APPAREILS UTILISANT DES ELEMENTS A SEMI-CONDUCTEUR.
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pareils utilisant des éléments à semi-conducteur et plus particulièrement à ses éléments constitutifs.
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duction du type N ou P suivant la nature des porteurs de charge prédominants. pans un semi-conducteur du type N, la conduction a lieu surtout par déplacement d'électrons libres, tandis que dans un semi-conducteur de type P, les lacunes électroniques jouent le rôle de porteurs prépondérants. On désigne par l'expression "lacune électronique" l'emplacement laissé vacant dans un réseau cristallin par un électron qui s'y déplace. Sous plusieurs aspects, les lacunes électroniques sont équivalentes à un portuer positif de même charge que l'électron. On peut dire que dans un semi-conducteur du type N, la concentration des électrons est supérieure à celle des lacunes et inverseront que dans un conducteur du type P la concentration des lacunes est supérieure à celle des électrons libres.
Le contact entre semi-conducteur des types N et P donne naissance, comme il est connu; à une barrière d'énergie potentielle dite jonction
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to-électriques .
On sait qu'une pièce de semi-conducteur comportant une couche de conduction d'un certain type P ou N, d'épaisseur suffisamment faible comprise entre deux couches de conduction de type opposé donne naissance à deux jonctions P-N permettant d'obtenir des effets amplificateurs. Si la pièce de semi-conducteur comprend une couche de conduction N entre deux couches de conduction P, elle constitue un élément de semi-conducteur du type P-N-P. La connexion électrique faite sur la zone de conduction N est appelé électrode de base. L'une des zones de conduction P est portée à un potentiel positif par rapport à l'électrode de base; on l'appelle émetteur, elle permet d'introduire des porteurs positifs dans la zone adjacente de conduction N. La seconde zone de conduction P est portée à un potentiel négatif par rapport
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tie des porteurs positifs introduits dans la base par l'émetteur. Une pièce dé semi-conducteur ayant une couche de conduction P entre deux couches de conduction N constitué un élément de semi-conducteur du type N-P-N; elle possède les mêmes propriétés que les éléments du type P-N-P. Afin d'obtenir à l'aide d'un élément de ce type N-P-N des effets amplificateurs, l'une des zones de conduction N (l'émetteur) doit être polarisée négativement par rapport à l'électrode de base et- L'autre zone N (collecteur) doit être polarisée positivement par rapport à l'électrode de base.
On peut préparer des éléments d'un semi-conducteur comportant des jonctions P-N conformément à deux procédés connus : soit faire croître un germe de cristal immergé dans un semi-conducteur en fusion contenant des traces de corps accepteur et donateur. Au cours de la formation du cristal, on ajoute, à la massé en fusion, des quantités déterminées de corps accepteur ou donateur, de manière que la région fermée du cristal présente le type de conduction désiré.
Un second procédé de fabrication des jonctions P-N consiste à placer une petite quantité (sous forme de sphérule par exemple) d'un corps accepteur ou donateur, au contact d'une pièce de semi-conducteur, puis à la soumettre à un traitement thermique, à une température suffisamment élevée, de façon que le corps accepteur ou donateur fonde et qu'il diffuse dans le semi-conducteur. On peut, par exemple, mettre en contact une petite quantité d'indium et une pièce de germanium du type N, puis élever la température.
Si celle-ci est suffisamment élevée, il se forme dans la région de la pièce de germanium type N, adjacente à l'indium, une zone de conduction P et, à
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conde quantité d'indium de l'autre côté de la pièce de germanium, pour former une seconde jonction P-No On obtient alors un élément de germanium ayant une zone de conduction N comprise entre deux zones P.
Quel que soit le procédé de fabrication des éléments semi-eonducteur N-P-N ou P-N-P, ceux-ci sont, en général, munis de trois électrodes seulement. Un élément P-N-P, par exemple, est muni d'une électrode dite de base en contact avec la zone de conduction N, d'une électrode dite émetteur en contact avec une zone P et d'une électrode dite de collecteur en contact avec la
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par l'intermédiaire de résistances de valeurs convenables. Le point de fonctionnement d'un appareil à semi-conducteur du type ci-dessus peut être défini
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être obtenue par modification des tensions de polarisation appliquées aux électrodes, par modification des valeurs des résistances comprises dans les circuits réunis aux électrodes, ou par combinaison de ces deux moyens.
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à la variation d'une tension appliquée aux électrodes de l'appareil n'entra!ne aucun changement du point de fonctionnement.
La présente invention a pour objet un appareil à semi-conducteur
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fonction d'une tension qui lui est appliquée, sans modification de son !point de fonctionnement. L'application de cette tension est obtenue par des moyens nouveaux. L'appareil fonctionne à fréquence relativement haute, avec un grand <EMI ID=10.1>
En outre l'appareil peut comprendre plusieurs collecteurs. Le collecteur vers lequel est dirigé le flux de porteurs issu de l'émetteur est déterminé par l'application d'une tension de commande.
Suivant une variante de l'invention l'appareil peut comprendre plusieurs émetteurs, le flux de porteurs de charges électriques qui atteint le collecteur étant issu de l'un des émetteurs, celui-ci étant déterminé par l'application d'une tension de commande à l'appareil.
Enfin, l'appareil à semi-conducteur, objet de l'invention, permet de fabriquer un amplificateur symétrique.
On fabrique un appareil à semi-conducteur, conformément à l'invention, à l'aide d'un élément d'un semi-conducteur de type N-P-N ou P-N-P dans lequel on crée un gradient de potentiel le long d'une de ses jonctions P-N au moins. Pour obtenir ce résultat l'élément d'un semi-conducteur est muni de deux électrodes de base entre lesquelles on applique une tension appropriée. Les variations de cette tension produisent des variations du gain en courant �[pound]de l'appareil, son point de fonctionnement n'étant pas modifié.
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de la tension entre les électrodes de base, peuvent être déterminées d'après les dimensions relatives et la disposition du ou des émetteurs, ainsi que celles du ou des collecteurs. Un appareil à semi-conducteur comportant plusieurs émetteurs ou plusieurs collecteurs disposés de façon appropriée, peut jouer le rôle de commutateur ou d'amplificateur symétrique. On peut fabriquerles éléments semi-conducteurs de structure nouvelle utilisés conformément à l'invention, en découpant des cristaux obtenus par croissance d'un germe de cristal dans du semi-conducteur en fusion contenant des traces d'accepteur et de donateur, mais cette fabrication est difficile. Au contraire la fabri-
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tes quantités d'accepteur ou de donateur au contact d'une pièce de semi-conducteur est relativement facile.
Pour mieux faire "éprendre les caractéristiques et les avantages de la présente invention, on va en décrire plusieurs exemples de réalisation, étant entendu que ceux-ci n'ont aucun caractère limitatif quant au mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire.
- la figure 1 représente un appareil à semi-conducteur ayant un émetteur et un collecteur de dimensions identiques, ainsi qu'une paire d'électrodes de base permettant d'établir un champ électrostatique transversal.
- la figure 2 représente un appareil à semi-conducteur analogue à celui de la figure 1 mais dont les dimensions de l'émetteur sont inférieures à celles du collecteur.
- L'appareil à semi-conducteur de la figure 3 est analogue à celui de la figure 1 mais son émetteur est plus grand que son collecteur.
- La figure 4 représente un appareil à semi-conducteur du type de celui de la figure 1, dont l'émetteur est plus près de l'une des bases
que de la seconde, tandis que le collecteur est plus près de la seconde base.
- La figure 5 est relative aux appareils des figures 1, 2, 3, <EMI ID=13.1>
de la tension; appliquée entre les électrodes de base.
Les courbes de la figure 6 sont relatives à l'appareil de la fi-
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des de base.
- La courbe de la figure 7 concerne l'appareil de la figure 4;
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- L'appareil à semi-conducteur de la figure 8 a un émetteur et deux collecteurs.
- L'appareil à semi-conducteur de la figure 9 a deux émetteurs et un collecteur.
- Les courbes de la figure 10 sont relatives aux appareils des <EMI ID=16.1> quée entre les électrodes de base.
- La figure 11 représente une courbe du gain en puissance en fonction de la tension de collecteur.
- La figure 12 représente un amplificateur symétrique à semi-conducteur.
L'élément semi-conducteur de l'appareil de la figure 1 est obtenu par fusion des deux sphérules d'accepteur au contact de la pièce de semi-con-
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d'accepteur constituent l'émetteur 2 et le collecteur 4 de l'élément 1, tandis que la pièce 6 forme sa baseo Les dimensions de l'émetteur 2 et du collecteur 4 sont approximativement égales. L'émetteur et le collecteur sont disposés en face l'un de l'autre, de part et d'autre de la base 6. L'émetteur 2 est relié au pôle positif d'une source de tension de polarisation 3 et le collecteur 4 est relié au pôle négatif d'une seconde source de tension de polarisation 5. Une électrode de base 8 réunie à la masse est fixée à la partie inférieure de la base 6, une seconde électrode de base 10 est fixée
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des 8 et 10 et cette base 6 présente une conduction linéaire. L'application d'une tension à l'électrode 10 permet de faire varier le gain en courant de
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tion d'une tension à l'électrode 10, l'élément de semi-conducteur 1 fonctionne comme un transistron classique. Des porteurs positifs sont introduits dans la base 6, à travers l'interface 11 avec l'émetteur 2. Ils suivent des trajectoires divergentes (12, 14, 16, 18) car, en général, le champ électrique entre émetteur et collecteur est insuffisant pour les concentrer en un faisceau convergent. Des porteurs positifs qui traversent la jonction P-N
11 dans ses parties supérieure ou inférieure suivent des trajectoires telles que 12 et 16. Ils sont pour la plupart absorbés par recombinaison, dans la base de conduction N, et ne peuvent atteindre le collecteur. Au contraire, la plupart des porteurs positifs qui traversent la jonction P-N 11 en sa partie centrale et qui suivent des trajectoires telles que 18 et 14 atteignent le collecteur.
Cependant, une certaine proportion de ces porteurs est absor-
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du type N-P-N ou P-N-P a déjà été défini comme le rapport de la variation
du courant de collecteur à la variation du courant d'émetteur qui l'a produite. On sait que les éléments analogues à l'élément 1 ont un gain en courant
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connues de l'homme de métier; l'une des principales est le phénomène de recombinaison des porteurs dans la basée On doit remarquer que si l'épaisseur de la base 6 entre les jonctions P-N 7 et 11 est assez faible, la quasi totalité des porteurs positifs issus de l'émetteur et traversant la jonction 11 dans sa partie centrale atteignent le collecteur.
L'électrode de base 10 est réunie au curseur d'un potentiomètre
13 associé en parallèle avec une source de tension continue 15; les éléments
13 et 15 permettent d'appliquer à cette électrode de base une tension continue réglable. Si les tensions appliquées aux électrodes 8 et 10 sont égales, il n'y a aucun champ électrique entre elles, et le fonctionnement de l'appareil à semi-conducteur de la figure 1 n'est pas sensiblement modifié. La seule différence concerne la division en parties égales du courant de base <EMI ID=22.1>
produit un champ électrique de direction perpendiculaire à la direction génétale des trajectoires suivies par les porteurs positifs entre l'émetteur-et le collecteur. Si le semi-conducteur constituant la basé est homogène, et isotrope, la loi de variation du potentiel suivant l'axe de symétrie du champ électrique est linéaire; mais la présence de porteurs de charges électriques dans la base modifie sa résistivité et la répartition du potentiel entre les électrodes n'est plus uniforme. L'effet de ce phénomène sera négligé au cours des explications suivantes.
Le champ électrique créé entre les électrodes 8 et 10 provoque l'incurvation des trajectoires des porteurs de charges positives qui traversent la jonction P-N 11 vers l'électrode 8. Certains porteurs qui, en l'absence de champ électrique, suivraient une trajectoire' 16 et atteindraient
le collecteur sont déviés vers l'électrode 8 et sont absorbés dans la base
6; d'autre part, certains porteurs qui suivraient une trajectoire analogue
à celle représentée en 12 sont déviés vers le bas et pénètrent dans le collec-
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d'un champ électrique faible entre les électrodes 8 et 10 ne peut avoir aucun effet sur le nombre des porteurs de charges positives qui pénètrent dans le collecteur 4, après être passés au travers de la pattie centrale de la jonction 11.
Lorsque l'on augmente la tension appliquée à l'électrode 10, le potentiel de la base au voisinage de la jonction 11, augmente également de sorte que le nombre des porteurs positifs franchissant la jonction 11 diminue.
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Afin de satisfaire cette condition, lorsqu'on applique un champ électrique transversal à l'élément de semi-conducteur, on supposera dans l'étude qui suit que le potentiel positif de l'émetteur 2 est modifié de manière à maintenir constant la valeur du courant total d'émetteur. Eu égard à l'impédance élevée de la source 3 une faible variation de la tension d'émetteur suffit à maintenir constant le courant d'émetteur. Lorsque le potentiel de l'électrode 10 croit;, la tension entre les parties de la base voisines de la jonction P-N 11 et l'émetteur 2 croit également. Cette tension est plus forte pour les parties supérieures de la jonction 11 que pour ses parties inférieures.
Le nombre de porteurs positifs qui traversent la jonction 11 dans ses parties supérieure et centrale diminue et la quantité de porteurs positifs qui suivent les trajectoires des types 16 et 18 augmente. Il en résulte que la proportion
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est faible. D'autre part, lorsque le potentiel positif appliqué à l'électrode 10 augmente,-le nombre de porteurs suivant les trajectoires 16 augmente
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Quand on applique à l'électrode de base 10, un potentiel négatif par rapport à l'électrode de base 8, on provoque encore une diminution du
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courant d'émetteur tend à augmenter; pour maintenir ce courant constant, on doit diminuer la tension d'émetteur.
Pour de faibles valeurs de la tension négative de l'électrode 10, les trajectoires des porteurs positifs sont faiblement incurvées vers l'élec-
<EMI ID=28.1> absolue de la tension négativement appliquée à l'électrode 10 est importante, le nombre des porteurs positifs qui traversent la jonction 11 dans ses parties inférieure et centrale décroît, et la quantité de porteurs positifs qui suivent des trajectoires telles que 14 et 12 augmentento En conséquence, la pro-
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minue.
La courbe 20 de la figure 5 représente la variation du gain en fonction de la tension appliquée entre les électrodes de base 10.
La tension d'entrée à amplifier est fournie par une source 21 réunie au sol d'une part et au pôle négatif de la source de tension de polarisation 3 d'autre parto Quand la tension de polarisation et la tension d'entrée sont appliquées simultanément à l'émetteur 2, et que la tension entre électro-
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gure 1 se comporte comme un amplificateur, dont la tension de sortie est appliquée aux extrémités de la résistance 23. Le gain en puissance de l'ampli-
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électrodes de base.
Suivant une variante de l'invention, on peut introduire une source de tension 21' entre le curseur du potentiomètre 13 et l'électrode de base
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Lorsque les deux sources de tension 21 et 21' sont introduites simultanément dans les circuits de la figure 1, l'appareil représenté peut être utilisé comme multiplicateur de fréquence ou comme modulateur.
Dans ce cas, l'impédance de la source 21 devra être suffisamment faible, pour que la tension variable qu'elle fournit provoque des variations du courant d'émetteur. La tension de la source 21 détermine des variations du nombre de porteurs positifs qui pourraient atteindre le collecteur tandis que la tension fournie par la source 21' détermine le nombre de ces porteurs qui atteignent effectivement le collecteur.
On a décrit un appareil doit l'élément semi-conducteur est obtenu par fusion de petites quantités d'accepteur ou de donateur au contact d'une pièce de semi-condûcteur de type N ou P; on peut réaliser un appareil analogue comprenant un élément semi-conducteur obtenu par croissance d'un cristal semi-conducteur dans un semi-conducteur en fusion, contenant des traces d'accepteur et de donateur. Le fonctionnement des appareils du second genre est identique à celui des appareils du premier genre sauf en ce qui concerne l'élimination des porteurs issus de l'émetteur qui ne sont pas recueillis dans le collecteur ; en effet, le nombre de ces porteurs qui se recombinent dais la base est faible et la plupart s'écoulent à travers l'électrode de base. L'appareil décrit comporte un élément d'un semi-conducteur du type P-N-P;
on peut construire un appareil analogue muni d'un élément N-P-N, pourvu que les connexions des sources de tension de polarisation soient inversées.
L'application d'un champ électrique de direction transversale
à des éléments de semi-conducteur présentant diverses configurations permet d'obtenir des caractéristiques de gain et des avantages fonctionnels que l'on ne peut atteindre à l'aide des amplificateurs de type classique comprenant un élément semi-conducteur obtenu par croissance d'un germe de cristal. Les circuits des appareils que représentent les figures 2, 3 et 4, sont analogues au circuit de la figure lo
L'appareil à semi-conducteur de la figure 2 comporte un collecteur 22 de dimensions supérieures à celles de son émetteur 24. Il en résulte que le courant de collecteur varie peu en fonction de la tension appliquée
<EMI ID=33.1> figure 5, est sensiblement une droite horizontale.
L'appareil à semi-conducteur de la figure 3 comporte un émetteur
38 dont les dimensions sont supérieures à celles du collecteur 36.
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tension appliquée entre les électrodes de base croit. En effet, une proportion importante de porteurs positifs est émise par les parties extérieures de la surface de démarcation de l'émetteur 38 en suivant des trajectoires symbolisées par les flèches 46 et 48, qui correspondent aux flèches 12 et
16 de la figure 1.
Lorsque les dimensions de l'émetteur augmentent par rapport à
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les courbes 50 et 52 de la figure 5 qui sont relatives à des appareils semblables à celui de la figure 3 et illustrent le phénomène d'accroissement
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celles du collecteur.
L'appareil à semi-conducteur de la figure 4 présente des propriétés remarquables. Il comprend un émetteur 54, qui est plus proche de l'électrode de base supérieure 56 que de l'électrode de base inférieure 58, et un collecteur 60 plus proche de l'électrode de base inférieure 58 que de l'électrode 56.
Presque tous les porteurs qui sont introduits dans la base 62 à travers la paroi inférieure de l'émetteur 54 atteignent le collecteur 60; une forte proportion des porteurs qui sont introduits dans la base à travers la partie supérieure de l'émetteur 54 n'atteignent pas le collecteur. En conséquence, lorsqu'aucune tension n'est appliquée entre les électrodes de base 56 et 58, les porteurs qui pénètrent dans le collecteur représentent une faible proportion des porteurs ayant traversé la jonction, et le gain
en courant 61 est faible.
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conducteur de l'appareil de la figure 4 est du type P-N-P.
Quand on applique une tension positive à l'électrode de base 56, peu de porteurs positifs sont introduits dans la base 62, à travers la partie supérieure de la jonction P-N, tandis qu'une proportion relativement importante des porteurs positifs traverse la partie inférieure de cette jonction.
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la tension d'émetteur afin de maintenir constant le courant d'émetteur ce qui provoque une faible augmentation du nombre de porteurs traversant la partie
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les porteurs introduits dans la base à travers la partie inférieure de la jonc... tion P-N atteignent le collecteur. Il apparaît donc que lorsque la tension
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les porteurs positifs franchissant la jonction atteignent l'émetteur. Inversement lorsque la tension Ub est négative et croit en valeur absolue, le nombre de porteurs positifs introduit dans la base à travers la partie supé-rieure de la jonction augmente.
Ces porteurs positifs ne peuvent atteindre le collecteur 60 et,
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L'appareil à semi-conducteur de la figure 4 possède d'autres propriétés intéressantes. Pour des raisons bien connues de l'homme de métier, La résistance r de la base 62 présente, en général, un maximum lorsque la tension appliquée entre les électrodes de base 56 et 58 est nulle ou très faible.
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le la figure 4 sont représentées sur la figure 6.
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mum, une forte proportions de_porteurs franchissent la jonction P-N à travers sa partie inférieure et la plupart de ces porteurs atteignent le collecteur.
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car les porteurs sont introduits alors, dans la base à travers l'extrémité inférieure de la jonction P-N, et une fraction importante de ces porteurs
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est faible en sorte que le courant de collecteur est augmenté et que la réaction entre les circuits de collecteur et d'émetteur est faible.
L'emploi des amplificateurs à semi-conducteur est limité par suite de la diminution du gain en courant oL lorsque la fréquence augmente. On définit la qualité d'un amplificateur de ce type du point de vue de sa fréquence maximum de fonctionnement, par la fréquence pour laquelle le gain en courant
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fonction de sa fréquence de fonctionnement. La courbe 57 est relative à l'amplificateur de la figure 4, et l'autre courbe concerne un appareil de type classique. La fréquence f de l'appareil de la figure 4 est relativement éle-
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la dérivée d o� /df est faibleo Ces résultats ont deux causes principales;
tout d'abord, le mode de fonctionnement le plus favorable de l'appareil de <EMI ID=48.1> de collecteur sont de faibles dimensions et il en résulte que la capacité entre émetteur et collecteur est petite.
On peut utiliser l'effet d'un champ électrique transversal sur un élément semi-conducteur comportant plusieurs collecteurs, pour diriger
le flux de porteurs issus de l'émetteur vers un collecteur déterminée L'ap-
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L'appareil de la figure 9 comprend plusieurs émetteurs et un collecteur; il utilise les effets d'un champ électrique transversal pour diriger vers le collecteur unique le flux de porteurs issus de l'un des émetteurs.
L'appareil à semi-conducteur de la figure 8 comprend une pièce 66 d'un semi-conducteur de type N qui constitue sa base; aux extrémités de celleci sont fixées deux électrodes 68 et 70; l'appareil" comprend aussi un émetteur
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l'électrode de base 68 que l'émetteur et un second collecteur 76 qui est plus près de !J'électrode 70 que l'émetteuro L'émetteur 72 est relié au sol. L'électrode de base 70 est réunie à l'émetteur par l'intermédiaire d'une résistance 80, qui peut être réglable, et d'une source de tension continue 78. La tension d'entrée à amplifier, fournie par la source 82 est appliquée entre l'émetteur 70 et l'extrémité de la résistance 80, qui n'est pas réuni à la source de tension 78.
Les éléments 78, 80 et 82 sont associés en sérieo Le pôle poil tif de la source de tension continue 78 est réuni à l'émetteur. La valeur de la résistance 80 doit"être grande par rapport à la résistance que présente
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en résulte que les variations de cette dernière résistance n'ont pas d'effet appréciable sur le courant d'émetteur. Les collecteurs 74 et 76 sont réunis séparément au pôle négatif d'une source de tension continue 84 par l'intermédiaire des résistances d'utilisation 86 et 88 respectivement. Le pôle po-
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de la résistance 90o Un champ électrique transversal est créé dans la base 66 par application d'une tension appropriée entre les électrodes de base 68
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On sait que de faibles variations de la tension continue de l'émetteur 72 déterminent des variations importantes du gain en puissance d'un
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L'appareil de la figure 8 est un amplificateur et lorsque la tension de la source 82 est appliquée entre l'émetteur 72 et l'électrode 70,
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sion de sortie suivant la valeur de la tension entre les électrodes 68 et
70.
Lorsqu'aucune tension n'est appliquée entre les électrodes de base, les porteurs issus de la partie gauche de l'émetteur sont presque tous recueillis par le collecteur 74, tandis que les porteurs issus de la partie droite de l'émetteur sont recueillis en majorité par le collecteur 76.
L'application d'une tension positive à l'électrode 68 incurve les trajectoires des porteurs issus de l'émetteur vers le collecteur 76 et entraîne une diminution du nombre des porteurs émis par la partie gauche
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ves aux collecteurs 74 et 76 sont représentées sur la figure 10 et désignées par les numéros 74' et 76' de référence. L'examen\.. des courbes 74' et 76' montre que pour une certaine valeur négative de la tension appliquée entre l'électrode 68 et l'électrode 70 par la source 92, presque tous les porteurs issus de l'émetteur 72 atteignent le collecteur 74, un courant de collecteur
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entre l'électrode du collecteur 74 et la masse.
Pour une certaine valeur positive de la tension appliquée entre les électrodes de base 68 et 70, presque tous les porteurs issus de l'émetteur 72 atteignent le collecteur 76, le courant du collecteur 76 traverse
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fication des positions relatives de l'émetteur et des collecteurs peut déplacer le point d'intersection des courbes vers les valeurs positives ou négati-
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L'appareil à semi-çonducteur de la figure 9 comprend une pièce94 de semi-conducteur N qui constitue sa base; aux extrémités de cette dernière sont fixées deux électrodes 96 et 98; l'appareil comprend aussi un collecteur
104 équidistant des deux électrodes de base, un premier émetteur 100 qui est plus près de l'électrode 94 que le collecteur et un second émetteur 102 qui
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sont réunis individuellement au pôle positif de la source de tension de polarisation 108, respectivement par les résistances d'entrée 105 et 106. Le pôle négatif de la source 108 est réuni à l'électrode de base 98 par l'inter-
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ces résistances. Le collecteur 104 est réuni à l'électroae de base 98 par l'intermédiaire d'une résistance 120 et d'une source de tension de polarisa-
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Les éléments 120 et 122 sont associés en série. Le pale positif <EMI ID=63.1>
est créé dans la base 94 en appliquant une tension appropriée entre les électrodes 96 et 98, que l'on relié à cet effet aux bornes d'une source de tension
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Suivant la valeur de la tension fournie par la source 118, le collecteur est atteint par le flux de porteurs issu des émetteurs 100 ou 102.
La tension à laquelle est portée l'électrode du collecteur 104 correspond à la tension d'entrée appliquée au conducteur 114 ou au conducteur
1160
Chacune des figures 1, 2, 3, et 4 représente un appareil à semiconducteur à quat�re électrodes et un circuit permettant l'utilisation de cet appareil. Le circuit identique pour les quatre appareils comprend une électrode de base réunie à la masseo Ce type de circuit n'est nullement limitatif et on peut sans sortir du domaine de l'invention, utiliser un circuit du type émetteur ou collecteur à la masse.
On a déjà examiné le fonctionnement des appareils des figures
1 à 4, lorsque leur stabilité du point de fonctionnement est maintenu en réglant les tensions d'émetteur et de collecteur.
Dans ces conditions (courant d'émetteur et courant de collecteur maintenus constants) la variation de la tension appliquée entre les base dé-
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variation du gain en puissance est dû notamment à la variation de la résistance de la base 6; elle est inférieure en général à celle qui est due à une modification du gain en courant.
Au cours de l'étude suivante, on supposera que l'on peut varier la tension appliquée entre les électrodes de base 10 et 8 de la figure I, sans effectuer la stabilisation du point de fonctionnement. L'application d'une tension négative à l'électrode de base 10 augmente le nombre de porteurs introduits dans cette base à travers la jonction P-N II. Cet effet
est dû à l'augmentation de la tension entre l'émetteur et la base. L'accroissement du nombre de porteurs issus de l'émetteur détermine une variation du
<EMI ID=66.1> figure I (courbe 20). Il en résulte que l'application d'une tension négative à l'électrode 10 peut déterminer un accroissement du courant de collecteur. Puisque l'élément semi-conducteur de l'appareil de la figure I est du type P-N-P, l'accroissement du courant en valeur absolue rend plus positive l'extrémité supérieure de la résistance de charge 23 et rend par conséquent moins <EMI ID=67.1>
Le courbe de la figure II montre que cette diminution entraîne une réduction du gain en puissance. L'application d'une tension positive à l'électrode 10 réduit le nombre de porteurs introduits dans la base, par suite de la diminution de la tension entre émetteur et base d'une part, et par suite
<EMI ID=68.1>
Le courant du collecteur diminue, le potentiel négatif de l'électrode de collecteur augmente en valeur absolue et le gain en puissance croit. En résumé, lorsque l'on applique une tension entre les électrodes de base sans stabiliser le point de fonctionnement, on augmente la variation du gain en puissance.
La même constatation peut être faite pour un appareil dont l'élé-
<EMI ID=69.1>
Dans le cas de l'appareil de la figure 4, par exemple, pour une certaine ten-
<EMI ID=70.1>
une agumentation en valeur absolue de la tension de collecteur. Il en résulte que le gain en puissance croît
<EMI ID=71.1>
d'entrée 21 associée en série entre la terre et la source 3; on peut remplacer la source 21 par une résistance aux extrémités de laquelle on applique
la tension d'entréeo La figure 12 représente un amplificateur symétrique comprenant un appareil à semi-conducteur conforme à l'invention.
L'appareil à semi-conducteur comprend une pièce de semi-conducteur 104 formant sa base, deux électrodes 88 et 90 sont fixées aux extrémités de cette base. En outre, un émetteur 96 est fixé à la base à égale distance des électrodes 88 et 90; un premier collecteur 98 est plus voisin de l'électrode 88 que l'émetteur et un second collecteur 100 est plus voisin de l'électrode 90 que l'émetteur. A titre d'exemple on a représenté un élément
de semi-conducteur du type P-N-P.
Les collecteurs sont disposés de manière que lorsque la tension entre électrodes de base est nulle, aucun porteur n'atteigne les collecteurs, ou qu'en tout cas ces collecteurs ne reçoivent qu'un faible nombre de porteurs.
Les électrodes de base sont respectivement réunies aux extrémités
<EMI ID=72.1>
réunies aux bornes de la source de tension d'entrée 80.
Le point milieu du secondaire 86 réuni au sol et une source de tension de polarisation 94, réunit l'émetteur 96 au sol. Le pôle positif de
<EMI ID=73.1>
Le point milieu de l'enroulement primaire 106 est réuni au sol par l'intermédiaire de la source de tension continue 110 et de la résistance 112. Le pôle négatif de la source 110 est relié au point milieu du secondaire 106. Sur <EMI ID=74.1> relatives respectivement à l'ensemble émetteur 96 - collecteur 98 et au second ensemble émetteur 96 et collecteur 100.
L'explication ci-dessous du fonctionnement de l'amplificateur de la figure 12 correspond au cas où la tension fournie par la source 80 est sinusoïdale. On suppose que les liaisons entre les enroulements du transformateur et les circuits primaires et secondaires sont effectuées de manière qu'à une tension positive fournie par la source 80 corresponde une tension positive entre les électrodes 88 et 90. Pendant la première moi�é de l'alternance positive de la tension fournie par la source 80, la tension entre les électrodes 88 et 90 est positive, le flux de porteurs positifs est dirigé vers le collecteur 100 et un courant d'intensité croissante circule dans la moitié inférieure de l'enroulement 106. Durant la seconde moitié de l'alternance positive, le nombre de porteurs atteignant le collecteur 100 diminue.
Pendant la première moitié de l'alternance négative de la tension d'entrée le flux de porteurs positifs se dirige vers le collecteur 98 et un courant d'intensité croissante circule dans la moitié supérieure de l'enroulement 106, enfin, pen-
<EMI ID=75.1>
bre de porteurs atteignant le collecteur 98 décroît, et l'intensité du courant circulant dans la moitié supérieure de l'enroulement 106 s'annule. Puis le processus décrit se renouvelles On croit que dans ces conditions la tension apparaissant aux extrémités de l'enroulement 114 est la tension d'entrée amplifiée.