Maydoniy (unipolyar) tranzistorlar

Muxammad Al-Xorazmiy nomidagi Toshken Axborot Texnologiya Universiteti Samarqand filliali

Kompyuter Injinering Fakulteti KI-2102 Guruhi

Elekronika va sxemalar fanidan mustaqil topshiriq

Bajardi: Baxromov Ozodbek

Tekshirdi: Ro’ziyeva Zulfiya

MAYDONIY (UNIPOLYAR) TRANZISTORLAR

REJA:

• Maydoniy tranzistorlar (MTlar). Umumiy ma’lumotlar. p-n o‘tish bilan boshqariluvchi MTlar.
• MTlar tuzilishi va ishlash tamoyili. MTlar ish rejimlari va xarakteristikalari.
• MTlar parametrlari va ularning temperaturaga bog‘liqligi. MTlarning ulanish sxemalari.

Maydoniy tranzistorlar (MTlar). Umumiy ma’lumotlar. p-n o‘tish bilan boshqariluvchi MTlar.
Elektrod toklari asosiy zaryad tashuvchilarning kristall hajmidagi elektr maydon ta’sirida dreyf harakatlanishiga asoslangan uch elektrodli, kuchlanish bilan boshqariladigan yarimo‘tkazgich asbob maydoniy tranzistor (MT) deyiladi. MTlarda tok hosil bo‘lishida faqat bir turli asosiy zaryad tashuvchilar (elektronlar yoki kovaklar) qatnashgani sababli ular ba’zan unipolyar tranzistorlar deb ataladi. MTlarda, BTlardagi kabi tezkorlikka ta’sir etuvchi injeksiya va ekstraksiya natijasida noasosiy zaryad tashuvchilarning to‘planish jarayonlari mavjud emas.
MTlarda tok bo‘ylama elektr maydon ta’sirida erkin zaryad tashuvchilarning dreyf harakati tufayli hosil bo‘ladi. Tok hosil qiluvchi o‘tkazgich qatlam kanal deb ataladi va u n – kanalli va r – kanalli bo‘lishi mumkin. Kanal chekkalariga elektrodlar o‘rnatilgan bo‘lib, ularning biri istok, ikkinchisi esa stok deb ataladi. Elektrodlardan qay biri istok, qaysinisi stok deb olinishining ahamiyati yo‘q. Zaryad tashuvchilar qaysi elektroddan kanalga oqsa, o‘sha elektrod istok deb, zaryad tashuvchilarni kanaldan o‘ziga qabul qiluvchi elektrod esa stok deb belgilanadi. Uchinchi elektrod – zatvor yordamida kanaldagi tok qiymati ko‘ndalang elektr maydon bilan boshqariladi.
Tuzilmasi va kanal sohasi o‘tkazuvchanligini boshqarish usuliga ko‘ra MTlarning bir-biridan farqlanuvchi uchta turi bor.

• Zatvori izolyatsiyalangan MTlarda metall zatvor va kanal orasida yupqa dielektrik qatlam mavjud. Bunday MT metall – dielektrik – yarimo‘tkazgich (MDYa) tuzilmaga egaligi sababli MDYa-tranzistor deb ham ataladi. Uning kanali qurilgan va kanali induksiyalangan turlari mavjud bo‘lib: birinchi turdagi tranzistorlarda kanal sohasi texnologik usul bilan hosil qilinadi, ikkinchisida esa, kanal sohasi zatvorga ma’lum qutbli va qiymatli kuchlanish berilganda hosil bo‘ladi (induksiyalanadi). Ko‘ndalang elektr maydon yupqa dielektrik orqali o‘tib, kanaldagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasini boshqaradi
• . Shottki barerli MTlarda metall bilan yarimo‘tkazgichning bevosita kontakti zatvor sifatida ishlatiladi. Ishchi rejimda to‘g‘rilovchi kontaktga teskari siljituvchi kuchlanish beriladi. U kontakt ostidagi yarimo‘tkazgichning kambag‘allashgan sohasi qalinligini o‘zgartirib, tok o‘tkazuvchi kanal kengligi, kanaldagi zaryad tashuvchilar soni va undan oqadigan tok qiymatini boshqaradi.

3. p–n o‘tish bilan boshqariluvchi MTlarda zatvor sifatida kanal o‘tkazuvchanligiga nisbatan teskari o‘tkazuvchanlikka ega yarimo‘tkazgichdan foydalaniladi. Natijada, ular orasida p–n o‘tish hosil bo‘lib, ishchi rejimda ushbu p–n o‘tish teskari siljitiladi. Bunda zatvordagi kuchlanish boshqaruvchi p–n o‘tishning kambag‘allashgan sohasi kengligini va shu bilan tok o‘tkazuvchi kanal sohasining ko‘ndalang kesimini, undagi zaryadlar sonini o‘zgartiradi va natijada, kanaldagi tok qiymati o‘zgaradi. p–n o‘tish kambag‘allashgan sohasi kengligining o‘zgarishi, Shottki barer balandligi va ikkala tranzistorlarning asosiy xususiyatlari bir xil bo‘lgani sababli, bundan buyon zatvor sifatida faqat p–n o‘tishdan foydalanadigan MTlarni o‘rganamiz.
Elektr sxemalarda MTning zatvori kirish elektrodi bo‘lib xizmat qiladi va kanaldan teskari ulangan p–n o‘tish yoki dielektrik bilan izolyatsiyalanadi. Shuning uchun MTlar BTlardan farqli ravishda o‘zgarmas tokda katta kirish qarshiligiga (108÷1010 Om) ega.
MDYa – tranzistorlar integral mikrosxemalarning, ayniqsa, O‘KISlarning asosiy elementini tashkil etadi. Ular mikroprotsessorlar, mikrokontrollerlar, axborot sig‘imi katta xotira qurilmalari, elektron soatlar, tibbiyot elektronikasi qurilmalari va boshqalarda qo‘llaniladi. Katta quvvatli MDYa – tranzistor qayta ulovchi sxemalarda keng qo‘llaniladi. Boshqaruvchi elektrodi metall – yarimo‘tkazgich o‘tishdan tashkil topgan arsenid galliy asosida tayyorlangan tranzistorlar o‘ta tez ishlovchi raqamli IMSlarni va O‘YuChli qurilmalarni yaratish uchun ishlatiladi. Kremniy asosidagi p–n o‘tish bilan boshqariluvchi MTlar past chastotali diskret elektron asbob sifatida qo‘llaniladi.
p–n o‘tish bilan boshqariluvchi n – kanalli MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi va uning shartli belgilanishi 1-rasmda keltirilgan.
Ikkita simmetrik zatvorli MTning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz (1,v-rasm).
Istok – stok orasidagi boshqariluvchi soha ingichka n – turli o‘tkazuvchi kanalni tashkil etadi. Kanal yon tomonlari zatvor hosil qiluvchi ikkita p – yarimo‘tkazgich sohalar bilan chegaralangan. Tranzistorda zatvor uzunligiga teng bo‘lgan masofa – kanal uzunligi L, ikkita p–n o‘tishning fizik chegaralari orasidagi masofa bilan aniqlanuvchi kanalning texnologik qalinligi d0 va unga perpendikulyar yo‘nalishdagi kanal kengligi deb ataluvchi parametrlar bilan ifodalanadi.
Tok o‘tkazuvchi kanal kengligi nosimmetrik r–n o‘tishlarning (NA>>ND) kambag‘allashgan sohalari orasidagi masofaga teng: , bu yerda, -teskari siljitilgan r–n o‘tish kambag‘allashgan sohasi kengligi (shtrixlangan sohalar).
a) B) C)
Ishchi rejimda USI>0, shuning uchun kanal orqali elektronlarning istokdan stokka yo‘nalgan dreyf harakati boshlanadi, ya’ni kanal orqali stok toki IS oqadi. USI kuchlanish manbaining ulanishi p–n o‘tish kengligiga ham ta’sir etadi. Tranzistor umumiy istok sxemada ulanganligi uchun stok potensialini USI ga teng deb qabul qilamiz. Endi kanalning ixtiyoriy kesimida p–n o‘tishdagi kuchlanishlar yig‘indisi UZI (x)= UZI + USI (x) ga teng, ya’ni istokdan stokka ortib boradi. Natijada, p–n o‘tish kengligi ortadi, kanal kengligi esa stokka yaqinlashgan sari ponasimon ko‘rinishda kamayib boradi
Shunday qilib, kanaldan oqayotgan tokni UZI va USI kuchlanishlarni o‘zgartirib boshqarish mumkin. Bunda UZI kanal ko‘ndalang kesimini, USI esa kanal uzunligi bo‘ylab ko‘ndalang kesim va tokni o‘zgartiradi. Istok tomonda kanal kengligi berilgan UZI qiymati bilan, stok tomonda esa UZI +USI kuchlanishlar yig‘indisi bilan aniqlanadi. USI qiymati ortishi bilan kanalning «ponasimonligi» ko‘payib, kanal qarshiligi ortadi