Ma’ruza. Mavzu: yarim o‘tkazgichli qurilmalar reja yarim o‘tkazgichli diodlar va tranzistorlar

Tranzistorning ishlashi, ish rejimlari va ulanish sxemalari.

Tranzistorni ishlash prinsipi p-n ( n-p) o‘tishlardagi fizikaviy jarayonlarga asoslangan. Bu o‘tishlar emitter o‘tishi va kollektor o‘tishi deb yuritiladi. Emitter va kollektor elektrodlari tashqi zanjirga ulanadi, bunda kuchlanishning yo‘nalishiga qarab o‘tishlar to‘g‘ri yoki teskari yo‘nalishlarda ulangan bo‘lishi mumkin. O‘tishlardagi kuchlanishning to‘g‘ri yoki teskariligiga qarab o‘tishda siljishlar yuzaga keladi va bu siljishlar tranzistorni ish rejimlarini belgilaydi. Emitter va kollektorning ulanishlari kombinatsiyasi, va natijada hosil bo‘lgan tranzistorning ish rejimlari 8.1-jadvalda keltirilgan.

8.1. jadval

t/r	Emitter o‘tishi	Kollektor o‘tishi	Tranzistroning ish
			rejimi
№
1	to‘g‘ri	teskari	aktiv rejim
2	to‘g‘ri	to‘g‘ri	to‘yinish rejimi
3	teskari	teskari	yopiq rejim
4	teskari	to‘g‘ri	invers rejim

A ktiv rejim. Bu rejimda jadvaldan ko‘rsatilganidek, emitter o‘tishi to‘g‘ri yo‘nalishda siljiydi, kollektor o‘tishi teskari yo‘nalishda siljiydi. Natijada tranzistorning kuchaytirish xususiyati ko‘proq namoyon bo‘ladi. Shuning uchun, tranzistorning aktiv rejimi uni kuchaytruvchi element sifatidaa (elektrovakuum lampalardagi triod singari) ishlatish imkonini beradi.
To‘yinish rejimida har ikkala o‘tish ham to‘g‘ri yo‘nalishda siljiydi, natijada o‘tishlar zaryad tashuvchilar bilan to‘yinib, o‘tishning qarshiligi kamayib ketadi, natijada chiqish tokini kirish toki orqali boshqarish mumkin bo‘lmay qoladi. Bu rejimda tranzistordan kuchaytruvchi element sifatida foydalanib bo‘lmaydi, lekin uni elektron kalit sifatida ishlatish mumkin.
Invers rejimda aktiv rejimga teskari rejim bo‘lib, mantiqan olib qaralganda aktiv rejimga nisbatan teskari yo‘nalishdagi tokni kuchaytirishi mumkin. Lekin ayrim konstruksion jihatlar va ularning keltirib chiqaruvchi oqibatlari bunga yo‘l qo‘ymaydi. Shulardan biri emitter o‘tishning kollektor o‘tishga nisbatan kesim yuzasining kichikligidir. Bu o‘z navbatida emitter toki kollektor o‘tishdagidan kam bo‘lishiga olib keladi. Shuning uchun invers rejim amalda ishlatilmaydi.
Yopiq rejimda ikkala o‘tishlar ham teskari kuchlanish ostida bo‘ladi. Chiqish toki har doim nolga teng bo‘lgani uchun tranzistorning bu rejimidan faqat o‘chirish kaliti sifatida foydalanish mumkin.
Qayd etilgan rejimlarning ichida aktiv rejim eng katta axamiyatga ega. Shu rejimda tranzistorlar kuchaytirgich va generatorlarning asosiy elementi sifatid ishlatilib, elektrovakuum lampalarni o‘rnini butunlay egalladi.
Tiristorlar. Tiristorlar to‘rtta yoki beshta yarim o‘tkazgichli qatlamdan iborat, ikkita (ochiq va yopiq) mustahkam holatga ega elektron qurilma bo‘lib, ular avtomatik boshqaruv tizimlarida ishlatiladi. Tiristorlar ma’lum jihat- lariga ko‘ra tranzistorga o‘xshab ketadi. Tiristorning ikkita asosiy xususiyati mavjud: birinchisi uning ochiq holatdagi qarshiligi juda kichik (0,01 Om gacha), yopiq holatdagi qarshiligi esa juda katta (o‘nlab million Om gacha); ikkinchi xususiyati u ochiq holatdan yopiq holatga (va aksincha) juda kuchsiz signallar tasirida ham o‘tishi mumkin. Aynan shu xususiyatlari tufayli tiristorlar boshqaruv tizimlarida juda keng qo‘llaniladi.
Tiristorlar o‘tgan asrning 50-yillari oxirida paydo bo‘lgan. Barcha yarim o‘tkazgich qurilmalar singari ular ham massa va o‘lchamlarining kichikligi, ishlash muddatining ko‘pligi, foydali ish koeffitsientining yuqoriligi, mexanik va tashqi maydon ta’sirlariga bardoshliligi bilan ajralib turadi. Shuningdek tiristorlar boshqa elektron qurilmalardan farqli ravishda juda katta toklarda (yuzlab Ampergacha) ishlashi mumkin. Shuningdek u to‘g‘ri yo‘nalishda juda kichik va teskari yo‘nalishda juda katta kuchlanishlarda ishlashi mumkin.

dinistorni				trinistorni
shartli				shartli belgisi
belgisi
					BE

BE

BE
dinistor trinistor

15-rasm. Tiristorning umumiy tuzilishi.

Tiristorni umumiy tuzilishi 15–rasmda keltirilgan. Tranzistordan farqli ravishdv tiristorlarda uchta o‘tish mavjud (rasmdagi P1, P2 va P3 o‘tishlar). Amalda tiristorlarning dinistor, yopiluvchi tiristor va simistor kabi turlari keng ishlatiladi.

Agar tiristorda boshqariluvchi elektrodi bo‘lmay, faqat anod va katoddan iborat bo‘lsa, bunday qurilma dinistor deb ataladi. p-n-p-n yoki n-p-n-p strukturali ikki elektrodli yarim o‘tkazgichli qurilmadir. Elektrodlar dioddagi singari ―anod‖ va ―katod‖ deb ataladi. Uni diodli tiristor deb ham ataladi. Dinistorlarning teshilish kuchlanishi kichik bo‘lib, aksariyat dinistorlar uchun 30 V dan oshmaydi. Tok kuchining uzluksiz rejimdagi masimal

qiymati 2A, impulsli rejimdagi maksimal qiymati esa 10 A. Ishchi kuchlanishi 10 V dan 200 V gacha bo‘lishi mumkin.

Dinistor elektron sxemalarda kalit sifatida ishlatiladi, bunda uning ma’lum kuchlanishda (dinistor turiga qarab) ochilishi va ma’lum tok kuchida yopilish xususiyatidan foydalaniladi. Shu xususiyatlari asosida ular quvvat rostlash sxemalarida va impulsli generatorlarda keng qo‘llaniladi. Masalan 16-rasmda dinistor yordamida tuzilgan arrasimon signal generatorining eng sodda sxemasi keltirilgan.

Ukir
^zaryad razryad

16-rasm. Dinistorli generator va uning chiqish signali.
Sxema kirishiga VD dinistorning ochilish kuchlanishi U_och dan bir necha marta katta bo‘lgan U_kir kuchlanishi beriladi, natijada kondensator zaryadlana boshlaydi (arrasimon impulsning o‘sish fronti-zaryad). Kondensatordagi kuchlanish dinistorning ochilish kuchlanishiga yetganda