Йарымкечириъи диодларын тяснифаты

Bipolyar tranzistorun işləmə prinsipi



Güc tranzistorunun qoşulma sxemi - ümumi emitterli qoşulma sxemidir. Əvvəllər qeyd olunduğu kimi giriş (idarəedici) cərəyan (baza cərəyanı), və giriş (idarəedici) gərginlik kifayət qədər azdır. Ona görə də idarə edici siqnalın formalaşdırılması nisbətən asandır.
İlk tranzistorların hazırlanması üçün yarımkeçirici material kimi metallik germaniumdan istifadə edilirdi. 2015-ci ildən başlayaraq bu məqsədlə əsasən monokristal silisiumdan və monokristal qallium-arseniddən istifadə edilir. Xüsusi ilə qalium-arseniddən hazırlanan yarımkeçiricilər daha yüksək cəldliyə mallikdər. Bipolyar tranzistor (BT) эмиттера E (E), baza B(B) və kollektor adlanan C (К) üç elektroda malikdir. Yükdaşıyıcı qatların düzülməsi ardıcıllığından asılı olaraq BT n-p-n (emitter − n-qat, baza − p-qat, kollektor − n- qat) və p-n-p (emitter − p-qat, baza − n-qat, kollektor − p- qat) tipli tranzistorlara bölünürlər.


Baza qatı emitter və kollektor qatları arasında yerləşir və nisbətən böyük elektrik müqavimətinə malik olurlar. Emitter-baza kontakt səthinin sahəsi kollektor-baza kontakt səthinin sahəsindən nisbətən kiçikdir. Kollektor-baza kontakt səthinin sahəsinin böyük olması həm bu hissədə daha çox ayrılan istiliyin daha effektiv kənarlaşdırılması üçün, həm də qeyri-əsas yükdaşııyıcıların səthi sıxlığını azaltmaq üçün münasib hesab edilir. Güc elektronikasında və tənzimlənən elektrik intiqallarında tranzistorlar böyük güclü dövrələrin elektron açarları kimi və idarəetmə sxemlərində isə gərginlik və cərəyan gücləndiricisi kimi tətbiq edilir. BT gücləndirici kimi işləyərkən, emitter keçidi açıq, kollektor keçidi isə bağlıdır. Bu məqsədlə elektrodlar qidalanma mənbələrinə müvafiq qayda üzrə qoşulmalıdırlar. Emitter keçidi açıq olduğu üçün keçiddən emitter сərəyanı axacaq (I_e) . Bu cərəyanı yaradan isə elektronlların bazaya deşiklərin isə emitterə axınlı hərəkətidir. Yəni emitter cərəyanı ikitəşkilediciyə malikdir. Uyğun olaraq baza cərəyanını (I_b) və kollektor cərəyanını (I_k) da bnəzərə alsaq, bu rehimin əsas cərəyanlar tənliyi : I_e= I_b+ I_k . BT-nin cərəyana görə güclənmə əmsalı α ilə işarə edilir və α= I_k / I_e . Kollektorda olan deşiklər bazaya hərəkət edərək əks kollektor cərəyanını yaradacaq (I_кбо) : I_к = α ∙ I_e + I_kb0

Kollektor-emitter dövrəsinə V_CE gərginliyi tətbiq edilərsə, onun təsiri altında n qatının elektronları mənbənin müsbətinə doğru hərəkət edib kollektora yığışacaq. Lakin, kollektor-emitter cərəyanı axmayacaq, belə ki, gərginlik mənbəyinin elektrik sahəsi emitteri əhatə edə bilmir.

Baza emitter dövrəsinə də gərginlik tətbiq etdikdə (V_BE və V_BE<< V_CE ) nazik P qatı mənbənin elektrik sahəsinin emitteri əhatə etməsinə mane ola bilməyəcək. Ona görə də elektronlar bazaya doğru hərəkət edəcək. Məlum olduğu kimi, onların bir qismi deşikləri “dolduracaq”. Amma, deşiklərin konsentrasiyası elektronların konsentrasiyasından dəfələrlə az olduğu üçün emitterin n qatından bazaya daxil olan elektronların böyük bir qismi baza qatında “boş qalmış” deşiklər tapa bilməyəcək, beləliklə də baza qatında sərbəst elektonlarlar toplanaçacaq.
Həm baza qatının nisbətən, çox nazik olması, həm də kollektor –emitter gərginliyinin daya yüksək olması səbəbindən bazada toplanmış sərbəst elektronların əksər hissısi kollektora doğru hərəkət edəcək. Lakin, çox ehtimal ki, bazaya yığışmış sərbəst elektronların çox cüzi bir hissəsi hər halda, bazaya doğru hərəkət edəcək.
Beləliklə, gərginlik mənbələrinin qoşulması ilə BT strukturunda iki cərəyan yaranacaq: nisbətən, çox kiçik olan baza-emitter cərəyanı- I_BE, və nisbətən, çox böyük olan kollektor -emitter cərəyanı- I_CE

P qatına düçən U_BE gərginliyi artarsa, burada yığışan sərbəst elektronların miqdarı artacaq, bu isə deməkdir ki, həm I_BE həm də I_CE cərəyanları artacaq. Beləliklə, baza cərəyanının cüzi artımı ilə kollektor cərəyanın güclü artımı mümkün olacaq. Bu fiziki proseslər nəticəsində BT gücləndirici rejimində işləməyə başlayır. I_BE və I_CE cərəyanlarının nisbəti BT-li gücləndiricinin cərəyana görə gücləndirmə əmsalı adlanır və β, h_fe yaxud h₂₁ ilə işarə edilir : β=I_CE / I_BE

BT üzərində qurulan gücləndiricilər güc elektronikası yarımkeçiricilərinin idarəetmə sxemlərində tətbiq edilir. Ümumi emitterli qoşulma prinsipli sadə gücləndiricidə güclənmə əmsalı 200 olan tranzistordan istifadə edilmişdir (β = 200), sxemdə idtifadə edilən gərginlik mənbələri : U_CE=20 V, U_BE=2V. Bazaya, sxemin girişinə qoşulmuş dəyişən cərəyanın amplitudu 0.1 V. Gücləndirici bu siqnalı gücləndirəcək. Baza dövrəsinə qoşulmuş R_b dəyişən cərəyan mənbəyindən daxil olan cərəyanın qiymətini məhdudlaşdırmaq üçündür.