Mavzu: Yarim o’tkazgichli rezisistorlarning tuzilishi. Yarim o’tkazgich diodlar: tuzilishi, ishlashi, chastotaviy xususiyatlari, tavsiflari. Yarim o’tkazgich diodlarning turlari: to’hrilovchi, stabilitron, impulsli va boshhalar

Fotodiodlar.
Ayrim moddalarga yorug’lik tushganda, energiya modda atomlari tomonidan yutilib, elektron – kovak juftini hosil kiladi. Bu moddadan yasalgan material uchlariga kuchlanish berilsa, elektronlar bir tomonga, kovaklar ikkinchi tomonga xarakat kiladi. Yoruglik intencivligi ortishi bilan tok kuchi ham ortib boradi.
Fotoelektrik kurilmalar yoruglik ta’sirida kuchlanish hosil kiladi. Odatda ular po’tishga ega bo’lib, hosil bo’lgan kuchlanishning musbat qutbi n-soxada bo‘ladi. Bu kuchlanish tashqi zanjirga ulansa tok hosil qilishmumkin. Tok yo‘nalishi o’tish yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi.Fotodiodlar–yorug’lik ta’sirida elektr tokini o’tkazuvchi qurilma sifatida ishlatilishi mumkin.
Yoruglik diodlar–bu bir yoki bir necha p-n o’tishga ega bo’lgan diod bo’lib, undan tok o’tganda o‘zidan yorug’lik chiqaradi.(17-rasm). Bu diodda tok tashuvchi zarrachalar elektronlar va kovaklardan iborat bo’lsada, elektronlarning miqdori kovaklarga nisbatan ko‘proq bo‘ladi. Elektronlar n soxadan p- soxaga o’tish davomida, bir energetik satxdan ikkinchisiga o’tadi. Elektronlar p- soxada kovaklar bilan rekombinatsiyalanib o’zlarining ortiqcha energiyalarini yo’qotadi. Bu energiya nur sifatida chiqadi. Tok ortishi bilan yorug’lik intensevligi ham ortadi. Chiqayotgan nur kengroq fazoga taqsimlanishi uchun diodning nur chiqayotgan soxasiga ixcham linza ham o’rnatiladi. Diod materialiga qarab undan ixcham nurning rangi ham bo’ladi.


Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot.
1948 y. D.Bardin va V.Bratteyn nuqtali n-p o‘tishlar bilan ishlab turib, ikki n-p o‘tishli qurilma quvvati bo‘yicha elektr tebranishlarni kuchaytirish qobiliyatiga egaligini guvohi bo‘lishdi. Bu qurilmani ular tranzistor deb atashdi (“Transfer” -o‘zgartiruvchi va “resistor” - qarshilik – ingliz so‘zlaridan olingan). Bugungi kunda bir yoki bir nechta n-p o‘tishli va uch yoki undan ko‘p uchlari bo‘lgan elektr o‘zgartiruvchi yarim o‘tkazgichli asbob tranzistor deb nomlanadi.
Tranzistorlar konstruksiyasi bo‘yicha nuqtali va yassi bo‘lishi mumkin, biroq, garchi nuqtali tranzistorlar oldin paydo bo‘lishiga qaramasdan, ularning nostabil ishlashi shunga olib kelindiki, bugungi kunda faqat yassi tranzistorlar ishlab chiqariladi. Yassi tranzistor yarim o‘tkazuvchining monokristalli bo‘lib, unda ikki hudud bir tipdagi o‘tkazuvchanlikka ega, qarama-qarshi tipdagi o‘zgaruvchanlikkaega bo‘lgan hudud bilan bo‘lingan. Bu asboblarni asosiy vazifasi elektr tebranishlarni kuchaytirish yoki generatsiyalashdan iborat. Oddiy p-n-p va n-p-n o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan bipolyar tranzistorlar quyidagi rasmlarda o‘z aksini topgan .
Tranzistorlar maksimal ishchi chastotaga qarab quyidagilarga bo‘linadi. Past chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =3-30 mGs :
Yuqori chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =30-300 mGs : O’ta yuqori chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =300 mGs :Bulardan tashqari qanday quvvatda ishlay olishiga qarab kichik quvvatli tranzistorlar R=0,3 Wt gacha; o‘rtacha quvvatli tranzistorlar R=0,3-3,0 Wt gacha; va katta quvvatli tranzistorlar R=3,0 Wt dan yuqori quvvatlarga bo‘linadilar.
Yarim o‘tkazgichli triod elektron asboblarining bir turi bo‘lib, tranzistor deb ataladi. Tuzulishi va ishlash usuliga qarab tranzistorlar bipolyar va unipolyar tranzistorlarga ajratiladi.
Bipolyar tranzistorlarning ishlashi p-n o‘tish hodisasiga, unipolyar tranzistorning ishlashi esa, bir turdagi o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan yarim o‘tkazgichning o‘tkazuvchanligini elektr maydoni yordamida boshqarishiga asoslangan.
Bipolyar tranzistor yarim o‘tkazgich monokristalda ikkita p-n o‘tish sohasini hosil qilish asosida yasaladi. Uni o‘tkazuvchanligi almashib keladigan 3 ta sohaga ajratish mumkin. Agar monokristallning hajmi bilan chegaralangan bo‘lsa, hosil bo‘lgan yassi tranzistor p-n-p turdagi tranzistor deyiladi. Aksincha, kovak o‘tkazuvchanlik soha orasida bo‘lsa n-p-n turdagi tranzistor hosil bo‘ladi. Bu tranzistorlarning sxemada belgilanishi va potensial to‘sig‘ining ko‘rinishi rasmda ko‘rsatilgan.
Tranzistor statik xarakteristikalari kollektor zanjiriga yo’qlama qo`yilmagan holda o`rnatilgan kirish va chiqish toklari va kuchlanishlar orasidagi o`zaro bog`liqlikni ifodalaydi. Har bir ulanish uchun statik xarakteristikalar oilasi ma`lumotnomalarda keltiriladi. Eng asosiylari bo`lib tranzistorning kirish va chiqish xarakteristikalari hisoblanadi. Qolgan xarakteristikalar kirish va chiqish xarakteristikalaridan hosil qilinishi mumkin.UB sxemasi uchun kirish statik xarakteristikasi bo`lib UKB = const bo`lgandagi E= f (UEB) bog`liqlik, UE sxemasi uchun esa UKE= const bo`lgandagi IB=f(UBE)bog`liqlik hisoblanadi. Kirish xarakteristikalarining umumiy xarakteri odatda to`g`ri yo`nalishda ulangan p-n bilan aniqlanadi. Shu sababli tashqi ko`rinishiga ko`ra kirish xarakteristiklari eksponentsial xarakterga ega Rasmlardan ko`rinib turibdiki, chiqish kuchlanishining o`zgarishi kirish xarakteristiklarini siljishiga olib keladi. Xarakteristikaning siljishi Erli effekti (baza kengligining modulyatsiyasi) bilan aniqlanadi. Buning ma`nosi shundaki, kollektor o`tishdagi teskari kuchlanishning ortishi uning kengayishiga olib keladi, bu vaqtda baza sohasidagi kengayish uning kengligining kichrayishi hisobiga sodir bo`ladi. Baza kengligining kichrayishi ikkita effektga olib keladi: zaryad tashuvchilar rekombinatsiyasining kamayishi hisobiga baza tokining kamayishi va bazadagi asosiy bo`lmagan zaryad tashuvchilar konsentratsiya gradientining ortishi hisobiga emitter tokining ortishi.

Xulosa
Bugingi kunda ilmiy-texnikaning zamonaviy yo’qlanishi elektronikaning rivojlanishi bilan chanbarchas bog`liqdir. Elektronika gaz, qattiq jism vakuum va boshqa muxitdagi elementar zaryadlangan zarrachalarga elektromagnit maydon ta`sir natijasida xosil bo’lgan elektr o’tkazuvchanlikni o’rganish va undan foydalanish masalalari bilan shugullanadigan fan sohasidir. Elektronika yutuqlari natijasi sifatida elektrovakuum va yarim o’tkazgichli asboblarning turli xil va ijobiy xususiyatlarida namoyon bo’ladi. Zamonaviy elektornikani o’rganish uchun avvalam bor radioelektronika asboblarining tuzilishi, ishlash printsipi va fizikaviy asoslarini bilib olish kerak. Integral mikrosxemalar radio elektron apparaturalarda elementlararo ulanishlarni ta`minlash bilan birgalikda, ularning kichik o`lchamlarini, energiya ta`minotini, massa va material hajmini ta`minlaydilar. Ko`p sonli chiqishlar va qobiqlarning yo`qligi radio elektron apparaturalarning hajmi va massasini kichraytiradi. Moddaning yarim o‘tkazgichlik xossasiga asoslangan elementlarda fizik jarayonlar mikronlar tartibidagi sohalarda yuz berib, zamonaviy mikrochiplarda kremniy kristalining kichik bo‘lagida bir-biriga ulangan millionlab diodlar, tranzistorlar, qarshiliklar, kondensatorlar joylashgan.
Yarim o‘tkazgichli diod (YO’D) ikki elektrodli qurilma bo‘lib, uning ishlashi n-p o‘tishni elektrik xususiyatlarga, yoki metal yarim o‘tkazuvchi kontaktini ishlatilishiga asoslangan. Bu xususiyatlarga quyidagilar kiradi: bir tomonlama o‘tkauvchanlik, volt-amper tavsifini nochiziqligi, volt-amperli tavsifini manfiy qarshilikka ega bo‘lagi mavjudligi, elektrli buzilishda teskar tokni keskin oshib ketishi, n-p o‘tishni sig‘imi mavjudligi n-p o‘tishni qaysi xususiyatlari ishlatilishiga bog‘liq xolda yarim o‘tkazuvchi diodlar to‘g‘irlash, detektrlash, o‘zgartirish, elektr tebranishlarni generatsiyalash shuningdek o‘zgarmas tok zanjirlarida kuchlanishni stabillash va o‘zgsharuvchan reaktiv elementlari sifatida qo‘llash mumkin.
Ilgari zamonda vakuumli lampalarga elektron asos solgan bo‘lsa, endilikda yarim o‘tkazgichli qurilmalar, elektronikaning beqiyos rivojlanishiga ustqurma bo‘lib xizmat qilmoqda. Elektr o‘tkazuvchanlik jihatidan yarim o‘tkazgichlar metallar va dielektriklar oralig‘ida sodir bo‘ladi. Bugungi kunda bir yoki bir nechta n-p o‘tishli va uch yoki undan ko‘p uchlari bo‘lgan elektr o‘zgartiruvchi yarim o‘tkazgichli asbob tranzistor deb nomlanadi.
Tranzistorlar konstruksiyasi bo‘yicha nuqtali va yassi bo‘lishi mumkin, biroq, garchi nuqtali tranzistorlar oldin paydo bo‘lishiga qaramasdan, ularning nostabil ishlashi shunga olib kelidiki, bugungi kunda faqat yassi tranzistorlar ishlab chiqariladi. Yarim o‘tkazgichli tranzistorlarning muhim xossalari turli tashqi omillar: T-temperatura; F-yorug‘lik oqimi; R-bosim kuchi; E-elektr maydon kuchlanganligi; va boshqa tashqi ta’sirlarida elektr o‘tkazuvchanlikni tez o‘zgarishidir.
Yarim o‘tkazgichlar tarkibida bir oz aralashma qo‘shilganda, ularning elektr o‘tkazuvchanligi bir necha ming marta o‘zgarishiga olib keladi. Xulosa qilib shuni ta’kidlash mumkinki yarim o‘tkazgichlarda elektronlar kontsentratsiyasi kam ekanligi (metallarga solishtirganda ancha kam) va tashqi omillarga bog‘liqligi sababdir. Tashqi elektr maydon ta’sirida erkin elektronlar harakatlanib, elektron o‘tkazuvchanlikni hosil qiladi (N-o‘tkazuvchanlik). Tashqi elektr maydon ta’sirida teshiklar maydon yo‘nalishiga siljiydi. Ana shu teshiklar siljishi kattalik jihatidan elektronlar zaryadiga teng bo‘lgan musbat zaryadlar tokiga ekvivalent. Bu jarayon teshikli o‘tkazuvchanlik deb ataladi (R-o‘tkazuvchanlik). Shunday qilib yarim o‘tkazgichlarning o‘tkazuvchanligi elektron o‘tkazuvchanlik va teshikli o‘tkazuvchanlik yig‘indisidan iborat ekan.