Транзисторлар

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1.ТАРАУ. ТРАНЗИСТОРЛАР
1.1 Транзисторлардың түрлері, құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.ТАРАУ. ӨРІСТІК ТРАНЗИСТОРЛАР
2.1 Өрістік транзистордың құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
2.2 Өрістік транзистордың жұмыс принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36

Транзисторлы транзисторлық логика (ТТЛ, TTL) - биполярлы транзисторлар мен резисторлар негізінде құрылған цифрлы логикалық микросұлбалардың бір түрі.Транзисторлы -транзисторлық атауы деп аталу себебі, транзисторлар логикалық функцияларды орындау үшін де(мысалы ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ), шығыс сигналын күшейту үшін де (резисторлы-транзисторлық және диодты-транзисторлы логикадан айырмашылығы) қолданылады.
ТТЛ қарапайым базалық элементі И-НЕ логикалық операциясын орындайды, , былайша алғанда ДТЛ микросұлба құрылымын қайталайды және көпэмиттерлі транзисторды қолдану есебінен диодтың қасиеті мен транзисторлық күшейткіштің қасиеттерін біріктіреді, бұл өз кезегінде микросұлбаның әрекетін жылдамдығын және энергияны қолдануын ұлғайтады, тұтынылатын қуатты төмендетеді және микросұлбаның дайындалу технологиясын жетілдіреді. ТТЛ компьютерде, электронды музыкалық аспаптарда , сондай-ақ өлшеуші-бақылаушы аппаратура мен автоматикада (КИПиА) кең қолданысқа ие.ТТл-дың кең қолданысқа ие болуының арқасында электронды құрылғының кіріс және шығыс тізбектері көбіне ТТЛ-мен электронды сипаттамасы бойынша үйлесімді орындалады.Паразитті сигналдың аз ғана деңгейі жеткілікті тиімділікті сақтағанда 5 В кернеуіне жетеді, сондықтан бұл цифр ТТЛ-дың техникалық регламентіне енген.
ТТЛ электронды жүйені жасаушылар арасында 1965 жылы Texas Instruments фирмасы 7400 интегралды микросұлбалар сериясын ұсынғаннан кейін танымал болды.Микросұлбаның бұл сериясы өнеркәсіптік стандартқа айналды, алайда ТТЛ- микросұлбаларды басқа компаниялар да өндіреді.Оның үстіне Texas Instruments фирмасы ТТЛ микросұлбаларын ұсынған алғашқы фирма емес еді, олардың алдында Sylvania және Transitron фирмалары бастаған болатын. Өнеркәсіптік стандартқа ие болған дәл осы Texas Instruments фирмасының 74 сериясы еді.Бұл Texas Instruments фирмасының үлкен өндірістік қуатымен және 74 серияны алға бастыруымен түсіндіріледі.Сондықтан, Texas Instruments фирмасының 74 серияларының биполярлы интегралды ИМС анағұрлым кең таралды, оарды функционалдық және параметрлік түрде өзге фирмалар қайталайды(Advanced Micro Devices, серия 90/9N/9L/9H/9S Fairchild, Harris, Intel, Intersil, Motorola, National және т.б.) ТТЛ маңыздылығы сол, ТТЛ -микросұлбалар көпшілік өндіріске анағұрлым жарамды және алдыңғы шыққан микросұлбалар серияларынан(резисторлы-транзисторлық және диоды-транзисторлық логика) асып түсті.

1.Совельев И.В. «Жартылай өткізгішті приборлар», М, 1977ж
2. Калашников «Электричество», М, 1977 ж
3.Исмаилов К. «Жартылай өткізгіштер»
4. Мухити «Электротехника»
5. Сахаров Д.И., Блудов М.И. Физика для техникумов. –
6. Маделунг О. Физика полупроводниковых соединений элементов ІІІ и групп. – М.: Мир, 1967.
7. Жданов Л.С., Маранджян В.А. Курс физики для средних
учебных заведений. Ч. 2. Электричество. Оптика. Атомная физика. –Наука.
8.Блудов М.И. Физика жайлы әңгімелер. 2 бөлім. –
9. Цидильковский И.М. Электроны и дырки в полупроводниках. –Наука, 1972.
10. Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.:
11.Зеегер К. Физика полупроводников. – М.: Мир,
12.Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. –
13.Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов. – 1978.
14. Смит Р. Поупроводники. – М.: Мир, 1982.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 35 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1-ТАРАУ. ТРАНЗИСТОРЛАР
1.1 Транзисторлардың түрлері, құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2-ТАРАУ. ӨРІСТІК ТРАНЗИСТОРЛАР
2.1 Өрістік транзистордың құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...17
2.2 Өрістік транзистордың жұмыс принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...27
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...36

КІРІСПЕ
Транзисторлы транзисторлық логика (ТТЛ, TTL) - биполярлы транзисторлар мен резисторлар негізінде құрылған цифрлы логикалық микросұлбалардың бір түрі.Транзисторлы -транзисторлық атауы деп аталу себебі, транзисторлар логикалық функцияларды орындау үшін де(мысалы ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ), шығыс сигналын күшейту үшін де (резисторлы-транзисторлық және диодты-транзисторлы логикадан айырмашылығы) қолданылады.
ТТЛ қарапайым базалық элементі И-НЕ логикалық операциясын орындайды, , былайша алғанда ДТЛ микросұлба құрылымын қайталайды және көпэмиттерлі транзисторды қолдану есебінен диодтың қасиеті мен транзисторлық күшейткіштің қасиеттерін біріктіреді, бұл өз кезегінде микросұлбаның әрекетін жылдамдығын және энергияны қолдануын ұлғайтады, тұтынылатын қуатты төмендетеді және микросұлбаның дайындалу технологиясын жетілдіреді. ТТЛ компьютерде, электронды музыкалық аспаптарда , сондай-ақ өлшеуші-бақылаушы аппаратура мен автоматикада (КИПиА) кең қолданысқа ие.ТТл-дың кең қолданысқа ие болуының арқасында электронды құрылғының кіріс және шығыс тізбектері көбіне ТТЛ-мен электронды сипаттамасы бойынша үйлесімді орындалады.Паразитті сигналдың аз ғана деңгейі жеткілікті тиімділікті сақтағанда 5 В кернеуіне жетеді, сондықтан бұл цифр ТТЛ-дың техникалық регламентіне енген.
ТТЛ электронды жүйені жасаушылар арасында 1965 жылы Texas Instruments фирмасы 7400 интегралды микросұлбалар сериясын ұсынғаннан кейін танымал болды.Микросұлбаның бұл сериясы өнеркәсіптік стандартқа айналды, алайда ТТЛ- микросұлбаларды басқа компаниялар да өндіреді.Оның үстіне Texas Instruments фирмасы ТТЛ микросұлбаларын ұсынған алғашқы фирма емес еді, олардың алдында Sylvania және Transitron фирмалары бастаған болатын. Өнеркәсіптік стандартқа ие болған дәл осы Texas Instruments фирмасының 74 сериясы еді.Бұл Texas Instruments фирмасының үлкен өндірістік қуатымен және 74 серияны алға бастыруымен түсіндіріледі.Сондықтан, Texas Instruments фирмасының 74 серияларының биполярлы интегралды ИМС анағұрлым кең таралды, оарды функционалдық және параметрлік түрде өзге фирмалар қайталайды(Advanced Micro Devices, серия 909N9L9H9S Fairchild, Harris, Intel, Intersil, Motorola, National және т.б.) ТТЛ маңыздылығы сол, ТТЛ -микросұлбалар көпшілік өндіріске анағұрлым жарамды және алдыңғы шыққан микросұлбалар серияларынан(резисторлы-транзисторл ық және диоды-транзисторлық логика) асып түсті.

1-ТАРАУ . ТРАНЗИСТОРЛАР
0.1 Транзисторлардың түрлері, құрылысы

Транзистор (ағылш. transfer -- тасымалдау және resistor -- кедергіш) -- токты күшейтуге, түрлендіруге арналған үш электродты жартылай өткізгіш құрал. Транзисторға жіберілген аз ток (кернеу) үлкен ток ағынын басқарады.
Транзистор -- электр тербелістерін күшейтуге, оны тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық прибор.Э лектрондық лампа сияқты қызмет атқаратын транзисторлар одан өлшемінің едәуір кішілігімен, электр энергиясын тұтынудағы аса үнемділігімен, механикалық аса беріктігімен және бүлінбей ұзақ жұмыс істейтіндігімен, бірден әсер етуге әзірлігімен ерекшеленеді. Радиолампа орнына қолданылатын жартылай өткізгіш аспаптар (транзисторлар) негізінде жасалған өте кішкентай радиоқабылдағыштарды көбінесе транзисторлар деп дұрыс атамайды; оның дұрыс атауы -- транзисторлы қабылдағыш немесе транзистор негізінде жасалған қабылдағыш.
Ең бірінші транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Көпшілік те, ғалымдар да бұл нәрсенің қалай істейтінін түсіндіре алмады, ол құрал арқылы тек радио тыңдады.
Алғаш өріс эффектсіне негізделген транзисторге патентті Канадада Julius Edgar Lilienfeld 1925 жылы 22 қазанда тіркеді. Бірақ ол өзінің құрылғысы туралы мәлімет таратпағандықтан, жетістігі ескерілмеді. Кейін, 1934 жылы неміс ғалымы Oskar Heil өріс эффектсіне негізделген басқа тразисторге патент алады.
1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді. Алғашқы жұмыс істейтін транзистордың көшірмесі.
Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.
1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді.

Алғашқы жұмыс істейтін транзистордың көшірмесі.
Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.
Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.
Өрістік (арналық) транзистор - жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы - электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі, оқшауланған, жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.
Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады. Өрістік транзистор күшейту қасиеті өткізуші арна арқылы өтетін негізгі тасымалдағыштар ағымымен және басқарушы электрлік өріспен анықталынатын шала өткізгішті аспап. Өрістік транзистор униполерлы транзистор да, өйткені оның жұмысы тек негізгі тасымалдағыштарды қолдануға ғана негізделген. Сондықтан өрістік транзисторда негізгі емес зарядтардың жиналып қалған үлкен көлемін сору сияқты үрдістер болмайды.
Құрастыру және технологиялық дайындау жолдары бойынша өрістік транзисторды екі топқа бөлуге болды: басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзистор және оқшауланған затворы бар транзистор.
Басқарушы p-n ауысуы бар өрістік транзторлар сызықтық сұлбалар, сызықтық күшейткіштер, аналогты кілттер және т.б жасауда қолданылады. Бекітпесі оқшауланған МОП- транзисторлар екіге бөлінеді: орнатылған арналы (біріккен тип) және индуцияланған арналы (қанықан тип). Соңғысы цифрлық интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.
Артықшылығы: Статикада қолданылатын (p) қуатының аздығы, Rкір= 1012-1014 Ом кіріс кернеуінің жоғарылығына байланысты кіріс Uбекітпе бастау кернеуі мен алынатын (p) қуаттың аздығы. Кіріс және шығыс кернеулер деңгейлері тең: Uкір= Uшығ. Жоғары температура кезінде бекітпе тоғының аздығы. Логикалық сұлбалары каскады арасында тікелей байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Интегралды сұлбаларда қолданылады, бағасы арзан.
Төменде n МОП транзистрлардың шартты графикалық белгіленулері көрсетілген.

Басқарушы p-n ауысуы және n-арнасы бар өрістік транзистор
Орнатылған арнасы бар МДП-транзистор
Индуцирленген арнасы бар
МОП транзисторлардың кіріс Rкір кедергісі басқарушы Uбекітпе бастау кернеуінің шамасы мен өрістілігіне тәуелсіз.
Басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзисторлар - бекітпесі электрлік тұрғыда р-п ауысыз мен арнадан жекеленген, кері бағытта ауытқыған өрістік транзистор.
Арнаға заряд тасымалдағыштарын кіргізетін электрод - бастауда; арнадан заряд тасымалдарын шығаратын электрод құйма д.а; арнаның көлденең қимасын реттеуге арналған электрод - бекітпе деп аталынады. Бастауға ( n арналған үшін) теріс, ал құймаға оң кернеу берген кезде арнада бастаудан кұймаға қарай бет алған электрондарын, яғни негізгі заряд тасымалдағыш транзистордың қозғалысы нәтижесінде қалыптасқан электр тоғы пайда болды. Заряд тасымалдағыштарының электронды кемтіктік ауысу арқылы қозғалысы өрістік транзистордың тағы бір ерекшелігі болып табылады. Бекітпе және арка арасында пайда болған электрлік өріс арнадағы заряд тасымалдағыштарының тығыздығыны, яғни ағып өтетін тоқ шамасын өзгертеді. Басқару кері ығысқан р-п ауысуы арқылы орындалатындықтан басқарушы электрод пен арна арасындағы кедергі жоғары болды да, ал бекітпе тізбгінде сигнал көзінен тұтынатын қуат өте аз болады. Сондықтан өрістік транзистор электромагниттік тербелістерді қуат бойынша, тоқ бойынша сондай-ақ тернеу бойынша күшейте алады.
Үлкен көлемді арнасы бар. Өрістік транзисторда арнаның көлденең кесіндісі кері қосылған р-п ауысуының біріктен қабаттарының ауданының өзгеру есебінен өзгеріп тұрады төмендегі суретте басқарушы р-п ауысуы ортақ басталулы сұлба бойынша қосылған өрістік транзистордың құрылымы көрсетілген р-п ауысуына (Бекітпе-бастау) Uбб кері кернеуі беріледі. Uбб кернеуін төмендеткенде біріккен қабат (көлемдік зарядаймағы) тереңдігі өседі, ал арнадағы тоқ өткізу қабаты жіңішкереді. Бұл жағдайда арна, кедергісі жоғарылап, транзистордың Іқ шығыс тоғы азаяды. Uбб тоғы р-п ауысуына кері бағытта ығысқандықтан Ібекітпе тоғы айтарлықтай аз және басқарушы кернеден тәуелді емес. Өрістік транзистор үшін кіріс сипаттамасы (Ібекітпе тоғының Uқұйма-бастау кернеудің тиянақты мәні кезіндегі U бекітпе - бастау кернеуінен тәуелділігі) қолданылмайды, және есептеулер кезінде тек беріліс сипаттамалары мен вольт-амперлік шығыс сипаттамалары қолданылады.
Оқшауланған бекітпесі бар өрістік транзистор - бекітпесі электрлік тұрғыда арнадан диэлектрик қабаты арқылы бөлінген. Оқшауланған бекітпесі бар өрістік транзисторлар айтарлықтай жоғары меншікті кедергісі бар шалаөткізгіш пластинадан тұрады, мұнда қарама-қарсы бағытта электр тоғын өткізетін екі аймақ қалыптасқан. Бұл аймаққа металлдық электродтар еңгізілген - бастау және құйма. Бастау мен құйма арасындағы шалаөткізгіштің үсті жұқа қабатты диэлектрикпен (әдетте, оксид кремний қабатымен) жабылған. Диэлектрик қабатына металлдық электрод еңгізілген - бекітпе. Нәтижесінде металлдан, диэлектриктен және шалаөткізгіштен тұратын құрылым пайда болады. Сондықтан оқшауланған бекітпесі бар МДП- трпнзисторлар немесе МОП транзисторлар (металл-оксид- шалаөткізгіш (полупроводник)) д.а.
Индуцирленген арнасы бар МДП транзистрлардың қатты біріккен бастау мен құйма арасындағы өткізгіш арна, яғни тоқ нақты 1 өрістілік кезінде немесе бастаумен байланысқан бекітпедегі кернеудің нақты мәнінде (p-арнада теріс, n арнада оң болатын) пайда болады. Бұл кернеу (Uбекітпе бастау таб) табылдырықтық кернеу деп аталады. Индуцирленген арнадағы өткізгіш қабілетінің пайда болуы және өсуі негізгі заряд тасымалдағыштарының көбеюіне байланысты.
Орнатылған арнасы бар МДП тразистордағы өткізгіш арна бекітпедегі кернеу 0-ге тең кезінде технологиялық жолмен қалыптасады. Құймадағы тоқты бекітпедегі кернеу мәнін және бекітпе мен бастау кернеулерінің өрісін өзгерте отырып басқаруға болады. p арналы транзисторларының бекітпе - бастау оң кернеуі кезінде немесе n арналы теріс кернеу кезінде құйма тізбегіндегі тоқ жойылады. Бұл кернеу қиылу(жабу) кернеу депт аталады. Орнатылған арнасы бар МДП транзисторлары қанығу режимінде де, қанықпаған режимде де жұмыс істей алады.
Өрістік транзисторлардың параметрлері. Кіріс өткізу қабілеті бекіте - бастау бөлімінің өткізу қабілеті мен анықталады: Yбекітпе бастау = Y11+ Y12; шығыс өткізу қабілеті құйма - бастау бөлімінің өткізу қабілетімен анықталады: Yкима бастау = Y22+ Y21; тасымалдау функциясы вольт-амперлі сипаттама қисығымен анықталады S=Y21+ Y12; кері тасымалдау функциясы - өтпелі өткізу қабілетімен Yбекітпе құйма=Y11 анықталады. Бұл параметрлер ширекөрістілік ретінде қолданылатын өрістік транзисторлардың бастапқы параметрлері деп қабылдайды. Ширекөрістіліктің ортақ бастаулы сұлбасы үшін бастапқы параметрлері анықталған болағандықтан, өрісті тразистрлардың басқа кез-келген сұлбалары үшін бастапқы параметрлерін есептеп алуға болады:
Құйманың бастапқы тoғы Iқұйма Б - бекітпе және бастау арасындағы кернеу 0-ге тең және құймадағы тоқ қанығу кернеуіне тең және одан асатын кездегі құйма тоғы.
Құйманың қалдық тоғы Iқұйма - бекітпе және бастау арасындағы кернеу қиылысу (жабу) кернеуінен жоғары кездегі құйма тоғы.
Бекітпе - құйма ауысуының кері тоғы I бекітіс құйма к - бекітпе және құйма арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе құйма тізбегінде ағатын тоқ.
Бекітпе-бастау ауысуының кері тоғы I бекітпе-бастау к - бекітпе мен бастау арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе бастау тізбегінде ағатын тоқ.

Биполярлық транзистор -- үш рет кезектесіп орналастырылған электрондық (п) немесе кемтіктік (р) типті откізгішті шалаөткізгіш облыстары, екі р-п өткелі бар, яғни п-р-п не р-п-р құрылымды, көбіне үш электроды болатын, электр сигналдарын күшейтуге, түрлендіруге арналған шалаөткізгіш аспап. Биполярлық транзистордың жұмысы база деп аталатын ортаңғы облысы арқылы ағып өтетін негізгі емес заряд тасымалдаушылардың ағынын басқаруга негізделген, әдетте, тікелей бағытта ығысқан және базаға негізгі емес заряд тасымалдаушылардың инжекциясын қамтамасыз ететін электронды-кемтіктік өткел эмиттерлік деп аталады, ал осы өткелмен базадан бөлінген сол жактагы шалаөткізгіш облыс эмиттер деп аталады. Кері бағытта ығысқан және эмиттерден инжекция жасап, база арқылы өзіне тақаған негізгі емес заряд тасымалдаушыларды жинауды қамтамасыз ететін өткел коллекторлық деп аталады. Осы өткелмен базадан бөлінетін және транзисторлық құрылымның он жақ шетінде орналасқан шалаөткізгіш облыс коллектор деп аталады. Биполярлық транзистор - қуатты күшейтуге арналған электрөткізгіштік түрлері алмасатын үш саладан құрылған электр түрлендіргіш аспап. Биполярлық транзисторда ток екі түрлі заряд тасушылардың қозғалысымен белгіленеді.Биполярлық транзисторда үш қабатты жартылай өткізгішті құрылымының көмегімен әр түрлі электр өткізгіштері бар жартылай өткізгіштерін екі р-п өткелдер құрылады. Екі үш қабатты құрылым болуы мүмкін: кемтікті-электронды-кемтікті және электронды-кемтікті-электронды.
Әр түрлі электр өткізгіштері бар участіктері алмасуға сәйкесті барлық биполярлық транзистор екі түрге бөлінеді: p-n-p жіне n-p-n. Әр аймақтан тоқ жүретін шықпалар (электродтар) шығарылып, олар эмиттер(Э), коллетор(К) және база(Б)деп аталады.Латын тілінен аударганда emitto- эмиттер- шығарушы,ол тарнзситорды заряд тасымалдаушылармен қамтамасыз ететін электрод бол.таб. collector- колектор жинақтаушыэмиттердан шыққан заряд тасушыларды қабылдайды.ал заряд тасушылардын эмттердан коллеторға қарай қозғалысын реттейтін - база.Ол реттеуші, басқарушы элетроды болып саналады. n-p-n және p-n-n-p тр-ның жұмыс істеу принциптері бірдей, айырмашылық тоқ түзетін заряд тасушыларында. Біріншісінде электрондар, екіншісінде кемтіктер. Б.Т. - әр жақты тағайындауы бар жартылай өткізгіштік күшейткіш аспатар, ал сол себептен әртүрлі күшейткіштерде, генераторларда, логикалы және серпінді құрылғыларда кең қолданылады.

Құрылғы және жұмыс істеу принципі.

Биполярлы npn транзистордың жеңілетілген схемасы
Алғашқы транзисторлар германийдан жасалынған болатын. Казіргі кезде оларды кремнийден және арсенад галлийдан жасайды.Соңғы жасалынып жатқан транзисторлар көбіне жоғары жиілікті күшейткіш схемаларда қолданылады. Өндірісте жиі кездесетін биполярлық транзистор кезектесе орналасқан үш p және n аймақтарынан тұрады.Осы аймақтардың өзара орналасуына байланысты олар n-p-n немесе p-n-p болып екіге жіктеліп,схемаларда өздеріне тән шартты белгілермен кескінделеді.
Бекітпе ретіндегі р-п ауысуы бар транзисторлардың қимылдық және құрылымдық принципі. Статикалық сипаттамалары.
Өрістік немесе каналдық транзисторлар жартылай өткізгішті аспап, ол арқылы өтетін токты реттеушісі электрлік өріс арқылы жүзеге асырылады.
Р-п ауысуы бар өрістік транзисторлардың жұмыс істеу принципі мен құрылымын қарастырайық. Ол тікбұрышты қиманың өзегінен, жоғарғы концентрациялы донорлары бар шет жақ облыстары Ge немесе Si п-түрінен жасалады. Осы облыстардың біреуі күштірек қоспаланады. Содан соң осы облыстарға омитикалық контакттар құрылады, олардың арасынан негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтеді.
өзектің орталық бөлігінің арасында балқыту жолымен р-типті облыс жасалады, яғни р-п өткелі. Р-п өткелі кері бағытқа қойылады. Кернеудің өзгеру кезінде р-п ауысуында негізгі заряд тасымалдаушылармен біріккен ПЗ облысының ені өзгереді, демек, негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтетін қиманың облысы да, яғни түзетілмейтін контактілер арасындағы кедергісі өзгереді. Сыртқы кернеумен басқарылатын облыс қалыңдығы және көлденең қимасы - канал деп аталады. Негізгі заряд тасымалдаушылардың каналға кіретін электроды - бастау, ал негізгі тасымалдаушылардың каналдан шығатын электроды - құйма деп аталады. Каналдың көлденең қимасын реттеу үшін қызмет ететін электрод - жаппа деп аталады.
Каналдың бойында бастау мне құйма арасындағы токтың өтуімен негізделген кернеудің құлауы болады. Нәтижесінде р-п ауысуларының әртүрлі бөліктеріндегі жартылай өткізгіштік кристаллының р және п- облыстары арасындағы потенциалдар айырымы әртүрлі, сондықтан құймаға жақындаған кезде канал кішірейеді.
Жаппаға қосымша сигналдың кернеуі берілген кезде каналдың ені өзгереді, соның нәтижесінде бастаудан құймаға өтіп жатқан ток модуляцияланады.
өрістік транзистордың құрылымы аса күшті модуляцияны алу үшін каналдың аз мүмкіндікті көлденең қимасымен өңделеді. Ол үшін мысалға, жаппаны сақина түрінде жасау керек. Одан басқа, каналдың көлденең қимасының модуляция аумағының тереңдігін және оның кедергісін ұлғайту үшін жартылай өткізгіштік бастапқы кристаллы жоғарыомды болуы керек. Бұл жағдайда кері кедергіні ұлғайту кезінде р-п ауысуы жоғары облыс ретінде канал жағына қарай кеңейеді.
Өрістік транзистордың құрылымдық түрі алькатрон болып табылады. Негізгі тасымалдаушылардың бастаудан құймаға радиусы бойынша жылжуы оның ерекшелігі болып табылады. Одан басқа, алькатронның екінші р-п ауысуы бар, оның көмегімен кристаллдың механикалық өңдеуіне қарағанда, каналдың бастапқы енін дәлірек орнатуға болады. Екінші р-п ауысуы болған кезде өрістік транзистормен қосымша басқару мүмкіндігі пайда болады. өрістік транзисторлар жұмыс істеу принципі бойынша электронды-вакуумды лампаға ұқсас. Бастау электронды лампы катодына, жаппа - торға, құйма - анодқа ұқсайды.
Р-п ауысуы бар өрістік тарнзитордың жаппа ретіндегі статикалық вольтамперлік сипаттамалары
Шығыс сипаттамалары
1) канал қимасының өзгеруі: жаппадағы тұрақты кернеу кезіндегі ток күшінің құймадағы кернеуден тәуелділігін қарастырайық. Бірінші учаскіде ВАС жайлатылған, құйманың Uст ұлғаю кезіндегі U0-ден Uнас токтың өсуі бірқалыпты. Осы учаскідегі ВАС-ң бірқалыпты еместігі Іст ұлғаю кезіндегі каналдың тарылуы және р-п ауысуындағы ПЗ облысының кеңейтілуімен түсіндіріледі, ПЗ облысының көп кеңеюі және каналдың тарылуы құйма жағынан болады , яғни жаппаның р-облысы және канал арасындағы потенциалдар айырмасы туындайды...
ВАС-ң кері бұтағы. ВАС-ң кері бұтағына келесі процестер әсер етеді.
1) р-п ауысуындағы заряд тасымалдаушылардың генерациясы. Р-п ауысу облысында, кристаллдың іргелес облыстары сияқты заряд тасымалдаушылардың жылулық генерация процесі жүреді. Осының арқасында пайда болған жұптар тесікті-элетрон ауысу өрісімен бөлінеді, ол диодтың кері токты тастайтын генерация деп аталатынның пайда болуына әкеледі, оны термоток деп те атайды. Кері жылжытудың өсуінен ауысуды термоток өседі.
2) Сыртқы токтың жойылуы . әртүрлі сыртқы ластанулар кристалл сыртындағы р-п ауысуының кедергісі оның көлем кедергісінен аз болуына әкеледі. Бұл жағдайда р-п ауысуының сыртқы кедергісі (кедергінің жойылуы) оның көлемдік кедергісін шунтирлейтін болады. Осыған байланысты жартылай өткізгіштік диодтардың кері токтары аз, ал сыртқы жылулар кейде қалыпты болады.
3) Р-п ауысуының тесілуі. Ауысудың тесілуі ауысудағы кернеудің аз өзгеруіне ауысу арқылы өтіп жатқан ток күшінің өзгеруінің жауап беруімен сипатталады. Р-п ауысуының тесілуінің екі негізгі механизімін айқындайды: жылулық және электронды тесілу. Сонымен қатар электронды тесілудің екі механизмі бар: көшкінді тесілу (немесе екпінді ионизация) және туннельді тесілу.
Жоғары жиілікті диодтар -- әмбебапты тағайындалған құрылғылар. Олар токтарды түзету үшін кең жиілікті диапазонда (бірнеше жүздеген МГц), модуляциялау, детектрлай және басқа да электрлік сигналдардың бірқалыпты емес түзеткіштері үшін қолданылады. Жоғары жиілікті диодтардың қасиеттері келесі параметрлерді сипаттайды: тұрақты токтың өтуі арқылы диодтағы кернеудің төмендеуі; кері кернеу берілген кездегі кері ток; диодтың дифференциалды кедергісі; жұмыс жиілігінің диапазоны, осы түзетілген диод диапазонының кез-келген жиілігіндегі ток берілген деңгейде төменгі диапазон жиіліктеріндегі түзетілген ток мағынасымен салыстырғанда төмен болмауы керек.
Бекітпе ретіндегі р-п ауысуы бар транзисторлардың қимылдық және құрылымдық принципі. Статикалық сипаттамалары.
Өрістік немесе каналдық транзисторлар жартылай өткізгішті аспап, ол арқылы өтетін токты реттеушісі электрлік өріс арқылы жүзеге асырылады.
Р-п ауысуы бар өрістік транзисторлардың жұмыс істеу принципі мен құрылымын қарастырайық. Ол тікбұрышты қиманың өзегінен, жоғарғы концентрациялы донорлары бар шет жақ облыстары Ge немесе Si п-түрінен жасалады. Осы облыстардың біреуі күштірек қоспаланады. Содан соң осы облыстарға омитикалық контакттар құрылады, олардың арасынан негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтеді.
өзектің орталық бөлігінің арасында балқыту жолымен р-типті облыс жасалады, яғни р-п өткелі. Р-п өткелі кері бағытқа қойылады. Кернеудің өзгеру кезінде р-п ауысуында негізгі заряд тасымалдаушылармен біріккен ПЗ облысының ені өзгереді, демек, негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтетін қиманың облысы да, яғни түзетілмейтін контактілер арасындағы кедергісі өзгереді. Сыртқы кернеумен басқарылатын облыс қалыңдығы және көлденең қимасы - канал деп аталады. Негізгі заряд тасымалдаушылардың каналға кіретін электроды - бастау, ал негізгі тасымалдаушылардың каналдан шығатын электроды - құйма деп аталады. Каналдың көлденең қимасын реттеу үшін қызмет ететін электрод - жаппа деп аталады.
Каналдың бойында бастау мне құйма арасындағы токтың өтуімен негізделген кернеудің құлауы болады. Нәтижесінде р-п ауысуларының әртүрлі бөліктеріндегі жартылай өткізгіштік кристаллының р және п- облыстары арасындағы потенциалдар айырымы әртүрлі, сондықтан құймаға жақындаған кезде канал кішірейеді.
Жаппаға қосымша сигналдың кернеуі берілген кезде каналдың ені өзгереді, соның нәтижесінде бастаудан құймаға өтіп жатқан ток модуляцияланады.
өрістік транзистордың құрылымы аса күшті модуляцияны алу үшін каналдың аз мүмкіндікті көлденең қимасымен өңделеді. Ол үшін мысалға, жаппаны сақина түрінде жасау керек. Одан басқа, каналдың көлденең қимасының модуляция аумағының тереңдігін және оның кедергісін ұлғайту үшін жартылай өткізгіштік бастапқы кристаллы жоғарыомды болуы керек. Бұл жағдайда кері кедергіні ұлғайту кезінде р-п ауысуы жоғары облыс ретінде канал жағына қарай кеңейеді.
Өрістік транзистордың құрылымдық түрі алькатрон болып табылады. Негізгі тасымалдаушылардың бастаудан құймаға радиусы бойынша жылжуы оның ерекшелігі болып табылады. Одан басқа, алькатронның екінші р-п ауысуы бар, оның көмегімен кристаллдың механикалық өңдеуіне қарағанда, каналдың бастапқы енін дәлірек орнатуға болады. Екінші р-п ауысуы болған кезде өрістік транзистормен қосымша басқару мүмкіндігі пайда болады. өрістік транзисторлар жұмыс істеу принципі бойынша электронды-вакуумды лампаға ұқсас. Бастау электронды лампы катодына, жаппа - торға, құйма - анодқа ұқсайды.
Р-п ауысуы бар өрістік тарнзитордың жаппа ретіндегі статикалық вольтамперлік сипаттамалары
Шығыс сипаттамалары
1) канал қимасының өзгеруі: жаппадағы тұрақты кернеу кезіндегі ток күшінің құймадағы кернеуден тәуелділігін қарастырайық. Бірінші учаскіде ВАС жайлатылған, құйманың Uст ұлғаю кезіндегі U0-ден Uнас токтың өсуі бірқалыпты. Осы учаскідегі ВАС-ң бірқалыпты еместігі Іст ұлғаю кезіндегі каналдың тарылуы және р-п ауысуындағы ПЗ облысының кеңейтілуімен түсіндіріледі, ПЗ облысының көп кеңеюі және каналдың тарылуы құйма жағынан болады , яғни жаппаның р-облысы және канал арасындағы потенциалдар айырмасы туындайды...
ВАС-ң кері бұтағы. ВАС-ң кері бұтағына келесі процестер әсер етеді.
1) р-п ауысуындағы заряд тасымалдаушылардың генерациясы. Р-п ауысу облысында, кристаллдың іргелес облыстары сияқты заряд тасымалдаушылардың жылулық генерация процесі жүреді. Осының арқасында пайда болған жұптар тесікті-элетрон ауысу өрісімен бөлінеді, ол диодтың кері токты тастайтын генерация деп аталатынның пайда болуына әкеледі, оны термоток деп те атайды. Кері жылжытудың өсуінен ауысуды термоток өседі.
2) Сыртқы токтың жойылуы . әртүрлі сыртқы ластанулар кристалл сыртындағы р-п ауысуының кедергісі оның көлем кедергісінен аз болуына әкеледі. Бұл жағдайда р-п ауысуының сыртқы кедергісі (кедергінің жойылуы) оның көлемдік кедергісін шунтирлейтін болады. Осыған байланысты жартылай өткізгіштік диодтардың кері токтары аз, ал сыртқы жылулар кейде қалыпты болады.
3) Р-п ауысуының тесілуі. Ауысудың тесілуі ауысудағы кернеудің аз өзгеруіне ауысу арқылы өтіп жатқан ток күшінің өзгеруінің жауап беруімен сипатталады. Р-п ауысуының тесілуінің екі негізгі механизімін айқындайды: жылулық және электронды тесілу. Сонымен қатар электронды тесілудің екі механизмі бар: көшкінді тесілу (немесе екпінді ионизация) және туннельді тесілу.
Жоғары жиілікті диодтар -- әмбебапты тағайындалған құрылғылар. Олар токтарды түзету үшін кең жиілікті диапазонда (бірнеше жүздеген МГц), модуляциялау, детектрлай және басқа да электрлік сигналдардың бірқалыпты емес түзеткіштері үшін қолданылады. Жоғары жиілікті диодтардың қасиеттері келесі параметрлерді сипаттайды: тұрақты токтың өтуі арқылы диодтағы кернеудің төмендеуі; кері кернеу берілген кездегі кері ток; диодтың дифференциалды кедергісі; жұмыс жиілігінің диапазоны, осы түзетілген диод диапазонының кез-келген жиілігіндегі ток берілген деңгейде төменгі диапазон жиіліктеріндегі түзетілген ток мағынасымен салыстырғанда төмен болмауы керек.
Бекітпе ретіндегі р-п ауысуы бар транзисторлардың қимылдық және құрылымдық принципі. Статикалық сипаттамалары.
Өрістік немесе каналдық транзисторлар жартылай өткізгішті аспап, ол арқылы өтетін токты реттеушісі электрлік өріс арқылы жүзеге асырылады.
Р-п ауысуы бар өрістік транзисторлардың жұмыс істеу принципі мен құрылымын қарастырайық. Ол тікбұрышты қиманың өзегінен, жоғарғы концентрациялы донорлары бар шет жақ облыстары Ge немесе Si п-түрінен жасалады. Осы облыстардың біреуі күштірек қоспаланады. Содан соң осы облыстарға омитикалық контакттар құрылады, олардың арасынан негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтеді.
өзектің орталық бөлігінің арасында балқыту жолымен р-типті облыс жасалады, яғни р-п өткелі. Р-п өткелі кері бағытқа қойылады. Кернеудің өзгеру кезінде р-п ауысуында негізгі заряд тасымалдаушылармен біріккен ПЗ облысының ені өзгереді, демек, негізгі заряд тасымалдаушылардың басқарылатын тогы өтетін қиманың облысы да, яғни түзетілмейтін контактілер арасындағы кедергісі өзгереді. Сыртқы кернеумен басқарылатын облыс қалыңдығы және көлденең қимасы - канал деп аталады. Негізгі заряд тасымалдаушылардың каналға кіретін электроды - бастау, ал негізгі тасымалдаушылардың каналдан шығатын электроды - құйма деп аталады. Каналдың көлденең қимасын реттеу үшін қызмет ететін электрод - жаппа деп аталады.
Каналдың бойында бастау мне құйма арасындағы токтың өтуімен негізделген кернеудің құлауы болады. Нәтижесінде р-п ауысуларының әртүрлі бөліктеріндегі жартылай өткізгіштік кристаллының р және п- облыстары арасындағы потенциалдар айырымы әртүрлі, сондықтан құймаға жақындаған кезде канал кішірейеді.
Жаппаға қосымша сигналдың кернеуі берілген кезде каналдың ені өзгереді, соның нәтижесінде бастаудан құймаға өтіп жатқан ток модуляцияланады.
өрістік транзистордың құрылымы аса күшті модуляцияны алу үшін каналдың аз мүмкіндікті көлденең қимасымен өңделеді. Ол үшін мысалға, жаппаны сақина түрінде жасау керек. Одан басқа, каналдың көлденең қимасының модуляция аумағының тереңдігін және оның кедергісін ұлғайту үшін жартылай өткізгіштік бастапқы кристаллы жоғарыомды болуы керек. Бұл жағдайда кері кедергіні ұлғайту кезінде р-п ауысуы жоғары облыс ретінде канал жағына қарай кеңейеді.
Өрістік транзистордың құрылымдық түрі алькатрон болып табылады. Негізгі тасымалдаушылардың бастаудан құймаға радиусы бойынша жылжуы оның ерекшелігі болып табылады. Одан басқа, алькатронның екінші р-п ауысуы бар, оның көмегімен кристаллдың механикалық өңдеуіне қарағанда, каналдың бастапқы енін дәлірек орнатуға болады. Екінші р-п ауысуы болған кезде өрістік транзистормен қосымша басқару мүмкіндігі пайда болады. өрістік транзисторлар жұмыс істеу принципі бойынша электронды-вакуумды лампаға ұқсас. Бастау электронды лампы катодына, жаппа - торға, құйма - анодқа ұқсайды.
Р-п ауысуы бар өрістік тарнзитордың жаппа ретіндегі статикалық вольтамперлік сипаттамалары
Шығыс сипаттамалары
1) канал қимасының өзгеруі: жаппадағы тұрақты кернеу кезіндегі ток күшінің құймадағы кернеуден тәуелділігін қарастырайық. Бірінші учаскіде ВАС жайлатылған, құйманың Uст ұлғаю кезіндегі U0-ден Uнас токтың өсуі бірқалыпты. Осы учаскідегі ВАС-ң бірқалыпты еместігі Іст ұлғаю кезіндегі каналдың тарылуы және р-п ауысуындағы ПЗ облысының кеңейтілуімен түсіндіріледі, ПЗ облысының көп кеңеюі және каналдың тарылуы құйма жағынан болады , яғни жаппаның р-облысы және канал арасындағы потенциалдар айырмасы туындайды...
ВАС-ң кері бұтағы. ВАС-ң кері бұтағына келесі процестер әсер етеді.
1) р-п ауысуындағы заряд тасымалдаушылардың генерациясы. Р-п ауысу облысында, кристаллдың іргелес облыстары сияқты заряд тасымалдаушылардың жылулық генерация процесі жүреді. Осының арқасында пайда болған жұптар тесікті-элетрон ауысу өрісімен бөлінеді, ол диодтың кері токты тастайтын генерация деп аталатынның пайда болуына әкеледі, оны термоток деп те атайды. Кері жылжытудың өсуінен ауысуды термоток өседі.
2) Сыртқы токтың жойылуы . әртүрлі сыртқы ластанулар кристалл сыртындағы р-п ауысуының кедергісі оның көлем кедергісінен аз болуына әкеледі. Бұл жағдайда р-п ауысуының сыртқы кедергісі (кедергінің жойылуы) оның көлемдік кедергісін шунтирлейтін болады. Осыған байланысты жартылай өткізгіштік диодтардың кері токтары аз, ал сыртқы жылулар кейде қалыпты болады.
3) Р-п ауысуының тесілуі. Ауысудың тесілуі ауысудағы кернеудің аз өзгеруіне ауысу арқылы өтіп жатқан ток күшінің өзгеруінің жауап беруімен сипатталады. Р-п ауысуының тесілуінің екі негізгі механизімін айқындайды: жылулық және электронды тесілу. Сонымен қатар электронды тесілудің екі механизмі бар: көшкінді тесілу (немесе екпінді ионизация) және туннельді тесілу.
Жоғары жиілікті диодтар -- әмбебапты тағайындалған құрылғылар. Олар токтарды түзету үшін кең жиілікті диапазонда (бірнеше жүздеген МГц), модуляциялау, детектрлай және басқа да электрлік сигналдардың бірқалыпты емес түзеткіштері үшін қолданылады. Жоғары жиілікті диодтардың қасиеттері келесі параметрлерді сипаттайды: тұрақты токтың өтуі арқылы диодтағы кернеудің төмендеуі; кері кернеу берілген кездегі кері ток; диодтың дифференциалды кедергісі; жұмыс жиілігінің диапазоны, осы түзетілген диод диапазонының кез-келген жиілігіндегі ток берілген деңгейде төменгі диапазон жиіліктеріндегі түзетілген ток мағынасымен салыстырғанда төмен болмауы керек.

2-ТАРАУ. ӨРІСТІК ТРАНЗИСТОРЛАР
2.1. Өрістік транзистордың құрылымы.
Күшейткіштік каскадтарда биполярлы транзисторлар кірер сигналды әлсіретеді, өйткені каскадтың кірмелік тізбегінде кірер сигналдың қуаты шығындалады. Сондықтан жүдә әлсіз сигналдарды күшейту үшін одан қуат кабылдамайды дерлік өрістік транзисторлар қолданылады.
Өрістік транзистор деп арнадағы тогы жаптырық пен құйылмаға берілген кернеудің электр өрісі арқылы басқарылатын жартылай өткізгішті нәрсені айтады.
Кедергісі жаптырықтын потенциалына байланысты өзгеріп отыратын аймақты арна деп атайды (5.1-сурет). Арнаға негізгі заряд тасымалдаушыларды беретін (тарататын) электрод құйылма деп аталады. Арнадан негізгі заряд тасымалдаушыларды әкетіп отыратын электрод ағызба деп аталады. Арнаның электр өткізгіш қимасын реттеуге арналған электрод жаптырық деп аталады.

а) б)
5.1-сурет. Өрістік транзистордың құрылысы (а) мен графикалық шартты белгілері (б): 1-құйылма; 2-жаптырық; 3-ағызба; 4-арна; 5- n-түрлі; 6-р-түрлі.
Өрістік транзисторлар негізінен силицийден жасалады және арнадағы жартылай өткізгіштің түріне қарай n-түрлі немесе р-түрлі болып бөлінеді.
n-түрлі транзистордың арнасында негізгі заряд тасымалдаушылар электрондар болып табылады. Олар құйылмадан басталып ағызбаға жетіп, ағызбалық токты (Iа)құрайды. Жаптырық пен құйылмаға берілетін кернеу р-nөтпесіне кері бағытта болуы керек. Бұлайша жалғау арна мен жаптырық арасындағы екі өтпенің кедергісін, кернеуді реттей отырып, өзгертуге мүмкіндік береді. Осы себепті арнасы n-түрлі транзистордың ағызба мен құйылма арасындағы кернеуі оң болуы керек, яғни Uақ0, ал жаптырықпен құйылманың арасындағы кернеуі теріс болуы керек, яғни Uжқ0. р-түрлі транзисторда негізгі заряд тасымалдаушылар кемтіктер болатындықтан, олар керісінше ағызбадан құйылмаға қарай қозғалысқа келеді. Сондықтан р-арналы транзисторда Uақ0 де, ал Uжқ0 болуы керек.
Енді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.