O’zbekiston respublikasi axborot texnalagiyalari va kommunikatsiyalarni - bet 3

1.Yarim o‘tkazgichli diodlar, ularning tuzilishi va ishlash printsipi
Yarim o‘tkazgichda aralashma miqdori juda kichik bo‘lganda, katta teskari
kuchlanish ta’sirida bo’lgan elektronlar va kovaklar neytral yarim o‘tkazgich
atomining yana bitta kovalent bog’langan elektronini urib chiqarishi mumkin.
Natijada zaryad tashuvchi zarrachalarning yangi jufti hosil bo‘ladi. Yetarli
miqdordagi teskari kuchlanishda bunday urib chiqarish ko’chkisimon ko’rinishda
namoyon bo‘ladi. Qarshiligi kichik yarim o‘tkazgichlarda tunnel orqali tok o’tish
ko’chkisimon o’tish kuzatiladigan kuchlanishdan kichikroq kuchlanishlarda ro’y
beradi. Qarshiligi katta bo’lgan yarim o‘tkazgichlarda esa, aksincha.Issikliq ta’sirida
yorib o’tishda p-n o’tish soxasi qizib, unda asosiy bo‘lmagan tok tashuvchilarning
ko‘payishi va natijada teskari yo’nalishdagi tokning ortib ketishi kuzatiladi.
Ko’chkisimon va tunnel orqali yorib o’tishlar diodni ishdan chiqarmaydi. Shu
sababli bu o’tishda elektron qurilmalarda qo’llaniladi. Issiqlik ta’sirida yorib o’tish
esa, p-n o’tishni buzadi. Yarim o‘tkazgichli diodlarning ishlash harorat oralig‘iHar
bir tipik guruhni ta’riflaydigan o‘ziga xos parametrlaridan tashqari ularning maxsus
belgilanishiga bog‘liq bo‘lmagan barcha YO’Dlar uchun umumiy parametrlari
mavjud. Ularga quyidagilar kiradi: ishlash harorat oralig‘i, ruxsat beriladigan teskari
kuchlanish, ruxsat beriladigan to‘g‘rilangan tok, ruxsat beriladigan sochish
quvvati.Harorat oshgan sari o‘tkazuvchini o‘zining elektr-o‘tkazuvchanligi oshib
boradi, to‘yinish toki va n
-p o‘tishning buzilish ehtimoli
oshadi.Yarim o‘tkazgichning
taqiqlangan zonasi qanchalik keng bo‘lsa, o‘tishni yo‘l
qo‘yiladigan maksimal harorati shunchalik katta bo‘ladi. Masalan, germaniy
diodlari
uchun atrof muhitni ruxsat etilgan harorati (-60...+70)C chegaradada, kremniy
diodlari uchun esa (-60...+125)С chegarasidadir. Harorat pasaygan sari to‘g‘ri va
teskari qarshiligi oshib boradi, shuningdek kristallning mo‘rtligi oshish tufayli
mexanik
shikastlanish
ehtimoli
paydo
bo‘ladi.
Ruxsat etiladigan teskari kuchlanish Utes.p. odatda ruxsat etiladigan teskari
kuchlanishdir.Buning
tushuntirilishi
shundaki
n-p
o‘tish
maydonining
kuchlanganligi,
demak, buzulish kuchlanishi ham o‘tish eniga bog‘liq, u o‘z navbatida
aralashmalarning konsentratsiyasiga bog‘liq, ya’ni yarim o‘tkazgichni solishtirma
qarshiligiga. n-p o‘tish qanchalik keng bo‘lsa, yarim o‘tkazgichni solishtirma
qarshiligi shunchalik katta bo‘ladi va dastlabki materialni solishtirma qarshiligi
qanchalik
katta
bo‘lsa
U
ham katta bo‘ladi.Agar katta to‘g‘rilangan kuchlanishni olish kerak bo‘lsa,
bunda
ruxsatetilganga
qaraganda kattaroq teskari kuchlanish diodga berilgan bo‘ladi, buning uchun
diodlarni ketma-ket ulanishi qo‘llaniladi. Diodlarni teskari qarshilik miqdorlari bir
xilbo‘lmaganligi uchun, bunda ketma-ket ulanganda teskari kuchlanishlari diodlar
orasida notekis taqsimlanadi va kattaroq teskari qarshilikka bo‘lgan diod buzilishi
mumkin. Bunday bo‘lmasligi uchun har bir ketma-ket ulangan diodni shunday
miqdordagi qarshilik bilan shuntlantiriladiki, diodlardagi taqismlangan kuchlanish
shu
qarshiliklar
bilan
aniqlangan
bo‘lishi
kerak.
Tok o‘tganda o‘tish harorati oshishi sababli, bunda ruxsat etilgan tok miqdori
ruxsat etilgan o‘tish harorati bilan cheklanadi. To‘g‘ril angan tokni ruxsat etilgan
miqdoridan kattarog‘ini olish uchun, birnechta diodlarni paralel ulash mumkin.
Diodlar har xil to‘g‘ri qarshilikka ega bo‘lganlari uchun bunda toklar bir tekisda
taqsimlanadilar va shunda bo‘lishi mumkin -ki, eng kam qarshilikka ega bo‘lgan
diod orqali yuradigan tok, ruxsat etilgan miqdoridan oshib ketishi mumkin. Shunday
bo‘lmasligi uchun diodlarni har biri bilan ketma-ket qarshilik ulanadi.
Eng yuqori ruxsat etiladigan sochish quvvati Rr.e diodning konstruksiyasiga ham,
atrof muhitni haroratiga ham bog‘liq, ya’ni sovutish sharoitiga bog‘liq.
Shemalardagi ishchi rejimlarini tanlanganda IU Rr.e bo‘lishi kerak.
Bu yerda I – diod orqali o‘tadigan tok, U –diodgа ulangan kuchlanish.
To‘g‘rilovchi diodlar (kuchli diodlar, ventillar) to‘g‘rilolvchi YO’Dlar past
chastotali (50 kGts gacha) o‘zgaruvchan tokni bir yo‘nalishdagi tokka (o‘zgaruvchi
tokni to‘g‘rilash) o‘zgartirish uchun qo‘llaniladi. Odatda kichik va o‘rta quvvatli
to‘g‘rilovchi YO’Dni ishchi chastotalari 20 kGts dan, katta quvvatli diodlarni esa –
50 Gts dan oshmaydi. n-p o‘tishni to‘g‘rilash maqsadlari uchun ishlatish
imkoniyatlari
tokni
bir
tomonlama o‘tkazish uning xususiyatlari bilan shartlangan (to‘yinish toki juda kam).
To‘g‘irlovchi diodlarning tavsif va parametrlarga quyidagi talablar qo‘yiladi:
a)
juda
kichik
bo‘lgan
teskari
tok;
b)
katta
bo‘lgan
teskari
kuchlanish
;
v)
katta
bo‘lgan
to‘g‘ri
tok;
g)
to‘g‘ri
tok
oqqanda
kuchlanishni
ham
kamayishi.
Bu talablarni ta’minlash uchun to‘g‘irlovchi diodlar yarim o‘tkazuvchi
materiallarning taqiqlangan zonani katta kengliklaridan tayyorlanadi, bu esa teskari
tokni kamaytiradi va katta solishtirma qarshiliklardan, bu esa ruxsat etilgan teksari
kuchlanishni oshiradi. To‘g‘ri yo‘nalishda katta toklarni va kuchlanishni kam
tushushini olish uchun n-p o‘tish maydonini oshirish va baza qalinligini oshirish
kerak.
To‘g‘rilovchi diodlar katta solishtirma qarshilikka ega bo‘lgan germaniy (Ge) va
kremniy (Si) dan tayyorlanadi, bunda Si – eng istiqbolli materialdir. Si taqiqlangan
sohasi katta bo‘lgani uchun, kremniy diodlari ancha marotaba kam teskari toklarga
ega, ammo to‘g‘ri kuchlanishni kamayishi kattaroq, ya’ni teng quvvatda yuklanishga
beradigan kremniy diodlarni energiya yo‘qotishi ko‘proq bo‘ladi.
Kremniy diodlar
katta teskari kuchlanishlarga va to‘g‘ri yo‘nalishda katta tok zichligiga ega.
|