Глеб Анфилов - Что такое полупроводник

Уличный воздух здесь тоже будет «работать» на отопление — отнимать тепло от наружных радиаторов.

Вдумайтесь в это!

Исстари считалось, что греть может лишь что-то горячее: огонь, солнце. А ока­зы­ва­ется, в полу­провод­никовой тер­мо­ба­та­рее мороз и электри­чес­кий ток спо­собны рождать тепло.

{60}

Так может выглядеть отопительно-охладительная система на полупроводниках в жилых домах будущего.

Овладев полу­про­вод­ни­ка­ми, мы сумеем извлекать пользу даже из зим­ней стужи!

Устройства, о которых вы читали в этой главе, по своему назна­чению не новы.

Давным-давно су­щес­твуют сис­темы машин, пре­об­ра­зующих тепло в электри­ческий ток, есть у нас и холо­диль­ники, и установки искус­ствен­ного климата.

Но все эти знакомые нам техни­ческие устрой­ства отличаются общей

особен­ностью — в них обязательно работают какие-то механизмы: враща­ются валы {61} двигателей, ходят поршни насосов, бегут трансмиссии. А любое механическое движение обязательно сопровождается потерей энергии на трение, износом деталей. За механизмами приходится заботливо ухаживать, то и дело ремонтировать их, заменять испортившиеся части. Неудивительно, что современная техника стремится освободиться от механического движения всюду, где это возможно.

В самых разнообразных областях производства сейчас внедряются процессы, которые президент Академии наук СССР А. Н. Несмеянов метко назвал «безмеханизменными». И наиболее яркими примерами этой новой прогрессивной техники могут служить такие полупроводниковые устройства, как термоэлектрогенераторы, электронные холодильники, их всевозможные сочетания. Это бесспорно предвестники завтрашнего дня нашей индустрии.

{62}

{63}

Испокон веков работала на человека лошадь. А потом человек построил взамен нее машины: автомобиль, трактор... Они сильнее лошади в десятки раз: и везут быстрее и груза берут несравненно больше. Но у лошади есть великое достоинство — зрение.

Где-нибудь в старой Москве садился ямщик на облучок, дергал вожжу и поглядывал себе по сторонам. Лошадь сама дорогу видела. Вот и задумался человек: надо, чтобы у машины тоже были глаза.

В одном из научно-фантастических рассказов описан «зрячий» автомобиль. Он сам останавливается перед красным огоньком светофора, при зеленом свете трогается в путь, объезжает препятствия и даже тормозит перед зазевавшимся прохожим. Вот это машина! Шофер на ней чувствовал бы себя не хуже, чем ямщик с отлично выдрессированной лошадью. А может, шофер и не понадобился бы вовсе. В том же рассказе «зрячий» автомобиль самостоятельно совершает долгое путешествие.

В этой фантастике нет ничего несбыточного. Давно известны фотоэлементы — «электронные глаза» машин. {65} С применением полупроводников они становятся удивительно простыми и дешевыми.

Идея электрического зрения зародилась еще в прошлом веке. И прежде всего техника получила от физики так называемые вакуумные фотоэлементы. Начало их созданию положил своими исследованиями видный русский ученый А. Г. Столетов.

Много труда потратили ученые, чтобы постичь загадки самого, казалось бы, ясного явления в природе — света. Лишь полстолетия назад секреты его удалось раскрыть.

Природа света оказалась двоякой.

Не вдаваясь подробно в сложнейшую физическую сущность, укажем только, что, с одной стороны, свет — волновое движение электромагнитного поля (те же радиоволны, только очень короткие). С другой стороны, свет — поток частиц фотонов. Получается, что, освещая предмет, мы словно обстреливаем его своеобразными сгустками электромагнитных вибраций.

Что происходит, если такая «пуля света» ударяется о поверхность металла или полупроводника? Она может отдать свою энергию электронам вещества. Некоторые из них при этом получают настолько сильные толчки, что вырываются прочь из вещества — улетают в окружающее пространство.

Представьте себе несложный прибор. В стеклянный, освобожденный от воздуха баллончик впаяны две металлические пластинки. Две проволочки соединяют их с электрической батарейкой.