием и углеродом. Мне этот карборунд не столько для световых эффектов будет нужен, сколько для режущих кромок инструмента — так что, надо будет и им заняться. Но потом.

320