15-Ma’ruza. Maydoniy (unipolyar) tranzistorlar. Reja

p – n o‘tish bilan boshqariluvchi maydoniy tranzistorlar
Tuzilishi va ishlash prinsipi. p–n o‘tish bilan boshqariluvchi n – kanalli MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi va uning shartli belgilanishi 1-rasmda keltirilgan.
Ikkita simmetrik zatvorli MTning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz (1,v-rasm).
Istok – stok orasidagi boshqariluvchi soha ingichka n – turli o‘tkazuvchi kanalni tashkil etadi. Kanal yon tomonlari zatvor hosil qiluvchi ikkita p – yarimo‘tkazgich sohalar bilan chegaralangan. Tranzistorda zatvor uzunligiga teng bo‘lgan masofa – kanal uzunligi L, ikkita p–n o‘tishning fizik chegaralari orasidagi masofa bilan aniqlanuvchi kanalning texnologik qalinligi d₀ va unga perpendikulyar yo‘nalishdagi kanal kengligi deb ataluvchi parametrlar bilan ifodalanadi.
Tok o‘tkazuvchi kanal kengligi nosimmetrik p–n o‘tishlarning (N_A>>N_D) kambag‘allashgan sohalari orasidagi masofaga teng: , bu yerda, -teskari siljitilgan p–n o‘tish kambag‘allashgan sohasi kengligi (shtrixlangan sohalar).
a) b) v)

1-rasm. n – kanali p–n o‘tish bilan boshqariluvchi MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi (a), tranzistorlarni shartli belgilanishi (b) va ikkita simmetrik zatvorli MT tuzilmasi (v).

Bu holda . (1)

Istok tomonda tok o‘tkazuvchi kanal qalinligi (1)ni e’tiborga olgan holda
(2)
ga teng bo‘ladi.
MTning ishlash prinsipi U_ZI va U_SI qiymatlari o‘zgarganda p–n o‘tish kambag‘allashgan sohalari kengligining o‘zgarishiga asoslanadi. Bu esa o‘z navbatida, kanal sohasi kengligining, uning o‘tkazuvchanligining va stok tokining o‘zgarishiga olib keladi.
Tranzistorga tashqi kuchlanishlar berilmaganda (U_ZI=0, U_SI=0) kanal uzunligining boshidan oxirigacha kanal ko‘ndalang kesimi birdek bo‘ladi (2,a-rasm). Zatvorlarga >0 kuchlanish berilganda p–n o‘tishlar teskari siljiydi, natijada p–n o‘tishlarning kambag‘allashgan sohalari kanal tomonga kengayadi, kanalning ko‘ndalang kesimi kanalning uzunligi bo‘ylab bir xil torayadi. Zatvorlardagi kuchlanishlar U_ZI berkitish kuchlanishiga (U_ZI.BYeRK) teng bo‘lganda kambag‘allashgan sohalar chegaralari ustma-ust tushadi, kanal kengligi nolga teng bo‘ladi (2,b-rasm).
Bunda texnologik parametr d₀ bevosita o‘lchanuvchi elektr parametr – d=0 bo‘lgandagi berkitish kuchlanishi U_ZI.BYeRK ni (2) ifodadan aniqlash mumkin
. (3)
Ishchi rejimda U_SI>0, shuning uchun kanal orqali elektronlarning istokdan stokka yo‘nalgan dreyf harakati boshlanadi, ya’ni kanal orqali stok toki I_S oqadi. U_SI kuchlanish manbaining ulanishi p–n o‘tish kengligiga ham ta’sir etadi. Tranzistor umumiy istok sxemada ulanganligi uchun stok potensialini U_SI ga teng deb qabul qilamiz. Endi kanalning ixtiyoriy kesimida p–n o‘tishdagi kuchlanishlar yig‘indisi U_ZI (x)= U_ZI + U_SI (x) ga teng, ya’ni istokdan stokka ortib boradi. Natijada, p–n o‘tish kengligi ortadi, kanal kengligi esa stokka yaqinlashgan sari ponasimon ko‘rinishda kamayib boradi.
Shunday qilib, kanaldan oqayotgan tokni U_ZI va U_SI kuchlanishlarni o‘zgartirib boshqarish mumkin. Bunda U_ZI kanal ko‘ndalang kesimini, U_SI esa kanal uzunligi bo‘ylab ko‘ndalang kesim va tokni o‘zgartiradi. Istok tomonda kanal kengligi berilgan U_ZI qiymati bilan, stok tomonda esa U_ZI +U_SI kuchlanishlar yig‘indisi bilan aniqlanadi. U_SI qiymati ortishi bilan kanalning «ponasimonligi» ko‘payib, kanal qarshiligi ortadi.

1. 
   b)
   

v) g)

2-rasm. U_ZI va U_SI kuchlanishlarning turli qiymatlarida zatvorlar orasidagi kanal ko‘ndalang kesimining o‘zgarishi.

U_ZI ning berilgan qiymatida U_SI
, (4)
shartni qanoatlantiruvchi U_SI.TO‘Y qiymatga ortganda, kanalning stok tomondagi ko‘ndalang kesimi nolga teng bo‘ladi (2,v-rasm). U_SI.TO‘Y kuchlanish to‘yinish kuchlanishi deb ataladi. U_ZI = 0 bo‘lgan xususiy holda U_SI.TO‘Y = U_ZI.BYeRK.
Shunday qilib, U_SI =U_SI.TO‘Y bo‘lganda kanal qarshiligi eng katta qiymatga erishadi. Kanal berkilishi bilan stok toki to‘x-tamaydi, balki ortishi to‘xtaydi. U_SI > U_SI.TO‘Y bo‘lganda kanalning berkilish nuqtasi stokdan istokka qarab siljiydi (2,g-rasm) va kanal uzunligi ∆L qiymatga kamayadi. Bu kanal uzunligi modulyatsiyasi hodisasi deyiladi.Kanal berkilish sohasi ∆Lda o‘tish may-doni va kuchlanish mavjud. Ushbu maydonlarning har biri berkilish sohasiga o‘tuvchi elektronlar uchun tezlatuvchi maydonni tashkil etadi va elektronlarni stokka o‘tkazadi, natijada, stok toki hosil bo‘ladi.


15.2 Kanali induksiyalangan va kanali qurilgan MDYa tranzistorlarning tuzilishi va ishlash primsiplari. MTlar volt-amper xarakteristikalari va parametrlari, ularning ish rejimlariga hamda temperaturaga bog‘liqligi.