2. Diodlar. Bipolyar tranzistorlar

2.Yarim o‘tkazgichli diod haqida tushuncha
p-n o‘tish hodisasi asosida ishlaydigan eng sodda yarim o‘tkazgichli asbob yarim o‘tkazgichli diod deb ataladi. Shunga ko‘ra р-n o‘tishning volt-amper xarakteristikasi yarim o‘tkazgichli diodning volt-amper xarakteristikasidir. Uning shakli ko‘p faktorlarga bog‘liqdir. Masalan, tashqi temperaturaga kontakt sohasining geometrik o‘lchamlariga, tok tashuvchilar miqdoriga teskari kuchlanish kattaligiga va h.k.
Amaliy jihatdan bu faktorlarinning teskari tokka bo‘lgan ta‘siri katta ahamiyatga ega. Masalan muhit haroratining ko‘tarilishi yoki teskari kuchlanishi biror qiymatgacha oshirilishi teskari tokning birdan ko‘payib ketishiga, natijada p-n o‘tishning buzilishiga,sabab bo‘ladi. Shulardan issiqlik va elektr buzilishini ko‘raylik 1-rasmda yarim o‘tkazgichli diodning sxemada belgilanishi va to‘lqin volt-amper xarakteristikasi ko‘rsatilgan. Unda 1-chiziq issiqlik bo‘lishi, 2-chiziq esa, elektr buzilishini ko‘rsatadi.
Kontakt sohasining kengligiga qarab yarim o‘tkazgichli diodlar nuqtaviy va yassi diodlarga ajratiladi.
a) b)


a) yarim o‘tkazgichli diodning sxemada belgilanishi; b) Volt-amper xarakteristikasi
Diodga qo‘yilgan kuchlanish o‘zgarishi р-n o‘tishning kengligini o‘zgartiradi. Bu o‘zgarish kondensator qoplamlari orasidagi masofaning o‘zgarishiga mos keladi. p-n o‘tishning bu xususiyati diodni boshqaruvchi sig‘imli element qilib ishlatish imkonini beradi. Bunday diodlar varikanlyar deb ataladi.
3. Bipolyar tranzistorlar
Tranzistor uchta soxadan iborat yarim o‘tkazgichli asbobdir. . Urta kismi baza deb deb atalib aralashma kontsentratsiyasi chetki kismlariga nisbatan kam va yupka bo‘ladi. Baza kalinligi L_Б elektron yoki kovakning rekombinatsiyalashgunga kadar erkin yugurib utgan masofasi L_д ga nisbatan kichik L_Б < L_Д.bulsa yupka baza deb yuritiladi. L_Д shuningdek, diffuziya siljish uzunligi deb ham ataladi. Chetki kismlaridan biri emitter, ikkinchisi kollektor deb ataladi. Tranzistorning tuzilishi triodga kiyoslansa, emitter – katodga, baza- turga, kollektor - anodga uxshatiladi.
Emitter degan nom elektronlar bazaga purkaladi in’ektsiya, ya’ni injektsiyalanadi degan ma’noni anglatadi. Mana shu xususiyati bilan elektron lampadagi katoddan termoelektron emissiya xodisasi tufayli elektronlar hosil bulishi orasidagi fark tushuntiriladi. Tranzistor va vakuumli triod ishlash printsipi jihatidan ham fark kiladi. Triodda turga kuchlanish berilsa ham, anod toki hosil bo‘ladi. Tranzistorda esa baza toki bulmasa, kollektor toki ham bulmaydi. Diskret tranzistorda r-n utishlar yarim o‘tkazgichli plastinaning karama – qarshi tomonlarida joylashgan. Utishlari bir tomonga joylashgan tranzistorlar ham mavjud. Bunday tranzistorlar integral tranzistorlar deb ataladi. Emitter soxasida aralashma miqdori ko‘p rok bo‘ladi. Kollektor zaryad tashuvchilarni ekstraktsiyalash (sugurib olish) vazifasini bajaradi.
Tranzistorning bazasi n yoki р utkazuvchanlikka ega bulishi mumkin. Shunga kura chetki kismlari р yoki n utkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Demak, tranzistor р – n - р yoki n- р- n strukturali bo‘ladi. Tranzistorda ikkita р-n utish mavjud. Buni xisobga olgan holda tranzistorni ketma –ket ulangan ikkita boglangan diod sifatida qarash mumkin. Uning chetki uchlariga kuchlanish ulanganda r-n utishlarning biri tugri utish bo‘lsaikkinchisi teskari bulganligidan xar ikkala yunalishda ham sistemadan tok utmaydi. Tranzistorni ikkita tok manbaiga ulaylik. K kalit ochik bo‘lganda emitter zanjirida tok bulmaydi.

Kollektor zanjirida esa oz miqdorda teskari р-n utish toki ( I_кБт, т- teskari demak) bo‘ladi. K- kalit ulanganda emitter zanjirida tok hosil bo‘ladi.
Chunki Е_э. manba kuchlanishi emitter – baza yo‘nalishida tugri р-n utish hosil kiladi. Bunda ko‘pchilik kovaklar emitterdan bazaga utganda L_Б > L_Д. bulganligidan kollektor o‘tishiga yetib boradi. Natijada kollektor toki ortadi. Umuman olganda tranzistorning asosiy xossasi bazada borayotgan jarayonlar bilan belgilanadi. Bazada chet moddalar taksimlanishi natijasida unda asosiy bo‘lmagan zaryadlarni emitterdan kollektorga o‘tishiga yordam beruvchi elektr maydon bo‘lsabunday tranzistor dreyfli tranzistor deyiladi. Agar bazada xususiy maydon bulmasa, asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar baza orqali asosan diffuziya tufayli utsa bunday tranzistor dreyfsiz tranzistor deb ataladi.Tranzistorning chikish xarakteristikasida I_э = 0. ga mos kelgan xarakteristika K kalit ochik bulgan holni ifodalaydi. Harakteristikadan kurinadiki kollektor - bazaga quyilgan manfiy kuchlanish qiymati ortishi bilan tokning sezilarli darajada ortishi kuzatilmaydi. Buni tushuntirish uchun tranzistorning potentsial diagrammasi bilan tanishib chikaylik. Unda tranzistorning zaryadlarga kambagallashgan soxalari ham ko‘rsatilgan. Emitter va kollektor soxalarida zaryadlangan zarrachalar kontsentratsiyasi katta bulganligidan kambagal soxa asosan baza katlamida bulib, ikki soxa orasidagi masofa ya’ni bazaning effektiv kalinligi baza kalinligidan kichik bo‘ladi. Kollektordagi manfiy kuchlanishning ortishi kollektor o‘tishidagi kambagal katlamning kengayishiga olib keladi. Natijada bazaning effektiv kalinligi kamayadi. Bu xodisa baza kalinligining modulyatsiyasi deb ataladi.

Emitter toki fakat kovaklar xarakati tufayli hosil bulmasdan elektronlar xarakati bilan ham boglik. Kollektorda esa tok fakat kovaklar xarakati tufayli vujudga keladi. Shu sababli emitterning samadorligi
 =I_эр / I_эр+ I_эн
orqali aniklanadi. Bu yerda I_эр - kovaklar xarakati tufayli hosil bulgan emitter toki; I_эн -. elektronlar xarakati tufayli hosil bulgan emitter toki.


Emitterning bazaga injektsiyalangan (purkalgan) bir kism kovaklar bazadan asosiy zaryad tashuvchilar – elektronlar bilan rekombinatsiyalanadi. Baza orqali o‘tib boruvchi kovaklar, baza uchun asosiy bo‘lmagan tok tashuvchi zarrachalar xisoblanadi. Kuyidagi  = I_к- I_КБТ./ I_эр nisbat bilan aniklanadigan kattalik baza orqali utuvchi asosiy bo‘lmagan zaryad tushuvchilarni utkazish koefftsenti deb yuritiladi.Emitterning samaradorligi va utkazish koeffitsiyenti tranzistor katta signal bilan ishlagandagi tok uzatish koefftsenti.h_21Б. ni belgilaydi.
Bu koeffitsent h_21Б= = - da teng. Kollektorga kirib keluvchi tok yo‘nalishi musbat yo‘nalishi musbat yunalish deb qabul qilinganligidan «minus» ishora quyiladi. h21B koeffitsiyenti tranzistorning muxim parametrlaridan biri xisoblanib sifatli tayorlangan tranzistorlarda birga yakin bo‘ladi. Tranzistorni zanjirga ulash umumiy bazali(UB) sxema deb yuritiladi. Bu sxema buyicha Е_ЭБ va Е_КБ manbaalarning ulanish usuliga kura tratzistorlar turli rejimda ishlashi mumkin.
Shulardan tranzistor aktiv rejimda ishlaganda undan utuvchi tokni boshkarish samarali bo‘ladi.
Umuman olganda tranzistorlar zanjirga uch xil usulda ulanishi mumkin. Е₁ va Е₂. batariyalar hosil kilinadigan tok zanjirida emitter xar ikkalasi uchun umumiydir. Shu sababli bunday ulash umumiy emitterli sxema deb yuritiladi. Xuddi shunday umumiy kollektorli sxemalarni ham tuzish mumkin. Tranzistorlardan signallarni kuchaytirish, impulsli sxemalar tuzish va x larda foydalanish mumkin. Shu sababli tranzistorlarlarga signal ta’sir ettirilganda uning parametirlari qanday o‘zga rishga aloxida ahamiyat beriladi.

Tranzistorlarga kichik signal ta’sir ettirilganda uni chiziqli aktiv nosimmetrik turt kutbli deb qarash mumkin. Kichik signal ta’sir ettirish deyilganda signal amplitudasi 1,5 barabor orttirilganda tranzistor parametrlari 10 % dan ko‘p ga ortmaydigan hol kuzda tutiladi. Shunda turt kutbli parametrlarni xisoblash usulini kullash mumkin. Odatda tranzistorlarning h parametrlarini UB va UE sxemalari uchun xisoblanadi. Bu sxemalar yordamida topilgan parametrlar o‘zaro quyidagicha boglangan. ;
h_11б h_11э / 1+h_{21э 2б} h_12б  h_11э h_22э / 1+ h_21э
h_21б  h_21э / 1+h_21э ; h_22б  h_22э / 1+ h_21э
Shularning eng ko‘p ishlatiladigan UB sxemada h_12б = -  = I_к / I_э _{Uкб соnst}
va UEsxema uchun h_21э = -  = I_к / I_б _{Uкэ соnst}
Bulib ular o‘zaro quyidagicha boglangan  =  / 1- 
Tranzistordan utuvchi toklarni kuchlanishga boglikligi statik volt - amper xarakteristikalari orqali ifodalanadi. Ular kirish va chikish xarakteristikalariga ajratiladi. Kirish xarakteristikasi deyilganda chikish zanjirining kuchlanishi o‘zgarmas saklangan holda, kirish zanjiridagi tokning kirish kuchlanishiga bogliklik grafigi tushuniladi.
Tranzistordan kuchaytirgich sifatida foydalanilganda umumiy emitterli sxemada signalni kuchlanish buyicha 10-200 marta kuchaytirish mumkin. Shu sabali UE sxema boshkalariga nisbatan ko‘prok kullaniladi. Lekin UE sxemada qarshiligi 500-1000 Om, chikish qarshiligi 2-20 kOM atrofida bo‘ladi.
Kirish qarshiligi kichik bulganida boshka kurilmalarga moslash davrida kiyinchiliklar tugiladi. UK sxemada kuchlanish buyicha kuchaytirish UE niki bilan bir xil. UB sxemada tok buyicha kuchaytirish bir atrofida kuchlanish buyicha kuchaytirish UE niki kabi bo‘ladi. Kirish qarshiligi bu sxemada juda kichik 10-200 Om atrofida bulganligidan ko‘pincha elektr signallarini generatsiyalash va shunga uxshash kurilmalarda ishlatiladi.
Uni qutbli tranzistorlarda injeksiya holati ishlatilmaydi va ularning ishlash prinsipida zaryad tashuvchilarning bir belgili – yo elektronlar, yoki teshiklarni ishlatish yotadi. Ular shuningdek maydonli deyiladi, chunki tokning boshqarilishi elektr maydonini o‘zgartirish yo‘li bilan bajariladi.