<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energy</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1029-7448</issn><issn pub-type="epub">2414-0341</issn><publisher><publisher-name>BNTU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/1029-7448-2025-68-6-491-503</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energy-2519</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRICAL POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Теория биполярного транзистора с учетом строения твердого тела и наличия отрицательных ионов. Часть 1. Строение полупроводникового твердого тела, легированного мышьяком и индием</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Theory of the Bipolar Transistor, Taking into Account the Structure of a Solid and the Presence of Negative Ions. Part 1. Structure of a Semiconductor Solid Doped with Arsenic and Indium</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гречихин</surname><given-names>Л. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gretchikhin</surname><given-names>L. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Адрес для переписки:Гречихин Леонид ИвановичУО «Белорусская государственнаяакадемия связи»ул. Уборевича, 77,220096, г. Минск, Республика БеларусьТел.: +375 17 378-46-44gretchihin@yandex.ru</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondence:Gretchikhin Leonid I.Educational Institution “Belarusian State Academy of Communication”77, Uborevich str.,220096, Minsk, Republic of BelarusТеl.: +375 17 378-46-44</p><p>gretchihin@yandex.ru</p></bio><email xlink:type="simple">gretchihin@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусская государственная академия связи</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Educational Institution “Belarusian State Academy of Communication”</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>01</day><month>12</month><year>2025</year></pub-date><volume>68</volume><issue>6</issue><fpage>491</fpage><lpage>503</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Гречихин Л.И., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Гречихин Л.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Gretchikhin L.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://energy.bntu.by/jour/article/view/2519">https://energy.bntu.by/jour/article/view/2519</self-uri><abstract><p>Биполярные транзисторы в электронике являются основной элементной базой. Развитие этой базы осуществлялось преимущественно опытным путем. Для обоснования работы транзистора применялись качественные представления в виде двойного р–n перехода вида р–n–p или n–p–n проводимости. При таком обосновании многие свойства работающего полупроводникового транзистора оставались за пределами их четкого представления. Поэтому в настоящей работе рассмотрено устройство биполярного транзистора с учетом строения твердого тела полупроводниковой основы и взаимодействия с поверхностью твердого тела атомов в виде отрицательных ионов. На основании анализа данных, полученных туннельным микроскопом, поверхность твердого тела покрыта мономолекулярной пленкой, а сам кристалл полупроводниковой основы сформирован положительно заряженными атомами и находится под мономолекулярной пленкой. Молекулярная пленка формируется поверхностными кластерами, а кристалл – объемными кластерами. Взаимодействие поверхностных кластеров создает пористую структуру молекулярной пленки. Через эти поры виден кристалл твердого тела. Примеси в виде отдельных молекул на поверхность кристалла проникают через отверстия в молекулярной пленке, сформированные в виде столбообразных пустот. На поверхности кристалла молекулы примеси вследствие обменного взаимодействия диссоциируют на отдельные атомы, которые в свою очередь также вследствие обменного взаимодействия превращаются в отрицательные ионы. Конкретно рассмотрено легирование поверхности полупроводникового кристалла германия или кремния молекулами мышьяка и индия. После распада молекул на атомы в столбообразных пустотах происходит их превращение в отрицательные ионы, которые блокируют проникновение другихмолекул в эти пустоты.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Bipolar transistors are the main element base in electronics. The development of this base was carried out mainly through experimentation. To justify the operation of the transistor, qualitative representations were used in the form of a double р–n junction of the р–n–p or n–p–n conductivity type. With this justification, many properties of a working semiconductor transistor remained beyond their clear understanding. Therefore, in this paper, the design of a bipolar transistor is considered, taking into account the structure of the solid body of the semiconductor base and the interaction of atoms in the form of negative ions with the surface of the solid body. Based on the analysis of data obtained by a tunneling microscope, the surface of the solid is covered with a monomolecular film, and the crystal of the semiconductor base itself is formed by positively charged atoms and is located under the monomolecular film. The molecular film is formed by surface clusters, and the crystal is formed by volume clusters. The interaction of surface clusters creates a porous structure of the molecular film. Through these pores the crystal of the solid body is visible. Impurities in the form of individual molecules penetrate the surface of the crystal through holes in the molecular film, formed in the form of columnar voids. On the surface of the crystal, impurity molecules, as a result of exchange interaction, dissociate into individual atoms, which in turn, also as a result of exchange interaction, are converted into negative ions. The doping of the surface of a semiconductor crystal of germanium or silicon with arsenic and indium molecules is specifically considered. After the molecules disintegrate into atoms in the columnar voids, they are converted into negative ions, which block the penetration of other molecules into these voids.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>биполярный транзистор</kwd><kwd>отрицательный ион</kwd><kwd>мономолекулярный слой</kwd><kwd>кристалл</kwd><kwd>двойной электрический слой</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>bipolar transistor</kwd><kwd>negative ion</kwd><kwd>monomolecular layer</kwd><kwd>crystal</kwd><kwd>electrical double layer</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Жеребцов, И. П. Основы электроники / И. П. Жеребцов. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zherebtsov I. P. (1990) Basics of Electronics. Leningrad, Energoatomizdat Publ. 352 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Забродин, Ю. С. Промышленная электроника, учеб. для вузов / Ю. С. Забродин. М.: Альянс, 2013. 496 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zabrodin Yu. S. (2013) Industrial Electronics. Moscow, Al'yans Publ. 496 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гладков, Л. Л. Физические основы электроники: учеб. пособие / Л. Л. Гладков, И. Р. Гулаков, А. О. Зеневич. Минск: Белорусская государственная академия связи, 2017. 227 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gladkov L. L., Gulakov I. R., Zenevich A. O. (2017) Physical Principles of Electronics. Minsk, Belarusian State Academy of Telecommunications. 227 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Формирование р-, n-проводимости и p–n перехода / Л. И. Гречихин // Упрочняющие технологии и покрытия. 2018. Т. 14, № 5. С. 231–238.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grechikhin L. I. (2018) The Formation of p-, n-Conductivity and p–n-Junction. Uprochnyayushchie Technologii i Pokrytiya = Strengthening Technologies and Coatings, 14 (5), 231–238. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Binning, G. Scanning Tunneling Microscopy / G. Binning, H. Rohrer // Helvetica Physica Acta. 1982. Vol. 55, No 6. P. 726–735. https://doi.org/10.5169/seals-115309.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Binning G., Rohrer H. (1982) Scanning tunneling microscopy. Helvetica Physica Acta, 55 (6), 726–735. https://doi.org/10.5169/seals-115309.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Исследования поверхностного слоя кремния с напылением индия / Л. И. Гречихин, Ю. Шмермбекк. Берлин: Lambert. Academic Publishing, 2015. 80 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I., Schmermbeck Yu. (2015) Studies of the Surface Layer of Silicon with Indium Deposition. Berlin: Lambert. Academic Publishing. 80 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Взаимодействие напыляемых частиц с поверхностью твердого тела / Л. И. Гречихин, Ю. Шмермбекк // Авиационный вестник. 2021. № 5. С. 21–28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L., Shmermbekk J. (2021) Interaction of Sprayed Particles with Surface Solid Body. The Aviation Herald, (5), 21–28 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Формирование p и n-проводимости отрицательными ионами / Л. И. Гречихин // Авиационный вестник. 2022. № 6. С. 8–16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I. (2022) Formation of pand n-conductivity by negative ions. The Aviation Herald, 2022, no. 6, pp. 8–16 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gretchikhin, L. I. Formation of p-n-Conductivity in Semiconductors / L. I. Gretchikhin // Journal Military Technical Courier Scientific Periodical of the Ministry of Defence of the Republic of Serbia. 2018. Vol. 66, No 2. Р. 304–321.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. (2018) Formation of p-, n-conductivity in semiconductors. Vojnotehnički Glasnik = Military Technical Courier, 66 (2), 304–321. https://doi.org/10.5937/vojtehg66-15935.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Физика наночастиц и нанотехнологий. Общие основы, механические, тепловые и эмиссионные свойства / Л. И. Гречихин. Минск: Технопринт, 2004. 399 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I. (2004) Physics of Nanoparticles and Nanotechnology. General Principles, Mechanical, Thermal and Emission Properties. Minsk, Tekhnoprint Publ. 399 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Наночастицы и нанотехнологии / Л. И. Гречихин. Минск: Право и экономика, 2008. 406 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I. (2008) Nanoparticles and Nanotechnology. Minsk, Pravo i Ekonomika Publ. 406 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Месяц, Г. А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга / Г. А. Месяц. М.: Наука, 2000. 424 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mesyats G. A. (2000) Ectons in a Vacuum Discharge: Breakdown, Spark, Arc. Moscow, Nauka Publ. 424 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Месяц, Г. А. Эктоны в электрических разрядах / Г. А. Месяц // Письма в ЖЭТФ. 1993. Т. 57, вып. 2. С. 88–90.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mesyats G. A. (1993) Ectons in electric discharges. JETP Letters, 57 (2), 95–98.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Месяц, Г. А. Эктон – лавина электронов из металла / Г. А. Месяц // УФН. 1995. Т. 165, № 6. С. 601–626. https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199506a.0601.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mesyats G. A. (1995) Ecton or electron avalanche from metal. Physics-Uspekhi, 38 (6), 567– 590. https://doi.org/10.1070/pu1995v038n06abeh000089.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл– полупроводник. Ч. 1: Формирование токов проводимости и токов смещения на p–n переходе / Л. И. Гречихин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2025. Т. 68, № 3. С. 209–229. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2025-68-3-209-229 (in Russian).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I. (2025) Volt-ampere Characteristics of Metal-semiconductor Rectifier Diodes. Part 1: Formation of Conduction Currents and Displacement Currents at the p–n Junction. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 68 (3), 209–229. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2025-68-3-209-229 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гречихин, Л. И. Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл– полупроводник. Ч. 2: Вольт-амперные характеристики диодов металл–полупроводник / Л. И. Гречихин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2025. Т. 68, № 4. С. 291–310. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2025-68-4-291-310</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gretchikhin L. I. (2025) Volt-ampere Characteristics of Metal-semiconductor Rectifier Diodes. Part 2: Volt-ampere Characteristics of Metal-semiconductor Diodes. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 68 (4), 291–310. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2025-68-4-291-310 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Физические величины: справ. / А. И. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский [и др.]; под ред. И. С. Григорьева, Е. Д. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Babichev A. I., Babushkina N. A., Bratkovsky A. M., Brodov M. E., Bystrov M. V., Vinogradov B. V. [et al.], I. S. Grigoriev, E. D. Meylikhov (eds.) (1991) Physical Quantities: Reference Textbook. Moscow, Energoatomizdat Publ. 1232 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
