Fan o’qituvchisi: Raxmatov I.I

Fan o’qituvchisi: Raxmatov I.I.
Kafedra mudiri: Raxmatov I.I.
«Kompyuterning fizik asoslari» fanidan yakuniy nazorat
Variant
Nanoelektronika
Nanoelektronika o`lchami100 nanometrdan kam bo'lgan elementlarning
integral sxemalarda yoki yakka holatda ishlash xarakteristikalarini va
texnologik asoslarini ishlab chiqadigan va o`rganadigan sohasidir.
Mikroelektronika o`lchami100 nanometrdan katta bo'lgan elementlarning
integral sxemalarda yoki yakka holatda ishlash xarakteristikalarini va
texnologik asoslarini ishlab chiqadigan va o`rganadigan sohasidir.
2) Chunki mikroelektronikadan nanoelektronikaga o`tish quyidagicha
qulayliklarga va yutuqlarga olib keladi.
• Nanoelektronika asosida ishlaydigan qurulmalar o`lchami jihatdan kichik va
qulay.
• Energiya iste`mol qilishda tejamkor ya`ni kam quvvat bilan ham ko`p
ishlash imkonini beruvchi qurilmadir.
• Nanoelektronika asosida ishlaydigan qurulmalar ko`p funksiya bajara olish
imkoniga ham ega.
3) Moor qonuni asosan nano texnologiya asosida qurilgan integral sxemalarni
rivojlanib boorish tendensiyasini ifodalaydi va u quyidagicha talqin qilinadi.
"Nanoelektronika" atamasi mantiqiy ravishda "mikroelektronika" atamasi bilan
bog'liq bo'lib, zamonaviy yarimo'tkazgich elektronikasida mikron va submikron
o'lchamlaridagi elementlardan nanometr o`lchamlarga o'tishini aks ettiradi.
Texnologiyaning ushbu rivojlanish jarayoni Moorning emperik qonunini aks
ettiradi. Moor qonuni shunday deyilgan: Integral sxemalarda ishlatiladigan
tranzistorlar soni har ikki yilgada ikki barobar ko'payishini aytib o`tgan.
4. Nanoelektronikaning eng katta muammolari nima? Bu muammolar
quyidagilardan iborat.
• Biroq, nanoelektronikaning asosiy
elementlari uchun kvant effektlarnin
• Ya`ni mikroelektronikadan nanoelektronikaga o'tishda kvant effektlari
asosan (tunnel effektlar, qisqa kanal effektlar va h.z) tranzistorlarning va
integral sxemalarning aniq ish bajarishida katta to`sqinliklarni keltirib
chiqaradi.
• Nanoelektronika asosida ishlaydigan qurilmalar tashqi ta`sirlarga chidamsiz
bo`ladi, katta quvvatlarda tez ishdan chiqadi.
Nanoelektronikaning eng katta muammolari nima? Bu muammolar
Biroq, nanoelektronikaning asosiy muammolardan biri bunday o'lchamdagi
elementlari uchun kvant effektlarning ta'sirining ustun bo'lishi
Ya`ni mikroelektronikadan nanoelektronikaga o'tishda kvant effektlari
asosan (tunnel effektlar, qisqa kanal effektlar va h.z) tranzistorlarning va
tegral sxemalarning aniq ish bajarishida katta to`sqinliklarni keltirib
Nanoelektronika asosida ishlaydigan qurilmalar tashqi ta`sirlarga chidamsiz
bo`ladi, katta quvvatlarda tez ishdan chiqadi.
Nanoelektronikaning eng katta muammolari nima? Bu muammolar
muammolardan biri bunday o'lchamdagi
ta'sirining ustun bo'lishidir.
Ya`ni mikroelektronikadan nanoelektronikaga o'tishda kvant effektlari
asosan (tunnel effektlar, qisqa kanal effektlar va h.z) tranzistorlarning va
tegral sxemalarning aniq ish bajarishida katta to`sqinliklarni keltirib
Nanoelektronika asosida ishlaydigan qurilmalar tashqi ta`sirlarga chidamsiz
Mikropotsessorlarda yuzaga kelgan sizish toki bilan
bog`liq muammolar
Bipolyar taranzistorlar
Bipolyar tranzistor (ВТ) deb o‘zaro ta’sirlashuvchi ikkita p-n o‘tishdan tashkil topgan va signallarni tok, kuchlanish yoki quvvat bo‘yicha kuchaytiruvchi uch elektrodli yarimo‘tkazgich asbobga aytiladi. BT da tok hosil bo'lishida ikki xil (bipolyar) zaryad tashuvchilar - elektronlar va kovaklar ishtirok etadi. ВТ p - va n - o‘tkazuvchanlik turi takrorlanuvchi uchta (emitter, baza va kollektor) yarimo‘tkazgich sohaga ega (1-rasm).
1-rasm. Tranzistor tuzilishi ( a) p+ -n-p, b) n+-p-n)
Tranzistorning kuchli legirlangan chekka sohasi (n+ - soha) emitter deb ataladi va u zaryad tashuvchilarni baza deb ataluvchi o’rta sohaga (r - soha) injeksiyalaydi. Keyingi chekka soha (n - soha) kollektor deb ataladi. U emiitterga nisbatan kuchsizroq legirlangan bo’lib, zaryad tashuvchilarni baza sohasidan ekstraktsiyalash uchun xizmat qiladi. Emitter va baza oralig’idagi o’tish emitter o’tish, kollektor va baza oralig’idagi o’tish esa kollektor o’tish deb ataladi.
2-rasm. n-p-n o’tish sxemasi
Agar emitter o’tish teskari yo’nalishda, kollektor o’tish esa to’g’ri yo’nalishda siljigan bo’lsa, u holda bu tranzistor invers yoki teskari ulangan deb ataladi. Tranzistor raqamli sxemalarda qo’llanilganda u to’yinish rejimida (ikkala o’tish ham to’g’ri yo’nalishda siljigan), yoki berk rejimda (ikkala o’tish teskari siljigan) ishlashimumkin.
Bipolyar taranzistorlarning umumiy bazali ulanish sxemasida kirish satatik xarakteristikasi
Tranzistor sxemaga ulanayotganda chiqishlaridan biri kirish va chiqish zanjiri uchun umumiy qilib ulanadi, shu sababli quyidagi ulanish sxemalarimavjud: umumiy baza (UB) (3 a-rasm); umumiy emitter (UE) (3 b-rasm); umumiy kollektor (UK) 3 v- rasm). Bu vaqtda umumiy chiqish potentsiali nolga teng deb olinadi. Kuchlanishmanbai qutblari va tranzistor toklarining yo’nalishi tranzistorning aktiv rejimigamos keladi. UB ulanish sxemasi qator kamchiliklarga ega bo’lib, juda kam ishlatiladi.
a) b) v)
3 – rasm. Bipolyar tranzistorning ulanish sxemalari
Bipolyar tranzistorning aktiv rejimda ishlashi. UB ulanish sxemasida aktiv rejimda ishlayotgan n-p-n tuzilmali diffuziyali qotishmali bipolyar tranzistorni o’zgarmas tokda ishlashini qo’rib chiqamiz (3 a-rasm). Bipolyar tranzistorning normal ishlashining asosiy talabi bo’lib baza sohasining yetarlicha kichik kengligi W hisoblanadi; bu vaqtda W L sharti albatta bajarilishi kerak (L-bazadagi asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligi).
Bipolyar tranzistorning ishlashi uchta asosiy hodisaga asoslangan:
emitterdan bazaga zaryad tashuvchilarning injektsiyasi;
bazaga injektsiyalangan zaryad tashuvchilarni kollektorga o’tishi;
bazaga injektsiyalangan zaryad tashuvchilar va kollektor o’tishga yetib kelgan asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarni bazadan kollektorga ekstraktsiyasi.
Emitter o’tish to’g’ri yo’naliishda siljiganda (UEB kuchlanish manbai bilan taminlanadi) uning potensial to’siq balandligi kamayadi va emitterdan bazaga elektronlar injeksiyasi sodir bo’ladi. Elektronlarning bazaga injeksiyasi, hamda kovaklarni bazadan emitterga injektsiyasi tufayli emitter toki IE shakllanadi. Shunday qilib, emitter toki
,
bu yerda Ien, Iermos ravishda elektron va kovaklarning injeksiya toklari.
|