Mustaqil ish Mavzu: Bipolyar tranzistorlarning ulanishi sxemalari va asosiy parametrlari Bajardi : 318-21 guruh talabasi Mamanova Zilola Reja

Tranzistor sxemaga ulanayotganda chiqishlaridan biri kirish va chiqish zanjiri uchun umumiy qilib ulanadi, shu sababli quyidagi ulanish sxemalarimavjud: umumiy baza (UB) umumiy emitter (UE) umumiy kollektor (UK) . Bu vaqtda umumiy chiqish potentsiali nolga teng deb olinadi. Kuchlanishmanbai qutblari va tranzistor toklarining yo’nalishi tranzistorning aktiv rejimigamos keladi. UB ulanish sxemasi qator kamchiliklarga ega bo’lib, juda kam ishlatiladi.

Bipolyar tranzistorning aktiv rejimda ishlashi. UB ulanish sxemasida aktiv rejimda ishlayotgan n-p-n tuzilmali diffuziyali qotishmali bipolyar tranzistorni o’zgarmas tokda ishlashini qo’rib chiqamiz Bipolyar tranzistorning normal ishlashining asosiy talabi bo’lib baza sohasining yetarlicha kichik kengligi W hisoblanadi; bu vaqtda W  L sharti albatta bajarilishi kerak (L-bazadagi asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligi).
Bipolyar tranzistorning ishlashi uchta asosiy hodisaga asoslangan:
emitterdan bazaga zaryad tashuvchilarning injektsiyasi;
bazaga injektsiyalangan zaryad tashuvchilarni kollektorga o’tishi;
bazaga injektsiyalangan zaryad tashuvchilar va kollektor o’tishga yetib kelgan asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarni bazadan kollektorga ekstraktsiyasi.
Emitter o’tish to’g’ri yo’naliishda siljiganda (U_EB kuchlanish manbai bilan taminlanadi) uning potensial to’siq balandligi kamayadi va emitterdan bazaga elektronlar injeksiyasi sodir bo’ladi. Elektronlarning bazaga inyeksiyasi hamda kovaklarni bazadan emitterga injektsiyasi tufayli emitter toki I_E shakllanadi. Shunday qilib, emmiter toki
bu yerda I_en, I_ermos ravishda elektron va kovaklarning injeksiya toklari.
Emitter tokining I_er tashkil etuvchisi kollektor orqali oqib o’tmaydi va zararli hisoblanadi (tranzistorning qo’shimcha qizishiga olib keladi). I_er ni kamaytirishmaqsadida bazadagi aktseptor kiritma konsentratsiyasi emitterdagi donor kiritma kontsentratsiyasiga nisbatan ikki darajaga kamaytiriladi.
Emitter tokidagi I_en qismini injektsiya koeffitsienti aniqlaydi.
Bu kattalik emitter ishi samaradorligini xarakterlaydi (=0,990-0,995).
Injeksiyalangan elektronlar kollektor o’tish tomon baza uzunligi bo’ylab elektronlar zichligining kamayishi hisobiga bazaga diffuziyalanadilar va kollektor o’tishga yetgach, kollektorga ekstraktsiyalanadilar (kollektor o’tish elektrmaydoni hisobiga tortib bu
Zichlikning kamayishi konsentratsiya gradienti deb ataladi. Gradient qancha katta bo’lsa, tok ham shuncha katta bo’ladi. Bu vaqtda bazadan injeksiyalanyotgan elektronlarning bir qismi kovaklar bilan bazaga ekstraksiyalanishini ham hisobga olish kerak. Rekombinatsiya jarayoni bazaning elektr neytrallik shartini tiklash uchun talab qilinadigan kovaklarning kamchiligini yuzaga keltiradi. Talab qilinayotgan kovaklar baza zanjiri bo’ylab kelib transistor toki ni yuzaga keltiradi. I_brek toki kerak emas hisoblanadi va shu sababli uni kamaytirishga harakat qilinadi. Bu holat baza kengligini kamaytirish hisobiga amalga oshiriladi WLn (elektronlarning diffuziya uzunligi). Bazadagi rekombinatsiya uchun emitter elektron tokining yo’qotilishi elektronlarning uzatish koeffitsienti bilan xarakterlanadi:
Real tranzistorlarda =0,980-0,995.
Aktiv rejimda tranzistorning kollektor o’tishi teskari yo’nalishda ulanadi (U_kb kuchlanishmanbai hisobiga amalga oshiriladi) va kollektor zanjirida, asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilardan tashkil topgan ikkita dreyf toklaridan iborat bo’lgankollektorning xususiy toki₀ oqib o’tadi.
Shunday qilib, kollektor toki ikkita tashkil etuvchidan iborat bo’ladi
Agar I_Kn ni emitterning to’liq toki bilan aloqasini hisobga olsak, u holda
, bu yerda - emitter tokining uzatish koeffitsienti. Bu kattalik UB ulanish sxemasidagi tranzistorni kuchaytirish xossalarini namoyon etadi.
Kirxgofning birinchi qonuniga mos ravishda baza toki tranzistorning boshqa toklari bilan quyidagi nisbatda bog’liq

Bu ifodani yuqoridagi formulaga qo’yib, baza tokining emitterning to’liq toki orqali ifodasini olishimizmumkin

.
Koeffitsient 1 ligini hisobga olgan holda, shunday hulosa qilishmumkin: UB ulanish sxemasi tok bo’yicha kuchayish bermaydi ().
Tok bo’yicha yaxshi kuchaytirish natijalarini umumiy emitter sxemasida ulangan tranzistorda olishmumkin Bu sxemada emitter umumiy elektrod, baza toki-kirish toki kollektor toki esa – chiqish toki hisoblanadi.
Yuqoridagi ifodalardan kelib chiqqan holda UE sxemadagi tranzistorning kollektor toki quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:
Bunda:
Agar belgilash kiritilsa, tepadagi ifodani quyidagicha yozish mumkin
Koeffitsient - baza tokining uzatish koeffitsienti deb ataladi. ning qiymati o’ndan yuzgacha, bazi tranzistor turlarida esa bir nechaminglargacha oralig’ida bo’lishimumkin. Demak, UE sxemasida ulangan tranzistor tok bo’yicha yaxshi kuchaytirish xossalariga ega hisoblanadi
Bipolyar tranzistorning sxemaga ulanishi

Tranzistor sxemaga ulanayotganda chiqishlaridan biri kirish va chiqish zanjiri uchun umumiy qilib belgilanadi. shu sababli quyidagi ulanish sxemalari mavjud: umumiy baza (UB)  umumiy emitter (UE) (28 b-rasm); umumiy kollektor (UK) (28 v-rasm). Bu vaqtda umumiy chiqish potentsiali nol`ga teng deb olinadi. Kuchlanish manbai qutblari va tranzistor toklarining yo`nalishi tranzistorning aktiv rejimiga mos keladi. UB ulanish sxemasi qator kamchiliklarga ega bo`lib, juda kam ishlatiladi.

.
Hozirgi kunda analog texnikalar olamida bipolyar tranzistorlar (BT) (xalqaro atama — BJT, Bipolar Junction Transistor) asosiy oʻrinni egallagan. Raqamli texnikalar sohasida esa, aksincha maydoniy tranzistorlar bipolyar tranzistorlarni siqib chiqargan. Oʻtgan asrning 90-yillarida, hozirgi davrda ham elektronikada keng miqyosda qoʻllanilayotgan bipolyar-maydoniy tranzistorlarning gibrid koʻrinishi — IGBT ishlab chiqildi.
1956-yilda tranzistor effektini tadqiq qilgani uchun William Shockley, John Bardeen va Walter Brattain fizika boʻyicha Nobel mukofoti bilan taqdirlanishgan.
1980-yilga kelib, oʻzining kichik oʻlchamlari, barqaror ishlashi, iqtisodiy jihatdan arzonligi hisobiga tranzistorlar elektronika sohasidan elektron lampalarni siqib chiqardi. Shuningdek, kichik kuchlanish va katta toklarda ishlay olish qobiliyati tufayli, elektromagnit rele va mexanik uzib-ulagichlarga ehtiyoj qolmadi.
Elektron sxemalarda tranzistor „VT“ yoki „Q“ harflari bilan hamda joylashgan oʻrniga muvofiq indeks bilan belgilanadi. Masalan, VT15. Rus tilidagi adabiyotlar va hujjatlarda esa XX asrning 70-yillariga qadar „T“, „PP“ (poluprovodnikoviy pribor) yoki „PT“ (poluprovodnikoviy triod) kabi belgilanishlar ham ishlatilgan.

Yaratilish tarixi tahrir manbasini tahrirlash

Tranzistorning yaratilishi XX asrning eng muhim voqealaridan biri boʻlib, 1833-yilda ingliz olimi Maykl Faradey yarimoʻtkazgich material — kumush sulfidi bilan oʻtkazgan tajribadan boshlangan yarimoʻtkazgichlar elektronikasi sohasining keskin rivojlanishiga sabab boʻldi.
1874-yil nemis fizigi  Braun metall-yarimoʻtkazgich kontaktida bir tomonlama oʻtkazuvchanlik hodisasini aniqladi.
1906-yili injener Grinlif Vitter Pikkard nuqta Karl Ferdinand viy yarimoʻtkazgichli diod-detektorni ixtiro qildi.
1910-yilda ingliz fizigi Uilyam Ikklz baʼzi bir yarimoʻtkazgichlar elektr tebranishlarini hosil qilishi mumkinligini aniqladi. 1922-yilda esa Oleg Losev, maʼlum kuchlanishlarda manfiy differensial qarshilikka ega boʻlgan diodlarni yaratdi. Ushbu diodlar, keyinchalik, detektorli va geterodinli radiopriyomniklarda qoʻllanildi.
Bu davrning oʻziga xos tomonlaridan biri shunda ediki, u vaqtda yarimoʻtkazgichlar fizikasi hali yetarlicha keng oʻrganilmagan edi. Barcha yutuqlar, asosan, tajribalar tufayli qoʻlga kiritilgandi. Olimlar, kristall ichida qanday fizik hodisalar roʻy berayotganini tushuntirib berishga qiynalishgan. Baʼzida notoʻgʻri xulosalarga ham kelishgan.
Shu bilan birga, 1920-1930-yillarda chet davlatlarda radiotexnika sohasiga elektron lampalar kirib keldi. Bu soha yarimoʻtkazgichlar fizikasiga qaraganda kengroq oʻrganilgan boʻlgani uchun koʻp mutaxassis-radiotexniklar aynan shu sohada ishlagan.. Yarimoʻtkazgichli diodlarga esa moʻrt va „injiq“ qurilmalar sifatida baho berilgan. Oʻsha vaqtlarda yarimoʻtkazgichlarning katta imkoniyatlarini hech kim payqamagan.
Bipolyar va maydoniy tranzistorlar turlicha yoʻllar bilan kashf qilingan.
Maydoniy transistor tahrir manbasini tahrirlash
Maydoniy tranzistor yoki unipolyar tranzistorlarning yaratilishi avstriya-vengriyalik fizik Yuliy Edgar Lilienfild nomi bilan bogʻliq. U tokni boshqarishning yangi yoʻlini taklif qilgan. U taklif qilgan usulga koʻra, tok uzatish yoʻli boʻylab unga koʻndalang elektr maydon qoʻyiladi. Bu elektr maydon zaryad tashuvchilarga taʼsir qilib, oʻtkazuvchanlikning yoʻnalishini oʻzgartiradi. Ushbu kashfiyot uchun Kanada (1925-yil 22-oktabrda) va Germaniyada (1928-yilda) patent olgan.

1934-yilda nemis fizigi Oskar Xayl ham Buyuk Britaniyada ixtiro qilgan „kontaktsiz rele“si uchun patent olgan. Maydoniy tranzistorlar sodda elektrostatik effektga asoslangan va unda kechadigan jarayonlar bipolyar tranzistorlarga qaraganda oddiy boʻlishiga qaramasdan toʻliq ish holatidagi maydoniy tranzistorlarni yasash uchun juda koʻp vaqt ketdi.

1920-yilda patentlangan va hozirda kompyuter sanoatining asosini tashkil etadigan birinchi MDS maydoniy tranzistor birinchi boʻlib 1960-yilda amerikalik olimlar Kang va Atallaning ishidan soʻng yaratilgan boʻlib, ular kremniy sirtini oksidlash orqali uning sirtida dielektrikining kremniy dioksidining juda yupqa qatlamini hosil qilishni taklif qildilar. Bu qatlam oʻtkazgich kanalidan metall zatvorni izolyatsiya qilish vazifasini bajarardi. Bunday bunday tuzilishga MOS strukturasi deyiladi (Metall-oksid-yarim oʻtkazgich, inglizcha metall-oxide-semiconductor).i.

Xulosa