Yarimo‘tkazgich materiallar - U. U. Iskandarov, O. S. Rayimdjanova, M. A. Akbarova, S. J. Yo‘lchiboyeva

1.2. Yarimo‘tkazgich materiallar.
Yarim o’tkazgichlar elektronikasida asosiy va eng kerakli elementlardan biri bu qattiq
jismdan tayyorlanadigan electron asbob - t r a n z i s t o r deyish mumkin.Tranzistor ikkita
elektron-kovak –n-p o’tishga ega bo’lib, uchta yoki undan ko’p chiqish nuqtalariga ega.
Uning asosiy vazifalariga elektr signallarni kuchaytirish, iste’mol manbasi energiyasini
elektroomagnit tebranish energiyaisga aylantirish (generatsiyalash), tezda uzib – ulash
(kommutatsiya) va boshqalar kiradi. Hozirda tranzistorlar tezkor hisoblash mashinalarining,
deyarli barcha aloqa vositalarining va maishiy elektron apparaturalarining asosisni tashkil
etadi. Bipolyar tranzistor 1947 yili ixtiro qilingan. Uni Bell companiyasi mutaxasislari fizik
olimlari V.B.Shokli, D. Bardin, U.Braytenlar yaratishdi.
1.2.1- rasm. Birinchi yaratilgan transistor.
Yuqorida aytganimizdek bipolyar tranzistor ikkita bir – biriga juda yaqin joylashgan
n
p −
o’tishdan iborat tayyorlangan pribor. O’zining strukturasiga ko’ra tranzistorlar
n
p
n
−
−
yoki
p
n
p
−
−
tipda tayyorlanadi. Misol tariqasida
n
p
n
−
−
tipdagi tranzistorlarning ishlash
printsipi bilan tanishamiz. Uning strukturasi va energetik diagrammasi 7. 1 rasmda
tasvirlangan.
1.2.2- rasm.
n
p
n
−
−
strukturaning energetik diagrammasi
Tranzistorning markaziy sohasi asos (baza) – B, unga yondoshgan ikki tomondagi
sohalar esa emitter – E va kollektor – K deb nomlanadi. Emitter degan nom, injektorlash,
zaryad tashuvchilarni nurlatish, kollektor degan nom esa zaryad tashuvchilarni yig’ish degan
ma’nolarni beradi.
Tranzistorlarning umumiy baza bilan ulangan sxemasidagi ish jarayonini o’rganamiz.
Iste’mol manbalarini ulash sxemasi va zaryad tashuvchilarni siljitish manbasi bo’lgandagi
n
p
n
−
−
strukturaning energetik diagrammasi 1.1.2 – rasmda tasvirlangan.
1.2.3-rasm. Elektronlarning o’tishi
Emitter bilan baza orasiga ulangan manba emitter iste’mol manbasi -
э
V
va bu soha
emitter o’tish, baza bilan kollektor orasiga ulangan manba kollektor iste’mol manbasi
k
V
−
va
bu soha kollektor o’tish deb nomlanadi. Emitter o’tishga to’g’ri ulangan siljitish kuchlanishi,
kollektor o’tishga esa teskari ulangan siljitish kuchlanishi beramiz. Bu holda elektronlar
emitter sohadan, tashqi potentsial ta’sirida pasaygan emitter o’tishning potentsial to’sig’i
orqali, baza sohasiga o’tadi. Ushbu elektronlarning o’tishi 1.2.3.a – rasmda
1
strelka bilan
ko’rsatilgan. Oddiy dioddagidek emitter iste’mol manbasi -
э
V
kuchlanishining hammasi
emitter o’tishdagi xajmiy zaryadlar to’plangan sohaga, kollektor iste’mol manbasi -
k
V
kuchlanishi kollektor o’tish va yuklama (nagruzka) qarshilikka
H
R
tushadi. SHunday qilib,
baza sohada elektr maydon mavjud emas, shuning uchun emitter o’tishdan injektirlangan
elektronlar baza sohadan difziyalanib, kollektor sohaga yetib boradi deymiz. Maydon
ta’sirida harakatlanishni dreyflanish deb atalishini eslatib o’tamiz. Demak, emitter va
kollektor o’tishlardagi harakat dreyf harakat deyiladi. Emitterdagi elektronlar
kontsentratsiyasi muvozanat holatdagi kontsentratsiyaga nisbatan
( )
kT
eV
э
/
exp
marta ko’p,
manbasi teskari ulangan kollektor sohada esa elektronlar deyarli yo’q. Agar bazaning
qalinligi
diffuzion
L
uzunlikdan kichik bo’lsa, elektron kollektor sohaga
rekombinatsiyalashmasdan yetib boradi.
Elektron issiqlik xaotik harakat tufayli kollektor o’tishning xajmiy zaryadlar sohasiga
yetib borsa, tashqi elektr maydon uni kollektorga so’rib oladi. Elektronlarning ushbu
harakatiga mos holat 1.2.3.a – rasmda 1 strelka bilan tasvirlangan. SHunday qilib,
tranzistorlarning emitter o’tishdagi elektron toki
nэ
I
bazaga ulangan chiqish nuqtasi orqali
emas balki, kollektor chiqish va yuklama qarshilik
H
R
orqali oqadi. Tranzitorlarning
geometrik tuzilishi shunday tanlanadiki, bunda kamroq elektron oqimi baza zanjiriga
tarmoqlansin. Elektronlarning ushbu harakatiga xos holat 1.2.3.a – rasmda 2 strelka bilan
ko’rsatilgan. Tranzistorni umumiy baza bilan ulanish sxemasidagi ish jarayonida, chiqish
zanjirining yuklama
H
R
qarshiligidan kirishdagi
вх
V
kuchlanishga nisbatan kuchaytirilgan
chiqish
вых
V
kuchlanishi olinadi. Misol uchun, emitter zanjirida kuchlanish o’zgaruvchan
bo’lib,
мВ
е
кТ
25
/
qiymatga teng bo’lsa, undagi tok
73
,
2
е
martaga ortadi. Bu tok yuklama
H
R
qarshilik orqali ham oqadi, chunki bazaga juda kam qismi tarmoqlanadi. Agar
H
R
yetarli
darajada katta tanlangan bo’lsa, unda katta miqdordagi chiqish
вых
V
kuchlanish tushuvchi
bo’ladi. Tabiiyki, agar qo’shimcha berilgan tok o’zgaruvchan bo’lsa, uning quvvati ortadi.
SHuni ta’kidlash kerakki, kollektor o’tish teskariligicha qolishi uchun kollektor manba
kuchlanishi yetarlicha katta bo’lishi kerak.
|