Bipolyar va maydonli tranzistorlar

Bipolyar va maydonli tranzistorlar

Режа:

• 
  Транзисторларнинг тузилиши ва тамғаланиши
  
• 
  Биполяр транзисторнинг уланиш схемалари ва ишлаш асослари
  
• 
  Биполяр транзисторларнинг характеристикалари
  
• 
  Майдонли транзисторлар ва уларнинг асосий характеристикалари
  

1 Транзисторларнинг тузилиши ва тамғаланиши

Иккита электрон-ковак ўтишли, уч қатламли ярим ўтказгич асбоб транзистор деб аталади. Транзистор турли электр тебранишларни генерациялаш ёки кучайтириш учун хизмат қилади. Транзисторларда заряд ташувчилар харакати диффузия ёки электр майдон таъсири остида юзага келади. Шунга кўра улар биполяр транзисторларга, яъни электр токлари асосий ва асосий бўлмаган заряд ташувчилар ҳаракати натижасида юзага келувчи транзисторларга бўлинади.

Конструктив тузилишига кўра транзисторлар нуқтали (электрон-ковак ўтишлари юзаси ҳажмий заряд соҳаси қалинлигидан анча кичик бўлган) ва р-п ўтиши анча катта юзали яссили ҳолда тайёрланади. Нуқтали транзисторлар электрон-ковак ўтиш параметрларининг стабиллиги паст бўлгани сабабли кам қўлланилади.
Электрон-ковак ўтишларни тайёрлаш технологиясига кўра эришли (р-п ўтиш эритиш усули билан олинади); диффузияли (ўтиш аралашмани диффузиялаш йўли билан олинади); планар (электродлар ва уларнинг чиқишлари бита текисликда, кристалл сирт қисмида жойлашган ҳолда) бўлади.
Ўзаро ўтишлар билан ажралиб турувчи учта қўшни соҳага эга бўлган биполяр транзистор ярим ўтказгичли триод деб аталади.
Асосан электрон ёки ковак типдаги ўтказувчанликли ярим ўтказгич билан ҳосил қилинган ўрта соҳа база, ёки асос дейилади. Базага икки томондан қарама-қарши типдаги ўтказувчанликли соҳалар бириктирилади.
Ярим ўтказгичли триоднинг базага асосий бўлмаган заряд ташувчиларни инжекциялаш учун мўлжалланган чека соҳалардан бири эмиттер дейилади. Эмиттер ва база ўртасидаги электрон-ковак ўтиш эмиттерли ўтиш дейилади.
Бундай транзисторнинг базадан асосий бўлмаган заряд ташувчиларни тортиб олиш (экстракция) учун мўлжалланган иккинчи чека соҳаси коллектор деб аталади. Коллектор ва база ўртасидаги ўтиш коллекторли ўтиш дейилади. Транзисторни тайёрлаш жараёнида унинг барча соҳалари битта монокристаллда ҳосил қилинади.
Агар база электрон ўтказувчанликли бўлса транзистор р–n–р типли, агар ковак ўтказувчанликли бўлса n–р–n типли деб аталади. Уларнинг ишлаш асослари бир хил, аммо у ёки бу типли транзистор қўлланилганда кучланиш манбаи қутбини мос ҳолда ўзгартириш лозим.
Оддий р–n–р ёки n–р–n ўтишли биполяр транзистор 3.1 ва 3.2 - расмларда кўрсатилган. р–n–р типдаги электрон-кавак ўтишли транзистор (3.1-расм, а) икки томонига уч валентли элемент (масалан, индий In) қўшилган ярим ўтказгичдан, масалан, германий пластинка (Gе) дан иборат. Бу транзисторнинг схематик тасвири 3.1, б - расмда кўрсатилган.



3.1 – расм 3.2 - расм
n–р–n типдаги электрон-кавак ўтишли транзистор икки томонига беш валентли элемент, масалан, фосфор Р қўшилган ярим ўтказгичдан, масалан, гер­маний (Ge) пластинкадан иборат. Транзистор тузилиши 3.2, а - расмда, унинг схематик тас­вири эса 3.2, б - расмда кўрсатилган.
Электродлар бўлмиш Э (эмит­тер), Б (база) ва К (коллектор) лар орасидаги токлар икки хил ишорали заряд ташувчилар – эркин электронлар ва коваклар ёрдамида ҳосил бўлгани учун бундай транзистор биполяр, яъни икки қутбли транзистор дейилади.
Стандартга кўра транзисторларнинг белгиланиши ҳам диодлар каби олти элементдан иборат. Биринчи элемент дастлабки материални билдиради, маълумки улар сифатида асосан германий (1 ёки Г) ва кремний (2 ёки К) дан фойдаланилади.
Иккинчи элемент-ҳарфли бўлиб, биполяр транзисторлар Т, майдонли транзистор П деб белгиланади.
Учинчи элемент-рақамли, транзисторларнинг қувват ва частота характеристикаларини билдиради:
чегаравий частота, МГЦ < 3 3-30 > 30
кам қувват (Р < 0,3 Вт) ли транзисторда
учинчи элемент 1 2 3
ўртача қувват (Р = 0,3 1,5 Вт) ли транзисторда 4 5 6
катта қувват (Р > 1,5 Вт) ли транзисторда 7 8 9
Тўртинчи, бешинчи ва олтинчи тамғаланиш элементлари ишлаб чиқарилган тартиб рақами ва параметрик гуруҳ рақамини аниқлайди.
3.2 Биполяр транзисторнинг уланиш схемалари ва ишлаш асослари
Транзисторли схемаларда одатда икки занжир, яъни кириш (бошқарувчи) ва чиқиш (бошқарилувчи) занжирлари мавжуд бўлиб, транзисторнинг қайси электроди кириш ва чиқиш занжирлари учун умумий бўлишига қараб уланиш схемаларининг учта варианти бўлиши мумкин (3.3 – расм): а) умумий эмиттер билан (УЭ); б) умумий коллектор билан (УК); в) умумий база билан (УБ)

3.3 – расм
Транзистор чиқишларидаги кучланишлар умумий электродга нисбатан ҳисобга олинади. Масалан, кучланиш U_кэ умумий эмиттерли схемада эмиттерга нисбатан коллектордаги кучланишни билдиради, кучланиш U_эк УК схемада коллекторга нисбатан эмиттердаги кучланишни билдиради.
Айрим электродларда токларнинг ҳосил бўлиши уларнинг бир-бирига таъсири ва ток, кучланиш ҳамда қувватни кучайтириш эффектининг вужудга келишини р–n–р типдаги тран­зистор мисолида кўриб чиқамиз (3.4 - ва 3.5 - расмлар). “Тинч” ҳолатда электродларга ташқи кучланиш уланмайди, бунда р–n ва n–р қатламлар чегарасида электронлар ва ка­ваклар қисман рекомбинацияланади. Натижада “очилиб” қолган мусбат ва манфий ионлар ҳосил бўлиб, улар потенциаллар айирмаси ₀ тўсиқ ҳосил қилади (3.4, б -расм).

3.4 – расм 3.5 – расм