«telekommunikaciya texnologiyalarí HÁm kásiplik tálim» fakulteti «Informaciyaliq qáwipsizligi»

ÓZBEKSTAN RESPUBLIKASÍ

INFORMACIYALÍQ TEXNOLOGIYALARÍ HÁM KOMMUNIKACIYALARÍN RAWAJLANDÍRÍW MINISTRLIGI
MUXAMMED AL-XOREZMIY ATINDAǴÍ

TASHKENT INFORMACIYALÍQ TEXNOLOGIYALARÍ UNIVERSITETI NÓKIS FILIALÍ
« TELEKOMMUNIKACIYA TEXNOLOGIYALARÍ HÁM KÁSIPLIK TÁLIM » fakulteti

«Informaciyaliq qáwipsizligi» baǵdari

II-kurs 305-19 topar studenti

Kuanishbayeva Ayjannin’

« ELEKTRONIKA HÁM SXEMALAR 2 »

páninen

O’z betinshe jumisi

Tema: MTda tiykarindag’i kùsheyirgish kaskaddlaar

Tayarlaǵan _________________ A.Kuanishbaeva

Qabıllaǵan _________________ R.Dawletmuratova

Nókis – 2021

Reje:

• 
  Tranzistorlar haqqínda túsinik
  
• 
  Tranzistorlardiń túrleri
  
• 
  MTlar tiykaríndģi kúsheytirgish kaskadlar
  

Tranzistor (anglichan: transfer — kóshiriw hám rezistor) — elektr terbelislerdi kúsheytiw, generatsiyalash (payda etiw) hám ózgertiw ushın mólsherlengen 3 elektrodlı yarım ótkezgish ásbap hám de mikroelektronika apparatlarınıń tiykarǵı elementi. Tranzistorlar dúzilisi, islew Principi hám parametrlerine kóre 2 klasqa ajratıladı — bipolyar hám maydaniy (unipolyar) tranzistorlar. Bipolyar tranzistorlarda eki túrdegi (p-tipli hám n-tipli) ótkezgishlikke iye bolǵan yarım ótkezgishler isletiledi. Bipolyar tranzistor, óz-ara jaqın jaylasqan p-n ótiw esabına isleydi hám baza -emitter ótiwi arqalı júzimdi basqaradi. Maydaniy tranzistorlarda tek bir túrdegi (n-tipli yamasa p-tipli) yarım ótkezgishler isletiledi. Bunday tranzisorlarning bipolyar tranzistorlardan tiykarǵı ayırmashılıǵı sonda, olar kernewdi basqaradi, toqtí emes. Kernewdi basqarıw zatvor hám istok arasındaǵı kernewdi ózgertiw arqalı ámelge asıriladı. Házirgi kúnde analog texnikaler áleminde bipolyar tranzistorlar (BT) (xalıq aralıq termin — BJT, Bipolar Junction Transistor) tiykarǵı orındı iyelegen. Cifrlı texnikaler salasında bolsa, kerisinshe maydaniy tranzistorlar bipolyar tranzistorlardı siqib shıǵarǵan. Ótken ásirdiń 90 -jıllarında, házirgi dáwirde de elektronikada keń kólemde qollanilayotgan bipolyar-maydaniy tranzistorlardıń gibrid kórinisi — IGBT islep shıǵıldı.

1956 -jılda tranzistor effektin izertlew etkeni ushın William Shockley, John Bardeen hám Walter Brattain fizika boyınsha Nobel sıylıqı menen táǵdirlanishgan. 1980-jılǵa kelip, óziniń kishi ólshemleri, turaqlı islewi, ekonomikalıq tárepten arzanlıǵı esabına tranzistorlar elektronika salasından elektron lampalardı siqib shıǵardı. Sonıń menen birge, kishi kernew hám úlken toklarda isley alıw qábileti sebepli, elektromagnit rele hám mexanik úzip-jalǵawshılarǵa mútajlik qalmadı. Elektron sxemalarda tranzistor „vT“ yamasa „Q“ háripleri menen hám de jaylasqan ornına muwapıq indeks menen belgilenedi. Mısalı, vT15. Orıs tilindegi ádebiyatlar hám hújjetlerde bolsa XX ásirdiń 70-jıllarına shekem „T“, „PP“ (poluprovodnikoviy pribor) yamasa „PT“ (poluprovodnikoviy triod) sıyaqlı belgileniwler de isletilingen.

Jaratılıw tariyxı

Tranzistordıń jaratılıwı XX ásirdiń eń zárúrli waqıyalarınan biri bolıp, 1833-jılda ingliz alımı Maykl Faradey yarım ótkezgish material — gúmis sulfidi menen ótkergen tájiriybeden baslanǵan yarım ótkezgishler elektronikasi salasınıń keskin rawajlanıwına sebep boldı. 1874-jıl nemis fizigi Karl Ferdinand Braun metall -yarım ótkezgish kontaktida bir tárepleme ótkezgishlik hádiysesin anıqladi. 1906 -jılı injener Grinlif vitter Pikkard noqatlıq yarım ótkezgishli diod-detektorni oylap tabıw etdi. 1910 -jılda ingliz fizigi Uilyam Ikklz birpara yarım ótkezgishler elektr terbelislerin payda etiwi múmkinligin anıqladi. 1922-jılda bolsa Oleg Losev, málim kernewlerde keri differensial qarsılıqqa iye bolǵan diodlarni jarattı. Bul diodlar, keyinirek, detektorlı hám geterodinli radiopriyomniklarda qollanildi. Bul dáwirdiń ayriqsha táreplerinen biri sonda ediki, ol waqıtta yarım ótkezgishler fizikasi ele jetkilikli dárejede úyrenilmagan edi. Barlıq tabıslar, tiykarınan, tájiriybeler sebepli qolǵa kiritilingen edi. Ilimpazlar, kristall ishinde qanday fizikalıq qubılıslar júz berip atırǵanın túsintirip beriwge qıynalıwǵan. Geyde nadurıs juwmaqlarǵa da kelgenler. Usınıń menen birge, 1920 -1930 -jıllarda shet mámleketlerde radiotexnika tarawına elektron lampalar kirip keldi. Bul tarawdıń yarım ótkezgishler fizikasiga qaraǵanda keńlew úyrenilgen bolǵanı ushın kóp qánige-radiotexniklar naǵız ózi tarawda islegen.. Yarım ótkizgishli diodlarga bolsa mort hám „injiq“ apparatlar retinde baha berilgen. Sol waqıtlarda yarım ótkizgishlerdiń úlken múmkinshiliklerin hesh kim payqamagan. Bipolyar hám maydanlíq tranzistorlar túrlishe jollar menen jańalıq ashılǵanlıq.

Maydanlıq tranzistor

Maydanlıq tranzistor yamasa unipolyar tranzistorlardıń jaratılıwı Avstriya -Vengriyalıq fizikalıq Yuliy Edgar Lilienfild atı menen baylanıslı. Ol júzimdi basqarıwdıń jańa jolin usınıs etken. Ol usınıs etken usılǵa kóre, tok uzatıw jolı boylap oǵan kese elektr maydan qóyıladı. Bul elektr maydan zaryad tasıwshılarǵa tásir etip, ótkezgishliktiń baǵdarın ózgertiredi. Bul jańa ashılıw ushın Kanada (1925-jıl 22-oktyabrda) hám Germaniyada (1928-jılda ) patent alǵan. 1934-jılda nemis fizigi Oskar Xayl da Ullı Britaniyada oylap tabıw etken „kontaktsiz rele“si ushın patent alǵan. Maydaniy tranzistorlar ápiwayı elektrostatik effektke tiykarlanǵan hám ol jaǵdayda keshetuǵın processler bipolyar tranzistorlarǵa qaraǵanda ápiwayı bolıwına qaramastan tolıq jumıs jaǵdayı daǵı maydaniy tranzistorlardı soǵıw ushın júdá kóp waqıt ketti. 1920 -jılda patentlengen hám házirde kompyuter sanaatınıń tiykarın quraytuǵın birinshi MDS maydaniy tranzistor birinshi bolıp 1960 -jılda amerikalıq ilimpazlar Kang hám Atallaning jumısından keyin jaratılǵan bolıp, olar kremniy sırtın oksidlew arqalı onıń sırtında dielektrikining kremniy dioksidining júdá juqa qatlamın payda etiwdi usınıs etdiler. Bul qatlam ótkeriwshi kanalından metall zatvorni izolyatsiya qılıw wazıypasın atqarardı. Bunday bunday dúzılıwǵa MOS strukturası dep ataladı (Metall -oksid-yarım ótkeriwshi, anglichan metall -oxide-semiconductor). XX ásirdiń 90 -jıllarından baslap bolsa MOS-struktura bipolyar tranzistorlardan jetekshilikti tartıp aldı.

Bipolyar tranzistorlar

Bardin, Shokli i Bratteyn Bell laboratoriyasında, 1948-jıl. Dúnyadaǵı dáslepki tranzistor nusqası.

Unipolyar tranzistordan ayrıqsha bolıp esaplanıw, birinshi bipolyar tranzistor eksperimental tárzde jaratılǵan jáne onıń islew Principi keyin túsintirilgen. 1029 -1933-jıllarda Leningrad fizika-texnika institutında Oleg Losev A. F. Ioffe baslıqlıǵı astında yarım ótkezgish apparatlar ústinde bir qatar tájiriybeler ótkerdi. Onıń konstruktiv tárepten noqatlıq tranzistordıń nusqası bolǵan karborund kristallı (SiC) ústinde ótkergen tájiriybesi nátiyjesinde kerekli kúsheytiw koefficiyentin payda etolmadi. Sonnan keyin yarım ótkezgishlerdegi elektrolyuminessensiya hádiysesin úyrengen Losev 90 ta túrli materiallardı, tiykarınan, kremniyli birikpelerdi kórip shıqtı hám 1939 -jılda óziniń kúndeliginde úsh elektrodlı sistema haqqında belgilengenler qaldırǵan. Biraq, 2-jáhán urısınıń baslanıp qalıwı hám 1942-jılda injenerdiń Leningrad qamalında qaytıs bolıwı sebepli, onıń etken jumısları házir joǵalıp ketken. Usınıń sebepinen, onıń tranzistor jarata alǵan yamasa almaǵanı bizge belgisiz.

MTlar tiykaríndģi kúsheytirgish kaskadlar

P-n ótiw menen basqarılatuǵın MT yamasa kanalı qurılǵan MDYa-tranzistorlar tiykarındaǵı kúsheytgishler tiykarınan, kirisiw kaskadlari retinde qollanıladı. Bul hal MTlarning tómendegi xu-susiyatlari menen baylanıslı :

- úlken kirisiw qarsılıgına egaligi joqarı Omli signal qadaǵan-bai menen maslastırıwdı ańsatlashtiradi;

- shawqım koefficiyentiniń kishiligi kúshsiz signallardı kúsheytiwde ábzallıq beredi;

- termobarqaror jumısshı noqatda turaqlılıq joqarı.

UI sxemada jalǵanǵan kúsheytgish kaskad. n - kanalı p - n ótiw menen basqarılatuǵın UI jalǵanǵan kúsheytgish kaskadning principial sxeması 6. 1-suwretde keltirilgen.

Kirisiw signalı dáregi UG ajıratıwshı kondensator S1 arqalı, júkleme qarsılıgı RS bolsa, kaskadning shıǵıwına S2 ajıratıwshı kondensator járdeminde jalǵanǵan. Zatvorning ulıwma shina menen gal'vanik baylanısıwı RZ≈1 MOm rezistor arqalı ámelge oshi-riladi. Bul gal'vanik baylanıs zatvordagi keri jıljıtuvchi kúsh-lanishni payda etiw ushın zárúr.

6. 1-súwret. UI sxemada jalǵanǵan kúsheytgish kaskad.

Bunday tranzistor islew principi kanal qarsılıgın p-n ótiwge teris qózǵaw berip ózgertiwge tiykarlanadı. n- kanallı tranzistor ushın kernew dáregi +EM, zatvorga bolsa RI dagi keri kernew tómenlewi beriledi. Bir kernew qadaǵan-bai isletilingende zatvordagi UZI kernewdi jım-jırtlıq rejiminde avtomatikalıq jıljıtuvchi RISI támiyinleydi. UZI kernew RI qar-shilik arqalı IS jım-jırtlıq tokı oqib ótiwi esabına payda boladı : U_ZI = - I_S *R_I. Keń dinamikalıq diapazonǵa iye bolǵan kúsheytgish halatinda, yaǵnıy kirisiw signalı amplitudasi bir neshe voltdí shólkemleskende, tuwrısıda U_ZI kernewdiń jım-jırtlıq rejim degi qıy-mati U_ZI. BERK hám U_ZI.maks (tranzistor pasport kórsetpeleri) kúsh-lanishlar jıyındısınıń yarımına, yaǵnıy U_ZI = 0, 5 (U_ZI._JABIQ+U_ZI. max).

U_ZI hám I_S larning jım-jırtlıq rejim degi bahaların stok-zatvor xarakteristikasınan anıqlap, RIning ma`nisin tabıw qi-yin emes.

Ko'rilayotgan sxemada R_I rezistor eki wazıypanı atqaradı. Birinshiden, ol jım-jırtlıq rejiminde jumısshı noqat baslanǵısh hola-tini támiyinleydi hám ekinshiden, oǵan júkleme tokı boyınsha (UE jalǵanǵan sxemada R_E dek) izbe-iz keri TAni kiritedi. Bul óz gezeginde kaskad kúsheytiw koefficiyentiniń azayıwına alıp keledi hám jım-jırtlıq rejimin temperatura boyınsha turaqlılaydı. Ózgeriwshen tok boyınsha keri TAni joytıw ushın R_I rezistor S_I kondensator menen shuntlanadi.

A rejimde isleytuǵın kúsheytgishler ushın jım-jırtlıq rejiminde tranzistordıń istoki hám stoki arasındaǵı kernew U_SI = I_S*R_S teń etip alınadı. Bunda E_M = U_SI + I_S R_S + I_S R_I dıń ma`nisi USI. maks (pasport kórsetpesi) den ortmasligi kerek.

Úlken signal rejimi ushın kúsheytgishtiń statikalıq uzatıw xarakteristikaların ush paramertlarini I_S, U_ZI, U_KSI óz-ara baylaníwshí ulıwmalasqan grafik retinde ańlatıw múmkin. VS264 D tranzistorlı kaskadning parametrleri E_M=15 V, R_S=2, 5 kOm bolǵandagi ulıwmalasqan garfigi 6. 2-suwretde keltirilgen.

6. 2-súwret. UI jalǵanǵan n - kanalı p - n ótiw menen basqarılatuǵın MTning ulıwmalasqan dinamikalıq xarakteristikaları.

Bul jerde A noqat koordinataları bir waqtıniń ózinde barlıq ush parametrler: shıǵıw tokı hám de kirisiw hám shıǵıw kernew-larini anıqlaydı. Berilgen signal amplitudasi ushın kernew boyınsha kúsheytiw koefficiyentin tabıw múmkin.

DK kirisiw qarsılıgın kishi kirisiw tokına iye MTlarni qollap da asırıw múmkin. Bunday sxemalardı jaratıwda r-n ótiw menen basqariluvchi MTlar ábzal esaplanadı, sebebi olar xarakteristikalarınıń turaqlılıǵın joqarılaw.

Kanalı r-n ótiw menen basqarılatuǵın n-kanallı MTlar tiykarındaǵı DKning dástúriy sxeması 6. 3-suwretde keltirilgen.Tok belgileytuǵın BTG vT3 tranzistor menen RI rezistor tiykarında payda etilgen.

R_SIL1 hám R_SIL2 rezistorlar vT1 hám vT2 tranzistorlar zat-voriga baslanǵısh qózǵaw beriw ushın xızmet etedi. DKning kirisiw qarsılıgı teris jıljıtilgan r-n ótiwdiń diffe-rentsial qarsılıgınan ibarat boladı hám 10⁸ ÷ 10¹⁰ Om di quraydı.

Geyde DK kirisiw qarsılıgın asırıw ushın n-kanallı r-n ótiw menen basqarılatuǵın MT hám n-p-n strukturalı BTlardan shólkemlesken strukturalıq tranzistorlardan paydalanıladı. DKlardıń barlıq kórilgen túrleri hár túrlı OKlarning kirisiw kaskadlari retinde isletiledi.

6. 3-súwret. MTlar tiykarındaǵı DK sxeması

Paydalanģab ádebiyatlar:

1.Elektronika(X.Aripov,A.Abdullayev hám t.b).

2. from-to.uz saytinan.