Автоматиканың элементтері бойынша дәрістер

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 70 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе 3

1. жартылай өткізгіш аспаптар 4

1. 1 Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі 4

1. 2 Жартылай өткізгші диодтар 9

1. 3 Биполярлы транзисторлар 12

1. 4 Тиристорлар 17

2. Электронды түзеткіштер 19

2. 1 Түзеткіштер туралы жалпы мәліметтер 19

2. 2 Бір жартыпериодты түзеткіш 20

2. 3 Екі жартыпериодты түзеткіш 21

2. 4 Нөлдік шықпасы бар үш фазалы түзеткіштер 25

2. 5 Бір фазалы басқарылатын түзеткіш 25

2. 6 Тегістеуші сүзгілер 29

2. 7 Кернеу тұрлауландырғыштар 31

2. 8 Диодтарда және транзисторларда орындалатын қисынды элементтер 33

3. Күшейткіштер 39

3. 1 Жалпы мәліметтер және күшейткіштерді топтастыру 39

3. 2 Транзисторлық күшейту каскадтары 40

3. 3 Қуат күшейту каскадтары 45

3. 4 Кері байланысы бар күшейткіштер 50

3. 5 Операциялық күшейткіштер 52

Бірінші тарау

Жартылай өткізгіш аспаптар

1. 1 Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі

Электр өткізгіштік бойынша жартылай өткізгіштер металлдар және диэлектриктердің арасында жатады.

Атомның электрондары белгілі энергия мәндеріне ие болады немесе белгілі (рұқсат етілген) энергетикалық деңгейлерде орналасады (1. 1 сурет) . Оқшауланған атомда энергетикалық деңгейлердің шекті саны бар, әрбір деңгей екі электрондардан артық болмайды.

1. 1 сурет - Оқшауланған атомның энергетикалық диаграммасы

Төменгі деңгейлердегі электрондар атоммен қатты байланысқан. Электрон орналасқан деңгейдің энергиясы үлкейген сайын байланыс әлсірейді. Электрондардың энергияларын үлкейтетін сыртқы әсерлер жоқ кезде, атом қоздырылмаған жайда болады. Бұл жағдайда барлық төменгі энергетикалық деңгейлер электрондармен толтырылған, ал жоғары деңгейлер бос. Сыртқы әсерлер бар кезде (фотондар, электр немесе магнит өріс) атомның электрондары қосымша энергияға ие болады да жоғары энергетикалық деңгейге өтеді (атом қоздырылады) немесе атомнан босанып, еркін электрон болады (атомның иондануы) . Сыртқы әсерге жоғары энергетикалық деңгейдегі электрондар ұшырайды.

Жақын орналасқан біртекті атомдардың тобының энергетикалық диаграммасы, оқшауланған атомға қарай, өзгереді (1. 2 сурет) .

1. 2 сурет - Жақын орналасқан атом тобының диаграммасы.

Атомдардың бір-бірімен өзара әрекет себебімен көршілес атомдардың электрондарының рұқсат етілген энергия деңгейлері ығысып жақын орналасқан ығысқан энергия деңгейлерін құрады. Сонымен, рұқсат етілген энергия деңгейлерінің аймағы құрылады, ортасында рұқсат етілмеген аймақтар құрылады.

Қоспасы жоқ (таза) жартылай өткізгіштегі заряд тасушылар

Металлдарда (1. 3, а) - сурет) энергетикалық диаграмма рұқсат етілген энергия мәндердің үздіксіз спектрі болады, ал жартылай өткізгіштерде және диэлектрлерде - үздікті (1. 3 б), в) - сурет) .

а) б) в)

1. 3 сурет - Металлдың (а), жартылай өткізгіштік (б), диэлектриктің (в) энергетикалық диаграммалары

Жартылай өткізгіштерде және диэлектрлерде энергияның рұқсат етілген мәндерінің аймақтары энергияның рұқсат етілмеген аймағымен ( р. е. ) бөлінген. Энергетикалық диаграммаларда энергияның рұқсат етілген, екі тән аймақтары бар: төменгі (толтырылған) немесе валенттік аймақты және жоғарғы (еркін) немесе өткізгіштік аймақты. Электрондарға сыртқы әсер жоқ кезде (электр және магнит өрістер, жарықтың кванттарының сәулеленуі) және температура Т = 0 кезде төменгі аймақтың энергия теңгейлері электронмен толтырылған, жоғарғы аймақта электрондар жоқ.

Металлдарда өткізгіштік аймақ валенттік аймаққа тікелей қосылады (1. 3, а-сурет) . Валенттік аймақтағы электрондарға шамалы энергияны қосқанда олар өткізгіштік аймаққа өтеді. Сондықтан, тек электрөріс әсер еткен кезде металда атоммен байланыспаған көп еркін электрондар болады, ал олар жоғары электр өткізгіштікті қамтамасыз етеді.

Жартылай өткізгіштерде (1. 3, б-сурет) еркін аймақ валенттік аймақтан _{р. е.} рұқсат етілмеген аймақпен бөлінген. _{р. е.} мөлшер (электрон-вольт) валенттік аймақтың жоғарғы энергетикалық деңгейдегі орналасқан электронға қандай энергияны беру керек, оны өткізгіштік аймақтың төменгі деңгейге көшіру үшін электрондардың рұқсат етілмеген аймақтан асып кету қабілеттілік сыртқы жағдайларға тәуелді. Әсіресе кристаллдың температурасының әсер етуі едәуір. Температура өскенде жылулық кванттардың (фотондардың) энергиялары үлкейеді және рұқсат етілмеген аймақтан өтуге жеткілікті энергияны алатын электрондардың саны көбейеді. Сол себептен, температура өскен сайын таза жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі өседі.

Кристалды денелердің рұқсат етілмеген аймақтың кеңдігі 3 эВ аспайды.

Диэлектриктердің рұқсат етілмеген аймағы 6 - 10 эВ дейін өседі (1. 3, в -сурет) . Сол себептен, олардың өткізгіштігі шамалы және өткізгіштік температура 400-800 ⁰ С немесе күшті электр өрістер кезде (тесілу) байқала бастайды.

Энергетикалық диаграммада рұқсат етілмеген аймақтардың болуы металдарға қарағанда жартылай өткізгіштерде заряд тасушылардың құруларының ерекшеліктерін қамтамасыз етеді. Жартылай өткізгіштік аспаптарды құру кезде ең кең қолданатын германий және кремний элементтердің бұл ерекшеліктерін қарап өтейік.

Германий және кремний элементтердің периодикалық жүйесінің IV тобына жатады. Олардың атомдарының сыртқы қабығында төрт валенттік электрон орналасқан. Германийдің рұқсат етілмеген аймақтың кеңдігі 0, 72 эВ , кремнийдің - 1, 12 эВ . Мысал ретінде германийді алайық. Оның кристалды торының үлгісі 1. 4, а -сурет ретінде келтірілген.

а) б)

1. 4 сурет - Жартылай өткізгіште еркін электрон және кемтік пайда болу (а) және оны энергетикалқ диаграммада көрсету (б)

Температура Т=0 К кезде әрбір атомның сыртқы қабығындағы төрт валентті электрон көрші атомдармен коваленттік байланысқа қатынасады. Әрбір екі электрон екі атомның құрамында болады және барлық төрт электрон көршілес атомдармен коваленттік байланыста болады, ол байланыс екі параллельді сызықпен көрсетілген (1. 4, а -сурет) .

Еркін электронның құрылуы атомдар арасындағы коваленттік байланыстың үзілуіне әкеледі және үзіліс орнында кемтік пайда болады. Коваленттік байланыста электронның жоқтығы оның орнында болымды заряд пайдалы болғандай сияқты.

Температура абсолюттік нөлден асқанда көпшілік электрондар валенттік аймақтан өткізгіштік аймаққа өтуі мүмкін. Бұл жағдайда еркін аймақта электрондардың n _i шоғырлануы және оған тең кемтіктердің p _i шоғырлануы валенттік аймақта құрылады ( i индекс қоспа жоқ жартылай өткізгішті көрсетеді, n _i және p _i жартылай өткізгіштегі заряд тасушылардың өздік шоғырлану деп аталады) .

Заряд тасушылардың шоғырлануы кристалдың температурасына, рұқсат етілмеген аймақтың кеңдігіне тәуелді, яғни мына тәуелділікпен белгіленеді

n _i = p _i = (1. 1)

А - кристаллдың түріне тәуелді коэффициент;

К - Дж/К - Больцманның тұрақтысы;

Т - абсолюттік температура.

(1. 1) көріністен шығады: жартылай өткізгіште заряд тасушылардың шоғырлануы және оның электр өткізгіштігі температура көтерілгенде өседі және рұқсат етілмеген аймақтың кеңдігі өскенде төмендейді.

Электрондар және кемтіктер жылжымалы бөліктер. Жартылай өткізгіште көлемі бар элемент болғанда бір уақытта екі процесс өтеді: заряд тасушылардың жылу генерациясы және электрондар өткізгіштік аймақтан валенттік аймақтың бос деңгейлеріне қайту арқылы электрондармен кемтіктердің жоғалуы (заряд тасушылардың рекомбинациясы) . Сәйкесті шоғырлану динамикалық тепе-теңдіктен туады: жаңадан пайда болған заряд тасушылардың саны рекомбинацияланған заряд тасушылардың санына тең.

Қоспалы жартылай өткізгіштердегі заряд тасушылар

Қоспаны еңгізген кезде жартылай өткізгіште электронды немесе кемтікті электр өткізгіш күйінің артықшылығы болады және электр өткізгіштігі өседі. Бұған байланысты электронды ( n- түрлі) және кемтікті ( p -түрлі) жартылай өткізгіштерді айырады.

n- түрлі электр өткізгіштігі бар жартылай өткізгіште тек еркін электронды құратын қоспаны еңгізеді. Еңгізетін қоспа электрондарды жабдықтаушы болғандықтан оны донорлық деп атайды. Германиймен кремнийдің донорлық қоспа ретінде элементтердің периодикалық жүйенің V топтың элементтерін (сурьма, фосфор) қолданады. Олардың бес валентті электрондары бар.

Мұндай қоспаны енгізген кезде кристалды тордың бөлек түйіндерінде қоспаның атомдары негізгі жартылай өткізгіштің атомдарын алмастырады (1. 5, а -сурет) . Донорлық қоспаның әрбір атомдық төрт электроны негізгі заттың көршілес атомдарымен коваленттік байланысқа қатысады, ал бесінші электрон өзінің атомымен байланысы бәсеңдеу болады.

а) б)

1. 5 сурет -n -түрлі жартылай өткізгіш кристалда еркін электрон пайда боуы (а) және бұл процессті энергетикалық диаграммада көрсету (б)

Шамалы энергияны берген кезде (мысалы, фононның энергиясын) артық электрон еркін болып қалады, ал қоспаның атомы болымды ионға айналады (қоспаның атомның ионизациялауы) .

Егерде босаған электрондар қабаттың шектерінен кетпесе. Жартылай өткізгіштің қабаты электр бейтарапты болып қала береді. Кейбір әрекет факторлар болған кезде электрондар кристалдың басқа қабаттарына кеткен кезде донорлық қоспаның болымды иондары өтемделмеген болымды көлемді зарядты құрады.

n- түрлі жартылай өткізгіштің энергетикалық диаграммасында (1. 5, б -сурет) еңгізілген қоспа өткізгіштік аймақтың жанында бір-біріне жақын орналасқан ықшам валенттік энергия деңгейлерді құрайды. Олар абсолюттік температура кезде электрондармен толтырылады. Суретте ықшам деңгейлер пунктир сызықпен көрсетілген. _д кеңдігі шамалы болғандықтан, ( эВ) бөлмелік температура кезде донорлық деңгейлердің электрондары өткізгіштік аймаққа өтеді де, ток құруға қатысуға мүмкіншілік алады.

Еркін электрондардың өткізгіштік аймақтағы шоғырлануына кең рұқсат етілмеген _{р. е.} аймақтан өтетін валенттік аймақтын өздік электрондарымен емес, негізінде N _д еңгізілген қоспаның шоғырлануымен белгіленеді. Оған сәйкесті n- түрлі жартылай өткізгіштің n _n электрондардың шоғырлануы валенттік аймақтан өткізгіштік аймаққа өтетін p _n кемтіктердің шоғырлануынан едәуір жоғары. n- түрлі жартылай өткізгіште ток негізінде электрондармен құрылады деп есептеуге болады. Басқаша айтқанда, бұл жағдайда электрондар негізгі заряд тасушылар , ал кемтіктер - негізгі емес заряд тасушылар болады.

p -түрлі жартылай өткізгіште қоспаны еңгізу кемтіктердің шоғырлануын үлкейтуге бағытталған. Қоспа ретінде атомдары үш валенттік электроны бар периодикалық жүйенің III топтың элементтері пайдаланады (индий, галлий, бор) . Мұнда қоспа бар кезде әрбір оның атомы көршілес атомдармен (кристалды тордағы негізгі атомдармен) үш толтырылған коваленттік байланысты құрады (1. 6, а -сурет) .

а) б)

1. 6 сурет - р түрлі жартылай өткізгіш кристалда кемтіктің пайда болуы (а) және процессті энергетикалық диаграммада көрсету.

Төртінші байланыс толтырылмаған болып қалады. Жетпейтін валенттік электрон кристалды тордың бір көршілес атомнан алынады. Бұл үшін керекті энергия шамалы. Электронның өтуі көршілес атомның коваленттік байланысында кемтікті құрады, ал электроны кеткен атом қозғалмайтын теріс ионға айналады. Нәтижесінде қоспа арқылы өткізгіште кемтіктердің шоғырлануы өседі. Көршілес атомдардың валенттік электрондарын қабылдайтын қоспаның атомдары акцепторлық, ал қоспаның өзі - акцептор деп аталады.

Негізгі жартылай өткізгіштің энергетикалық диаграмманың рұқсат етілмеген аймақта акцепторлық қоспа бар кезде валенттік аймақтың қасында жергілікті энергияның деңгейлері пайда болады (1. 6, б -сурет) . Жергілікті деңгейлердің саны кристалдағы қоспаның атомдарының шоғырлануымен белгіленеді. Акцепторлық деңгейлердің энергиясымен және валенттік аймақтың жоғарғы деңгейінің энергиясымен айырым _а шамалы болғандықтан ( эВ), бөлмелік температура кезде валенттік аймақтан өткен электрондармен барлық акцепторлық деңгейлер толтырылады. Валенттік аймақта кемтіктердің үлкен шоғырлануы пайда болады.

Кемтіктердің шоғырлануы N _д еңгізген акцепторлық қоспаның шоғырлануымен белгіленеді. Валенттік электрондар кең рұқсат етілген _{р. е.} аймақтан жылу генерация кезде өткендер кемтікті бұған қарағанда шамалы құрады. Сол себептен, p -түрлі жартылай өткізгіште p _р кемтіктердің шоғырлануы n _р еркін электрондардың шоғырланудан едәуір үлкен. Кемтікті жартылай өткізгіште ток негізінде кемтіктермен тасымалдайды. Бұл жағдайда кемтіктер негізгі заряд тасушылар , ал электрондар - негізгі емес заряд тасушылар болады.

Сонымен, қоспалы жартылай өткізгіштерде негізгі заряд тасушылардың шоғырланулары ( n _n - электронды жартылай өткізгіште) қоспа еңгізу арқылы құрылады, ал негізгі емес заряд тасушылар ( p _n , n _р - сәйкесті электронды және кемтікті жартылай өткізгіштерде) - валенттік аймақтан өткізгіштік аймаққа жылулық генерация есебімен заряд тасушылардың өтуімен құрылады.

Электр өріс және заряд тасушылардың біркелкі емес шоғырлануы болды. Заряд тасушылардың реттеулік қозғалысын құрады, яғни токты. Электр өрістің әсерлігімен заряд тасушылардың бағытталған қозғалысы дрейф деп аталады, ал заряд тасушылардың шоғырланудың айырымы әсерлігімен бағытталған қозғалыс диффузия деп аталады.

1. 2 Жартылай өткізгіш диодтар

Әрекет принципі және диодтың вольт-амперлі сипаттамасы

Диод - екі электроды бар бір жаққа ток өткізумен ие болатын жартылай өткізгіш элемент. Айнымалы токты түзетілген токқа түрлендіруге қолданады.

а) б) в)

1. 7 сурет - Жартылай өткізгіш диод: а) диодтың жартылай өткізгіш құрылымы; б) диодтың шартты сызықты белгісі; в) диодтың өте жақсы вольт-амперлі сипаттамасы

Диодтың екі қабаты бар: біреуінің кемтікті өткізгіштігі бар ( p ), екіншінің электронды өткізгіштігі бар ( n ) .

Диодтың әрекет принципі p және n қабаттардың шекарасында ( p - n өткелде) өтетін үрдістермен негізделген.

Сыртқы кернеу жоқ кездегі p - n өткелдегі электр үрдістер

Негізгі заряд тасушылармен бірге негізгі емес тасушылар әрбір қабатта бар. Олар негізгі материалдың электрондары валенттік аймақтан еркін деңгейлердің аймағына өтумен құрылады.

1. 8 сурет - Өткізгіштің p - n құрылымында p - n өткелдің құрылуы:

а) өткізгіштің p - n құрылымы;

б) заряд тасушылардың шоғырлануының тарауы;

в) p - n өткельде токтың құраушылары;

г) зарядтың таралуы;

д) өрістің кернеулігінің диаграммасы;

е) p - n өткелдегі потенциалдық тосқауыл.

Ең көп тараған, қабаттарда негізгі заряд тасушылардың ( p _р және n _n ) шоғырланулар бірдей емес p - n құрылымдар қолданады. Қабаттардың АВ бөлінуі шекарада бір атты заряд тасушылардың шоғырлануының айырымы пайда болады: олар бір қабатта негізгі, ал басқада - негізгі емес. Шекаралық салада шоғырланудың айырмасының әрекетімен негізгі заряд тасушылардың қарама-қарсы диффузиялы қозғалыс бөліну шекара арқылы басталады. p саладан кемтіктер n салаға диффузиялайды, ал n саладан электрондар - p салаға диффузиялайды. n салаға кірген кемтіктер бұл саладағы электрондармен рекомбинацияға кіреді, p салаға кірген электрондар бұл саладағы кемтіктермен рекомбинацияға кіреді.

Қабат бөліну шекара арқылы заряд тасушылардың диффузиялық қозғалысы шекаралық салаларда қоспа атомдардың иондары көлемді зарядтарды құрады. p қабаттан кемтіктер кеткен кезде, қоспалардың акцептор атомдарының қалған теріс иондар теріс көлемді зарядты, ал n қабаттан электрон кеткен кезде, қоспалардың донор атомдарының қалған болымды иондар болымды зарядты құрады. p - n өткелде көлемді зарядтың таралу қисығы 1. 8, г -суретте көрсетілген.

Шекаралық p салада электрондардың шоғырлануы, ал шекаралық n салада кемтіктердің шоғырлануы үлкейеді (1. 8, б -сурет) . p - n өткелде көлемді заряд болғандықтан электр өріс және потенциал айырымы құрылады. Е(х) және (х) қисықтар 1. 8, д, е -суреттерде көрсетілген.

Көлемді зарядпен құрылған ішкі электр өріс өткел арқылы екі жаққа заряд тасушылардың ағындарының теңістігін қамтамасыз етеді, яғни қосынды токтың сыртқы электр өріс жоқ кезде нөлге теңдігін. Бұған себеп - потенциалды тосқауылы ₀ ішкі электр өріс (1. 8, е -сурет) негізгі заряд тасушыларға бөгет болады, ал негізгі емес заряд тасушылардың өтуін тездетеді. Сонымен, ішкі элект өріс J _диф. диффузиялы токтың тығыздығын азайтады, ал J _др. дрейфтік токтың тығыздығын үлкейтеді.

Дрейфтік токтың бағыты диффузиялық токтың бағытына теріс болады.

Сыртқы кернеу бар кезде p - n өткелде электр үрдістер

Сыртқы кернеу p - n құрылымға тік бағытталған, яғни «+» p аймақтың шықпасына, ал «-» n аймақтын шықпасына қосылған.

1. 9 сурет - Тік бағытта сыртқы кернеу қосылғанда жартылай өткізгіш диод:

а) қосылу сұлбасы;

б) тік кернеу кезіндегі потенциалды тосқауыл;

в) заряд тасушылардың шоғырлануының тарауы.

1. 10 сурет - Диодтың вольт-амперлі сипаттаманың тура тарамы

Көздің құрған электр өрісі ішкі электр өріске теріс бағытталған, ал бұл жағдайда p - n өткелде нәтижелі өріс азаяды. Өткелде екі таңбалы көлемді заряд жиналады. Оның шамасына шекаралық қабаттардағы ₀ шамасымен бірге U _а сыртқы кернеу жұмыс істейді. Өткелдегі көлемдік зарядқа сыртқы кернеу жоқ кездегіден шамасы аз ₀ - U _а кернеу сәйкес болады. ₀ - U _а шама сыртқы кернеуді тура бағытта қосқанда потенциалды тосқауылдың биіктігін белгілейді (1. 9, б -сурет) . Көлемді зарядтың азайғаны p - n өткелді тарылтады. Потенциалды тосқауылдың азайғаны бөліну шекара арқылы диффузия әрекетімен негізгі заряд тасушылардың өтуін жеңілдетеді, ал бұл жағдай өткел арқылы өтетін диффузиялық токты үлкейтеді (1. 9, в -сурет) .

Өткелден өтетін дрейфтік токтың шамасы өзгермейді. Диффузиялық және дрейфтік токтардың айырымы нәтижелі токты белгілейді. Тура токтың тығыздығы

J _а = J _диф. - J _др.

Сыртқы кернеу өскенде диффузиялық ток өседі, яғни өткел арқылы тура ток өседі. p - n өткелдің вольт-амперлі сипаттамасы 1. 12 суретте келтірілген.

1. 11 сурет - Сыртқы кернеуді теріс бағытқа қосқанда жартылай өткізгіш диод:

а) қосу сұлбасы; б) теріс кернеу кезіндегі потенциалды тосқауыл; в) заряд тасушылардың шоғырлануларының таралуы; г) вольт-амперлі сипаттаманың кері тарамы.

Сыртқы кернеуді кері бағытта қосқанда (1. 11, а -сурет) потенциалды тосқауыл U _б шамаға өседі де ₀ + U _б тең болады (1. 11, б -сурет) . Бұл жағдайда көлемді заряд үлкейеді, сол себептен p - n өткелден негізгі зарядтардың өтуі қиындалады, яғни диффузиялық ток азаяды. Негізгі емес заряд тасушылардың шоғырланумен себепші болатын дрейфтік ток өткелдің екі жағында өзгейрмейді (1. 11, в -сурет), бірақ та енді оның шамасынан үлкен болады. Диод арқылы кері ток ағады

I _б = I _др - I _диф

Диодтың вольт-амперлік сипаттамасы 1. 12 -суретте көрсетілген.

1. 12 сурет - Диодтың толық вольт-амперлі сипаттамасы

Диодтың тура тоғы негізгі, ал кері тоғы негізгі емес зарядтармен құрылады. Негізгі заряд тасушылардың шоғырлануы көп есе негізгі емес заряд тасушылардың шоғырлануынан үлкен.

1. 3 Биполярлы транзисторлар

Транзистор - үш электроды бар басқарылатын жартылай өткізгіш элемент. Транзистор күшейту және серпінді сұлбаларда кең қолданылады. Оның артықшылықтары - қыздыруы жоқ, кіші көлемі және бағасы, жоғары сенімділігі.

Биполярлы транзистор үшқабат жартылай өткізгішті құрылымы және оның екі p - n өткелі бар. Қабаттардың кезектестіруге тәуелділікке байланысты транзистордың p - n - p және n - p - n түрлері болады (1. 13 а, б -сурет) . Электронды сұлбаларда көрсетілетін шартты белгілер 1. 13 в, г - суреттерде көрсетілген.

1. 13 сурет. p - n - p (а) және n - p - n (б) түрлі транзисторлардың жартылай өткізгіш құрылымы; олардың электронды сұлбалардағы шартты белгілері (в, г)

Үшқабатты құрылым алу үшін негізгі материал ретінде германий және кремний пайдаланылады. Жартылай өткізгіштің n түрлі табақ құрылымның табаны (база) ретінде болады. Екі сыртқы p қабаттар негізгі материалға акцепторлық қоспаны еңгізу арқылы құралады. Бір қабат эмиттер деп, екінші коллектор деп аталады.

Эмиттер өткелдің тағайындауы - заряд тасушыларды базаға еңгізу, коллекторлық өткелдің - базалық қабаттан өткен заряд тасушыларды жинау.

n - p - n түрлі транзисторларда барлық үш қабаттардың тағайындауы және аттары іспеттес, тек база арқылы өтетін заряд тасушылардың түрі өзгереді: p - n - p түрлі аспаптарда - бұл кемтіктер, n - p - n түрлі аспаптарда - электрондар.

Транзистордың әрекет принципі және оның негізгі параметрлері

Биполярлы транзистордың әрекет принципін p - n - p түрлі құрылымы бар аспаптан қарап шығамыз (1. 14 сурет) . Алдымен транзисторлық құрылымның қабаттарында заряд тасушылардың шоғырлануының тарауын және сыртқы кернеулер жоқ кезде p - n өткелдердің көлемді зарядтармен құрылатын потенциалдар айырымдарын көрсетеміз (1. 14 б, в -сурет) .

Сыртқы кернеулер жоқ кезде үш қабаттың бөліну шекараларында көлемді зарядтар құрылады, ішкі электр өріс пайда болады және қабаттар арасында ішкі потенциал айырымы әрекет етеді. Әрбір өткелде потенциалды тосқауыл өткел арқылы өтетін бір-біріне қарсы заряд тасушылардың диффузиялы және дрейфті ағындардың тепе-теңдігін құрады, яғни өтетін ток нөлге тең. Егерде нөлдік деңгей ретінде базаның потенциалын алсақ, онда сыртқы кернеулер жоқ кезде транзистордағы потенциалдардың айырымдарының тарауы түрі 1. 14, в - суретте көрсетілгендей болады.

Эмиттерлік өткелді тура бағытта, ал коллекторлық өткелді теріс бағытта ығысуды қамтамасыз ететін сыртқы кернеулер транзисторға қосылады. Бұны екі көз арқылы орындайды (1. 15, а -сурет) . U _эб кернеуді базаға қарай болымды полюспен элементтерге қосады, U _кб кернеуді базаға қарай теріс полюспен коллекторға қосады.