Elektronika va asbobsozlik

18-MA’RUZA.


Mavzu: Yarimo‘tkazgichli diodlar,tranzistorlar.


REJA:

1. 
   Yarim o‘tkazgichli diodlar.
   
2. 
   Tranzistorlar.
   

Tayanch so’zlar va iboralar:
Tug‘rilovchi diodlar, almashtiruvchi diodlar, stabilitronlar, tunnel diodlar. p–n – utish, impuls, Yassi tranzistorlarning ishlash prinsipi.

Yarim o‘tkazgichli diodlar p–n – utishning va metall bilan yarim o‘tkazgich orasidagi kontakt xossalariga asoslangandir. Yarim o‘tkazgichli diodlar qanday maqsadlarga ishlatilishiga qarab besh gruppaga bo‘linadi: to‘g‘rilagichlar, «almashtiruvchi» diodlar, stabilitronlar, varikaplar va tunnel diodlar.

T o‘g‘ r i l o v ch i d i o d l a r p–n – o‘tish yeki metall bilan yarim o‘tkazgich kontaktining unipolyar o‘tkazuvchanlik xususiyatiga asoslanib tayerlangan yarim o‘tkazgichli asboblardir. Shuning uchun bunday asboblar yerdamida o‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas (aniqrog‘i, bir qutbli pulsatsiyalanuvchi) tokka aylantiriladi.
To‘g‘rilovchi diodlar past chastotali, yuqori chastotali va o‘ta yuqori chastotali diodlarga bo‘linadi. Past chastotali to‘g‘rilovchi diodlardan 50 kgs gacha bo‘lgan uzgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantirishda foydalaniladi. Bunday diodlar yassi diodlar bo‘lib, germaniy va kremniy monokristallaridan, polikristalli selen, titan va mis oksididan tayerlaniladi. Past chastototali to‘g‘rilovchi diodlar to‘g‘rilangan tokning kattaligiga qarab uz navbatida kichik (j_tug ≤ 300 ma), urta (300 ma ≤ j_tug ≤ 10 a) va katta quvvatli (j_tug > 10 a) diodlarga ajraladi.
Yuqori chastotali to‘g‘rilagichlardan 150 Mgs gacha chastotali signallarni detekterlash va tug‘rilashda foydalaniladi. Bunday diodlarga germaniyli nuqtaviy diodlar misol bo‘la oladi. Nuqtaviy diodlarning o‘tishdagi (kontakt oldi) sig‘imi kichik bo‘lganligi uchun ulardan yuqori chastotali signallarni to‘g‘rilashda foydalaniladi. Bunday diodlarning kontaktlanish yuzlari juda kichik bo‘lganligi uchun to‘g‘rilangan tokning quvvati ham kam (1-2 vt) bo‘ladi. Nuktaviy diodning elektrodlardagi potensial tushuvi juda katta bo‘ladi. Agar tok katta bo‘lsa, kristall qizib ketib, diodning ish rejimini buzilishiga olib keladi.
Hisoblash mashinalarida va impuls texnikasida impuls to‘g‘rilagich diodlar ishlatiladi. Bunday diodlarda tokning yo‘nalishini o‘zgarishi mikrosekund va nanosekundlarda bo‘lishi mumkin. Shuning uchun ham diod tayerlanadigan material alohida tanlab olinadi, yuqori texnologik ishlov beriladi. Impuls to‘g‘rilagich diodlarga germaniydan tayerlangan nuqtaviy D 18 va kremniydan tayerlangan D219 tipdagi diodlar misol bo‘la oladi.
Bulardan tashqari yana uta yuqori chastotali to‘g‘rilagich diodlar ham mavjud bo‘lib, ular radioastronomiya, radiospektroskopiya, radiolokatsiya va radioreley aloka texnikasida ko‘llaniladi. O‘ta yuqori chastotali to‘g‘rilagich diodlar asosan yarim o‘tkazgichlardan tayerlanadigan nuqtaviy diodlardir.
Yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagichlar quyidagi parametrlar bilan xarakterlanadilar:
1) teskari kuchlanishning eng katta amplitudaviy qiymati;
2) to‘g‘rilangan tokning eng katta qiymati;
3) to‘g‘rilangan eng katta tokka to‘g‘ri keladigan to‘g‘ri yo‘nalishdagi kuchlanish tushuvi;
4) eng katta teskari kuchlanishga to‘g‘ri kelgan teskari tok;
5) diodning teskari kuchlanish qo‘yilgan vaqtdagi sig‘imi;
6) chegaraviy chastota;
7) temperatura diapazoni;
8) foydali ish koeffitsienti
«Almashtiruvchi» diodlar - p–n – o‘tish va yarim o‘tkazgich metall kontaktining chiziqli bo‘lmagan volt-amper xarakteristikasiga ega bo‘lishlariga asoslangan. Almashtiruvchi diodlar uz navbatida qanday maqsadlarda intilishiga qarab turib, chastotani siljituvchi, ko‘paytiruvchi va modulyatsiyalovchi diodlarga ajraladi.
Chastotani siljituvchi diodlar bir-birlariga yaqin bo‘lgan ikki xil chastotali signallarni aralashtirib yuborib, ular o‘rniga nisbatan kichik va kuchaytirish uchun qulay bo‘lgan chastotaga almashtirib berishda ishlatiladi. Chunki yuqori chastotali signallarga qaraganda past chastotali signallarni kuchaytirish ancha osonroqdir.
Ko‘paytiruvchi diodlar esa berilgan signallarni har xil chastotali signalga aylantirishda foydalaniladi. Diodning vol-amper xarakteristikasi chiziqli bo‘lmagani sababli tashqaridan berilgan kuchlanish sinusoidal bo‘lishiga qaramay, tok nosinusoidal bo‘lib qoladi. Natijada yuqori tartibli garmonikalar hosil qilinadi, so‘ngra ma’lum sxema yordamida u yoki bu garmonikani ajratib olish mumkin bo‘ladi.
Modulyatsiyalovchi diodlar yordamida kelaetgan o‘zgaruvchan signallarning amplitudasini o‘zgartiriladi.
Almashtiruvchi diodlar asosan germaniy va kremniy yarim utazgichlardan nuqtaviy diodlar tipida tayerlanadi. Ularning asosiy parametrlari quyidagilardir:
1) asllik;
2) tok buyicha sezgirligi (tugrilanan tokning diodiga kelaetgan kuvvatga bulgan nisbati);
3) ishchi nuqtadagi diodning qarshiligi;
4) ekvivalent shovqin qarshiligi;
5) kuchlanishning turg‘un to‘lqin koeffitsienti (volnovoddagi elektr maydonining maksimal kuchlanishini minimal kuchlanishga bo‘lgan nisbati).
Bu aytilgan parametrlar uta yukori chastotali diodlardan biri videodetektorlar uchun xosdir.
S t a b i l i t r o n l a r d a n kattaligi uzgarib turadigan uzgarmas kuchlanishni stabillashda foydalaniladi. Yuqori kuchlanishdarda p–n – o‘tish elektr maydoni kuchli bulsa, tegishli xodisani yuz berishi mumkin. Teshilish hodisaning xarakteri ham xar xildir. Agar yarim o‘tkazgichlarda aralashmalar konsentratsiyasi katta bo‘lib, p–n – o‘tishning kengligi kichik bo‘lsa, teshilish tunnel xarakteriga aralashmalar konsentratsiyasi kichik bo‘lib p–n – o‘tishning kengligi katta bo‘lsa, teshilish kuchli teshilish xarakteriga ega bo‘ladi. Teshilish kuchlanishiga yaqin bo‘lgan kuchlanishlarda teskari kuchlanish qiymati ozgina o‘zgarishi bilan teskari tok tez ortadi. Diodlarning bunday xossalaridan o‘zgarmas kuchlanishni stabilizatsiyalashda foydalanish mumkin. Stabilitronlarning volt-amper xarakteristikasi rasmda ko‘rsatilgan.
rasmda stabilitronning eng oddiy sxemasi keltirilgan.
Agar 1 klemmalardagi V kuchlanish ortib ketsa, stabilitrondagi tok kuchi birdan ortib, uning ichki qarshilishi birdan kamayib ketadi. Natijada R qarshilikdagi potensial tushuvi ortib, R_T karshilikdagi potensial tushuvi esa amalda o‘zgarmay qoladi. Shuning uchun 2 klemmalardan stabillashgan kuchlanish olinadi. Stabilitronning asosiy parametrlari quyidagilardir:
1) stabillashgan kuchlanish V_st;
2) dinamik qarshilik R_d = ;
3) statik qarshilik R_c = ;