Elektrotexnika va elektronika asoslari

23-Mavzu: Yarim o'tkаzgichli аsbоblаr. Yarim o'tkаzgichli diоd, vоlt-аmper tаvsifnоmаsi, tаvsifnоmаsining xаrоrаtgа bоg'liqligi.
Reja:
1.Yarim o’tkazgichli diod deb nimaga aytiladi?
2. To‘g‘rilovchi diodlar haqida ma’lumot?
3. To‘g‘rilagichning asosiy vazifasi nima?
Yarimo'tkazgich diod deb bir (yoki bir necha) elektr o'tishlarga ega ikki elektrodli elektron asbobga aytiladi. Diodlar radioelektron qurilm alarda ishlatilishi va bajaradigan vazifasiga muvofiq tasniflanadilar. Barcha yarimo'tkazgich diodlarni ikki guruhga ajratish mumkin: to'g'rilovchi va maxsus vazifalarni bajaruvchi. To'g'rilovchi diodlar o'zgaruvchan tokni o'zgarmas tokka o'zgartirish uchun qo'llanadi. To'g'rilanuvchi tok shakli va chastotasiga bog'liq holda ular past chastotali, yuqori chastotali va impuls diodlarga ajratiladi. Maxsus vazifalarni bajaruvchi diodlarda p-n o'tishlarning turli elektrofizik xususiyatlaridan, masalan, teshilish hodisalaridan, fotoelektrik hodisalardan. manfiy qarshilikka ega sohalari mavjudligidan va boshqalardan foydalaniladi. Maxsus '.azifalarni bajaruvchi diodlar, xususan, o'zgarmas kuchlanishni barqarorlash, optik nurlanishni qayd etish, elektr sxemalarda signallarni shakllantirish va boshqa vazifalarni amalga oshirish uchun qo'llaniladi.
To'g'rilovchi diodlar o'zgaruvchan kuchlanishli elektr manbalarni o'zgarmasga o'zgartirish uchun ishlatiladi. To'g'rilovchi diodlarning asosiy xususiyati bir tomoniama o'tkazuvchanlikni namoyon qilishdan iborat. Diodga to'g'ri kuchlanish berilganda undan katta tok o'tadi, teskari kuchlanish berilganda esa, tok deyarli oqmaydi. Past chastotalarda ishlovchi diodlar (past chastotali diodlar). Past chastotali to'g'rilovchi diodlarning asosiy vazifasi sanoat chastotali (50 Gs) o'zgaruvchan tokni o'zgarmas tokka o'zgartirishdan iborat. Bunda diod to'g'rilangan tokning yuqori qiymatini ta ’minlashi zarur. To'g'rilovchi diodlar odatda kichik, o'rta va katta quwatli diodlarga ajratiladi va mos ravishda 0,3 A gacha, 0,3 A dan 10 A gacha hamda 10 A dan katta toklarda ishlashga mo'ljallanadi. Past chastotali diodlarning p-n o'tish yuzasi boshqa diodlamikiga nisbatan kattaroq bo'ladi. To'g'rilovchi diodlar kremniy, germaniy, arsenid galliy asosida tayyorianadi. Ularni tuzilishiga va tayyorlanish texnologiyasiga ko'ra www.ziyouz.com kutubxonasi tasniflash mumkin. Tuzilishiga ko'ra yarimo'tkazgich to ‘g ‘rilovchi diodlar yassi va nuqtaviy diodlarga, tayyorlanish texnologiyasiga ko‘ra esa, eritib tayyorlangan, diffuziya va epitaksiya usuli bilan tayyorlangan diodlarga ajratiladi.
Yassi to'g'rilovchi diodlarda p-n o'tish yuzasi katta bo'ladi va ular katta qiymatli toklami (30 A gacha) to'g'rilashda ishlatiladi. Nuqtaviy diodlarning p-n o'tish yuzasi kichik bo'lgani sababli, ular kichik toklarni (30 mAgacha) to'g'rilash uchun ishlatiladi. Odatda yarimo'tkazgich to'g'rilovchi diod 1 kV gacha teskari kuchlanishlarda ishlaydi. Diod ishlaydigan kuchlanish qiymatini oshirish zarurati tug'ilganda bir nechta ketma-ket ulangan to'g'rilovchi diodlardan tashkil topgan to'g'rilovchi ustun deb ataluvchi yarimo'tkazgich asbobdan foydalaniladi. Bunday yarimo'tkazgich asbobda teskari kuchlanish qiymati 15 kV gacha yetishi mumkin. Katta toklarni to'g'rilashga mo'ljallangan to'g'rilovchi diodlar katta quwatli diodlar deb ataladi va 30 A gacha bo'lgan toklarni to'g'rilash imkonini beradi. Odatda bunday diodlar kremniy va arsenid galliy asosida yaratiladi. Germaniyli diodlarning teskari toklari qiymati temperatura o'zgarishi bilan tez ortgani sababli, germaniy asosida katta quwatli diodlar yaratilmaydi.
Eritib tayyorlangan diodlar asosan kremniydan tayyorlanib, chastotasi 5 kGs gacha bo'lgan toklarni to'g'rilash uchun ishlatiladi. Kremniyli, diffuziya usuli bilan tayyorlangan diodlar yuqori chastotalarda (100 kGs gacha) ishlatilishi mumkin. Epitaksiya usuli bilan tayyorlangan kremniyli (Shottki bareri asosida ishlaydigan) diodlar 500 kGs gacha bo'lgan chastotalarda qo'llanilishi mumkin. Arsenid galliy asosida tayyorlangan to'g'rilovchi diodlarning chastota xarakteristikalari eng yaxshi bo'lib, ular bir necha megagerslargacha ishlay oladi. Yarimo'tkazgich diodlarning VAXi tahlilidan uning asosiy parametrlarini aniqlash mumkin. Bunda p-n o'tish orqali o'tayotgan tokning dioddagi kuchlanishga bog'liqligi Ebers-Moll tenglamasi bilan aniqlanishini e ’tiborga olish kerak: I = / 0(ехр(£/ / A(pT) - \ ) , (3.1) bu yerda: I foydalanish mumkin.
Diod xususiyatlarini belgilovchi muhim parametr bo'lib p-n o'tishning differensial qarshiligi hisoblanadi. U dioddagi kuchlanish o'zgarishlarini dioddan o'tayotgan tok o'zgarishlariga nisbati bilan aniqlanadi: lardan foydalanib differensial qarshilikni hisoblash mumkin: p-n o'tish orqali katta tok o'tganda (ushbu tokning qiymati, diod turiga bog'liq holda milliamperlardan bir necha o'n milliamperlargacha bo'lishi mumkin) yarimo'tkazgich hajmiy qarshiligi R hisobiga kuchlanish pasayishi sodir bo'ladi. Shu sababli Ebers-Moll tenglamasi quyidagicha yozilishi kerak: I = I 0 bu yerda: R — yarimo'tkazgich hajmiy qarshiligi, u ketma-ket qarshilik deb ham ataladi.
Yarimo'tkazgich diodlarning elektr sxemalarda shartli belgilanishi rasmda, uning tuzilmasi ko'rinishi b-rasmda keltirilgan. Rasmlarda diodning chiqishlari A va К ko'rsatilgan bo'lib, ular diodning elektrodlari deb ataladi. Diodning p-tomoniga ulangan elektrod anod deb, л-tomoniga ulangani esa katod deb ataladi. Diodning statik VAXi а) b) А А Р I TE SK и 3.1-rasm. Yarimo'tkazgich diodning shartli belgilanishi (a), tuzilmasi ko'rinishi (b) va statik VAXi (d). Yarimo‘tkazgich diodning to‘g‘ri va teskari yo'nalishlaridagi qarshiliklari bir-biridan keskin farq qiladi: to‘g‘ri yo‘nalishda siljitilgan diodning qarshiligi qiymati kichik, teskari siljitilgan diodniki esa — katta bo‘ladi. Shu sababdan diod bir tomonga elektr tokini yaxshi o‘tkazadi, ikkinchi tomonga esa — yomon o'tkazadi. 7o‘g‘rilagich deb o'zgaruvchan kuchlanishni o ‘zgarmasga o‘zgartiruvchi elektron qurilmaga aytiladi. To‘g‘rilagichning asosiy vazifasi — to‘g‘rilagich kirishiga berilgan kuchlanish yo‘nalishi o‘zgarganda, yuklamdan oqib o‘tayotgan tok yo‘nalishini o‘zgartirmay saqlashdan iborat. Yarimo'tkazgich diodlar asosidagi to‘g‘rilagichlar ulardagi diodlar soni va ulanish sxemalari bilan farqlanadilar. To‘g‘rilagichlarning ba’zi sxemalari bilan tanishamiz. Yarimo'tkazgich diod asosidagi, aktiv yuklamaga ulangan, birfazali, yarim davrli sodda to1,g'rilagich sxemasi 3.2-rasmda keltirilgan. 3.2-rasm. Bir fazali, yarim davrli to‘g‘rilagich sxemasi. www.ziyouz.com kutubxonasi Bir fazali, yarim davrli to‘g‘rilagich kirishidagi o ‘zgaruvchan kuchlanishning faqat bitta yarim davrini chiqishiga o‘tkazadi Bir fazali, yarim davrli to‘g‘rilagich kirishidagi (a) va chiqishidagi (b) kuchlanishlar diagrammasi. Bunday to‘g‘rilagich chiqishidagi kuchlanishning 0‘rtacha qiymati quyidagi formulaga muvofiq topiladi: bu yerda: Um — trasformatoming ikkilamchi o‘ramidagi kuchlanish; T — kirish kuchlanishining davri; to — signal chastotasi, to = 2n/T. Yarim davrli to‘g‘rilagich chiqishidagi signal davri kirish signali davriga, dioddagi maksimal teskari kuchlanish qiymati, kirish kuchlanishining maksimal qiymatiga teng: U = U .
Ikki fazali, toliq davrli to^rilagich keltirilgan. Rasmda keltirilgan sxema parallel ulangan ikkita bir fazali to‘g‘rilagichlardan tuzilgan. www.ziyouz.com kutubxonasi 3.4-rasm. To'liq davrli to‘g‘rilagich sxemasi. Bir fazali to‘g‘rUagichlar transformator ikkilamchi o'ramlarining yarmidan elektr ta’minlanadi. Natijada ikkita qarama-qarshi fazali kuchlanish to‘g‘rilagichlar hosil qilinadi. Bunday to‘g‘rilagich chiqishidagi kuchlanish diagrammasi Ikki fazali to‘liq davrli to‘g‘rilagich kirishidagi (a) va chiqishidagi (b) kuchlanishlar diagrammasi. Ikki fazali to‘liq davrli to‘g‘rilagichda transformator unumliroq ishlatiladi. To‘g‘rilagich chiqishidagi kuchlanishning o'rtacha qiymati quyidagi formula bilan topiladi: www.ziyouz.com kutubxonasi To‘liq davrli to ‘g‘rilagich chiqishidagi signal davri yarim davrli to ‘g‘rilagichnikiga nisbatan ikki marta kichik bo'ladi. H ar bir dioddagi maksimal teskari kuchlanish qiymati transformator ikkilamchi o'ram laridagi maksimal kuchlanish qiym atidan dioddagi t o ‘g ‘ri kuchlanish pasayishining UT0.G. ayirmasiga teng U = U - UTn,r, . (3.9) max m TOG v 7 Bir fazali to ‘g ‘rilagichning ko‘prik sxemasi kirish va chiqish kuchlanishlari diagrammasi hamda chiqish kuchlanishining o'rtacha qiymati to ‘liq davrli ikki fazali to ‘g‘rilagichnikidek bo'ladi. Ko‘prik sxemasi uchun maksimal teskari kuchlanish qiymati transformator ikkilamchi cho‘lg‘amidr gi kuchlanish qiymatiga teng bo‘ladi. Bunday to‘g‘rilagich ikki fazali to ‘liq davrli to ‘g‘rilagichdan farqli ravishda transformatorsiz ishlay oladi. Uning kamchiligi sifatida diodlar soni ikki baravar ortishini ko‘rsatish mumkin.
Yuqori chastotali to'g'rilagich d io d la r. Yuqori chastotali to‘g‘rilagich diodlarning vazifasi o'nlarcha va yuzlarcha megagers chastotalarda signallarni nochiziqli elektr o‘zgartirishdan iborat. Yuqori chastotali diodlar yuqori chastotali detektorlarda, signallarni aralashtiigichlarda, chastota o ‘zgaitirgichlar sxemalarida va boshqalarda ishlatiladi. Barcha bunday o ‘zgartishlarda diod tokining berilgan kuchlanish bilan nochiziq bog‘lanishidan foydalaniladi. www.ziyouz.com kutubxonasi Yuqori chastotali diodlar inersiyasi kamligi bilan farqlanadi. Ular kichik sirtli (nuqtaviy) p-n o'tishga ega, shuning uchun barer sig‘imi pikofaradalarni tashkil etadi. Diodlarning baza sohasini oltin bilan legirlash undagi EZTlar yashash vaqtini kamaytiradi. Natijada diffuziya sig‘imi ham kamayadi.
’QUVCHILARNING O’ZLASHTIRISHINI BAHOLASH MYEZONLARI