Reja: Elektr o`tkazuvchanlik guruhi
Download 422.34 Kb. Pdf ko'rish
|
3-ma\'ruza Elektron qurilmalarning aktiv komponentlari.Yarim o’tkazgichlarning fizik asoslari
berkituvchi qatlam yoki p-n o`tish deb ataladi.
Agar p-n o`tishga tashqi kuchlanish manbai U Tes shunday ulangan bo`lsinki, uning musbat qutbi n-sohaga, manfiy qutbi p-sohaga, ya`ni uning qutblari bekituvchi qatlam qutblariga mos kelsin (2, b-rasm). Bu holda tashqi kuchlanish maydoni bekituvchi qatlam maydonini kuchaytiradi. Bu holda n-sohadagi ortiqcha elektronlar tashqi manbaning musbat qutbiga, p-sohadagi ortiqcha teshiklar - manfiy qutbiga intiladi. Berkituvchi qatlam kengayadi, uning qarshiligi oshadi va chegaradan asosiy tok tashuvchilar o`tmaydi. Katta tezlikka ega bo`lgan, kam sonlik asosiy bo`lmagan tok tashuvchilar(n-sohadagi teshiklaar, p-sohadagi elektronlar) berkituvchi qatlamdan o`tadi va zanjirda teskari tok I Tes . deb atalgan juda kichik tokni hosil qiladi. Agar p-n o`tishga tashqi manba U To`g` qutblarini (2, v-rasm) ya`ni musbat qutbni p-sohaga, manfiysini n-sohaga ulasak, tashqi elektr maydoni berkituvchi qatlam maydoniga qarshi yo`nalgan bo`lib, uni zaiflashtiradi. Berkituvchi qatlam torayadi, uning qarshiliga keskin kamayadi, chegaradan ko`p miqdorda asosiy tok tashuvchi zaryadlar o`tadi va zanjirda to`g`ri tok I To`g` deb atalgan katta tok hosil qiladi. Shunday qilib, p-n o`tishning U Tes ulangan holati berk holat, U to`g` , ulangan holati ochiq holat deyiladi. Bu hodisa p-n o`tishning bir tomonlama elektr o`tkazuvchanlik hodisasi deb ataladi. Diodlar, tranzistorlar va boshqa ko`pgina yarim o`tkazgichli asboblarning ishlashi p-n o`tishda ro`y beruvchi ana shu hodisalarga asoslangan. Diodlar Bir p-n o`tishli va ikki elektrodli, bir tomonlama tok o`tkazish xusysiyatiga ega bo`lgan yarim o`tkazgichli asbob yarim o`tkazgichli diod deyiladi(26-rasm). Ishlash sharti: Agar U ak > 0 i a > 0 - diod ochiq holatda; Agar U ak < 0 i a ≈ 0- diod yopiq holatda. Diodning bir tomonlama tok o`tkazish xusuxiyatiga ega ekanligini uning vol`t - amper xarakteristikasidan ko`rish mumkin. Diod orqali o`tuvchi tok unga qo`yilgan kuchlanish qiymati va qutbliligiga bog`liqligi diodning vol`t - amper xarakteristikasi deb ataladigan egri chiziq orqali tasvirlanadi (27-rasm). Xarakteristikadan ko`rinib turibdiki, diod to`g`ri kuchlanish berilganda ochiladi va u oraliq tok o`ta boshlaydi. To`g`ri kuchlanish miqdori ortishi bilan to`g`ri tok tez ortadi. Teskari kuchlanish berilganda esa diod yopiq, ammo teskari - kuchlanish ortishi bilan ozgina miqdorda teskari tok paydo bo`ladi va u juda sekin ortadi. Teskari kuchlanish qiymati yo`l qo`yilgan yuqori qiymatdan U Tes . maks = U Tesh . ortib ketsa, p – n o`tish teshilishi va diod o`zining to`g`rilovchi xossasini yo`qotishi, ya`ni ishdan chiqishi mumkin. Deyarli hamma yarim o`tkazgichli diodlar taxminan shunday ko`rinishdagi vol`t- amper U tes.max xarakteristikasiga ega bo`ladilar. + + + – – – – – – – – + + + – – – – – – – – + – – – – P P P n n n I Tes + U Tes – – – – – – U To`g` I To`g` a) b) v) – – + + + + - - - - + 2-rasm. p-n o`tish va uning ishlashi K i a U ak A – + + - VD 3-rasm. Yarim o`tkazgichli diod, undagi kuchlanish va tokning shartli yo`nalishlari + - U Tes s Yari o`tkazgi chli diodlar quyidag i parame trlarga ega : - M I Tes Diod yopiq + – U To`g` I To`g` Diod ochiq 40 30 20 0,, ,,,, 63 0 10 10 20 0,, ,,,, 63 0 40 0 100 0 200 0,5 1,0 U To`g` ,V U Tes ,V I To`g` ,mA I Tes ,mkA 3-rasm. Yarim o`tkazgichli diodning vol`t-amper xarakteristikasi 3 1 1 2 3 2 4 Yari o`tkazgichli diodlar quyidagi parametrlarga ega : - Maksimal yo`l qo`yilgan to`g`rilangan o`rtacha tok I To`g` . max . Bu parametrlarning ortib ketishi diod xizmat muddatini kamaytiradi. y`o`l Maksimal qo`yilgan teskari o`zgarmas kuchlanis U Tes . max . Agar diod uchlarida yo`l qo`yilgan qiymatdan katta bo`lgan teskari kuchlanish paydo bo`lsa (hatto qisqa muddat bo`lsa ham), diod teshilishi (ishdan) chiqishi mumkin. Diodda ishlatiladigan yarim o`tkazgich materiyallariga qarab diodlar ikki xil – germaniyli yoki kremniyli bo`ladilar. Yarim o`tkazgichli diodlar p-n o`tishning tuzilishiga qarab nuqtaviy yoki yassi bo`ladilar. 4-rasmda nuqtaviy (4, a-rasm) va yassi (4, b-rasm) diodlarning konstruksiyalari sxematik ravishda ko`rsatilgan. Nuqtaviy kontaktga ega bo`lgan germaniyli diod (4, a-rasm) germaniy kristali dan (1) iboratdir. Kristal elektron o`tkazuvchanlikka ega. Prujina 0,1 mm li vol`fram simda (2) kontaktli tig` ostiga maxsus ishlov berish yo`li bilan teshikli o`tkazuvchanlikka ega soha hosil qilinadi. Tig` yuzasi 200 mk 2 dan ham oz bo`ladi. Kristaldan chiqariladigan qismi (3) qo`rg`shin, qalay qotishmasi bilan payvandlanadi. Yassi kontaktga ega bo`lgan germaniyli diod (4, b-rasm) elektron o`tkazuvchanlikka ega germaniy kristali (1)ga bir bo`lak indiy (2)ni maxsus usulda yopishtirish yo`li bilan hosil qilinadi. Rasmda p-n o`tish uziq chiziq bilan ko`rsatilgan. Indiy (2) ning bir yog`iga tok o`tazadigan sim (3), ikkinchi tomoniga, ya`ni germaniy kristaliga qo`rg`oshin qalay qotishmasidan sim (4) payvandlanadi. Nuqtaviy diodlarda p-n otish juda kichik yuzaga ega bo`lgani uchun kam sig`imga ega va shuning uchun hamma chastotalarda ishlatilishi mumkin. Ammo ular kam (bir necha o`n mA) tokga mo`ljallangandfirlar. Yassi diodlar p- n o`tishning yuzasi nisbatan katta va yuza kattaligiga qarab, har xil sig`imga ega bo`ladi. Shuning uchun ular past chastotalarda ishlatiladi. Ulardan o`tadigan tokning qiymati bir necha o`n mA dan bir necha yuz A gacha bo`lishi mumkin. Ishlatilishiga qarab yarim o`tkazgichli diodlar quyidagilarga bo`linadi: To`g`irlagich diodlari – past chastotali o`zgaruvchan tokni to`g`rilashda ishlatiladi. Bunday diodlar yassi bo`lib, 20 kGs chastotadan yuqorisida ishlatilmaydilar . Yuqori chastota diodlari – yuqori chastotali signallarni o`zgartirishda detektor, modulyator va boshqa sxemalarda ishlatiladi. Ularning p-n o`tishi nuqtaviydir. Impul`s diodlari – hisoblash mashinalari va shunga o`xshash impul`s rejimida ishlaydigan sxemalarda ishlatiladi. Ular yuqori chastota diodlari xususiyatiga ega bo`ladi. Stabilitronlar – o`zgarmas tok stabilizatorlarida kuchlanishni barqarorlashtirish uchun ishlatiladi. Varikap –o`zgaruvchan sig`im sifatida ishlatiladi, sababi diodda teskari kuchlanish miqdori o`zgarganda , p-n o`tish qalinligi o`zgaradi. Natijada p-n o`tishning sig`imi o`zgaradi. Varikaplar tebranish zanjirlarida, chastota modulyatorlari va boshqa sxemalarda ishlatiladi. Tunnel diodlari - vol`t - amper xarakteristikasida manfiy differensiyal o`zgaruvchanlik uchastkasi bor. Ular elektr tebranishlari hosil qiluvchi generatorlarda qo`llaniladi. Fotodiodlar – yorug`lik energiyasini elektr energiyasiga aylantitish uchun ishlatiladi. Yirug`lik diodlari – elektr energiyasini yorug`lik energiyasiga aylantirish uchun xizmat qiladi. Optronlar – yorug`lik va fotodiod (fototranzistor, fototiristordan) dan iborat bo`lib, ikkita elektr zanjirini bir - biri bilan elektr bog`lanmaslik talab qilinadigan holatlarda ishlatiladi. Diod turlarini bir-biridan farqlash uchun ularning sirtiga shartli belgilar (marka) qo`yiladi. Tranzistorlar Ikki p-n o`tishli va uch elektrodli kuchaytirish xususiyatiga ega bo`lgan yarim o`tkazgichli asbob tranzistor deyiladi. Tranzistorlar xuddi lampali triodlar kabi elektr tebranishlarini kuchaytirish, generasiyalash va o`zgartirish uchun mo`ljallangan . lekin ularning elektron lampalarga qaraganda qator afzalliklari bor. Bular qatoriga ular ish muddatining uzoqligi; o`lchamlarining kichikligi, mehanik jihatdan juda mustahkamligi, cho`g`lantirish uchun energiya sarf bo`lmasligi, energiyani oz istemol qilish kabilar kiradi. Tranzistorlar bipolyar va maydoniylarga bo`linadi. Bipolyar tranzistorlar deb atalishga sabab – ularda elektron ham, teshiklar ham tok tashuvchi bo`lib xizmat qilishi mumkin , maydoniy tranzistorlarda esa faqat elektron yoki faqat teshiklar tok tashuvchi bo`lib xizmat qiladi. Uzoq vaqtlardan beri faqat bipolyar tranzistorlar ishlatilib kelgani sababli, ular maydoniy tranzistorlardan farq qilib, oddiygina tranzistorlar deb yuritiladi. Bipolyar tranzistorlar ikkita p-n o`tishning biriktirilishidan hosil qilinadi. O`rtadagi sohasi elektronli o`tkazuvchanlikka ega bo`lgan tranzistorlar qisqacha p-n-p tipli, o`rtadagi sohasiteshikli o`tkazuvchanlikka ega bo`lganlarqisqacha n-p- n tipli tranzistorlar deb ataladi. Ularning tuzilishi va sxemada belgilanishlari 29- rasmda ko`rsatilgan. Tranzistorlarda har bir sohaning nomi bor. O`zidan asosiy tok tashuvchi zaryadlar chiqaradigan chap tomondagi soha emitter deb, zaryadlarni yig`uvchi o`ng tomondagi soha kollektor deb, o`rtadagi soha esa asos yoki baza deb ataladi. Tashqi o`zgarmas kuchlanish manbai U eb to`g`ri ulangan p-n o`tish P1 emitter deb, tashqi o`zgarmas kuchlanish manbai U kb teskari ulangan p-n o`tish P2 kollektor o`tish deb ataladi. P1 o`tishning qarshiligi yo`q hisob, P2 o`tishning qarshiligi esa juda kattadir. Kuchlanish manbalarining bunday ulanishi tranzistor elektr tebranishlari kuchaytirish shartlaridan biri bo`lsa, ikkinchisi ikkala o`tish orasidagi masofani qisqa bo`lishi, ya`ni baza sohasining hajmi kichik bo`lishidir. Tranzistorlarning bu ikkila tipida yuz beradigan fizik hodisalar bir xildir, shuning uchun quyida faqat n-p-n tipli tranzistorning ishlashi bilan tanishamiz (30-rasm). Emitter P1 o`tish to`g`ri kuchlanish U eb ostida bo`lgani uchun, chap n- sohadan elektronlarning ko`p qismi o`rtadagi tor p - sohaga o`tadi. Bu elektronlar emitter toki I e ni hosil qiladi. Bazaga o`tgan elektronlarning ozgina qismi bazadagi teshiklar bilan to`qnashib, o`z zaryadini yo`qotadi. Bu teshiklar o`rniga tashqi manbadan kirgan teshiklar baza toki I b ni hosil qiladi. Bazaga o`tgan elektronlarning ko`p qismi kollektor o`tish P2 tomon harakatini davom ettiradi va ular P2 ga yaqinlashishi bilan U kb ning musbat kuchlanishi hosil qilgan elektr maydoni ta`sirida o`ngdagi n - sohaga o`tib, kolletor toki I k ni hosil qiladi. p p p n n n P1 P1 P2 P2 K K E U kb I k I e E B I b U eb + – – + VT K E (p) (p) (n) B a) K E (n) (n) (p) B b) VT + – B – I k I e U eb U kb + 5-rasm. p-n-p tipli (a) va n-p-n tipli (b) bipolyar tranzistorlarning tuzilishi va shartli belgisi - - - - + n n p P1 P2 K E B I e I k I b U kb U eb + + – – Kirish zanjiri Chiqishz anjiri 6 – rasm . Tranzistorning tuzililishi va ulanish sxemasi ~ U kir U eb U kb R yu VT I e I b + – I k + – I k + – + – ~ I e + – + – ~ I k I e I b I b VT VT U kir U eb U ek U bk U ek a) b) v) 7 – rasm. Tranzistorning umumiy baza (a), umumiy emitter (b) va umumiy kollektor (v) ulanish sxemalari U kir R yu R yu Demak, I e = I b + I k bo`lgani uchun, doimo I k < I e , bu nisbat tranzistorning tok bo`yicha uzatish koeffisientini izohlaydi: , Download 422.34 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling