Транзисторлар тарихы

Жоспар
Кіріспе

1 Транзистор
2 Биполярлық транзисторлар
3 Транзисторлардағы физикалық үрдістер

Транзистор (ағылш. transfer - тасымалдау және resistor - кедергіш) — электр тербелістерін күшейтуге, оларды тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық құрал. [[Электрондық шам] 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.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Транзистор (ағылш. transfer - тасымалдау және resistor - кедергіш) -- электр тербелістерін күшейтуге, оларды тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық құрал. [[Электрондық шам] 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.
1956 жылы қос полярлық транзисторды ойлап шығарғандары үшін Уильям Шокли, Джон Бардин және Уолтер Браттейн физикадан Нобель премиясын алған болатын.
Тарихы
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.
Түрлері
Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.
1. 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
2. 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.
* Биполярлы транзисторлар үш кезектелген электрондық (п) немесе кемтіктік (р) өткізгіштік облыстардан тұрады. Олар р-п-р және п-р-п типті болып ажыратылады. Биполярлы транзистордың ортаңғы облысы база, қалған екеуі эмиттер және коллектор деп аталады. База эмиттер мен коллектордан тиісінше эмиттерлік және коллекторлық р-п ауысуларымен бөлінген. Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципі база арқылы өтетін негізгі емес заряд тасушылардың ағынын бақылауға негізделген. Эмиттерлік ауысу тура бағытта ығысқан және ол негізгі емес заряд тасушылардың инжексиясын (итерілуін, ендірілуін) қамтамасыз етеді, ал коллекторлық ауысу кері бағытта ығысқан, ол эмиттер итерген негізгі емес заряд тасушыларды жинап алуды қамтамасыз етеді. Биполярлық транзисторлар негізінен электр сигналдарын өндіруге, күшейтуге арналған. Транзисторлар физикалық және басқа да параметрлеріне байланысты төмен (3 МГц-ке дейін), жоғары (300 МГц-ке дейін), аса жоғары жиілікті (300 МГц-тен жоғары), аз қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-қа дейін), үлкен қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-тан жоғары), жоғары және төмен кернеулі, дрейфтік, т.б. түрлерге бөлінеді. Транзистор қазіргі кездегі микроэлектроника құ-рылғыларының негізгі элементі болып табылады.
Қолданылуы
Қазіргі кезде транзисторлар өмірімізде түпкілікті орын алады. Аналогты және сандық құралдар құрамында бола отырып, олар электр құралдарының негізі саналады. Қолданылатын аялары: компьютерлер, күшейткіштер, электр кілттері, т.б.
Биполярлық транзисторлар

Орындай принципі және конструктивті белгілерге байланысты транзисторлар екі үлкен классқа бөлінеді: Биполярлық және алаңды.
Биполярлық транзисторлар деп екі немесе бірнеше қатынасатын p-n-өту және үш немесе одан көп шығысы бар, күшейткіш қасиеттері инжекция құбылыспен және негізгі емес заряд тасымалдағыштармен шартталған электрлік жартылай өткізгіштерді атаймыз.

1.3.1 Транзисторлардағы физикалық үрдістер

Қазіргі уақытта бұл терминге қатысатын екі -n-өту бар биполярлық транзисторлар кеңінен қолданылып жатыр. Олар жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі әртүрлі типті алмасушы аудандардан (қабаттардан) тұрады. Сыртқы қабаттардың электр өткізгіштігіне байланысты транзисторлар р-n-р және n-р-n-типті айырылады (1.12 - сурет).
Жартылай өткізгішті қабаттардың жанасу бетінде n-р-n-өтулер пада болатын транзисторлар жазықтықты деп аталады.
Әртүрлі тәсілдермен жасалынған Биполярлық транзисторлардың құрылымдары 1.13 суретте келтірілген.

1.12 - сурет - Биполярлық транзистордың құрылымы және оның шартты-графикалық белгісі.

Биполярлық транзистордың бөлек қабаттарына кернеу қосуда белгілі: біреуіне тікелей кернеу қосылған, басқасына - кері. Нормалды қосқанда тік кернеу берілгенді эмиттерлі деп атайды, ал сәйкес сыртқы қабат - эмиттер (Э); ортаңғы қабатты база деп атайды (Б). Қосылған кернеумен кері бағытқа жылжытылған екінші өту коллекторлы, ал сәйкес сыртқы қабат - коллектор (К).

а - ерітінді; б - эпитаксиалды-диффузионды; в - планарлы; г -- мезатранзистор; 1 - база; 2 - эмиттер; 3 - коллектор (эпитаксиальды қабықша); 4 - подложка
1.13 - сурет - Транзисторлар құрылымы

Эмиттер мен коллектор қабаттардың біртиптілігі қосу уақытында олардың орындарын ауыстыруға мүмкіндік береді. Осындай қосу инверсиялық деп аталады. Инверсиялық қосуда нақты транзистордың параметрлері номиналды қосудағы параметрлерінен едәуір айырмашылығы болады.
Транзистор жасау технологиясына байланысты базада қоспа концентрациясы біркелкі немесе біркелкі емес тарала алады. Біркелкі таралуда ішкі электрлік алаң болмайды және базаға кірген негізгі емес зарядтар ішінде диффузия бойынша қимылдайды. Осындай транзисторлар диффузионды немесе дрейфсіздер деп аталады.
Қоспа концентрациясының біртекті емес таралу кезінде базада ішкі электрлік өріс (база толық электрлік нейтралдығын сақтағанда) болады және негізгі емес заряд тасымалдаушылар дрейф және диффузия нәтижесінен қозғалады, дрейф басты роль атқарады. Осындай транзисторларды дрейфтік транзисторлар деп атайды. Дрейфтік транзистор атауы базада болып жататын негізгі үрдістерді көрсетеді, сондықтан оны рn- өтудің технологиялық үрдістермен шатастыруға болмайды.
Транзистор жасаған кезде эмиттер мен коллекторларды төмен омды етіп істейді, ал базаны - келтірілген жоғары (ондық - жүздік Ом). Сонымен қоса эмиттер ауданының меншікті кедергісі коллектор ауданынан бірнеше рет кіші.
Биполярлық транзистордың жұмысы рn- өту қатынасында негізделген, олар осы ауданда b база қалыңдығы бос ПРОБЕГ L (диффузионды ұзындық) ұзындығынан кем заряд тасымалдағыштар таңдалынады, яғни b L (tcp электрон-тесік жұпбы бар болуы - өмір сүру уақыты, ал L - өмір уақытында бөліктің өткен арақашықтығы tcp).
Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципін nрn-типті транзистордың мысалында қарастырайық, бұл үшін негізгі зарядтар тасымалдағыштары концентрациясы n-облысында ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.