Приветствую Вас Гость • Регистрация • Вход • RSS
Суббота, 3.12.2016
Главная » Файлы » Қазақша кітаптар » Топиктер ағылшынша [ Добавить материал ]

Транзисторлар реферат қазақша


Оқушылар,студенттер,мұғалімдер,сайт қолданушылары өз материалыңызбен бөліссеңіз қуанышты болатын едік!

[ Скачать с сервера (75.7Kb) ] 11.06.2015, 22:02

Жоспары:
1.    Кіріспе
2.    Транзисторлар, олардың түрлері
3.    Өрістік және биполярлы транзисторлар
4.    Жұмыс істеу принципі
5.    Қорытынды

Транзисторлар және олардың түрлері


Транзистор (ағылш. transfer — тасымалдау және resistor — кедергіш) — токты күшейтуге, түрлендіруге арналған үш электродты жартылай өткізгіш құрал. Транзисторға жіберілген аз ток (кернеу) үлкен ток ағынын басқарады.
Транзистор — электр тербелістерін күшейтуге, оны тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық прибор.Электрондық лампа сияқты қызмет атқаратын транзисторлар одан өлшемінің едәуір кішілігімен, электр энергиясын тұтынудағы аса үнемділігімен, механикалық аса беріктігімен және бүлінбей ұзақ жұмыс істейтіндігімен, бірден әсер етуге әзірлігімен ерекшеленеді. Радиолампа орнына қолданылатын жартылай өткізгіш аспаптар (транзисторлар) негізінде жасалған өте кішкентай радиоқабылдағыштарды көбінесе транзисторлар деп дұрыс атамайды; оның дұрыс атауы — транзисторлы қабылдағыш немесе транзистор негізінде жасалған қабылдағыш.
Ең бірінші транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Көпшілік те, ғалымдар да бұл нәрсенің қалай істейтінін түсіндіре алмады, ол құрал арқылы тек радио тыңдады.
Алғаш өріс эффектсіне негізделген транзисторге патентті Канадада Julius Edgar Lilienfeld 1925 жылы 22 қазанда тіркеді. Бірақ ол өзінің құрылғысы туралы мәлімет таратпағандықтан, жетістігі ескерілмеді. Кейін, 1934 жылы неміс ғалымы Oskar Heil өріс эффектсіне негізделген басқа тразисторге патент алады.
1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді.
 
 
Алғашқы жұмыс істейтін транзистордың көшірмесі.
Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.

Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.
Өрістік (арналық) транзистор – жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы –электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі, оқшауланған, жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.
Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады. Өрістік транзистор күшейту қасиеті өткізуші арна арқылы өтетін негізгі тасымалдағыштар ағымымен және басқарушы электрлік өріспен анықталынатын шала өткізгішті аспап. Өрістік транзистор униполерлы транзистор да, өйткені оның жұмысы тек негізгі тасымалдағыштарды қолдануға ғана негізделген. Сондықтан өрістік транзисторда негізгі емес зарядтардың жиналып қалған үлкен көлемін сору сияқты үрдістер болмайды. 
Құрастыру және технологиялық дайындау жолдары бойынша өрістік транзисторды екі топқа бөлуге болды: басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзистор және оқшауланған затворы бар транзистор. 
Басқарушы p-n ауысуы бар өрістік транзторлар сызықтық сұлбалар, сызықтық күшейткіштер, аналогты кілттер және т.б жасауда қолданылады. Бекітпесі оқшауланған  МОП- транзисторлар екіге бөлінеді: орнатылған арналы (біріккен тип) және индуцияланған арналы (қанықан тип). Соңғысы цифрлық интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.
Артықшылығы: Статикада қолданылатын (p) қуатының аздығы, Rкір= 1012-1014 Ом кіріс кернеуінің жоғарылығына байланысты кіріс Uбекітпе бастау кернеуі мен алынатын (p) қуаттың аздығы. Кіріс және шығыс кернеулер деңгейлері тең:  Uкір= Uшығ. Жоғары температура кезінде бекітпе тоғының аздығы. Логикалық сұлбалары каскады арасында тікелей байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Интегралды сұлбаларда қолданылады, бағасы арзан.
Төменде n МОП транзистрлардың шартты графикалық белгіленулері көрсетілген. 
                                                                                                 
Басқарушы p-n ауысуы және n-арнасы бар өрістік транзистор    Орнатылған арнасы бар МДП-транзистор    Индуцирленген арнасы бар  
МОП транзисторлардың кіріс Rкір кедергісі басқарушы Uбекітпе бастау кернеуінің шамасы мен өрістілігіне тәуелсіз.
Басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзисторлар –бекітпесі электрлік тұрғыда р-п ауысыз мен арнадан жекеленген, кері бағытта ауытқыған өрістік транзистор.
    Арнаға заряд тасымалдағыштарын кіргізетін электрод – бастауда; арнадан заряд тасымалдарын шығаратын электрод құйма д.а; арнаның көлденең қимасын реттеуге арналған электрод – бекітпе деп аталынады. Бастауға ( n арналған үшін) теріс, ал құймаға оң кернеу берген кезде арнада бастаудан кұймаға қарай бет алған электрондарын, яғни негізгі заряд тасымалдағыш транзистордың қозғалысы нәтижесінде қалыптасқан электр тоғы пайда болды. Заряд тасымалдағыштарының электронды кемтіктік ауысу арқылы қозғалысы өрістік транзистордың тағы бір ерекшелігі болып табылады. Бекітпе және арка арасында пайда болған электрлік өріс арнадағы заряд тасымалдағыштарының тығыздығыны, яғни ағып өтетін тоқ шамасын өзгертеді. Басқару кері ығысқан р-п ауысуы арқылы орындалатындықтан басқарушы электрод пен арна арасындағы кедергі жоғары болды да, ал бекітпе тізбгінде сигнал көзінен тұтынатын қуат өте аз болады. Сондықтан өрістік транзистор электромагниттік тербелістерді қуат бойынша, тоқ бойынша сондай-ақ тернеу бойынша күшейте алады.
    Үлкен көлемді арнасы бар. Өрістік транзисторда арнаның көлденең кесіндісі кері қосылған р-п ауысуының біріктен қабаттарының ауданының өзгеру есебінен өзгеріп тұрады төмендегі суретте басқарушы р-п ауысуы ортақ басталулы сұлба бойынша қосылған өрістік транзистордың құрылымы көрсетілген р-п ауысуына (Бекітпе-бастау) Uбб кері кернеуі беріледі. Uбб кернеуін төмендеткенде біріккен қабат (көлемдік зарядаймағы) тереңдігі  өседі, ал арнадағы тоқ өткізу қабаты жіңішкереді. Бұл жағдайда арна, кедергісі жоғарылап, транзистордың Іқ шығыс тоғы азаяды. Uбб тоғы р-п ауысуына кері бағытта ығысқандықтан Ібекітпе тоғы айтарлықтай аз және басқарушы кернеден тәуелді емес. Өрістік транзистор үшін кіріс сипаттамасы (Ібекітпе тоғының Uқұйма-бастау кернеудің тиянақты мәні кезіндегі U бекітпе –бастау кернеуінен тәуелділігі) қолданылмайды, және есептеулер кезінде тек беріліс сипаттамалары мен вольт-амперлік шығыс сипаттамалары қолданылады.
  Оқшауланған бекітпесі бар өрістік транзистор – бекітпесі электрлік тұрғыда арнадан диэлектрик қабаты арқылы бөлінген. Оқшауланған бекітпесі бар өрістік транзисторлар айтарлықтай  жоғары меншікті кедергісі бар шалаөткізгіш пластинадан тұрады, мұнда қарама-қарсы бағытта электр тоғын өткізетін екі аймақ қалыптасқан. Бұл аймаққа металлдық электродтар еңгізілген – бастау және құйма. Бастау мен құйма арасындағы шалаөткізгіштің үсті жұқа қабатты диэлектрикпен (әдетте, оксид кремний қабатымен) жабылған. Диэлектрик қабатына металлдық электрод еңгізілген - бекітпе. Нәтижесінде металлдан, диэлектриктен және шалаөткізгіштен тұратын құрылым пайда болады. Сондықтан оқшауланған бекітпесі бар МДП- трпнзисторлар немесе МОП транзисторлар (металл-оксид- шалаөткізгіш (полупроводник)) д.а. 
Индуцирленген арнасы бар МДП транзистрлардың қатты біріккен бастау мен құйма арасындағы өткізгіш арна, яғни тоқ нақты 1 өрістілік кезінде немесе бастаумен байланысқан бекітпедегі кернеудің нақты мәнінде (p-арнада теріс, n арнада оң болатын) пайда болады. Бұл кернеу (Uбекітпе бастау  таб) табылдырықтық кернеу деп аталады. Индуцирленген арнадағы өткізгіш қабілетінің пайда болуы және өсуі негізгі заряд тасымалдағыштарының көбеюіне байланысты.
Орнатылған арнасы бар МДП тразистордағы өткізгіш арна бекітпедегі кернеу 0-ге тең кезінде технологиялық  жолмен қалыптасады. Құймадағы тоқты бекітпедегі кернеу мәнін және бекітпе мен бастау кернеулерінің өрісін өзгерте отырып басқаруға болады. p арналы транзисторларының бекітпе – бастау оң кернеуі кезінде немесе n арналы теріс кернеу кезінде құйма тізбегіндегі  тоқ жойылады. Бұл кернеу қиылу(жабу) кернеу депт аталады. Орнатылған арнасы бар МДП транзисторлары қанығу режимінде де, қанықпаған режимде де жұмыс істей алады. 
 Өрістік транзисторлардың параметрлері. Кіріс өткізу қабілеті бекіте – бастау бөлімінің өткізу қабілеті мен анықталады: Yбекітпе бастау = Y11+ Y12;  шығыс өткізу қабілеті құйма - бастау бөлімінің өткізу қабілетімен анықталады: Yкима бастау  = Y22+ Y21; тасымалдау функциясы вольт-амперлі сипаттама қисығымен анықталады S=Y21+ Y12; кері тасымалдау функциясы - өтпелі өткізу қабілетімен                  Yбекітпе құйма=Y11  анықталады. Бұл параметрлер ширекөрістілік ретінде қолданылатын өрістік транзисторлардың бастапқы параметрлері деп қабылдайды. Ширекөрістіліктің ортақ бастаулы сұлбасы үшін бастапқы параметрлері анықталған болағандықтан, өрісті тразистрлардың басқа кез-келген сұлбалары үшін бастапқы параметрлерін есептеп алуға болады:
Құйманың бастапқы тoғы Iқұйма Б – бекітпе және бастау арасындағы кернеу 0-ге тең және құймадағы тоқ қанығу кернеуіне тең және одан асатын кездегі құйма тоғы.
Құйманың қалдық тоғы Iқұйма – бекітпе және бастау арасындағы кернеу қиылысу (жабу) кернеуінен жоғары кездегі құйма тоғы. 
Бекітпе - құйма ауысуының кері тоғы I бекітіс құйма к – бекітпе және құйма арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе құйма тізбегінде ағатын тоқ.
Бекітпе-бастау ауысуының кері тоғы I бекітпе-бастау к – бекітпе мен бастау  арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе бастау тізбегінде ағатын тоқ.

                            

Биполярлық транзистор — үш рет кезектесіп орналастырылған электрондық (п) немесе кемтіктік (р) типті откізгішті шалаөткізгіш облыстары, екі р-п өткелі бар, яғни п-р-п не р-п-р құрылымды, көбіне үш электроды болатын, электр сигналдарын күшейтуге, түрлендіруге арналған шалаөткізгіш аспап. Биполярлық транзистордың жұмысы база деп аталатын ортаңғы облысы арқылы ағып өтетін негізгі емес заряд тасымалдаушылардың ағынын басқаруга негізделген, әдетте, тікелей бағытта ығысқан және базаға негізгі емес заряд тасымалдаушылардың инжекциясын қамтамасыз ететін электронды-кемтіктік өткел эмиттерлік деп аталады, ал осы өткелмен базадан бөлінген сол жактагы шалаөткізгіш облыс эмиттер деп аталады. Кері бағытта ығысқан және эмиттерден инжекция жасап, база арқылы өзіне тақаған негізгі емес заряд тасымалдаушыларды жинауды қамтамасыз ететін өткел коллекторлық деп аталады. Осы өткелмен базадан бөлінетін және транзисторлық  құрылымның он жақ шетінде орналасқан шалаөткізгіш облыс коллектор деп аталады. Биполярлық транзистор – қуатты күшейтуге арналған электрөткізгіштік түрлері алмасатын үш саладан құрылған электр түрлендіргіш аспап. Биполярлық транзисторда ток екі түрлі заряд тасушылардың  қозғалысымен белгіленеді.Биполярлық транзисторда үш қабатты жартылай өткізгішті құрылымының көмегімен әр түрлі электр өткізгіштері бар жартылай өткізгіштерін екі р-п өткелдер құрылады. Екі үш қабатты құрылым болуы мүмкін: кемтікті-электронды-кемтікті және электронды-кемтікті-электронды. 
Әр түрлі электр өткізгіштері бар участіктері алмасуға сәйкесті барлық биполярлық транзистор екі түрге бөлінеді: p-n-p  жіне n-p-n. Әр аймақтан тоқ жүретін шықпалар (электродтар) шығарылып, олар эмиттер(Э), коллетор(К) және база(Б)деп аталады.Латын тілінен аударганда emitto- эмиттер- «шығарушы»,ол тарнзситорды заряд тасымалдаушылармен қамтамасыз ететін электрод бол.таб. collector- колектор «жинақтаушы»эмиттердан шыққан заряд тасушыларды қабылдайды.ал заряд тасушылардын эмттердан коллеторға қарай қозғалысын реттейтін –база.Ол реттеуші, басқарушы элетроды болып саналады. n-p-n және p-n-n-p тр-ның жұмыс істеу принциптері бірдей, айырмашылық тоқ түзетін заряд тасушыларында. Біріншісінде электрондар, екіншісінде кемтіктер. Б.Т. – әр жақты тағайындауы бар жартылай өткізгіштік күшейткіш аспатар, ал сол себептен әртүрлі күшейткіштерде, генераторларда, логикалы және серпінді құрылғыларда кең қолданылады.


Құрылғы және  жұмыс істеу принципі.
 

Биполярлы npn  транзистордың жеңілетілген схемасы
Алғашқы транзисторлар германийдан жасалынған болатын. Казіргі кезде оларды кремнийден және арсенад галлийдан жасайды.Соңғы жасалынып жатқан транзисторлар көбіне жоғары жиілікті күшейткіш схемаларда қолданылады. Өндірісте жиі кездесетін биполярлық транзистор кезектесе орналасқан үш p және n аймақтарынан тұрады.Осы аймақтардың өзара орналасуына байланысты олар n-p-n немесе p-n-p болып екіге жіктеліп,схемаларда өздеріне тән шартты белгілермен кескінделеді.  

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: Iэ=Iэр+Iэn.
                             
                
                                3.1 -Сурет. р-n-типтi транзистордың құрылымы.
                       1-эмиттерлiк өткел (ЭӨ), 2- коллекторлық өткел (КӨ).

Бiрақ базадағы электрондар эмиттердегi электрондардан әлдеқайда артық болғандықтан (рnnn ) IэIэр. Осы эмиттердiң кемтiктiк тогы эмиттер тогының қанша үлесiн алатынын көрсету үшiн эмиттер тиiмдiлiгi (эффективтiгi деген коэффициент 
енгiзедi): Iэр/Iэ. 
                                                
             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:
                                       Iкр/Iэр.
Сөйтiп коллектор тiзбегiнде айтарлықтай ток жүредi, яғни  Ik=nIэ+IкБо, мұнда n  эмиттер тогын берудiң интегралдық коэффициентi, IкБо – коллектордың негiзгi емес заряд тасымалдаушылардан тұратын керi тогы. Сонымен Iэ=IБ+Iк .
Транзистордың жұмыс режимдерi. Эмиттерлiк және коллекторлық өткелдерге сыртқы кернеулердi қосу түрiне қарай келесi жұмыс режимдерi болады:
1)активтi режим: Uэ O , UкO;
2)токты тиып тастау режимi: Uэ O , UкO;
3)қанығу режимi: Uэ O , UкO;
4)инверстiк режим: Uэ O , Uк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.


Похожие материалы

Рахмет ретінде астында тұрған жарнамалардың біреуін басуды сұраймын!

Категория: Топиктер ағылшынша | Добавил: Admin
Просмотров: 3571 | Загрузок: 453 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]