Radioelektronika asoslari

Tranzistorlar haqida ma’lumot va tranzitorlarning ishlash prinsipi
1948 y. D.Bardin va V.Bratteyn nuqtali n-p o‘tishlar bilan ishlab turib, ikki n-p o‘tishli qurilma quvvati bo‘yicha elektr tebranishlarni kuchaytirish qobiliyatiga egaligini guvohi bo‘lishdi. Bu qurilmani ular tranzistor deb atashdi (“Transfer” – o’zgartiruvchi va “resistor” - qarshilik – ingliz so’zlaridan olingan). Bugungi kunda bir yoki bir nechta n-p o’tishli va uch yoki undan ko’p uchlari bo’lgan elektr o’zgartiruvchi yarim o’tkazgichli asbob tranzistor deb nomlanadi.

O’zlarining elektr o’tkazuvchanlik xossalariga qarab qattiq jismlar metallarga (o’tkazgichlarga), yarim o’tkazgichlarga va dielektriklar (izolyatorlar)ga bo’linadi. Metallar energetik zonalari elektron bilan to’la band qilinmagan bo’ladi va ularga tashqaridan kuchsiz elektr maydon ta’sir etsa, elektronlar yuqorida joylashgan uzluksiz bo’sh o’tkazuvchanlik zonalariga o’tib olib, ma’lum yo’nalishda harakat qiladi va elektr toki hosil bo’ladi. Sababi metallarda valent va o’tkazuvchanlik energetik zonalar bir-birlari bilan “chaplashib” uzluksiz zona hosil qilgan bo’ladi [4].
Tranzistorlar konstruksiyasi bo’yicha nuqtali va yassi bo’lishi mumkin, biroq, Garchi nuqtali tranzistorlar oldin paydo bo’lishiga qaramasdan, ularning nostabilishlashi shunga olib kelindiki, bugungi kunda faqat yassi tranzistorlar ishlab chiqariladi. Yassi tranzistor yarim o’tkazuvchining monokristalli bo’lib, unda ikki hudud bir tipdagi o’tkazuvchanlikka ega, qarama-qarshi tipdagi o’zgaruvchanlikka ega bo’lgan hudud bilan bo’lingan. Bu asboblarni asosiy vazifasi elektr tebranishlarni kuchaytirish yoki generatsiyalashdan iborat. Oddiy p-n-p va n-p-n o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan bipolyar tranzistorlar quyidagi rasmlarda o’z aksini topgan.

Yarim o’tkazgichli triod elektron asboblarining bir turi bo’lib, tranzistor deb ataladi. Tuzulishi va ishlash usuliga qarab tranzistorlar bipolyar va unipolyar tranzistorlarga ajratiladi. Bipolyar tranzistorlarning ishlashi p-n o’tish hodisasiga, unipolyar tranzistorning ishlashi esa, bir turdagi o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligini elektr maydoni yordamida boshqarishiga asoslangan. Bipolyar tranzistor yarim o’tkazgich monokristalda ikkita p-n o’tish sohasini hosil qilish asosida yasaladi. Uni o’tkazuvchanligi almashib keladigan 3 ta sohaga ajratish mumkin. Agar monokristallning hajmi bilan chegaralangan bo’lsa, hosil bo’lgan yassi tranzistor p-n-p turdagi tranzistor deyiladi. Aksincha, kovak o’tkazuvchanlik soha orasida bo’lsa n-p-n turdagi tranzistor hosil bo’ladi. Bu tranzistorlarning sxemada belgilanishi va potensial to’sig’ining ko’rinishi ko’rsatilgan.

Yarim o’tkazgichlarda esa valent zona elektronlar bilan to’lgan bo’lib, agar
elektronlar o’tkazuvchanlik zonasiga o’tmasa, ular erkin bo’lmaydi. Bu zona valent zonadan ΔE~0,12eV energetik masofada joylashgan bo’ladi, unda Δ E – taqiqlangan zonaning eni. Agar elektronlar valent zonadan o’tkazuvchanlik zonaga o’tmasalar, tashqi elektr maydon ta’siri bilan tok hosil bo’lmaydi. Yarim o’tkazgichda elektr toki hosil bo’lishi uchun, ma’lum tashqi faktor (temperatura, yorug’lik va h.k.) yordamida elektronlar valent zonadan o’tkazuvchanlik zonaga o’tgan bo’lishi kerak.
Dielektriklarda esa o’tkazuvchanlik zonasi bilan valent zonasi orasidagi
energetik masofa eng kamida Δ E=2eV va undan ko’proq bo’lib, umuman erkin elektronlar bo’lmaydi.
Yarim o’tkazgichlarga asosan kristall strukturaga ega bo’lgan juda ko’p qattiq jismlar kiradi. Yarim o’tkazgichlar atomlar (germaniy, kremniy, tellur, selen va h.k.) shaklida va kimyoviy birlashmalar shaklida (sulfidlar, selenidlar va h.k.) uchraydi. Elektr tokini yaxshi o’tkazadigan, ya’ni yuqori elektr o’tkazuvchanlik xususiyatiga ega bo’lgan moddalar o’tkazgichlar deyiladi. Elektr o’tkazuvchi moddalar solishtirma qarshiligining katta kichikligiga qarab elektr tokini yaxshi o’tkazadigan elektr o’tkazgichlar va yarim o’tkazgichlarga bo’linadi. Metallar, elektrolitlar va plazmalar elektr o’tkazuvchidir. Elektr o’tkazuvchanligi yuqori bo’lgan modda yoki jism o’tkazgich deb ataladi. O’tkazgichlar ikki xil bo’ladi: birinchi tur o’tkazgichlari va ikkinchi tur o’tkazgichlari. Erkin eletronlarni soni nihoyatda ko’p bo’lgan mis, alyuminiy kabi materiallar birinchi tur o’tkagichlar deb aytiladi. Amaliyotda keng qo’llaniladigan o’tkazgich elektr simi. Bitta yoki bir necha tomirli simlardan iborat bo’lgan metall o’tkazgich elektr simi deyiladi. Tovar sifatida ishlab chiqarilgan va servis sohasida keng foydalanadigan elektr simlar quyidagi turlarga bo’linadi: izolyatsiyalangan, izolyatsiyalanmagan elektr simi; cho’lg’ambop elektr simi; montaj simlari, elektr shnurlari, uzaytirgich (udlinitel) va boshqa turlarga bo’linadi.
Elektr simi elektr energiyasini uzatish va taqsimlash, elektr va radio signallarini uzatish hamda elektr mashinalar, transformatorlar, o’lchash asboblari va boshqa asbob-uskunalar cho’lg’amlarini tayyorlashda qo’llaniladi. Hozirgi zamonda simli aloqa katta ahamiyatga ega. Axborotni sim orqali elektr signallar vositasida uzatish va qabul qilish simli aloqa deb aytiladi. Simli aloqa elektr aloqaning bir turi bo’lib, undan ko’pincha radioaloqa bilan birga foydalaniladi. Qattiq jismlar kabi, suyuqliklarning ham dielektrigi, o’tkazgichi va yarim o’tkazgichi bo’ladi. Dielektriklar jumlasiga distillangan suv, o’tkazgichlar jumlasiga elektrolitlarning, ya’ni kislota, ishqor va tuzlarning eritmalari kiradi. Suyuq yarim o’tkazgichlar jumlasiga, eritilgan selen, eritilgan sulfidlar kiradi. Moddalarning qisman yoki to’liq ionlardan tashkil topgan eritmalari yoki suyultirilgan holatdagi moddalar elektrolitlar yoki ikkinchi tur o’tkazgichlari deyiladi [5].
Yarim o’tkazgichli triod elektron asboblarining bir turi bo’lib, tranzistor deb ataladi. Tuzulishi va ishlash usuliga qarab tranzistorlar bipolyar va unipolyar tranzistorlarga ajratiladi. Bipolyar tranzistorlarning ishlashi p-n o’tish hodisasiga, unipolyar tranzistorning ishlashi esa, bir turdagi o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligini elektr maydoni yordamida boshqarishiga asoslangan. Bipolyar tranzistor yarim o’tkazgich monokristalda ikkita p-n o’tish sohasini hosil qilish asosida yasaladi. Uni o’tkazuvchanligi almashib keladigan 3 ta sohaga ajratish mumkin. Agar monokristallning hajmi bilan chegaralangan bo’lsa, hosil bo’lgan yassi tranzistor p-n-p turdagi tranzistor deyiladi. Aksincha, kovak o’tkazuvchanlik soha orasida bo’lsa n-p-n turdagi tranzistor hosil bo’ladi. Bu tranzistorlarning sxemada belgilanishi va potensial to’sig’ining ko’rinishi ko’rsatilgan.




Unipolyar tranzistor elektr maydoniga ega bo‘lgan tranzistor bo‘lib, tok bir
turdagi asosiy tok tashuvchi hisobiga hosil qilinadi. Elektr maydoniga ega bo’lgan yoki “maydon”li so’zning mohiyati shundan iboratki, unipolyar tranzistor chiqish toki boshqaruvchi elektrodning kuchlanishi hosil qiladigan elektr maydon orqali boshqarilishini bildiradi.

Bipolyar tranzistorlar uchta chegaraviy muhitni o’z ichiga oladi va p-n o’tish bilan ajratilgandir. O’rta chegaradagi elektr o’tkazuvchanlik ikki chekkadagi elektr o’tkazuvchanligiga qarama-qarshi holatda bo’ladi. Agar transistor p-n-p strukturaga ega bo’lsa, n-soha baza bo’lib xizmat qiladi, n-p-n strukturaga ega bo’lsa P-soha tranzistorning bazasi bo’ladi [6].