X. K. Aripov, A. M. Abdullayev, N. B. Alim ova, X. X. Bustano V, ye. V. Obyedkov, sh. T. Toshm atov
Download 11.08 Mb. Pdf ko'rish
|
122 a) B E P N 1 К B E У - ,Z)
B E b)
T К B E A o °"V
IB 5.6-rasm. Katod (a) va anod (b) orqali boshqariluvchi tiristor tuzilmasi va shartli belgilanishi. BE ga signal berilganda yopiluvchi tiristorlar ham mavjud. Bunday tiristorlaming BE toki tiristor uzilayotganda asosiy kommutatsiyala- nayotgan tokka qiymat jihatdan yaqinlashgani uchun chegaralangan hol- larda qo‘llaniladi. Tiristoming ulanish sxemasi va VAXsi 5.7-rasmda keltirilgan. Tiristoming dinistordan farqi shunda-ki, ulanish kuchlanishi BE zanjiridagi tokni o‘zgartirib rostlanadi. Shunday qilib, tiristor ulanish kuchlanishi boshqariladigan dinistorga ekvivalent.
b)
•B O S H O k o s H 0 2 > l s o s H 0 i Iboshoi>0 h o s H o e - Q Uv Uv V 5.7-rasm. Tiristoming ulanish sxemasi (a) va VAXi (b). Tiristor ulangandan so‘ng BE boshqarish xususiyatini yo‘qotadi, natijada u yordamida tiristomi о6 chi rib boim aydi. Tiristoming o‘chirish sxemalari dinistomikidek. 123
Dinistor va tiristorlaming asosiy statik parametrlari quyidagilardan iborat:
- ruxsat etilgan teskari kuchlanish U t e s , - berilgan to‘g‘ri tokda ochiq holatdagi asbobdagi kuchlanish pasayishi U T O ‘ g ', - ruxsat etilgan to‘g‘ri tok /yu. Dinistor va tiristorlar asosan o ‘zgarmas va o‘zgamvchan toklami qayta ulovchi sxemalarda elektron kalit sifatida qo‘llaniladi. 5 .4 .
S i m i s t o r t u z i l i s h i v a i s h l a s h p r i n s i p i Simistor - simmetrik tiristor bo‘lib, o ‘zgaruvchan tokni kommu- tatsiyalashga xizmat qiladi. U reversiv to‘g‘rilagichlar yoki 0 ‘zgaruv- chan tok sozlagichlari yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Simmetrik tiristor tuzilmasi 5.8a-rasmda, uning shartli belgilanishi esa 5.8b-rasmda keltirilgan. Simistor tuzilmasi turli o‘tkazuvchanlikka ega beshta yarimo‘tkazgich qatlamdan tashkil topgan bo‘lib tiristomikiga nisbatan murakkabroq tuzilishga ega. Simistor VAXi 5.9-rasmda keltirilgan. a)
b) i
BE К К BE 5.8-rasm. Simmetrik tiristor tuzilmasi (a) va uning shartli grafik belgilanishi (b). Simistor VAXidan uning BE iga boshqamvchi musbat impuls berilganda asbob ixtiyoriy yo‘nalishda ulanishi ko‘rinib turibdi. Boshqamvchi impulsga qo‘yiladigan talablar, simistoming asosiy xarakteristikalari va uni belgilanish tizimi tiristomikidek. Simistomi 124
umumiy BEli qarama-qarshi parallel ulangan ikkita tiristor bilan almashtirsh mumkin. 5.9-rasm. Simistor VAXi. 5 .5 . B o s h q a r i l u v c h i t o ‘g ‘r i l a g i c h l a r Tiristorlarda ulanish momentini boshqarish imkoniyati bo‘Igani sababli ular boshqariluvchi to‘g‘rilagichlar sxemalarida ishlatiladi. Bitta tiristorli boshqaruvchi to‘g‘rilagichning eng sodda sxemasi 5.1 Oa-rasmda keltirilgan. Tiristor ulanishi uchun ikkita shart bajarilishi zarur: tiristor anodi dagi kuchlanish musbat bo‘lishi zarur (lekin U T O ‘G '. u l a n kuchlanishidan katta boim asligi kerak) va BEga ochuvchi tokka mos musbat kuch lanish berilgan bo lish i shart. Birinchi shart elektr tarmoqning musbat yarim davrida tarmoq kuchlanishi
(5.10b-rasm) uchun bajariladi, ikkinchi shart bajarilishi uchun tiristoming BEiga ochuvchi impuls
(5.10d-rasm) beriladi. Tiristor ochilgandan so‘ng BE o‘zining boshqa rish xususiyatini yo‘qotadi, shuning uchun anoddagi oniy kuchlanish nolga teng boiganda uning o‘chishi sodir boiadi. Rezistiv yuklama
shakli
UYu 5.10e-rasmda keltirilgan. Tiristoming ulanish momentini tarmoq kuchlanishining musbat yarim davri davomida, ya’ni 0
oraliglda sozlash mumkinligi ko‘rinib turibdi. Bu yerda a - momentga nisbatan boshqamvchi impulsning siljish burchagi, u davomiyligi: 125
ifoda bilan aniqlanadi, bu yerda, T - kirish kuchlanishi UKIR ning tebranish davri. Yuklamadagi o‘rtacha kuchlanish:
+ c o sa) 2 ^ “ 2;r
gateng bo‘ladi. a) b) d) I D V U a o s h o
o--------------- ГЛ. Г О 4Я о т
I'aosm к 1 2 п + а 4 п + а (О Т e) tv ,
А - А Г А - (Z
Я ЗЯ Т
4П (О Т 5.10-rasm. Sozlanuvchi to ‘g‘rilagich sxemasi (a) va uning kirishidagi (b), tiristoming boshqaruvchi elektrodidagi (d) hamda chiqishdagi (e) kuchlanishlar diagrammasi. Bunda, agar tiristor a=0 da ulansa, yuklamadagi o ‘rtacha to‘g‘- rilangan kuchlanish UY u _ o ‘ rt maksimal qiymatga ega boiadi, agar a=7r b o isa , U yu . o 'RT kuchlanish nolga teng bo‘ladi. Tiristomi bunday bosh- qarish fazaimpuls usuli deb ataladi. N a z o r a t s a v o l l a r i
127
V I B O B MAYDONIY TR A N ZISTO RLA R 6.1. U m um iy m a’lum otlar Elektrod toklari asosiy zaryad tashuvchilaming kristall hajmidagi elektr maydon ta’sirida dreyfharakatlanishiga asoslangan uch elektrodli, kuchlanish bilan boshqariladigan yarimo‘tkazgich asbob maydoniy tranzistor (MT) deyiladi. MTlarda tok hosil boMishida faqat bir turli - asosiy zaryad tashuvchilar (elektronlar yoki kovaklar) qatnashgani sababli ular ba’zan
dagi kabi tezkorlikka ta’sir etuvchi injeksiya va ekstraksiya natijasida noasosiy zaryad tashuvchilaming to‘planish jarayonlari mavjud emas. MTlarda tok bo‘ylama elektr maydon ta’sirida erkin zaryad tashuvchilaming dreyf harakati tufayli hosil bo‘ladi. Tok hosil qiluvchi o‘tkazgich qatlam kanal deb ataladi va u л - kanalli va /7 - kanalli boTishi mumkin. Kanal chekkalariga elektrodlar o‘matilgan b o iib , ularning biri istok, ikkinchisi esa stok deb ataladi. Elektrodlardan qay biri istok, qaysinisi stok deb olinishining ahamiyati yo‘q. Zaryad tashuv chilar qaysi elektroddan kanalga oqsa, o‘sha elektrod istok deb, zaryad tashuvchilami 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 M Tlaming bir-biridan farqlanuvchi uchta turi bor. 1.
orasida yupqa dielektrik qatlam mavjud. Bunday M T metal 1 - dielektrik - yarimo‘tkazgich (MDYA) tuzilmaga egaligi sababli
kanal sohasi texnologik usul bilan hosil qilinadi, ikkinchisida esa - kanal sohasi zatvorga m a’lum qutbli va qiymatli kuchlanish berilganda hosil bo‘ladi (induksiyalanadi). Ko‘ndalang elektr maydon yupqa dielektrik orqali o‘tib,
kanaldagi zaryad
tashuvchilar konsentratsiyasini boshqaradi. 128
2. Shottki barerli MT[arda metal 1 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.
о‘tkazuvchanligiga nisbatan teskari o‘tkazuvchaniikka ega yarimo‘tkaz- gichdan foydalaniladi. Natijada ular orasida
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 tranzistorlaming asosiy xususiyatlari bir xil bo‘lgani sababli, bundan buyon zatvor sifatida faqat
Elektr sxemalarda M ining zatvori kirish elektrodi bo‘lib xizmat qiladi va kanaldan teskari ulangan
izolatsiyalanadi. Shuning uchun MTIar BTlardan farqli ravishda o‘zgarmas tokda katta kirish qarshiligiga (Ю ^ Ю 10 Om) ega. MDYA - Iranzistorlar integral mikrosxemalaming, ayniqsa, 0 ‘KISlarning asosiy elementini tashkil etadi. Ular mikroprotsessorlar, mikrokontrollerlar, axborot sigim i katta xotira qurilmalari, elektron soatlar, tibbiyot elektronikasi qurilmalari va boshqalarda qoNlaniladi. Katta quvvatli MDYA - tranzistor qayta ulovchi sxemalarda keng qoNlaniladi. Boshqaruvchi elektrodi metal 1 - yarimoNkazgich oNishdan tashkil topgan arsenid galliy asosida tayyorlangan Iranzistorlar o‘ta tez ishlovchi raqamli IMSlami va 0 ‘YUCHli qurilmalami yaratish uchun ishlatiladi. Kremniy asosidagi p -n o‘tish bilan boshqariluvchi MTIar past chastotali diskret elektron asbob sifatida qoNlaniladi. 6.2.
kanalli MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi va uning shartli belgilanishi 6.1-rasmda keltirilgan. Ikkita simmetrik zatvorli M ining ishlash prinsipini ko‘rib chi- qamiz (6.1-d rasm). 129
a) 9-1 9-z °+s p
n-kanal n-kanal z — \
S p-kanal c) I o- i
%
i dg M —I------- L --------- n \ 1
— 6 U s j O- S o 6.1-rasm. n - kanali /?-л o‘tish bilan boshqariluvchi MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi (a), tranzistorlami shartli belgilanishi (b) va ikkita simmetrik zatvorli MT tuzilmasi (c). Istok - stok orasidagi boshqariluvchi soha ingichka n - turli o ‘tkazuvchi kanalni tashkil etadi. Kanal yon tomonlari zatvor hosil qiluvchi ikkita
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 peфendikular yo‘nalishdagi kanal kengligi deb ataluvchi parametrlar bilan ifodalanadi. Tok o‘tkazuvchi kanal kengligi nosimmetrik
130
d = d0-2 A 0, bu yerda, A0- teskari siljitilgan p - n o‘tish kambag‘allashgan sohasi kengligi (shtrixlangan sohalar). Bu holda
Istok tomonda tok o‘tkazuvchi kanal qalinligi (6.1) ni e’tiborga olgan holda ga teng boiadi. M in in g ishlash prinsipi Uzi va USi qiymatiari o‘zgarganda p-n o‘tish kambag‘allashgan sohalari kengligining o‘zgarishiga asoslanadi. Bu esa o‘z navbatida, kanal sohasi kengligining, uning oikazuv- chanligining va stok tokining o‘zgarishiga olib keladi. Tranzistorga tashqi kuchlanishlar berilmaganda
kanal uzunligining boshidan oxirigacha kanal ko‘ndalang kesimi birdek b oiadi (6.2a-rasm). Zatvorlarga kuchlanish berilganda
oiish lar teskari siljiydi, natijada p -n oiishlam ing kambag‘allashgan sohalari kanal tomonga kengayadi, kanalning ko‘ndalang kesimi kanalning uzunligi bo‘ylab bir xil torayadi. Zatvorlardagi kuchlanishlar
teng boiganda kambag‘allashgan sohalar chegaralari ustma-ust tushadi, kanal kengligi nolga teng boiadi (6.2b-rasm). Bunda texnologik parametr
parametr - d=0 boigandagi berkitish kuchlanishi U z j . b e r k ni (6.2) ifodadan aniqlash mumkin Ishchi rejimda Usi>0, shuning uchun kanal orqali elektronlaming istokdan stokka yo‘nalgan dreyf harakati boshlanadi, ya’ni kanal orqali stok toki
kengligi ga ham ta’sir etadi. Tranzistor umumiy istok sxemada ulangan- ligi uchun istok potensialini
kanalning ixtiyoriy kesimida p -n oiishdagi kuchlanishlar yig‘indisi Uzi (x)= Uzi + USi{x) ga teng, ya’ni istokdan stokka ortib boradi. Natijadap - ( 6 . 1) ( 6 . 2 ) 131
n o‘tish kengligi ortadi, kanal kengligi esa stokka yaqinlashgan sari ponasimon ko‘rinishda kamayib boradi. a) "
*
d) e) 6.2-rasm. UZi va USi kuchlanishlaming turli qiymatlarida zatvorlar orasidagi kanal ko‘ndalang kesimining o ‘zgarishi. 132
Shunday qilib, kanaldan oqayotgan tokni Uzi va Usi kuchlanish- lami o‘zgartirib boshqarish mumkin. Bunda Uzi kanal ko‘ndalang kesimini, Usi esa kanal uzunligi bo‘ylab ko‘nda!ang kesim va tokni o‘zgartiradi. Istok tomonda kanal kengligi berilgan Uzi qiymati bilan, stok tomonda esa U7j+ USi kuchlanishlar yig‘indisi bilan aniqlanadi. Usi qiymati ortishi bilan kanalning «ponasimonligi» ko‘payib, kanal qarshi- ligi ortadi.
shartni qanoatlantiruvchi U s i . t o y
qiymatga ortganda, kanalning stok tomondagi ko‘ndalang kesimi nolga teng bo‘ladi (6.2d-rasm). U s i . t o - y
kuchlanish to‘yinish kuchlanishi deb ataladi. Uzr® bo‘lgan xususiy holda
Usi.ro'Y = U zj . b e r k - Shunday qilib, U Si = U s l t o - y bo‘lganda kanal qarshiligi eng katta qiymatga erishadi. Kanal berkilishi bilan stok toki to‘xtamaydi, balki ortishi to‘xtaydi. U s i > U s i . t o - y bo‘lganda kanalning berkilish nuqtasi stokdan istokka qarab siljiydi (6.2e-rasm) va kanal uzunligi
matga kamayadi. Bu kanal uzunligi modulatsiyasi hodisasi deyiladi. 6.3-rasm. MTlaming ulanish sxemalari: UI (a), US (b) va UZ (d). Z I.B E R K (6.4)
b) 133
Kanal berkilish sohasi AL da o‘tish maydoni va AU = USI - U SITOr kuchlanish mavjud. Ushbu maydonlaming har biri berkilish sohasiga o‘tuvchi elektronlar uchun tezlatuvchi maydonni tashkil etadi va elektronlami stokka o‘tkazadi, natijada stok toki hosil bo‘ladi. M Tlaming ulanish sxemalari 6.3-rasmda ko‘rsatilgan:
ulanish sxemasi b o iib UI ulanish xizmat qiladi. M T statik xarakteristikalari. Statik stok xarakteristika\ar oilasi deb zatvor - istok kuchlanishi Uzi ning o ‘zgarmas qiymatlarida stok toki Ic ning stok-istok kuchlanish Usi ga bogiiqliklari Is = / (Usi) ga aytiladi. Stok-istok kuchlanishining Usi = 0 + Usi.to'y oraligida ortishi kanal toki qiymatiga qarshi ta’sir etuvchi ikkita effektni hosil qiladi. Bir tomondan Usi ortishi bilan elektronlaming kanaldagi dreyf tezligi ortadi, tok kuchi qiymati esa dreyf tezlikka chiziqli b ogiiq, demak, tok qiymati ortishi kerak. Ikkinchi tomondan esa Usi ning ortishi kanalning «ponasimonligini» orttiradi, ya’ni kanal qarshiligi ortadi. Natijada USi ortishi bilan bu ikki omilning birgalikdagi ta’sirida stok toki chiziqli o‘zgarishga nisbatan sustroq ortadi. Stok - istok kuchlanishi
qiymatga yetganda stok tokining ortishi to ‘xtaydi (6.4b-rasmda N nuqtalar). Bu stok xarakteristikalaming gorizontal sohalariga mos keladi va to ‘yinish sohasi deb yuritiladi. Zatvor-istok kuchlanish Uzi qanchalik katta qiymatga ega boNsa, (/S/kuchlanishning shunchalik kichik qiymatlarida to‘yinish sodir bo‘ladi. Stok xarakteristikalarda mustaqil sohalami farqlash kerak. Xarak- teristikaning shtrixlangan chiziqdan chaproq qismida
bunda rezistor qarshiligi zatvor-istok kuchlanish Uzi ga bog‘liq. MTning ushbu xususiyatidan, masalan, boshqariluvchi potensiometr hosil qilish uchun ishlatiladi. Xarakteristikaning shtrix chiziqdan o‘ngroqda joylashgan sohasida (fazoviy zaryad rejimi yoki to fin ish rejimi yuzaga keladi, II soha) tranzistoming asosiy funksiyasi - kanal tokini boshqarish amalga oshiriladi. To‘yinish rejimida Usi kuchlanish ortishi bilan kanal uzunligi biroz kamayadi (kanal uzunligining modulatsiyasi hodisasi). Buning natijasida kanal qarshiligi kamayib, stok toki ortadi. Stok-istok kuchlanishi USi ning katta qiymatlarida (III soha) stok yaqinida zatvor-kanal o‘tishning ko‘chkili teshilishi sodir bo‘Iadi. 134
0 ‘tishdagi teskari kuchlanish USi -U zi ga teng bo‘lgani sababli, Uzi kuchlanish kamayganda teshilish kuchlanishi U sltesh ham kamayadi. a) b)
2 > U si i Uzi3> Uzn> Uzii S .T SIl I I I S I2 ZI2 S /3 ZI3 U z i U z i . b e r k 6.4-rasm. n - kanalli MTning stok-zatvor (a) va stok (b) VAXlari oilasi. M Tning statik stok-zatvor xarakteristikalar oilasi yoki o ‘tish xarakteristikasi deb stok-istok kuchlanishi USi ning o‘zgarmas qiymatlarida stok toki
bogMiqliklari Is =f(Uzi) ga aytiladi. Stok-zatvor xarakteristikalami stok xarakteristikalardan foydalangan holda hosil qilish mumkin. Buning uchun
ning turli qiymatlari uchun stok toki Zoning qiymatlarini stok xarak- teristikalardan aniqlash yetarli boiadi. Agar
boisa. Is = / (Uzi) bogiiqlik Usi ning barcha qiymatlari uchun amalda bir xil boiadi, chunki bunda to‘yinish rejimi o‘rinIi. Statik stok-zatvor xarakteristikalar oilasi 6.4a-rasmda keltirilgan. Har qanday MTning to‘yinish rejimidagi stok-zatvor xarakteristikasi quyidagi bogianish orqali approksi-matsiyalanadi:
(6-5)
U Z I .B E R K Ushbu bogianish parametrlari quyidagicha topiladi. Boshlangich tok
ni topish uchun / s = ( l/4 ) /5ni< da Uzi* kuchlanish oichanadi. (6.4) ifodadan zy
135
|
ma'muriyatiga murojaat qiling