7-Maruza Uch elektrodli yarim o’tkazgich asboblar. Bipolyar va unipolyar tranzistorlar

7-Maruza

Uch elektrodli yarim o’tkazgich asboblar.
Bipolyar va unipolyar tranzistorlar
Tranzistor uchta so`adan iborat yarim otkazgichli asbob. Uning tuzilishi rasm 15.3 da keltirilgan. Orta kismi baza deb ataladi., aralashma kontsentratsiyasi chetki kismlariga karaganda kam va yupka boladi. Chetki kismlardan biri emitter, ikkinchisi kollektor deb ataladi.
Emitter degan nom elektronlar bazaga purkaladi degan maononi anglatadi. Emitter so`asida aralashma koprok boladi. Kollektor zaryad tashuvchilarni ekstraktsiyalash (su`urib olish) vazifasini bajaradi.
Tranzistorlarning bazasi n yoki R – otkazuvchanlikka ega bolishi mumkin. Shunga kora chetki kismlari R yoki n otkazuvchanlikka ega boladi. Demak, tranzistor r-n-r yoki n-r-n strukturali boladi. Tranzistorda rasm 15.3 da korsatilgandek ikkita tok manbaiga ulaylik. K kalit ochik bolganda emitter zanjirida tok bolmaydi. Kollektor zanjirida esa oz mikdorda teskari r-n otish toki (I<sub>kBt</sub>-T teskari demak) boladi. K kalit ulanganda emitter zanjirida tok `osil boladi. Chunki E_E manba kuchlanishi emitter – baza yonalishida to`ri r-n otish `osil kiladi. Bunda kopchilik kovaklar emitterdan bazaga otganda L_B>L_D bolganidan kollektor otishiga etib boradi.
L_B – baza kalinligi;
L_D – elektron yoki kovakning rekombinatsiyalashgunga kadar erkin yugurib otish masofasi.
Natijada kollektor toki ortadi.
Tranzistorning asosiy xossasi bazada borayotgan jarayonlar bilan belgilanadi. Bazada chet moddalar taksimlanishi natijasida unda asosiy bolmagan zaryadlarni emitterdan kollektorga otishiga yordam beruvchi elektr maydon bolsa, bunday tranzistorlar dreyfli tranzistorlar deyiladi. Agar bazada xususiy maydon bolmasa, asosiy bolmagan zaryad tashuvchilar baza orkali asosan diffuziya `odisasi tufayli otsa, bunday tranzistorlar dreyfsiz tranzistorlar deyiladi. Rasm 15.4 da tranzistorlarning chikish `arakteristikalari berilgan. Unda I_E=0 ga mos kelgan `arakteristika K kalit ochik bolgan `olni ifodalaydi. `arakteristikadan korinadiki, kollektor – bazaga koyilgan manfiy kuchlanish kiymati ortishi bilan tokning sezilarli darajada ortishi kuzatilmaydi.
Tranzistorlarning uch xil ulanish sxemalari mavjud (rasm 15.5):

1. 
   Umumiy bazali sxema UB.
   
2. 
   Umumiy emitterli baza UE.
   
3. 
   Umumiy kollektorli baza UK.
   

`ozirgi vaktda elektro sxemalarda bipolyar, yaoni ikki kutbli tranzistorlar bilan bir katorda maydonli yoki bir kutbli tranzistorlar keng ishlatiladi. Ulardagi tok fakat bir ishorali zaryad tashuvchilar (elektronlar yoki kovaklar) `isobiga utadi. Bunday tranistorlardan otayotgan tokning mikdori shu tok otayotgan kanalning otkazuvchanligi bilan aniklanadi. Bir kutbli tranzistorlar ikki kutbli tranzistorlarga karaganda sodda va arzon boladi.

Tranzistorlar sxemada ishlatilganda uning elektrodlardan biri hәmma o`aqit shinjirding kirio`i hәm shig`io`i uchun umumiy bo’lgan simg`a jerge jalg`ang`an boladi. Soning ushin bipolyar tranzistorlarding uch xil sxemasi belgali.

1.Umumiy bazali sxema-UB,
2.Ulmumiy emitterli sxema-UE,
3.Umumiy kollektorli sxema-UK.
Bulardning ichida UB sxema tranzistorlarding qәsiyetlerin tekserio`de eng qo’laylisi bolip esaplanadi. Shuning ushun tranzistorlarding fizikaliq shamalari sol sxema tiykarinda tekseriledi hәm ol qalg`an eki jalg`anio` sxemasina qollaniladi. 8- sүo`rette keltirilgen sxema UB sxema bolip esaplanadi. Ondag`i emitter o’tio`ining sanglaq tog`in I_jer hәm elektron tog`in I<sub>ep</sub> dep belgilesek, emitter tog`i ushin to’mendegi formula orinli boladi

I_e= I_jer + I_ep (6)

Bul toq toliq emitter o’tio`i dao`aminda turaqli boladi. Oning Iep qurao`shisi bazadan emitterge elektronlarding o’tio`inen payda bo ladi. Ol emitter o’tio`inen ayirim araliqqa uzaqlasatug`in emitterdegi sanglaqlar menen toliq rekombinatsialanadi hәm nol`ge shekem azayadi. Nәtiyjede sanglaq tog`i I_jer tog`i artadi.
Tap sonday uqsas kollektor o’tio`i tog`ida I<sub>k</sub> da eki qurao`shig`a iye boladi I<sub>kr</sub>- sanglaq tog`i hәm I_kp-elektron tog`i. I<sub>kr</sub> din shamasi emitterden bazag`a o’tip kollektor o’tio`ge jetip keletug`in sanglaqlar mug`dari menen, I<sub>kp</sub> bolsa, kollektordan bazag`a o’tetug`in elektronlar sani menen xarakterlenedi.
Emitter o’tio`ining kerneo`i o’zgerse, emitter tog`i o’zgeredi. Buning nәtiyjesinde kollektor tog`ining Ikr qurao`shisi o’zgerissiz
9 – sүo`ret. Bipolyar tranzistorlarding үsh tүrli sxemasi.
Ikp ning o’zgerisi kollektording ko’lemlik qarsilig`i o’zgerisine baylanisli boladi. Soning ushin kollektor tog`ining Ikr qurao`shisi basqarilio`shi paydali toq , Irg basqarilmaytug`in ziyanli toq dep qaraladi hәm hәmme o`aqit I<sub>kp</sub> << I<sub>kr</sub> boladi. Ulio`ma alg`anda juo`maklao`shi kollektor tog`i kollektor o’tio`i uzinlig`i boyinsha turaqli toq esaplanadi;

I_k=I_kr+I_kp (7)

eger 8- sүo`rettegi keltirilgen sxemaning emitter o’tio`i toqtasa(e1 derek үzilse) , kollektor o’tio`innen I kT g`a teng keri toq o’tedi. Oning shamasi kollektording Ikp elektron tog`inan үlken boladi. Sebebi Ikp g`a bazadan kollektorg`a o’tip turio`shi sanglaqlar tog`i I<sub>br</sub> hәm qosiladi.
I<sub>kt</sub> basqarilmaytug`in kollektor tog`i yamasa temperatura tog`i dep ataladi. Bul toqting shamasi kollektor kerneo`ining jeterli dәrejede үlken o’zgerislerinde de turaqli boladi;
I<sub>kt</sub> = A e<sup>- / t</sup> (8)
Bunda koeffitsient yarim o’tkizgishting materialina baylanisli bolip, germaniy kristali ushin 8400 ge ten.
Ikt toqting erikli temperaturadag`i ko’rinisi
I_kt(t)=I_kr(20) 2^∆t/10 (9)
Ko’rinisinde boladi. Demek, germaniyli triodting tog`i temperatura hәr 10<sup>0</sup> g`a o’zgergende eki ese o’zgeredi eken. Mәselen, temperatura 20⁰S dan 50⁰S g`a artsa, I<sub>kt</sub> to2i 2<sup>3</sup>=8 mәrte o’sedi eken.
Soning ushin tranzistordi isletio`de әlbette buni esapqa alio` kerek.
Solay etip ulio`ma jag`dayda kollektor tog`ining shamasi basqarilio`shi I<sub>kr</sub> hәm basqarilmaytug`in I_kt toqlarining jiyindisinan ibarat boladi;
I_k=I_kr+I_kt (10)
Emitter tog`i «+e1—emitter—baza----e1» shinjiri boyinsha, kollektor tog`i-«+e2—baza—kollektor----e2» shinjiri boyinsha ag`adi. Sog`an sәykes baza tog`ining shamasi I<sub>b</sub>=I<sub>e</sub>-I<sub>k</sub> ko’rinisinde jaziladi. Qolayliq ushin baza tog`i G`emitter—baza—sirtqi shinjir-emitterG` shinjiri boyinsha ag`adi, dep qaraladi. Bul jag`dayda kollektor tog`i o’tetug`in jinjir o’zgeredi, yag`niy; «+e—emitter—kollektor—e2» bolip, ol baza shinjirinan o’tpeydi. Sog`an tiykarlanip, tranzistording toq tenglemesi etip
I_e=I_k+I_b (11)
Tengligi alinadi.
Bul formula kollektor tog`ining emitter tog`ina baylanislig`in ko’rsetedi. Bul baylanis inertsial boladi. Sebebi emitterden bazag`a sanglaqlar o’tkende, baza elektrodi janinda elektronlar kontsentratsiasi keskin artadi hәm olarding zaryadi sanglaqlar zaryadin kompensatsiyalaydi. Soning ushin kollektor shinjirindag`i toq o’zgerio`i ushin emitterden bazaga o’tken sanglaqlarding jeterli mug`darda kollektor o’tio`ine jetip kelio`i kerek, yag`niy bazada olarding jүda az mug`dari rekombinatsiyalanio`i kerek. Bunday o’tio`ding effektivligi uzatio` koeffitsienti degen shama menen belgilenedi hәm to’mendegishe aniqlanadi;
=(∆Ik/∆Ie)_Uk=const (12)
oning shamasi hәmme o`aqit birden kishi bolip, eng jaqsi jasalg`an tranzistorlarda 0.99 g`a shekem jetedi.
Әdette koeffitsient ulio`ma bazali jalg`anio`da tranzistording toq boyinsha kүsheyttirio` koeffitsienti dep ataladi hәm nagruzka qarsilig`i nol`ge teng bolg`an jag`day ushin aniqlanadi.
Ulio`ma emitterli hәm ulio`ma kollektorli sxemalarding qәsiyetlerin qarastirayiq.
Ulio`ma emitterli sxemaning toq boyinsha uzatiu koeffitsienti
=(∆Ik/∆Ib)_Uk=const (13)
ulio`ma kollektorli sxemaniki bolsa,
=(∆Ie/∆Ib)<sub>Uk=const</sub> ( 14)
boladi.
Solay etip, UE sxema hәm toq, hәm kerneo` boyinsha kүsheyttirio` qәsiyetine iye. Soning ushin bul sxemada quo`at boyinsha eng үlken kүsheyttirio`ge erisio`ge boladi.
Joqaridag`i eki formulani esapqa alip (11) 81m (12) 81m (13) 81m (14) formulalardi to’mendegishe jazio` mүmkin;

= /(1- ) 81m =1/(1- ) (15)
hәm hәmme o`aqit birden үlken shamag`a iye boladi. Bul UE hәm UK sxemalarding toqti kүsheyttirio` qәsiyetine iye ekenin ko’rsetedi. Ulio`ma emitterli sxemaning kerneo`i boyinsha kүsheyttirio` koeffitsienti
K_u=∆U_k/∆U_b= R_n/R_kir (16)
Ulio`ma kollektorli sxema ushin bolsa,
K<sub>u</sub>=∆U<sub>e</sub>/∆U<sub>b</sub>= R<sub>n</sub>/R<sub>kir</sub> (17)
boladi.
UE sxemaning kirio` qarsilig`i shig`io` qarsilig`inan kishi, biraq UB sxemaning kirio` qarsilig`inan үlkenirek boladi. Soning ushin UE sxema kerneo`in kүsheyttirio` qәsiyetine iye. UK sxemada bolsa, kirio` qarsilig`i shig`io` qarsilig`inan үlken. Rn qarsiliq shig`io` qarsilig`i tәrtibinde bolg`ani ushin ol kerneo` boyinsha ko’beyttirio` qәsiyetine iye bolmaydi. Solay etip, UE sxema hәm toq ,hәm kerneo` boyinsha kүsheyttirio` qәsiyetine iye. Soning ushin bul sxemada quo`at boyinsha eng үlken kүsheyttirio`ge erisedi.
11.6. Bipolyar tranzistorlarding statistikaliq xarakteristikalari
Tranzistorlar ushin to’rt tүrli- kirio`, shig`io`, tuo`ri hәm keri o’tio` xarakteristikalar sistemasi belgili.
Kirio` xarakteristikalar sistemasi tranzistording kirio` tog`ining kirio` kerneo`ine baylanisin, shig`io` kerneo`ine baylanisi ko’rsetiledi. Tuo`ri o’tio` xarakteristikalar sistemasi shig`io` tog`ining kirio` kerneo`i menen baylanisina tiykarlanip, tranzistordin kүsheyttirio` qәsiyeti ko’rsetiledi. Keri o’tio` xarakteristikalar sistemasi bolsa, kirio` kerneo`ine shig`io` kerneo`ine baylanisi ko’rsetiledi hәm tranzistor jumisining turaqsizlig`i xarakterlenedi.
Tranzistorli sxemalardi үyrenio`de kirio` hәm shigio` xarakteristikalari sistemasi үlken әhmiyetke iye. Soning ushin bul xarakteristikalardi tranzistording UB hәm UE jolganio` sxemalari ushin aniqlaymiz.
Tranzistording UB sxemasi ushin kirio` xarakteristikasi degende kollektor kerneo`i yamasa tog`i turaqli bolg`andag`i emitter tog`ining emitter kerneo`ine baylanislig`i tүsiniledi;
I=ƒ<sub>1</sub>(U<sub>e</sub>)/<sub>UkIk=const</sub> (18)
Bunda U<sub>k</sub> hәm U<sub>e</sub> kerneo`lerining shamasi ulio`ma sim-bazag`a salistirg`anda aniqlanadi. Soning ushin G`bG` indiks tүsip jaziladi. Yag`niy U_eb, U_kb ornina әpio`ayi U<sub>e</sub> hәm U<sub>k</sub> dep jaziladi.
(18) formulaning grafigi 10 a sүo`rette ko’rsetilgen. Uk=0 bolg`andag`i grafik yarim o’tkizgishli diodting tuo`ri jalg`anio` xarakteristikasining o’zi bolip esaplanadi (11-sүo`ret). Kollektordag`i teris kerneo`ding artio`i menen xarakteristika emitter tog`ining үlken shamalari esabinan jiljiydi. Sebebi kollektor kerneo`i artio`i menen kollektor o’tio`i azayip, baza qatlami kishireyedi. Bul bazadag`i diffuzion toqting, yag`niy emitter hәm kollektor toqlarining artio`ina alip keledi, bazada rekombinatsiya tog`i hәm baza qarsilig`indag`i potentsial tүsio`i azayadi, sirtqi derek kerneo`in turaqli desek, emitter o’tio`indegi kerneo` artip emitter tog`ining ko’beyio`ine sebeb boladi.
Tranzistordin UB sxemasi ushin shig`io` xarakteristikasi degende emitter kerneo`i yamasa tog`i turaqli bolg`andag`i kollektor tog`ining kollektor kerneo`ine baylanislig`i tүsiniledi;
Ik=ƒ₂(Uk)/_UeIe=const (19)
12-sүo`rette Ie=const hali ushin aniqlang`an shig`io` xarakteristikalar sistemasi ko’rsetilgen. Ol kollektor tog`ining kollektor kerneo`ine jүda baylanisli bolg`anlig`in ko’rsetedi. Bul kollektor o’tio`ining differentsial qarsilig`i jeterli үlken ekenligin ko’rsetedi.
Baqlao` sorao`lari.
1. Yarim o’tkizgishler hәm olarding qәsiyetlerin tүsindiring.
2. p-n- hәdiysesi qalay әmelge asadi.
3. Yarim o’tkizgishli diod hәm oning tүrlerin aytip bering.
4. Yarim o’tkizgishli triod isleo` printsipin tүsindiring.
5. Bipolyar tranzistorlarding sxemag`a jalg`anio`ining turlerin ko’rsetip sxemalarin jalg`ap bering.
6. Bipolyar tranzistorlarding statistikaliq xarakteristikalari degen ne.


7-Mavzu