3-Mavzu: Bipolyar va amydoniy tranzistorlar. Ko’p qatalmli yarim o’tkazgich asboblar. Reja

BTni asosiy parametrlari:
_{Kirish qarshiligi:} [Om] _;
Chiqish qarshiligi: [Om] _{;
Tok bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti:} ;
_{Kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti:} ;
Quvvat bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti: .
BTda elektrodlar uchta bo‘lgani sababli, uch xil ulanish sxemalari mavjud: umumiy baza (UB); umumiy emitter (UE); umumiy kollektor (UK). Bunda BT elektrodlaridan biri sxemaning kirish va chiqish zanjirlari uchun umumiy, uning o‘zgaruvchan tok (signal) bo‘yicha potensiali esa nolga teng qilib olinadi. BTning rasmda keltirilgan ulanish sxemalari aktiv rejimga mos.
a) b) v)

3.3 – rasm.

UB sxemasi uchun kirish statik xarakteristikasi bo‘lib U_KB = const bo‘lgandagi I_E= f (U_EB) bog‘liqlik, UE sxemasi uchun esa U_KE = const bo‘lgandagi I_B=f(U_BE) bog‘liqlik hisoblanadi. Kirish xarakteristikalarining umumiy xarakteri odatda to‘g‘ri yo‘nalishda ulangan p-n bilan aniqlanadi. Shu sababli tashqi ko‘rinishiga ko‘ra kirish xarakteristiklari eksponensial xarakterga ega (3.4- rasm).
Kollektor o‘tishdagi teskari kulanishning ortishi bilan UB sxemadagi kirish xarakteristika chapga, UE sxemada esa o‘ngga siljiydi.
UB sxemadagi tranzistorning chiqish xarakteristikalari oilasi bo‘lib I_E =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KB) bog‘liqlik, UE sxemada esa I_B =const bo‘lgandagi I_K= f (U_KE) bog‘liqlik hisoblanadi (3.4 a-rasm).
Chiqish xarakteristikalari ko‘rinishiga ko‘ra teskari ulangan diod VAX siga o‘xshaydi, chunki kollektor o‘tish teskari ulangan. Xarakteristikalarni qurishda kollektor o‘tishning teskari kuchlanishini o‘ngda o‘rnatish qabul qilingan 3.5 a – rasm).

a) b)
3.4– rasm.

a) b)
3.5 – rasm.
UE sxemasida ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasi UB sxemada ulangan tranzistorning chiqish xarakteristikasiga nisbatan katta qiyalikka ega (3.5 b - rasm).
BTning ishlashi uch hodisa hisobiga amalga oshadi:

• emitterdan asosiy zaryad tashuvchilarning bazaga injeksiyalanishi;

  
  

• bazaga injeksiyalangan EZTlarning diffuziya va dreyf hisobiga KO‘gacha etib kelishi;

  
  

• bazaga injeksiyalangan va KO‘gacha etib kelgan noasosiy zaryad tashuvchilarning ekstraksiyalanishi.

  
  

EO‘ to‘g‘ri siljitilganda (U_EB ta’minot manbasi hisobiga amalga oshiriladi) uning potensial bareri pasayadi va elektronlar emitterdan bazaga injeksiyalanadi. Elektronlarning emitterdan bazaga hamda kovaklarning bazadan emitterga injeksiyalanishi hisobiga emitter toki I_E hosil bo‘ladi:

,
bu erda I_En, I_Er – mos ravishda elektronlar va kovaklar injeksiya toklari.
Emitter tokining I_Er tashkil etuvchisi kollektor orqali oqmaydi va shuning uchun foydasiz tok hisoblanadi. I_Er qiymatini kamaytirish uchun bazadagi akseptor kiritmalar konsentratsiyasi qiymati emitterdagi donor kiritmalar konsentratsiyasiga nisbatan ikki tartib kichik qilib olinadi.
Emitter tokida elektronlarning injeksiya toki I_En ulushini injeksiya koeffitsienti deb ataluvchi kattalik ifodalaydi. U emitter ishlash samaradorligini belgilab, emitter tokidagi foydali tok ulushini ko‘rsatadi

Odatda =0,990-0,995 ni tashkil etadi. Bazaga injeksiyalangan elektronlar, bazada kollektor tomonga diffuziyalanib KO‘gacha etib boradi. So‘ngra kollektorga ekstraksiyalanadi (KO‘ning elektr maydoni ta’sirida kollektorga tortib olinadi) va kollektor toki I_Kn ni hosil qiladi.

Kollektorga o‘tish davomida injeksiyalangan elektronlarning bir qismi baza sohadagi kovaklar bilan uchrashib rekombinatsiyalanadi va ularning konsentratsiyasi kamayadi. Etishmovchi kovaklar tashqi zanjir orqali kirib (elektr neytrallik sharti bajarilishi uchun), baza tokining rekombinatsion takshil etuvchisi I_BREK ni hosil qiladi. I_BREK qiymati katta bo‘lgani uchun uni kamaytirishga harakat qilinadi. Bunga baza kengligini kamaytirish bilan erishiladi.
Emitterdan injeksiyalangan elektronlar tokining baza sohasida rekombinatsiya hisobiga kamayishi elektronlarni tashish koeffitsienti deb ataluvchi kattalik bilan ifodalanadi
.
Real tranzistorlarda =0,980 ÷ 0,995.
Aktiv rejimda tranzistorning KO‘ teskari yo‘nalishda siljitilgan (U_KB bilan amalga oshiriladi) ligi sababli, kollektor zanjirida xususiy tok I_K0 oqadi. U ikki xil noasosiy zaryad tashuvchilarning dreyf toklaridan tashkil topgan. Natijada r-n o‘tishning teskari toki amalda teskari kuchlanishga bog‘liq bo‘lmaydi va xona temperaturasida kremniyli o‘tishlarda I_K0=10^-15 A ni tashkil eatdi. Shunday qilib, emitter toki boshqaruvchi, kollektor toki esa boshqariluvchidir. Shuning uchun BT tok bilan borshqariluvchi asbob deyiladi.