Raqamli Texnalogiyalar Vazirligi Muhammad al-Xorazinjirinmiy nomidagi

Raqamli Texnalogiyalar Vazirligi
Muhammad al-Xorazinjirinmiy nomidagi
Toshkent Axborot Texnalogiyalar Universiteti
Farg`ona filiali
Kompyuter injiniringi yo`nalishi
612.22-guruh talabasi
Ikromjonov Asadbekning
“Elektronika va sxemalar 2 “
Fanidan tayyorlagan
Mustaqil ishi
Topshirdi: Ikromjonov Asadbek
Qabul qildi: Rayimjonova Odinaxon
Mazvu: Maydoniy transistorni ulash sxemalari va tranzistorlarning kuchaytirgich bosqichlaridagi ishlash rejimi
Reja
1.Kirish
2. Maydonli tranzistor tuzulishi va ishlash tamoyili
3.Tranzistor kuchaytirgichlar
4.MDYA tranzistorining ishlash prinsplari haqida
5.Xulosa
Kirish
Elektronika — fan va texnikaning elektronlar va boshqalar zaryadlangan zarralarning elektromagnit maydon hamda turli jismlar bilan oʻzaro taʼsiri qonuniyatlarini oʻrganish, bu oʻzaro taʼsirdan foydalanib energiyani oʻzgartiradigan elektron asbob va qurilmalarni yaratish usullarini ishlab chiqish bilan shugʻullanadigan sohasi. Matematika, fizika, nazariy elektronika kabi fanlar E.ning nazariy asosini tashkil qiladi. E.da axborotni diskret va uzluksiz elektromagnit signallar koʻrinishida olish va ularni oʻzgartirish, almashtirish masalasi ham oʻrganiladi. Elektronlarning juda kichik inersion xossaga ega ekanligi ularning elektron asboblar ish hajmidagi makromaydonlar bilan ham, atom, molekula yoki kristall panjara ichidagi mikromaydonlar bilan ham oʻzaro taʼsiridan chastotasi 1012Gs gacha boʻlgan elektromagnit terbanishlarni, shuningdek, chastotasi 1012— 1020Gs boʻlgan infraqizil, optik, ultrabinafsha va rentgen nurlanishlarni samarali generatsiyalash, oʻzgartirish va qabul qilish imkonini beradi. Elektron jarayonlar va hodisalarni, shuningdek, elektron asbob va qurilmalar yaratish usullarini tadqiq qilish natijalari elektron texnikaning turlituman asbobuskunalarini, hisoblash texnikasi, informatika, aloqa, radiolokatsiya, televideniye, telemexanika va boshqalar sohalardagi murakkab masalalarni hal qilishga moʻljallangan turli tizimlar va komplekslarni yaratishda oʻz aksini topgan.
E.ning asosiy ilmiy masalasi vakuum, elektromagnit maydon va bir jinsli boʻlmagan muhitda zaryadlangan atom zarralarining harakati va bu bilan bogʻliq fizik hodisalarni oʻrganish va amaliy yoʻnalishini belgilash, amaliy masalasi esa axborotni hosil qiluvchi, oʻzgartiruvchi va uzatuvchi tizimlarda, hisoblash texnikasida, energetik qurilmalarda, ishlab chiqarish texnologiyasida har xil vazifalarni bajaruvchi elektron asbob va qurilmalar yaratishdan iborat.
E. yutukdari radiotexnika taraqqiyoti, tranzistorlar, uzatuvchi televizion trubkalar yaratilishi bilan uzviy bogʻliq.
Olimlar J.K.Maksvem, O.U.Richardson, T.A.Edison, T.Gers, Gʻ.V.Rentgen, J.Tomson, X.K.Lorentsyatlsh ishlari 20-asr boshida E.ning fan sifatida shakllanishiga asos boʻldi. Rus olimlari A.G.Stoletov, A.BonchBruyevich, N.G.Basov, A.M.Proxorov, S.V.Vavilov, A.A.Chernishev va boshqalar, amerika olimlari Ch.Tauns, L.De Forest,Z.Varvan, R.Varman, R.Kompfner va boshqalar bu fan taraqqiyotiga muhim hissa qoʻshishdi.
E. 3 boʻlim: fizik E., texnik E. va E. texnologiyasi boʻlimlaridan iborat. Fizik E. vakuumda, elektromagnit maydonlar va boshqalar har xil muhitlarda atom zarralari, ionlar va neytral atomlarning harakati va ular bilan bogʻliq boʻlgan fizik qonuniyatlarni, elektron va ion asboblar, qurilmalarni yasash, elektron asbob va qurilmalar yordamida elektromagnit energiyasini olish, uzatish va qoʻllanish prinsiplarini, atom zarralari oqimlarini, ionlar, kvantlar, elektromagnit maydonning moddalarga taʼsirini nazariy va amaliy oʻrganish bilan shugʻullanadi; elektron emissiya, ionlashish, energetik sathlar, yarimoʻtkazgichlarda tunnel effekti, elektron oqimlarni fokuslash kabi hodisalarni oʻrganadi.
Texnik E.da elektron va ion asboblar, qurilmalar va tizimlarni fan, sanoat, aloqa, xalq xoʻjaligi, transport va boshqalar sohalarda qoʻllash nazariyasi va amaliy hal qilish masalalari koʻriladi. Texnik E.ga elektronnurli trubka, ossillograf, rentgen qurilmalari, EHM, simobli tok oʻzgartirgichlar, radiolokatorlar, integral sxemalar va boshqalar kiradi. Elektron apparatlarning qoʻllanishiga qarab, texnik E. mustaqil radioelektronika, sanoat, yadro E.si kabi yoʻnalishlarga boʻlinadi.
Elektron asboblar ishlab chiqarish texnologiyasi ushbu bosqichlar ishchi elementi materiallarini olish, ularning elektrofizik, optik, emission parametrlarini oʻrganish, ularga kerakli shakl, oʻlcham va sirt xossalari berish uchun mexanik, kimyoviy va elektrokimyoviy qayta ishlash, yarimoʻtkazgich materiallardan rp oʻtish qismlarini olishda plastik va kristallarni qayta ishlash, asboblarni yigʻish va boshqalar oʻta nozik va murakkab bosqichlardan tashkil topadi.
E. elektron va ionli hodisalarning tabiati va qanday muhit hamda moddada borayotganligiga qarab, vakuum E.si, qattiq jism E.si va kvant E. sohalariga boʻlinadi. Har bir soha bir necha yoʻnalishlarni oʻz ichiga oladi.
Maydonli tranzistor tuzulishi va ishlash tamoyili
Zamonaviy maydonli tranzistorning ideallash-tirilgan strukturasi 1– rasmda ko‘rsatilgan. Bu yerda metall kontakt p+ qatlam bilan zatvor vazifasini bajaradi. Bu yerda zatvor n turdagi yarimo‘tkazgichdan MDYa-tranzistor kabi dielektrik bilan emas, balki p-n-o‘tishning kambag‘allashgan qatlam bilan ajratilgan. Umuman olganda p+ -qatlam majburiy hisoblanmaydi. Kambag‘allashgan qatlam metalni bevosita yarimo‘tkazgich bilan tutashuvida ham bo‘ladi. Bunday strukturadagi tranzistorni Shottki to‘siqli maydonli tranzistor deb atashadi.
Ishlash prinsipi. Zatvorning p-n-o‘tishga teskari kuchlanish beriladi va kambag‘allashgan qatlam chuqurligi o‘zgaradi. Teskari kuchlanish qanchalik katta bo‘lsa, kambag‘allashgan qatlam shunchalik chuqur bo‘ladi. Mos ravishda kanal qalinligi w shunchalik kichik bo‘ladi. Shunday qilib, zatvordagi teskari kuchlanishni o‘zgartirgan holda ko‘ndalang yuzasi va bunga mos ravishda kanal qarshiligini o‘zgartirsa bo‘ladi. Stokda kuchlanish mavjud bo‘lganda kanaldagi tok o‘zgaradi, ya’ni tranzistorning chiqish toki. Quvvatning kuchaytirilishi kirish tokining qiymati bilan ta’minlanadi. Maydonli tranzistorda kirish toki zatvor p-n-o‘tishining teskari toki hisoblanadi. Stokdagi kuchlanish nolga teng bo‘lgandagi kanalning qalinligi va qarshiligini zatvordagi boshqarish kuchlanishiga bog‘liqligini aniqlaymiz. Kanalning qalinligini 1 - rasmga muofiq quyidagicha yozishimiz mumkin: w a l , bu yerda a – n-qatlam tubidan o‘tishning metallurgik chegarasigacha bo‘lgan masofa. Muvozanatli potensial to‘siq balandligini hisobga olmagan holda kanal qalinligini zatvordagi kuchlanishga bog‘liqligini olamiz:
Yarimo‘tkazgich asosida tayyorlangan n-kanalli MDYa-tranzistorning real strukturasi 1–rasmda ko‘rsatilgan. Maydon effektini hosil qiluvchi metel elektrodni zatvor (Z) deb atashadi. Qolgan ikkita elektrodlarni istok (I) va stok (S) deb atashadi. Kanalning ishchi tashuvchilari (mos keluvchi kuchlanish qutublarida) keladigan elektrod stokdir. Agarda kanal n-turda bo‘lsa, ishchi tashuvchilar – elektronlar va stok qutubi musbat bo‘ladi. Istokni odatda taglik (T) deb ataluvchi asosiy yarimo‘tkazgich plastinasiga ulashadi [5-6]. Ishlash prinsipi. Sirtning muvozanatli potensiali nolga teng ( S 0 0 ) bo‘lgan ideal holatda n-kanalli MDYa-tranzistor quyidagicha ishlaydi. Zatvor istok bilan ulangan bo‘lsin, ya’ni UZI 0 . Bu holatda kanal mavjud bo‘lmaydi va stok hamda istok orasidagi yo‘lda ikkita qarama qarshi ulangan p-n + -o‘tish bo‘ladi. Shuning uchun USI kuchlanishi berilganda stok zanjiridagi tok juda kichik bo‘ladi. Agarda zatvorga manfiy kuchlanish berilsa, sirt oldi qatlami kovaklar bilan boyitiladi; bunda ishchi zanjirda tok kam o‘zgaradi. Agarda zatvorga yanada katta musbat siljish UZI 0 berilsa, dastlab kambag‘allashgan qatlam (akseptorlarning hajmiy zaryadi) hosil bo‘ladi. So‘ngra elektronlarning inversion qatlami hosil bo‘ladi, ya’ni o‘tkazuvchi kanal. Shundan so‘ng stok toki yakuniy qiymatga ega bo‘ladi va zatvordagi kuchlanishga bog‘liq bo‘ladi. Bu MDYa-tranzistorning rejimidir. Kirish toki (zatvor zanjirida) kam bo‘lganligi uchun quvvat bo‘yicha kuchaytirish bo‘ladi. Muvozanat holatda mavjud bo‘lmagan va tashqi kuchlanish ta’sirida hosil bo‘luvchi kanallar induksion (hosil bo‘ladigan) deyiladi. Hosil bo‘lgan kanalning qalinligi (1-2 nm) deyarli o‘zgarmasdir. Shuning uchun kanal o‘tkazuvchanligining modulyasiyasi tashuvchilar konsentrasiyasining o‘zgarishi tufaylidir. Kanal hosil bo‘lishiga olib keluvchi zatvordagi kuchlanishni ostonaviy kuchlanish deb atashadi 13 va U0 bilan belgilanadi. Kanalning uzunligi L istok va stok qatlamlari orasidagi masofaga teng bo‘lsa, kenligi Z – mazkur qatlamlarning kengligiga tengdir Agarda n-turdagi taglik tanlansa, istok va stok qatlamlarini p+ -turda qilinsa, p-kanalli hosil bo‘linadigan MDYa-tranzistor hosil bo‘ladi. Unga teskari qutubdagi ostonaviy va ishchi kuchlanish xarakterlidir: U0 0, UZI 0, USI 0 . MDYa-tranzistor tagliklarini, kanalni hosil bo‘lishini osonlashtirish va istok hamda stok o‘tishlarning teshilish kuchlanishini oshirish maqsadida yuqori solishtirma qarshilikka ega bo‘lgan materialdan tayyorlashadi. MDYa-tranzistorlarning ishlash mexanizmi va xossalari bir hildir. Biroq ayrim farq mavjuddir. Birinchidan, n-kanalli tranzistorlarning ishchi tashuvchilari – elektronlarning harakatchanligi kovaklarnikiga qaraganda uch marta katta bo‘lganligi uchun ular tezkor bo‘ladi. Ikkinchidan, n- va p- kanalli tranzistorlarning sirtoldi qatlamlarining strukturasi muvozanat holatda farq qiladi. Bu esa ostonaviy kuchlanish kattaligiga ta’sir qiladi. Sirtoldi qatlam strukturasidagi farq, oksid mavjud bo‘ladigan musbat zaryadning turlicha ta’siri bilan tushuntiriladi. N-turdagi taglikda maskur zaryad pkanalni hosil bo‘lishiga to‘sqinlik qiluvchi boyitilgan qatlamni hosil qiladi. Bunga mos ravishda p-kanalli tranzistorda ostonaviy kuchlanish katta bo‘ladi. P-turdagi taglikda maskur zaryad kambag‘allashgan qatlamni hosil qiladi, ya’ni n-kanal hosil bo‘lishini yengillashtiradi; shu sababli n-kanalli tranzistorlarda ostonaviy kuchlanish kamayadi. Ba’zida oksiddagi musbat zaryad nafaqat kambag‘allashgan, balki invers qatlamni hosil qilishi mumkin, ya’ni n-kanalni. Bunday kanal nol kuchlanishda mavjud bo‘lganligi uchun uni induksiyalangan deb bo‘lmaydi. Demak, ostonaviy kuchlanish kattaligi o‘zining oddiy ma’nosini yo‘qotadi. Mazkur turdagi tranzistorlarda kanalni mavjud bo‘lgan deb atashsa, ostonaviy kuchlanish o‘rniga uzish kuchlanishi degan parametr kiritiladi. Bu kuchlanishda muvozanatdagi inversion qatlamdagi elektronlar sirtdan ittariladi va mavjud bo‘lgan kanal yo‘q bo‘ladi.
|