Транзистор және оның параметрлері

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі
Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті
Физика-техникалық факультеті

Реферат

Тақырыбы: Транзистор және оның параметрлері

Орындаған: Ергеш А. С.

Қабылдаған: Исмаилов Ж. Т.

Қарағанды 2017

Жоспар

Кіріспе

1. Транзисторлардың классификациясы

2. Биполярлық транзисторлар

3. Транзистордың жұмыс атқару ұстанымы

4. Өрістік транзисторлары

5. Транзистор параметрлері

6. Өріс эффектілерін сипаттайтын транзистор

7. Транзистор -күшейткіш ретінде

Қорытынды

Кіріспе

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.

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.

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.

1. Транзисторлардың классификациясы

Транзисторлар негізгі екі класқа бөлінеді - биполярлық (БТ) және өрістік - (арналық) транзисторлар. Сонымен қатар, жартылай өткізгіштер қандай материалдан жасалғанына байланысты кремний немесе германий негізінде деп бөлінеді. Олардың: жалпы міндеті, компьютерлерде - күшейткіштер, электр кілттерінде, ажыратқыштар мен қосқыштар ретінде, т. б. қолданылады.

Биполярлық транзистор - үш электродты шала өткізгіш транзистордың бір түрі. Электродтар үш тізбектей орналасқан қоспа өткізгіштері кезектесетін үш тізбектей орналасқан шалаөткізгіш қабаттарына жалғанған. Осы кезектесу тәсіліне байланысты және транзисторлары ( (negative) - қоспалы өткізгіштің электронды түрі, (positive) - кемтіктік түрі) болады. Биполяр транзисторда негізгі заряд тасушылар ретінде электрондар мен кемтіктер («би» - «екі» сөзінен) алынады. Орталық қабатқа жалғанған электрод база деп атайды, сыртқы қабаттарына жалғанған электродтар коллектор және эмиттер деп аталады. Қарапайым сұлбада коллектор мен эмиттер айырмашылығы көрінбейді. Негізінде коллектордың негізгі айырмашылығы өткелінің үлкен аумағы, ал транзистордың жұмысына өте аз аумақ қажет. Активті режимде транзистордың эмиттерлі өткелі тура бағытта жылжытылған (ашық), ал коллекторлы өткелі кері бағытта жылжытылып қосылған. Анықтау үшін транзисторын қарастырамыз, ал транзисторы үшін барлығы да дәл осылай қайталанады, тек «электрондар» сөзі «кемтіктер» сөзіне ауысады және керісінше, сонымен қатар, барлық кернеулердің таңбалары керіге өзгереді. транзисторда эмиттердегі негізге тасымалдаушылар, электрондар.

Транзисторлардың классификациясы 1-кестеде келтірілген.

1-кесте. Транзисторлардың классификациясы

2. Биполярлық транзисторлар

Биполярлы транзисторлар үш кезектелген электрондық ( ) немесе кемтіктік ( ) өткізгіштік аймақтардан тұрады. Олар және типті болып ажыратылады. Биполярлық транзистордың ортаңғы облысы база, қалған екеуі эмиттер және коллектор деп аталады. База, эмиттер мен коллектордан тиісінше, эмиттерлік және коллекторлық 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 ( -ке дейін), жоғары ( -ке дейін), аса жоғары жиілікті ( -тен жоғары), аз қуатты (шектік жұмсалу қуаты 1 Вт-қа дейін), үлкен қуатты (шектік жұмсалу қуаты 1 Вт-тан жоғары), жоғары және төмен кернеулі, дрейфтік, т. б. түрлерге бөлінеді. Транзистор қазіргі кездегі микроэлектроника құрылғыларының негізгі элементі болып табылады. Қазіргі кезде транзисторлар өмірімізде түпкілікті орын алды. Аналогты және сандық құралдар құрамында бола отырып, олар электр құралдарының негізі болып саналады. Ең бірінші транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Басында бұл құрал арқылы тек радио тыңдалды.

Биполярлық транзисторлар әдетте, кремний немесе германий материалдарының түйіндерінде немесе ауысуларын қамтиды. Түйіндер іс жүзінде, қоспасы бар кремнийдің бір бөлігі сызбада көрсетілген. Жартылай өткізгіштердің ішінде кейбір қолайсыз қоспалардың енуіне кедергі жасау үшін диффузиялық қоспа, фотографиялық тәсілдер қорғайтын материалдың қабаты алынады. Кремний транзисторларының германий транзисторларымен салыстырғанда қолданатын жерлері әлдеқайда көп, әсіресе, жоғары температурада, олай болса, германий құрылғылары қазіргі кездегі электрондық құрылғыларда сирек кездеседі.

1-сурет

ауысуларының символдары мен жеңілдетілген үлгілері 1-суретте келтірілген. База аймағының ( транзисторлары үшін -типті материал немесе -типті материал транзистор үшін) өте тар екенін айта кету керек.

2-сурет

1-сурет пен 2-суреттерде және транзисторларының құрылымдары (конструкциясы) келтірілген.

3-сурет

3. Транзистордың жұмыс атқару ұстанымы

4, а-суретте транзисторының жұмыс істеу ұстанымы көрсетілген:

(а) -типті эмиттердегі негізгі заряд тасымалдаушыларға электрондар жатады.

(b) база-эмиттер өтуі негізгі тасымалдаушыны тура бағытта ығыстырады, сонда электрондар өткелден өтіп, база аймағында пайда болады.

(с) База-аймағында өте жіңішке өте төмен қоспаланған кемтік, сондықтан кемтіктер, кейбір рекомбинацияларға ұшырап жатады, алайда, электрондардың көбі база аймағында қала береді.

(d) База-коллектор өткелі кері бағытқа ығысқан, сонда база аймақтарында кемтіктер, ал коллектор аймағында электрондар пайда болады, сонан кейін база аймағында электрондар пайда болуы үшін тура бағытқа ығысады; бұл электрондар коллектор клеммаларындағы оң потенциалын тартып алады.

(е) База-аймағындағы электрондардың көбі өткелден коллектор базаға коллектор аймағында өтіп отырады, сөйтіп коллекторда ток түзіле бастайды.

4-сурет

транзисторының жұмыс істеуі принципі 5. а-суретте келтірілген.

5-сурет

4. b-суретте көрсетілгендей әдетте, токтың бағыты кемтіктің қозғалысымен алынады, яғни, оның бағыты электрондар ағынының бағытына қарама-қарсы алынады. Электрондардың 99. 5% эмиттерден шығып жатқан база-коллектор өткелінен өтіп, тек 0. 5 % электрон кемтікке айналады, өте тар база аймағында.

Транзистордағы жұмыс істеу принципі:

(а) Эмиттер материалындағы негізгі тасымалдаушылар ол кемтіктер.

(b) База-эмиттер негізгі тасымалдаушыларды тура бағытта ығыстырады, сөйтіп, кемтіктер өткелден өтіп, база аймағында болады.

(с) База аймағы өте жұқа және электрондармен өте төмен қоспаланған кейде электрондар кемтіктермен жұптарды түзе алғанымен сонда да аймағында кемтіктер көп.

(d) База аймағында электрондардың болуы үшін ол коллектор аймағында қайтадан кемтіктер болу үшін база-коллектор өткелі кері бағытталған, бірақ тура бағытта кемтіктер ығысқан; Бұл кемтіктер коллектордың теріс клеммасын өзіне тартады.

(е) База аймағындағы кемтіктің біраз көп бөлігі база-коллектор өткелінен өтіп, коллектор аймағына жетеді, сөйтіп коллекторда токты түзеді, әдетте токтың бағыты кемтіктің қозғалыс бағытымен сәйкес келеді.

5, b-суретте транзистордың жұмыс істеу принципі келтірілген. Эмиттерден шыққан 99. 5% кемтіктер база-коллекторының өткелінен өтеді, алайда, 0. 5% кемтіктер өзгеріске ұшырап, электронмен өте жіңішке база аймағын құрайды.

4. Өрістік транзисторлары

Өрістік транзисторлары екі түрлі үлгіде шығарылады; бекітпе (жапқыш) және оқшауланған жапқыш. Өрістік транзисторларының жапқыш-қоректендіру өткелі ауысуының кері бағытына эффективті түрде ығысқан. Оқшауланған жапқышты өрістік транзисторының кірісті қосумен қатар каналдан оқшауланған зарядың каналдық сыйымдылық байланысы бар. Әзірше тек өрістік транзисторды қарастырамыз. 6-суретте - қаналды өрістік құрылғының конструкциясы келтірілген. Ол -типті немесе -типті материалдың каналдарынан тұрады, бұл келтірілген материалдар полярлығы қарама-қарсы материалдармен қоршалған. Каналдың соңында (ол жерлерде өткізгіштік бар) электрондар аз, олар (қайнар көз) шығар жер мен құйылыс каналдың әсерлі ені ол жерде орын алып, зарядпен бақыланады, ол үшінші электродта орналасқан шығар жер мен ағып кететін жер арасындағы эффекті кедергілері жапқыштағы кернеумен анықталады, + белгісі 6-суреттегі күшті қоспаланған аймақты көрсету үшін пайдаланылады, ол тек қана өте күшті қоспаланған жерді көрсетеді. Оның биполярлы транзисторлармен салыстырғанда кіріс кедергісі әлдеқайда жоғары. Мысалы, биполярлы операциялық транзисторлардың кірісіндегі кедергісі 100 мОм. Сала транзисторының мұндай қасиеті өте жоғары кедергі қажет болған жағдайдағы қолданатын аяға жатады. Биполярлы транзисторлар сияқты оларға тән кернеу мен ток сипаттамалары транзистор клеммаларында графиктер жиыны түрінде келтіріледі.

6-сурет.

5. Транзистор параметрлері

• IK max - транзистордың рұқсат етілген коллекторлық ток.

• IK. I. max - бұл транзистордың коллекторының рұқсат етілген импульстік ток.

• UKER max - коллектор мен эмитент арасындағы ең жоғары кернеу базалық-эмитент тізбегінде берілген коллектордағы ток пен кедергі.

• UCE0 max - коллектор мен транзистордың эмитері арасындағы ең жоғары кернеу - берілген коллектордың ток және базалық ток нөлге тең.

• UKB0 max - коллектордың ағымдағы және эмитерлі ток үшін нөлге тең максималды коллекторлық-базалық кернеуі.

• UE0 max - бұл коллекторлық ток нөлге тең максималды тұрақты эмитент-базалық кернеу.

• max max - бұл транзистордың коллекторында таратылатын рұқсат етілген тұрақты қуаты.

• ҚР. T. max - бұл жылу ракетасы бар транзистордың коллекторында таратылатын рұқсат етілген тұрақты қуаты.

• h21E - биполярлы транзистордың статикалық ток беру коэффициенті.

• UCE біз. - коллектор мен транзистордың эмитері арасындағы қаныққан кернеу.

• IKBO - кері коллекторлық ток. Аталған коллектор-базадағы кернеу мен ашық эмитент терминалындағы коллекторлық байланыс арқылы ток.

• IEEBO - эмитенттің кері ағымы. Беріліс кернеуінің эмитент-негізіндегі және ашық коллектордың шығарылымындағы эмитент торабынан өту.

• IKER - коллектор-эмитердің қайтарушы ағыны базалық-эмитент схемасында берілген коллектор-эмитердің кернеуіне және кедергісіне қатысты.

• fgr - ағымдағы беру коэффициентінің шекті жиілігі.

• SK - коллекторлық тораптың сыйымдылығы.

• SE - коллекторлық тораптың сыйымдылығы.

• TP max - рұқсат етілген өту температурасы.

• T max - рұқсат етілген қоршаған орта температурасы.

6. Өріс эффектілерін сипаттайтын транзистор

Өрістік транзисторлардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады -каналындағы транзисторларының жалпы тағайындаудың әлсіз сигналы үшін әдеттегі типтік өзара сипаттама мен қарама-қарсы қарастырғанда. Жалпы режим қоректендіру көзімен жұмыс істейтіні 7-суретте көрсетілген.

Мұндай сипаттама бойынша токтың өтуі біртіндеп азаятынын көруге болады, себебі, жапқыш ағу кернеуі онан бетер теріс бола бастайды. белгілі бір мағынасында ағылу тогы нөлге дейін төмендеп, құрылғы сөндірілген болып табылады. 8-сурет қоректендіру көзі жалпы режимде істейтін -каналды өрістік транзисторы жалпы тағайындаудың өте әлсіз сигналдар үшін шығу сипаттамасын көрсетеді. Бұл сипаттама кернеуге қатысты қисықтар жиынтығын береді.

7-сурет 8-сурет

Биполярлық транзистор тәрізді -каналды өрістік транзисторының шығу сипаттамасының графигінде де иілген жері бар, ол төмен мәндерінде кездеседі.

Қисықтың осы мәннен жоғары жағы жазық бір ізді түзу болып келеді, ағылу тогы кернеуінің әлдеқайда үлкен өзгерістері ( немесе ) болып жатқанда онша өзгермейді. Бұл сипаттамалар биполярлы транзистордың өзімен салыстырғанда да әлдеқайда жазықтау келеді. Осы сипаттаманың жазықтылығынан тұрақты ток сипаттамасы беріледі. Өрістік транзисторының күшейту коэффициенті ( ) түзу сызықты көлбеуі қисықтың тіктілігімен анықталады, жалпы қоректендіру режимінде кіру кернеуінің жапқышқа беру кезіндегі осы режимде шығу тогы ағылады.

7. Транзистор - күшейткіш ретінде

Транзистор-күшейткіштерінің үшін сызба үш негізгі механизм негізделген. Жалпы кіріс немесе шығу клеммалары мен транзистордың қай түрі жалғанса, соған тәуелді. Биполярлы транзистор үшін конфигурациялар жалпы эмиттер, жалпы коллектор (немесе эмиттер қайталауы ) және жалпы база түрінде кездеседі.

Өрістік транзисторлар сызба бойынша қоректендіру көзі және жапқыштағы жалпы. Осындай негізгі сызбалардың конфигурациялары айырмашылықтар сәйкесінше болады.

2-кесте. Өрістік транзисторлардың сипаттамалары

... жалғасы

Тиристордың құрылысы және жұмыс істеу принципі

Биполярлы транзистор

Өрісті транзистордың жұмыс істеу принципі және оның негізгі параметрлері

Электроника бірнеше ғылыммен (техника, энергетика, атомдық физика, информатика, бульдік алгебра және т. б. ) сабақтасып жатқан кең ауқымды ғылым

Транзисторлар. Іске қосу сұлбалары

Биполярлық транзисторлар

Биполяр транзисторлар

Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштері

Биполярлы транзисторлы күшейткіш каскадын есептеу

Өрістік транзисторлардың параметрлері

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс