半导体和半导体无线电收音机
电工材较中除了绝缘体和导体以外，还有一种叫做“半导体”的材料，像矽、硒、锗和某些金属氧化物等。它们单位体积的电阻比绝缘体小，比导体大。极纯粹半导体的电阻比较大；半导体导电的方式也和普通导体不同。它除了靠极少数带负电的“自由电子”导电以外，还有一种带正电的“空穴”，也起着导电的作用。空穴是半导体物质内没有填满束缚电子所形成的“空白点”；这里因为缺少电子所以带正电。有空穴的物质本身不动，但空穴的位置却能受外加电场的作用而改变，好像有正电荷在运动一样。所以它也起着导电的作用。半导体里面如果有一些杂质，可以使它单位体积的电阻显著的降低。这是因为杂质的存在影响了它内部结构的缘故。某些杂质可以使半导体中自由电子的数目大大的增加；加外一些杂质可以使半导体中空穴的数目大大的增加。这些都是使电阻降低的原因。通常应用的半导体，大多数是有杂质的；有的是在制造过程中有意加进去的。自由电子比空穴数量多的半导体，叫做“电子型半导体”，或“N”型半导体。空穴较电子数量多的半导体，叫做“空穴型半导体”，或“P”型半导体。半媒体里面的自由电子和空穴，很容易受外界的影响，增多或减少；因此它的电阻也能受外界的影响而改变。半导体的温度愈高，电阻愈低。有些半导体，温度对它的影响特别灵敏，叫做“热敏电阻”。有些半导体，光线对它的影响特别灵敏，叫做“光敏电阻”。有些半导体，在不同的也压下有不同的电阻，叫做“压敏电阻”。还有一种只能让电流从一个方向通过的半导体叫做半导体整流器，像氧化亚铜整流器、硒整流器和硫化物整流器等；还有用作超高频检波器的晶体二极管，这是由锗或矽的晶体制成的。另外有特殊功用的半导体很多；这里不再一一叙述；现在让我们来看一看晶体三极管是怎么一回事吧！
晶体三极管是用锗的晶体制成的，又叫做“跨阻器”，有三个电极把晶体接通两个电路时，电流在一个电路里有很小的改变，另一个电路里的电阻就起着很大的变化。这个作用和三极电子管的作用很相似。现在常用的有两种形式。一种叫“触点式”（图1），它那小块锗晶体紧紧的安装在金属的底座上；有两根钨制的触丝和晶体表面相接触。接触点的距离约0.05公分。电流从触丝到晶体方向的电阻很小，从晶体到触丝方向的电阻非常大。触丝1接正方向的电池，约3伏，这个电极叫做“发射极”。触丝2接反方向的电池，约15伏，这个电极叫做“收集极”。两个电池的另一端都接到晶体的底座上。通过发射极的电流，使接通发射极电路的部分晶体电阻显著的降低。这部分内自由电子和空穴密度增大，扩散到接通收集极电路的部分晶体内，使收集极电路里的电阻也随着降低。发射极电路里电流有很小的变化；收集极电路里的电流就有较大的变化。这就是电流的放大。触点式晶体三极管的电流放大倍数约等于3。它的功率放大倍数可以到100。输出的有效功率大约是50毫瓦。因为低电阻区域的扩散需要一定的时间；所以它的工作频率有一定的限度。在两个触点距离是0.05公分时，最高工作频率是10兆周。另外一种晶体三极管叫做“夹片式”。（图2）是由一片薄薄的P型的锗和两片较小的N型锗制成的。两片N型的锗片在P型锗片的两对面，把P型锗片夹在中间。一片略小一些的是发射极；一片略大一些的是收集极。中间一片接底座。这种晶体三极管又叫做NPN式晶体三极管。它的性能比触点式的优越得多。它的电流放大倍数约等于50；最大输出功率有2瓦；最高工作频率可以到200兆周；连续使用时间可达100,000小时。和NPN夹片式晶体三极管相似的，还有一种PNP夹片式晶体三极管。它是由中间一片N型的锗和两边两片P型的锗制成的。
现在我们来介绍一些晶体三极管的放大器和振荡器的基本电路。晶体三极管在电路里有三种不同的接法：（甲）底座接地式、（乙）发射极接地式、（丙）收集极接地式。图3是它们的电路和等效的三极电子管电路。
晶体三极管的各路接法和等效的三极电子管电路
底座接地式的输入电阻约40—100欧；输出电阻约100—300千欧；当负载电阻是1000—10,000欧时，功率放大大约是10到100倍。发射极接地式的输入电阻约10—200千欧；输出电阻约在10—200千欧；当负载电阻是500—10,000欧时，功率放大约10倍。收集极接地式的输入电阻约500—1200欧；输出电阻约20—100千欧；当负载电阻是15—25千欧时，功率放大约100—1000倍。晶体三极管和三极电子管的工作情形不完全相同所以它们的电路不能完全拿来比较。所说的等效电路也只是近似而已。晶体三极管的输入电阻是很小的。三极电子管的输入电阻非常大；晶体三极管各极间在晶体内部都发生相互作用。三极电子管除了在很高的频率外各极间的交连比较小。在晶体三极管内部，输入电路里的电流方向和输出电路里的电流方向是相反的。底座接电池的公共电路内如有电阻。输出电流在这个电阻上的电压降产生的不是负回授而是正回授作用。下面我们介绍两个应用晶体三极管做成的简单的无线电收音机。图4是一个单管再生式广播收音机的电路。它采用发射极接地式电路；发射极上不加偏电压，起了检波的作用。因为只有在发射极正半周的时候电流才能通过。在调谐线圈离接地端大约14圈数的地方，抽出一个头接到晶体管的底座上。输出电流的射频部经过这段的电压降，在发射极上引起正反馈作用。反馈的大小由10千欧可变电阻控制。发射极电路里1千欧电阻和收集极电路里耳机的内阻，可以防止晶体三极管中通过太大的电流。因为这是一个再生式收音机，它的灵敏度是相当高的。
晶体三极管单管再生式广播收音机
图5是一个一级再生式检波和一级音频放大的两管收音机的电路。检波级和放大级都是底座接地式。反馈是由一个50微微法的可变电容器交连到发射极电路的。反馈的大小就由这个电容器来控制。为了阻抗的匹配，采用一个5:1的级间音频变压器。在接喇叭的地方也用一个5:1的输出变压器。这些变压器的比数并不需要很严格；就是改用3:1或7:1的也不会感觉得出音量有什么改变。这个收音机的电源要在18伏电池组里分出3伏来作为第二级晶体管的偏电压。在晶体管电路里，不能像普通电子管电路那样用阴极电阻来得到自给偏压的。在普通电子管电路里，阴极电阻上的音频电压降，起负反馈作用。稍微有一些负反馈可以有稳定放大的功效。但是在晶体管电路里，底座电路里的电阻会引起正反馈作用。往往会引起放大器的振荡。虽然也可以在这电阻上并联一个旁路电容器。实际上即使用一个电容量很大的旁路电容器，这个影响也不能完全避免。
有音频放大的再生式晶体三极管收音机
利用夹片式晶体三极管可以做成代替振动式电压升高器的振荡一整流式高压发生器。晶体管的电阻很低，用一节手电筒用的干电池就可以使它动作；而且它的效率很高可以达到60%。这是小功率的振动式或真空管式的高压发生器所不能得到的。而且这个高压发生器的全部体积很小。使用手电筒用的小干电池比直接使用高电压的B电池要经济得多。小干电池容易购买而且经久耐用。这种高压发生器不但可以做为携带式无线电收音机和助听器的电源；将来电视接收机和小型发射机的屯源都可以用一个或两个手电筒用的小干电池来供给。
图6是一个用晶体三极管做成的振荡—整流式高压发生器，专为携带式收音机和助听器的电源而设计的。用的晶体管输出很小，只有5毫瓦。图中晶体管电路是发射极接地式。变压器的次级用两小锗整流器联成倍压整流电路。这样用一个1.5伏的小干电池，便可以得到30伏的电压0.1毫安的输出。如果用一个1:50的变压器和四倍电压整流电路的话，便可以得到700伏6微安的输出。效率也可以到42%。如果利用输出较大的夹片式晶体三极管的话，那么输出功率要大得多。晶体管的用途很多；这里不能都介绍。它的主要优点是：1．休积小，坚固不怕震动。2．没有灯丝，不需要预热立刻就可以工作。3．用电节省。4.寿命长；在应用电子管很多的地方，如电子计算机、多路载波机等采用晶体管可以简化维护工作。5．制造成本低，因此在不久的将来，晶体管有代替大部分电子管的可能。
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