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

Ko‘p qatlamli yarimo‘tkazgich asboblar
VAXida manfiy differensial qarshilik mavjud bo‘lgan, uch va undan ortiq p-n o‘tishlarga ega ko‘p qatlamli yarimo‘tkazgich asbob tiristor deb ataladi.

Tiristor ishlaganda ikkita muvozanat holatda bo‘lishi mumkin. Berk holatda tiristor katta qarshilikka ega va undan kichik tok oqadi. Ochiq holatda tiristor qarshiligi kichik va undan katta tok oqadi. SHundan yarimo‘tkazgich asbobning nomi (tira - eshik) qo‘yilgan. Tiristorlar radiolokatsiyada, radioaloqa qurilmalarida, avtomatikada manfiy o‘tkazuvchanlikka ega yarimo‘tkazgich asbob sifatida hamda tok boshqaruvchi kalitlar, energiya o‘zgartgichlarning bo‘sag‘aviy elementlari sifatida yoki boshlang‘ich holatda energiya iste’mol qilmaydigan asbob - triggerlar sifatida keng ishlatiladi.

Tiristorlar chiqishlari soniga qarab diodli (dinistor), triodli (trinistor) va tetrodli tiristorlarga bo‘linadi va to‘rt qatlamli p-n-p-n tuzilmadan mos ravishda chiqarilgan ikki, uch va to‘rt chiqishga ega bo‘ladi. Tuzilma chekkasidagi r – qatlam anod (A), n – qatlam esa katod (K) deb nomlanadi. Anod va katod orasidagi n – va r – sohalar baza deb ataladi, ularga o‘rnatilgan elektrodlar esa boshqaruvchi elektrodlar deb ataladi. Diodli va triodli tiristorlar tokni faqat bir tomonlama o‘tkazadi. Bu o‘z navbatida, tiristorlarning o‘zgaruvchan tokni boshqarish imkoniyatini cheklaydi. O‘zgaruvchan tok zanjirlarida ikki tomonlama kalit sifatida simistor (simmetrik tiristor) ishlatiladi. Simistor triak deb ham ataladi. Simistor p-n-p-n-p tuzilmaga va bir yoki ikki boshqaruvchi elektrodga ega.
Uchta p-n o‘tishga ega diodga o‘xshash ikki elektrodli asbob dinistor deb ataladi. Uning tuzilmasi 3.1 a – rasmda, shartli belgilanishi esa 3.1 b – rasmda keltirilgan. Dinistorning uchta p-n o‘tishi J₁, J₂ va J₃ deb belgilangan.
Dinistor sxemalarda o‘zaro ulangan ikkita triodli tuzilma bilan almashtirilgan xolda ko‘rsatilishi mumkin. Dinistorni tashkil etuvchi tranzistorlarga ajratilishi va o‘zaro ulangan tranzistorlar bilan almashtirilishi 3.2 – rasmda ko‘rsatilgan. Bu ulanishda T1 tranzistorning kollektor toki T2 tranzistorning baza tokini, T2 tranzistorning kollektor toki esa T1 tranzistorning baza tokini tashkil etadi. Tranzistorlarning bunday ulanishi hisobiga asbob ichida musbat TA hosil bo‘ladi.
Tiristor dinistorga o‘xshash tuzilmaga ega bo‘lib, baza sohalaridan biri boshqaruvchi bo‘ladi. Agar bazalardan biriga boshqaruvchi tok berilsa, mos tranzistorning uzatish koeffitsienti ortadi va tiristor ulanadi.

3.5 – rasm.

Boshqaruvchi elektrod (BE) joylashgan sohasiga mos ravishda tiristorlar katod bilan va anod bilan boshqaruvchilarga ajratiladi. BE larning joylashishi va tiristorlarning shartli belgilanishi 3.5 – rasmda keltirlgan.
a) b)

3.6 – rasm.

BE ga signal berilganda yopiluvchi tiristorlar ham mavjud. Bunday tiristorlarning BE toki tiristor uzilayotganda asosiy kommutatsiyalanayotgan tokka qiymat jihatdan yaqinlashgani uchun chegaralangan hollarda qo‘llaniladi.
Elektrod toklari asosiy zaryad tashuvchilarning kristall hajmidagi elektr maydon ta’sirida dreyf harakatlanishiga asoslangan uch elektrodli, kuchlanish bilan boshqariladigan yarimo‘tkazgich asbob maydoniy tranzistor (MT) deyiladi. MTlarda tok hosil bo‘lishida faqat bir turli– asosiy zaryad tashuvchilar (elektronlar yoki kovaklar) qatnashgani sababli ular ba’zan unipolyar tranzistorlar deb ataladi. MTlarda, BTlardagi kabi tezkorlikka ta’sir etuvchi injeksiya va ekstraksiya natijasida noasosiy zaryad tashuvchilarning to‘planish jarayonlari mavjud emas.

r–n o‘tish bilan boshqariluvchi n – kanalli MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi va uning shartli belgilanishi 15.1 - rasmda keltirilgan.
n–turdagi soha kanal deb ataladi. Kanalga zaryad tashuvchilar kiritiladigan kontakt istok (I); zaryad tashuvchilar chiqib ketadigan kontakt stok (S) deb ataladi. Zatvor (Z) boshqaruvchi elektrod hisoblanadi. Zatvor va istok oralig‘iga kuchlanish berilganda yuzaga keladigan elektr maydoni kanal o‘tkazuvchanligini, natijada kanaldan oqib o‘tayotgan tokni o‘zgartiradi. Zatvor sifatida kanalga nisbatan o‘tkazuvchanligi teskari turdagi soha qo‘llaniladi. Ishchi rejimda u teskari ulangan bo‘lib kanal bilan r – n o‘tish hosil qiladi.
a) b)

3.6 – rasm.

Kanalning ko‘ndalang kesimi nolga teng bo‘ladigan vaqtdagi zatvor kuchlanishi berkilish kuchlanishi U_ZI.BERK. deb ataladi va bu vaqtda tranzistor istoki stokdan uzilib qoladi, ya’ni berk rejimda ishlaydi.
kuchlanish berkilish kuchlanishiga U_ZI.BERK ga teng bo‘ladigan vaqtdagi stok kuchlanishi to‘yinish kuchlanishi U_SI.TO‘Y. deb ataladi.
Bu erdan
.
vaqtdagi tranzistorning ishchi rejimi tekis o‘zgarish rejimi, vaqtdagi tranzistorning ishchi rejimi esa to‘yinish rejimi deb ataladi. To‘yinish rejimida U_SI kuchlanish qiymatining ortishiga qaramay I_C tokining ortishi deyarli to‘xtaydi. Bu holat bir vaqtning o‘zida zatvordagi U_ZI kuchlanishining ham ortishi bilan tushuntiriladi. Bu vaqtda kanal torayadi va I_C tokini kamayishiga olib keladi. Natijada I_C dreyfrli o‘zgarmaydi.