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SYSTEME D'ELECTRODES CONSTITUE PAR UNE ELECTRODE SEMI-CONDUCTRICE SUR LAQUELLE SONT APPLIQUEES AU MOINS' DEUX AUTRES ELECTRODES,
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L'invention concerne un système d'électrodes constitué par une électrode semi-conductrice sur laquelle sont appliquées au moins deux autres
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électrodes écartées deune distance si petite quelles s9 i luenen- ra.zll.em ment à travers ce semi-conducteur elle concerne en outre un dispositif pour- vu d'un tel système. Comme on le sait, lorsqu'on applique à ces électrodes
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certaines tensions, il est possible que les phénomènes électriques (courant- tension) dans un circuit relié à 1'un des électrodes soient influencés- par
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les phénomènes se déroulant' dans un circuit relié- à une autre 6lectrode., de
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façon à obtenir une- amplification.
Ces- systèmes d électrodes sont connus sous
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le nom de 88transiteurstB- Le fonctionnement de ce transiteur peut s2>expliquer de la manière suivante Lorsqu' on applique sur la surface deun semi-conducteur - en général un cristal de germanium, ou de siliei'#B: # une électrode, le- passage du cou- rant dépend de la polarité de cette- électrode ainsi que- de- la nature du semi-
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conducteur qui peut être- de type N ou du type P. 0 On- admet- que dans un semi-
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conducteur du type Ny la endzi.. effectue par un déplacement d'électrons en excès, tandis que dans un semi-conducteur du type g cette conduction s ef-
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fectue essentiellement par déplacement de places dépourvues d électrons cou-
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rament appelées "trous" (en anglais uuhalesuy.
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Si- la cristal est du type N et que 1-'électrode qui y est appuyée est négative par rapport au cristal, on constate un courant de faible inten-
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sité tel que des électrons affluent de 1'éleetroàe dans le semi-conducteur et éventuellement des- "trous'9 affluent du semi-sondacteor vers 1' électrode. Lors- que r2>-électrode est positiva, le nombre- d$élec-trons- extraits du semi-conduc- teur est beaucoup plus grande et de plus, des- truus" peuvent en même temps affluer dans le réseau cristalline Ce ras est appelé- par la suite le- cas de- le'élect,rode à transmission anodique; cette appellation d'anodique est moti- vée par le fait que Pintensité de courant est beaucoup plus grande lorsque
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l'électrode est positive par rapport au semi-conducteur que- dans- le cas où
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cette électrode est négative.
Si le cristal est du type p, et que lélectrode est positive, un faible courant de "trous" affluera de l'électrode vers le semi-conducteur et
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éventuellement, des électrons afflueront- du semi-cronducteur- vers- leé1ectrcde.
Si l'électrode est négative le nombre des "trous" affluant du semi-conducteur vers 1'électrode est beaucoup plus grand et éventuellement des électrons peu- vent affluer de l' électrode- vers- le semi-eonducteure
Ce cas est appelé par la suite le cas d une électrode à transmis- sion cathodique,, Cette convention de notation est préférable à celui qui est
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basé sur la nature du semi-conducteur, parce que la caractéristique de trans- mission est plus- importante que cette nature- et que cette caractéristique se distingue plus facilement que les- deux types de semi#cOOnduc Lem"so Il y alleu de' mentionner en outre qu!une électrode transmet dans un sens pour de très basses tensions., et dans un sens opposé pour les ten- sions très élevées.
Ce dernier mode de- transmission, à savoir celui qui règne
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aux tensions élevées est celui qui, dans 1 invention, - dé-termine, la nature de l'électrode pour autant que le contraire ne soit pas spécifié. Il va de soi que par- Khaut---s tensions" on n'entend pas les tensions- propres à provoquer la disruption.
Lorsquà proximité d'une électrode à transmission anodique polari- sée positivement ou bien à proximité d'une électrode à transmission cathodique
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polarisée négativement, on dispose une électrode- a même- caractéristique de transmission mais de polarité inverse, les phénomènes électriques (courant- tension) dans le circuit relié à cette électrode sont commandés par les phéno- mènes électriques qui se déroulent dans- le circuit relié à la première élec-
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trode.
Comme cette commande dépend de la nature du semi-conducteur et du fai- ble écartèrent des électrodes on a déjà dit que ces électrodes s'influencent mutuellement à travers le semî-conducteuro L'influence est réciproque et inde- gale- et peut s'utiliser pour obtenir une amplification-. La première électrode est généralement appelée- németteurlt et la seconde o&cllecteur On a constaté que, dans certains cas, un semi-conducteur communi- que, en un point, à une électrode un caractère de transmission cathodique et en un autre pointa un caractère de transmission- anodique, Cette-anomalie peut probablement s'expliquer de la manière suivante-o Comme il a déjà été mention-
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né,
les aemi-c7oijducte=peuvent être du type N ou du type Pe c.l1est.-.à-dire qu'un cristal déterminé de- germanium par exemple peut être du type-N et un autre du type Po Il est probable que les deux- types peuvent se rencontrer
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dans un seul morceau de sami-condosteuro Suivant l'invention, dans le système d'é1eotrodes décrit dans le préambule, hune des électrodes appuyée sur 1-'électrode semi-conductrice, est du type à transmission anodique- tandis-qu'au moins une autre électrode- pré- sente le caractère de transmission cathodique et le facteur d'amplification des variations- de courant est algébriquement positifs Pour réaliserun tel
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système- d$é-lectodes9 il faut donc- chercher ou réaliser un corps semr oonducm teur qui présente une doubla- nature.
Par "facteur d'amplification du courant" on entend le rapport de la variation algébrique du courant du collecteur résultant d'une variation algébrique du courant de le émetteur pour une valeur constante de la tension du collecteur. On admettra que le sens positif de-tous les courants et des variations des courants est celui pour lequel le courant afflue d'une élec- trode vers le semi-conducteur
On a en effet constaté que dans les essais réalisés précédemment, il se produit, malgré tout, un effet de transiteur lors de l'inversion du
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courant et de la tension de l' émetteur.- cependant le coefficient d' amplifioa- tion de courant est alors négatif, comme 0' est d'ailleurs- aussi le cas dans les formes de réalisation généralement connues.
L'invention concerne en outre un dispositif comportant un système
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d-'éloctrodes constitué par une électrode semi-conductrice sur laquelle sont
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pressées au moins deux autres électrodes dont la première est reliée à un circuit d'entrée et 1'autre à un circuit de sortie,9 circuits dans lesquels sont insérés des sources de tension de polarisation, et 1;' écartement des électrodes est si petit due les phénomènes électriques dans l'un des cir- cuits sont influencés par les phénomènes se déroulant dans 1'autre circuit.
Dans lea dispositifs connus de ce genre, lors de Inapplication des tensions, les électrodes ont le même caractère de transmissions tandis que les polarités des tensions de polarisation sont opposées et que le fac- teur d amplification de courant- est algébriquement négatif.
Suivant 1-'invention,, pour les tensions appliquées les électrodes reliées au circuit d'entrée et au circuit de sortie présentent des caractères de transmission opposés et la même polarité de la tension de polarisation par
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rapport au semi=eooihIGt-eur,9 tandis que le facteur d'amplification de courant est algébriquement positif.
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Lorsque 19 électrode reliée au circuit d' entrée a9 par exemple, une tension de polarisation positive, cette électrode doit être à transmission
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anodique pour cette tension; 1-'éleotxode reliée au circuit de sortie a aussi une tension de polarisation positive et, pour cette tension, elle présente donc le caractère de transmission cathodique.
Donc, dans le cas d'une électro- de-dont le caractère de transmission diffère aux- basses tensions et aux ten-
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s-ions élevées suivant 1-'invention-, le caractère n'est pas- dé-te-rminé par les tensions élevées., mais par la tension du- polarisation dans le circuit considé- ré
La description qui va suivre en regard du dessin annexée donné à
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titre d'exemple non limitatif., fera bien comprendre comment 10invention peut être réalisées les particularités qui ressortent- tant du texte que du dessin faisant bien entendu, partie de ladite invention.
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La figo 1 concerne un système d5électrodes connus, tandis que les fig. 2 et 3 se rapportent à des systèmes d? électrodes conformes à 19invention.
Le- système- d'éleotrodes représenté sur la figo 1g consiste en une é-lectrode semi-conductrice 1, par exemple, un bloc de germanium, qui est fixé sur une base- 2 qui fait office-de- capteur de courant Deux autres- électrodes
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3 et 4 des fils de- t=gstèoe., par exemple, sent pressées contre la surface libre du bloc 1.
Le électrode 3 12émetteur,, est portée à une- tension positi- ve par une batterie 5 La tension de commande- est mi-se en circuit aux bornes 6 La batterie 7 porte- la troisième électrode 4 le, collecteur à un potentiel négatifassez élevé par rapport à la base- 2 Le courant' dans- le- circuit relié au collecteur'4 pouvant être- commandé par les fluctuations de tension dans
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le circuit relié à le émetteur 3e la 7x.uaion de- tension obtenue aux bornes de- la résistance 8 dépend de la- tension appliquée aux- bornes 6.
Dans certains cas avantageux, ceci permet <Pobtenir- une- mwlif îoation dl énergie' àw 100 à 200 fois. Dans les dispositifs représentée sur le dessin,, les- deux électrode-$ sont du type à transmission anodique.Dans d'autres transiteurs- connus,, les
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deux électrodes pressées sur le semiacConducteur sont du type à transmission- cathodique. Comme il a déjà été mentionnée dans- les- deux case les- facteurs- d$ ampIific-ation de courant son algébriquement négatif a.
Ceci implique donc que lorsque, dans- 1 exemple représenté sur la figure I9 1 ixrensié- du cou- rant de 1 émetteur- augmente en va-leur absolue2} l.\1iILtensit-é du courant' du col- lecteur augmente aussi. en valeur absolue. cependant, les. sens- des- courant? étant opposés, 1$- oef'ficient d amplification est algébriquement négatif.
Comme on le sait dans- certains cas,, la tension de 1 émetteur peut être inversée et dans ces cas, lorsque cette tension est très faible, le courant du collecteur peut encore. être influencé. Dans ce réglage une- aug- mentation absolue du courant de 1-'émetteur provoque cependant une diminution absolue du courant du collecteur. Le coefficient d'amplification est donc en- core- algébriquement négatif , En outre, celui-ci est-très petite de sorte-que- de tels transiteurs- n'ont guère- de valeur pratique.
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Dans le système d3'électrodes conforme à l'invention, au moins deux électrodes qui sont si rapprochées quelles s9influencent à travers le
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semi condueteur ont un caractère de transmission différent. Ce fait est re- présenté sur la fig. 2 L'électrode semi-conductrice 1 est de nouveau en germanium. Les tensions appliquées à la émetteur 3 et au collecteur 4 ne sont plus opposées, mais de même sens,!) et lorsque 1-*émetteur est à transmission cathodique et le collecte=, à transmission anodique-, les deux tensions sont négatives (voir fig. 2).
Si l'émetteur est du type à transmission anodique et le collec- teur du type à transmission cathodique, les deux tensions de polarisation
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doivent être positives (voir figa3 ) De-tels systèmes d-1 électrodes permettent d'obtenir une amplification de- puissaneo de 1000 à 1400 foise sans qu'il se produise- une- distorsion notable.
Le coefficient d-*amplification de courant est algébriquement po- sitifglorsque l'intensité du courant de l'émetteur augmente en valeur abso- lue, il en est de même du courant de collecteur qui a le même sens.
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Le système d'électrodes conforme a 1-linvention offre encore un autre avantage:
la faible réaction des variations du courant dans le circuit
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du collecteur sur le, courant du circuit de- 1-'6m&tteur, Dans les transiteurs connu-% cette réaction est très forte et a un caractère- tel qu'elle amplifie positivement la génération d'oscillations- de tels- systèmes oscillent spenta- - némento Si de l'oscillation non intentionnelle- apparafît elle est- en général
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si f"orte- quelle rend le transitenr sans- valeur, es qui n' est que rarement le cas dans un tube à décharge, Dans un système d'électrodes conforme à 1,jJ invention, la réaction est très faible et de plus, négative, de sorte que 1-'auto-osoi-Uation ne peut pratiquement pas se produire pour autant que l'on n3 introduise pas d'une au- tre manière une- réaction positive.
S'il se produit de 1 autcosoillat.on8 le phénomène- est facile à maîtriser.
11 y a lieu de noter que sur la même électrode semi-conductrice peuvent encore se placer d'autres- électrodes si faiblement écartées qu'elles
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s'influencent à travers le- semi-eonducteur. Lorsqu'on dit en outre que les électrodes sont pressées 13t.'tr];" électrode- smcorsd9 ceci peut- être com- pris au sens figurée En générale les électrodes sont appliquées élastiquement mais- leutiliaation d'mnw pression nest pas nécessaire- et- les électrodes peu- vent aussi être mises-en contact d'une- antre manière.