Elektr zanjirlarni - Tutashtiruvchi o'tkazgichlar (simlar) majmui

|
Tutashtiruvchi o'tkazgichlar (simlar) majmui
|
bet | 3/7 | Sana | 13.05.2024 | Hajmi | 0,53 Mb. | | #228313 |
Bog'liq E 1-mustaqil ishElektr zanjirlarni hisoblash usullari.
Signal manbayi quw ati yetarli bo‘lmaganda yuklama RVu deb ataluvchi bajaruvchi qurilma normal ishlashi uchun kuchaytirgich qurilmalardan foydalanish zarurati tug‘iladi. Akustik tizimlar, elektron — nur trubkalar, keyingi kuchaytirgich kaskadning kirishi va boshqalar yuklama bo'lib xizmat qilishi mumkin. Kirish signali manbayi yoki datchik turli noelektr kattaliklarni elektr signalga birlamchi o'zgartiradi. M ikrofon, detektor, fotoqabulqilgich, awalgi kuchaytirgich qurilma chiqishi va boshqalar kirish signallari manbayi b o ‘lib xizmat qiladi. Yuklamada hosil qilinishi zarur quvvat yordam chi kuchlanish m anbayidan (to ‘g ‘rilagich, akkum ulator, batareya) olinadi. Energiyani kuchlanish m anbayidan yuklam aga uzatishda kuchaytirgich qurilma yoki kuchaytirgich “vositachilik” qiladi. Ideal kuchaytirgichning eng umumiy xususiyati kirish quwati ni
ga quyidagicha ko'rinishda o‘zgartirishdan iborat:
Ya’ni, chiqish kuchlanishi qiymati kuchaytirgich ishlayotgan sharoitga, xususan, yuklama qarshiligi va kirish signali m anbayining ichki qarshiligiga bog‘liq bo‘lmasligi kerak. Bu shart ideal kuchaytiigichlardagina bajariladi. Ularning chiqishida cheksiz quvvat ajraladi va kirishda mutlaqo energiya sarflanmaydi. Real kuchaytirgich xususiyatlari esa ideal kuchaytirgich xususiyatlariga biroz yaqinlashadi.
Kuchaytirgich deb manba energiyasini kirish signali qonuniyatiga mos ravishda chiqish signali energiyasiga o ‘zgartiruvchi qurilmaga aytiladi. Kuchaytirishni ta ’minlash uchun ideal kuchaytirgich o ‘z tarkibida kirish signali ta ’sirida qarshiligini chiziqli o ‘zgartuvchi elem entga ega bo'lishi zarur. Lekin, hozirgi kungacha qarshiligini chiziqli o'zgartuvchi kuchaytirgich elem entlar mavjud emas. Shuning uchun kuchaytirishni amalga oshirishi mumkin bo'lgan boshqariluvchi elem ent sifatida ВТ va M Tlar ishlatiladi. Nochiziqli VAXga ega bo'lgan holda, tranzistor am alda boshqariladigan qarshilikni ifodalaydi. Qarshilik qiymati tranzistorning ulanish usuli, boshqaruvchi signal qiymati va ishorasiga bog'liq bo'ladi. Tranzistorlarning asosiy kamchiliklari bo'lib VAXining nochiziqligi va tem peraturaga bog'liqligi hisoblanadi.
Kuchaytirgichning tuzilish sxemasi rasmda ko'rsatilgan bo'lib, u kirish RKJlt va chiqish RCHIQ qarshiliklari hamda kuchlanish manbayidan tashkil topgan. Kuchaytirish kaskadi, ko'p kaskadli kuchaytirgich yoki OK kuchaytirgich bo'lib xizmat qilishi mumkin. Kuchaytirgichning 1 va 2 kirish elektrodlariga kuchaytirilishi zarur bo'lgan signal manbayi (datchik) ulanadi. Datchik EYKgeneratorili ^ ek v iv alen t ikki qutblilik ( a-rasm) yoki ichki qarshiligi Ra bo'lgan tok generatori Ia (b-rasm) sifatida ko'rsatiladi.
taqsimlanganligini anitqlashdir. Bu vazifa elektr zanjiri uchun asosiy bulgan Om va Kirxgof
qonunlaridan foydalanib hal etiladi. Murakkab elektr zanjirlarining ishlashini tahlil silish va hisoblash uchun Kirxgofning ikkala sonuniga asoslangan bir nechta usullar ishlab kiritilgan. Ammo konkret sharoitda berilgan elektr zankiri sxemasidagi elementlarning joyla- siljishga(konfiguratsiyasi) ko'ra va masalada so'yilgan sharoit- larga binoan uni saysi usul bilan yechish samarali bo'lsa, o'sha usuldan foydalanish tavsiya etiladi. quyida elektr zanjirlarini hisoblashning amalda keng tartsalgan usullari bilan tanishib chitsamiz.
Kirxgof- ning birinchi va ikkinchi qonunlaridan foydalanib, har qanday murakkablikdagi tariotslangan elektr zanjiri uchun kerakli tenglamalarni tuzgandan so'ng ularni birgalikda yechib, zarur kattaliklarni
Kirxgof qonunlariga asos- lanib tenglamalar tuzishdan avval suyidagi tartib va soida- larga rioya silish lozim:
Berilgan elektr zanjiri sxemasini iloji boricha sod- dalash girish.
Kuchaytirilgan elektr zanjiri sxemasini mustatsil kongur- larga ajratish.
Sxemada avvaldan berilgan EYUK. kuchlanish va toklarning hamda avvaldan noma'lum bo'lgan toklarning ixtiyoriy shartli muskat yo'nalishini ko'rsatish (tanlash). Sxemadagi har bir berk kongurni aylanib chitsishning ixtiyoriy yo'nalishini ko'rsatish (tanlangan yo'nalish bo'yicha tuzilgan tenglamalar o'zaro boglits bo'lmasin).Kirxgofning birinchi sonuni bo'yicha p — 1 (p — sxemadagi tugunlar soni) hol uchun toklar tenglamasini tuzish, aks holda oxirgi tugun uchun tuzilgan tenglama avvalgilari- ga bog'liq bo'lib qoladi.
M DY — tranzistorlar asosida IM Slar tayyorlash texnologiyasi BTlar asosida IM Slar tayyorlash texnologiyasiga qaraganda ancha sodda bo‘lib, u ikkita omil bilan bog‘liq: 1) kanallari bir xil o ‘tkazuvchanlikka ega integral M DY — tranzistorlar uchun tuzilm alarni izolatsiyalash operatsiyasi talab etilm aydi. Asos ham m a vaqt istok va stokga nisbatan teskari o'tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Shuning uchun istok — asos va stok — asos p—n o'tishlam ing biri kuchlanishning ixtiyoriy qutbida stok orasida teskari ulanadi va izolatsiyani ta’minlaydi; 2) barcha tayyorlash jarayoni faqat MDY — tuzilmani hosil qilishga olib kelinadi, chunki u nafaqat tranzistorlar sifatida, balki rezistorlar va kondensatorlar sifatida ham ishlatiladi. Shunday bo‘lishiga qaramasdan, kristalda yonm a-yon joylashgan va turli o ‘tkazuvchanlikli kanallarga ega kom plem entar M DY — tranzistorlarda (KM DY) izolatsiya talab etiladi. Izolyatsiyalash uchun tranzistorlardan birini izolatsiyalovchi cho‘ntakchaga joylashtirish kerak bo‘ladi. Masalan, agar asos sifatida p — kremniy ishlatilsa, p — kanalli tranzistor uchun aw al n — turli cho‘ntakcha tayyorlanishi kerak. M DY — tranzistorlar asosidagi IM Slar planar texnologiya asosida yaratiladi. Bu texnologiyada kremniy sirtida oksidlash, fotolitografiya va ochilgan “darcha”larga kiritmalar diffuziyasini amalga oshirish ilgaridek bajariladi. M DY — tranzistorli IM Slar yaratishda zatvor ostidagi dielektrik qatlamni hosil qilish eng murakkab jarayon bo‘lgani uchun unga alohida talablar qo‘yiladi. Xarakteristika tikligini oshirish uchun (6.18)ga muvofiq zatvor osti dielektrikning qalinligi kamaytirilishi kerak. Oxirgi 40 yil ichida dielektrik material sifatida asosan kremniy ikki oksidi ( S i0 2) q o 'lla n ilib keldi, zatv o r esa k rem niydan tay y o rlan d i. Mikrosxemalarning har bir yangi avlodiga o ‘tish bilan izolatsiyalovchi qatlam qalinligi kichrayib bordi. Lekin, SiO: qatlam yupqalanishi bilan sizilish toklari oshadi, ortiqcha issiqlik ajralishlar paydo bo‘ladi va tranzistor holatini boshqarish og'irlashadi.
Bugungi kunda Intel korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqarilayotgan tranzistorlarda zatvor osti dielektrigining qalinligi (S i0 2) 1,2 nm ni, yoki besh atom qatlamni tashkil etmoqda. 2007-yildan buyon 45 nmli ishlab chiqarish texnologiyasiga o ‘tildi. Bu texnologiyada kichik sizilish tokli tranzistorlar zatvorlarini hosil qilishda dielektrik sifatida yuqori dielektrik singdiruvchanlikka ega bo‘lgan gafniy tuzlari asosidagi high — к material ishlatilmoqda. Natijada, qalinroq dielektrik ishlatish va sizilish tokini o ‘n martadan ko‘proq kamaytirish imkoni tug'ildi. Lekin, yangi material kremniyli zatvor bilan “chiqishm adi”. Shunda zatvor sifatida materiallarning yangi turini ishlatish taklif etildi, natijada ular asosidagi tranzistorlar ulanishi va uzilishi uchun 30% kam energiya sarflanishiga erishildi. Yangi texnologiya bir xil yuzada joylashadigan tranzistorlar sonini ikki marta oshirish imkonini berdi.
M DY — tranzistorlar ichida metall — nitrid kremniy — dielektrik - yarim o‘tkazgich (MNDYA) tranzistorlar alohida o ‘rin tutadi Bunday tranzistorlar xotira elementi rolini bajaradi va qayta dasturlanuvchi xotira qurilmalar asosini tashkil etadi. Ushbu tranzistor dielektrigi ikki qatlamdan: qalinligi 2-^5 nmni tashkil etuvchi SiO, va kremniy oksidi ustiga purkalgan 0,05^0,1 mkm qalinlikdagi Si,N4 kremniy nitrididan tashkil topadi. M antiqiy 1 ni hosil qilish uchun zatvorga qisqa (100 mks) musbat impuls beriladi, bunda elektronlar asosdan yupqa SiO, orqali tunnel o ‘tib ikki qatlam chegarasida to'planadi, chunki qalin Si3N4 qatlam elektronlarni o ‘tkazmaydi. T o‘plangan zaryad mantiqiy 1 ni yozishda berilgan impuls o ‘chirilgandan so‘ng ham saqlanib qoladi. Bo‘sag‘aviy kuchlanish U0] qiymati U02 gacha qiym atli im puls berilgandan so‘ng kamayadi.
Axborotni o ‘qish uchun tranzistor zatvoriga Ucr kuchlanish beriladi.
rasm. MNDYA — tranzistor tuzilmasi (a) va stok-zatvor VAXi (b).
Uning absolut qiymati Uot va U02 orasida bo‘lish kerak. Agar mantiqiy 1 yozilgan bo‘lsa, tranzistor ochiq, agar mantiqiy 0 bo‘lsa — berkligicha qoladi.
Kirxgofning ikkinchi qonuniga ko'ra (o'zaro bog'liq bulmagan) K — (p — 1) yetishmovchi tenglamalarni tuzish [ K — noma'lum toklar soni).
Kirxgof qonunlari bo'yicha tuzilgan tenglamalar csoni sxemadagi tarmoklar soniga teng bo'lishi kerak. Misol tariqasida rasmda kursatilgan elektr zanjirdagi toklarni aniqlaylik (EYUK va qarshiliklar ma'lum, deb faraz qilamiz). Berilgan boshlang'ich sxemani , asoddalashtir- gandan so'ng b dagi sxema hosil bo'ladi.
|
| |