Транзисторлар және олардың түрлері

 

Биполярлық транзисторлардың жұмыс істеуінің физикалық негізі.

Биполярлық транзистор-токты,кернеудi, қуатты күшейте алатын, үш немесе төрт шықпа-лары бар, p-n-p немесе  p-n-p құрылымды шала өткiзгiш аспап. Транзисторлар электр тербелiстерiн күшейтуге және қоздыруға, сондай-ақ электр тiзбектерiн ажыратып қосуға қолданылады. Биполярлық транзисторларды, қуаты (кiшi,орташа,жоғары) және т.б. көрсеткiштерi бойынша ажыратады. 3.1 -суретте биполярлық транзистордың құрылымдық сұлбасы, 3.2-суретте p-n-p және n-р-n – типтi транзисторлардың шартты белгiлерi көрсетiлген. Суретте сол жақтағы р-типтi облысы эмиттер (э), ортадағы n-типтi облыс база (э), оң жақтағы р-типтi шеткi облыс коллектор (к) деп аталады. Эмиттер мен база аралығындағы р-n-өткелi эмиттерлiк деп, ал коллектор мен база арасындағы р-n-өткелi коллекторлық деп аталады.

Транзисторда  өтетiн процесстер және транзистордағы токтар. Сигналдарды күшейту үшiн транзистордың эмиттерлiк р-n-өткелi кернеуге тiкелей, ал коллекторлық өткелi кернеуге керi қосылады. Бұл жағдайда эмиттерлiк өткелдiң потенциалдық тосқауылы төмендеп, заряд тасымалдаушылар (кемтiктер) эмиттерлiк өткел арқылы базаға инжекция жасайды, ал базадағы электрондар эмиттерге қарай инжекция жасайды, осыдан эмиттер тогы пайда болады: I_э=I_эр+I_эn.

                

          

                                3.1 -Сурет. р-n-типтi транзистордың  құрылымы.

                       1-эмиттерлiк өткел (ЭӨ), 2- коллекторлық  өткел (КӨ).

 

Бiрақ базадағы электрондар  эмиттердегi электрондардан әлдеқайда  артық болғандықтан (р_n>>n_n ) I_э@I_эр. Осы эмиттердiң кемтiктiк тогы эмиттер тогының қанша үлесiн алатынын көрсету үшiн эмиттер тиiмдiлiгi (эффективтiгi деген коэффициент

енгiзедi): g=I_эр/I_э.

                                             

    а)      б)

    3.2-Сурет. n-р-n – (а) және p-n-p  (б) - типтi транзисторлардың шартты белгiлерi

 

База қалыңдығы (енi) кiшкентай  болғандықтан (бiрнеше мкм) эмиттерден шыққан кемтiктердiң көбi коллекторларға қарай өтiп кетедi коллекторлық өткелге  берiлген керi үлкен кернеу есебiнен  коллектор облысына өтiп кетедi. Бұл  процесс экстракция деп аталады. Ал кемтiктердiң кiшкентай бiр бөлiгi базаның электрондарымен кездесiп, рекомбинация тогын құрайды. Эмиттерден  коллекторға кемтiктердiң қанша  бөлiгi өткенiн бiлу үшiн база арқылы кемтiктердiң тасымалдану коэффициентiн  енгiзедi:

                                       d=I_кр/I_эр.

Сөйтiп коллектор тiзбегiнде  айтарлықтай ток жүредi, яғни  I_k=a_nI_э+I_кБо, мұнда a_n =gd эмиттер тогын берудiң интегралдық коэффициентi, I_кБо – коллектордың негiзгi емес заряд тасымалдаушылардан тұратын керi тогы. Сонымен I_э=I_Б+I_к .

Транзистордың жұмыс  режимдерi. Эмиттерлiк және коллекторлық өткелдерге сыртқы кернеулердi қосу түрiне қарай келесi жұмыс режимдерi болады:

1)активтi режим: U_э> O , U_к<O;

2)токты тиып тастау  режимi: U_э< O , U_к>O;

3)қанығу режимi: U_э> O , U_к<O;

4)инверстiк режим: U_э< O , U_к>O;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Қазіргі кезде транзисторлар  өмірімізде түпкілікті орын алады. Аналогты және сандық құралдар құрамында бола отырып, олар электр құралдарының негізі саналады. Қолданылатын аялары: компьютерлер, күшейткіштер, электр кілттері, т.б.

Жалпы, бұл жұмыс барысында транзисторлар мен және олардың түрлерімен таныстық. Олардың жұмыс істеу принциптері мен қолданылу аясы толығымен қамтылды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер:

• А. К. Криштафович, В. В. Трифонюк. Основы промышленной электроники. — 2-е изд. — М.: "Высшая школа", 1985. — 287 с.
• Н. И Овсянников Кремниевые биполярные транзисторы: Справ. пособие. — Мн.: "Высшая школа", 1989. — 302 с.