Maydonli tranzistorlar

I_C  f (U ₃ ,U_C ) _(2.7)

Maydon tranzistori elektron lampa-triod xarakteristikasiga o’xshash quyidagi 2 ta statik xarakteristikalar oilasi bilan xarakterlanadi:

1. 
   Stok xarakteristikasi, yaʻni zatvor kuchlanishi o’zgarmas bo’lganda stok
   

tokining stok kuchlanishiga bog’liqligi
^IC ^{ f (U}C ⁾ U const

2. 
   
   3
   Stok – zatvor xarakteristikasi, yaʻni stok kuchlanishi o’zgarmas bo’lganda
   

stok tokining zatvor kuchlanishiga bog’liqligi
^IC ^{ f (U}3 ⁾ U const

C
Bu bog’lanishladan birinchisi – tranzistorning chiqish yoki stok xarakteristikasi deyiladi. Ikkinchisi esa– maydon tranzistorining kirish xarak-teristikasi deyiladi.
9.3-rasmda boshqaruvchi p – n o’tishli maydon tranzistorining stok xarakteristikalar oilasi keltirilgan.

Chiqish xarakteristikasini 3-sohaga ajratish mumkin: chiziqli soha, to’yinish sohasi va buzilish sohasi chizikli soha kanalning bir oz qisilgan, holiga to’g’ri kelsa, to’yinish sohasida kanalning ko’ndalang kesim yuzasi deyarli nolga yaqin bo’ladi.

Maydon tranzistorining parametrlarini aniqlash uchun ifodadan toki bo’yicha to’lik differentsial olamiz.
I_c stok

dI_C
 I_C
U ₃
dU₃

• 
  I_C
  

U_C
dU_C

Quyidagiga belgilashlar kiritamiz.

^{S  IC} ;
U_{3
R } U_{C ;}

i
J_C
  S  R₁ 

bu yerda S - kattalik tranzistor xarakteristikasining qiyaligi yoki krutiznasi

deyiladi. R_i
 
- tranzistorning ichki qarshiligi.
- tranzistorning statik kuchaytirish koeffitsienti. Yuqoridagi

J_C const
belgilashlarni hisobga olib (2.9) ni quyidagi ko’rinishda yozish mumkin.

C
dI  ¹ (dU  dU )

R
3 C
i

_{S } I_C
U₃

• 
  krutizna – zatvor kuchlanishi 1V ga o’zgarganda stok tokining
  

1
kanchaga o’zgarishini ko’rsatadigan kattalikdir.  - statik kuchaytirish koeffitsientiga teskari kattalik tranzistorning singdiruvchanligi deyiladi, yaʻni

D  _
, S, R_i ,  va D miqdorlar maydon tranzistorining asosiy parametrlari

bo’lib, ularning qiymatini tranzistorning xarakteristikasidan hisoblash topish mumkin yoki maʻlumotlardan olish mumkin.
Maydon tranzistorining asosiy yutug’i uning kirish qarshiligining juda katta bo’lishidir. Shu sababli uning kuchaytirish koeffitsienti bir necha mingga (
  5000 10000) etadi.. Shuning sababli maydon tranzistorlari-ning ishchi chastotasi o’ta yuqori bo’lib bir necha GGts ga etadi. Ular issiqlik va nurlanishlarga chidamli bo’lib (puxtalik darajasi yuqori) ishonchli ishlaydi.

Maydon tranzistorlari kuchaytirgichlar, generatorlar va EHM qurilmalarida keng qo’llaniladi.
Tiristorlar.
Tiristor deb to’rt qatlamli 3 ta r-p o’tishdan tashkil topgan yarim o’tkazgichli asbobga aytiladi. Tiristorda turli xil o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan yarim o’tkazgichli qatlamlar ketma-ket ulanadi. Uning tuzilishi 9.4–rasmda ko’rsatilgan.

Tiristorlar uzib-ulovchi diodlar bo’lib, avtomatika, radioaloqa va Elektronika va signallarni qayta ishlashning ko’p sohalarida qo’llaniladi.
Tiristorlarning turlari ko’p bo’lib, ularni uch guruhga bo’lish mumkin: dinistorlar, trinistorlar va simistorlar. Diodli tiristorlar denistor deb, triodli tiristorlar esa trinistor deb ataladi. Simistorlar ko’pincha simmetrik tiristorlar deb ham ataladi. Tiristorlarning radiosxemada belgilanishi quyidagicha bo’ladi:

1. 
   b) v) a)-dinistor. b) va v) mos ravishda katod bo’yicha va anod bo’yicha
   

boshqariladigan trinistorlar.
o’ng tomondagi r₂-qatlam anod, chap tomondagi n₁ qatlam –katod, n₂ –qatlam boshqaruvchi elektrod yoki baza deb ataladi. Tashqi kuchlanish tiristor anodi bilan katodi orasiga beriladi. Manbaning musbat qutbi anodga, manfiy qutbi esa katodga ulanadi. Bunda kuchlanishning kichik qiymatlarida P₁ va P₃ r- n o’tishlar to’g’ri, P₂ r- n o’tish esa, teskari yo’nalishda ulangan bo’ladi. Shuning uchun tashqi kuchlanishni to’liq P₂ r- n o’tishga qo’yilgan deb qarash mumkin. U yopiq bo’lgani uchun tiristordan o’tadigan tok juda kichik bo’ladi. Tiristorning qarshiligi ana Shu yopiq P₂ o’tish qarshiligi bilan aniqlanadi. Tiristor atamasi grekcha thyra(tira ) so’zidan olingan bo’lib, o’zbek tiliga o’girganda “eshik” degan
maʻnoni beradi. Tiristorning tipik volt-amper xarakteristikasi (VAX) 9.7 - rasmda keltirilgan. Tiristorning VAXi yordamida uning ko’pgina parametrlarini aniqlash mumkin. Uning xarakteristikasida manfiy qarshilikli soha mavjud.

Tiristorning asosiy parametrlariga quyidagilar kiradi:

1. 
   Tiristorning ulanish kuchlanishi yoki yoqilish kuchlanishi ^U _ул ;
   
2. 
   Tiristorning ochiq holatidagi maksimal tok kattaligi;
   
3. 
   Tiristorning differentsial qarshiligi.
   

Mikrosxemalar haqida maʻlumot.

• 
  Dastlabki (1955-1960 yillargacha) radiosxemalar va barcha elektron qurilmalar faqat elektron lampalar asosida ishlar edi. Fan va texnikaning rivojlanishi bilan ularning soni va turlari ortib bordi. Keyinchalik elektron asboblarning chidamliligi, uzoq muddatga ishonchli xizmat qilishini taʻminlagan holda ularning hajmlarini kichraytirish, massasi va isteʻmol quvvatini kamaytirishga harakat qilina boshlandi. O’tgan asrning oltmishinchi yillaridan boshlab radioelektron qurilmalarda elektron lampalar (elektrovakuumli asboblar) o’rnini Yarim o’tkazgichli asboblar egallay boshladi. Yarim o’tkazgichli asboblar barcha ko’rsatgichlari bo’yicha istiqbolli ekanligini ko’rsatdi. Keyinchalik barcha radioqurilmalar Yarim o’tkazgichli asboblar asosida yig’ila boshlandi.
  

Maʻlumki, zamonaviy radioelektron qurilmalar ko’p sondagi elektron va yarim o’tkazgichli asboblardan tashkil topgan. Fan va texnikaning rivojlanishi natijasida ularning sifat ko’rsatgichlari yaxshilanib, tuzilishi takomillashib bordi. Radioelektron qurilmalarning mustahkamligi, ishonchliligi, uzoq muddat ishlashi va boshqa xususiyatlarini oshirgan holda ularni o’lchamlarini kichraytirish, massasi va sarf qiladigan quvvatini kamaytirish kabi muammolarni hal etish o’sha paytda nihoyatda dolzarb edi.
Yarim o’tkazgichlar fizikasining rivojlanishi natijasida 20-asrning 60- yillaridan boshlab, elektron sanoatida yarim o’tkazgichli asboblarning maʻlum kombinatsiyadagi (muayyan sxemasi) sistemasini bir qobiqqa joylashtirish imkoniyati yaratildi. Bunday asboblar modul sxemalar yoki mikromodullar deb ataladi. Ularda o’ta ixcham qobiqsiz yarim o’tkazgichli asboblar plyonkali kondensator va rezistorlar maʻlum sxema asosida bir qobiq ichiga yig’iladi va muayyan elektron qurilmaning to’liq sxemasini tashkil etadi. Ana Shunday asboblar
mikrosxemalar deyiladi va ular integral texnologiya asosida ishlab chiqariladi. Boshqacha qilib aytganda, integral mikrosxema - (IMS) bu – mikroelektron asbob bo’lib, undagi passiv va aktiv elementlar yarim o’tkazgich sirti yoki hajmida integral texnologiya asosida zich qilib joylashtirilgan qurilma hisoblanadi. IMSlarning asosiy xususiyati shundan iboratki, ular tugallangan uzel bo’lib, murakkab radiotexnik amallarni (maʻlum bir aniq vazifani) bajaradi. U kuchaytirgich, generator, trigger, registr va boshqa Shunga o’xshash murakkab elektron qurilma bo’lishi mumkin.
Dastlab ishlab chiqarilgan mikrosxemalarning 1sm³ hajmida 5-10ta element (tranzistor, diod, rezistor va h.k) qatnashib, ular elektron qurilmaning tugallangan sxemasini tashkil qilar edi. Keyinchalik Elektronika va signallarni qayta ishlash qurilmalarda yarim o’tkazgichli va yupqa pardali integral mikrosxemalar keng qo’llanila boshlandi. Ular elektron qurilmaning umumiy hajmini 20 000 martadan ortiq kichraytirish imkonini beradi.
IMS ning barcha elementlari bir-biri bilan o’zaro elektrik bog’langan bo’ladi. Yuqorida taʻkidlangandek, ulardagi aktiv va passiv elementlar bir-biri bilan shunday tutashganki, natijada u bir butun elektron qurilmaning sxemasini aks ettiradi va aniq vazifani bajaradi.
IMS ning murakkabligi uning tarkibidagi yaʻni u tayyorlangan yarim o’tkazgich kristallida nechta element joylashganligi bilan belgilanadi. Shunga ko’ra mikrosxemalar integratsiya darajasi deb aytiladigan kattalik bilan xarakterlanadi. Masalan, mikrosxemadagi elementlarning soni 100 tagacha bo’lganlari ikkinchi darajali mikrosxema; elementlar soni 100-10 000 bo’lgan IS lar uchinchi darajali yaʻni katta integral sxema KIS deb ataladi. 10 000 va undan ortiq elementga ega bo’lgan mikrosxemalar esa o’ta katta integral mikrosxemalar (O’KIS) deyiladi.
Integratsiya darajasi yuqori bo’lgan ISlar asosan EHMlar, radioaloqa, robototexnika va telekomunikatsiya tizimlarida qo’llaniladi. IMSlar integratsiya darajasini oshirish va undagi elementlar o’lchamlarini kichraytirishning ham chegarasi bor. Bir necha o’n ming elementni bir sxemaga birlashtirish texnologik jihatdan murakkab bo’lib, iqtisodiy jihatdan ham maqsadga muvofiq emas. Shuning uchun bunday muammolar funktsional mikroelektronika deb ataladigan fan sohasida hal etiladi. Unda qurilmaning biror funktsiyasini bajarish standart elementlar yordamida emas, balki qattiq jism hajmida yuz beradigan fizik jarayonlar asosida bajariladi.
IMS lar konstruktiv jihatdan tugallangan kichik o’lchamli elektron qurilma bo’lib, elektr signallarni kuchaytirish, generatsiyalash yoki o’zgartirish uchun mo’ljallangan. Ular ko’pincha Yarim o’tkazgich kristalidan iborat bo’lib, unda alohida uchastkalar aktiv elementlarga yoki passiv elementlarga ekvivalent bo’ladi. Mikrosxemalar to’g’ri to’rtburchak yoki maʻlum diametrli metall yoki plasmassa korpusga joylashtirilgan bo’ladi. IMS lar kichik o’lcham va massaga ega bo’lishi, kam sarflashi va yuqori ishonch bilan ishlashi, tezkorliga va boshqalar
ularning afzalligidir.
Tayyorlash texnologiyasi bo’yicha IMS lar plyonkali (yupqa pardali) yarim o’tkazgichli va gibrid mikrosxemalarga bo’linadi. Yarim o’tkazgichli IMSlarda hamma elementlar va ularning birikmalari yarim o’tkazgichli sirtida yoki hajmida yig’iladi.
Gibrid MS lar quydagilar bilan farqlanadi: ularda elementlarning bir qismigina integral texnologiya usulida bajariladi, qolgan elementlar (odatda aktiv elementlar) esa bir-biridan mustaqil bajariladi. Yarim o’tkazgichli, plyonkali gibrid, (duragay) va birlashtirilgan (qo’shma) IMSlar eng ko’p qo’llaniladigan mikrosxemalardir.
Yarim o’tkazgichli MSlarda ko’pincha yarim o’tkazgich sifatida kremniy kristalli olinadi. U MSni asosini tashkil etadi va taglik (podlojika) deb ataladi. Kristallga fotolitografiya usuli yordamida muayyan sxemaning relefi (ko’rinishi) tushiriladi. Bunda kristallda p-n o’tishlar hosil qilish yo’li bilan sxemaning passiv va aktiv elementlari joriy qilinadi Yarim o’tkazgichli IMSlar ko’p to’plamli qilib yasaladi. Har bir to’plamga bir vaqtda juda ko’p MS joylashadi. Masalan: diametri 76 mm bo’lgan birta plastinkaga 5000 tagacha mikrosxema joylashishi mumkin . Uning har birida 10 tadan 20 000 tagacha elektron element qatnashadi.
Plyonkali (pardasimon) IMS lar 2 turga bo’linadi: yupqa plyonkali va qalin plyonkali . Shuningdek ular yasalish texnologiyalari bilan farqlanadi.
Plyonkali IMS dan faqat passiv elementlar-rezistorlar, kondensatorlar va induktivlik g’altagi yasaladi. Qo’shma IMSda aktiv elementlar Yarim o’tkazgichli MS dagi passiv elementlar esa plyonkali mikrosxemalardagi kabi yasaladi. Ular umumiy taglik bilan himoyalangan holda joylashtiriladi. Barcha IMS lar germetik qobiqqa o’ralgan bo’lib, undan sxemada tutashtirish uchlaridan elektrodlar chiqariladi. IMS larda faqat passiv elementlar-rezistor va kondesator taglik sirtiga o’tkazuvchan va himoyalovchi (dielektrik) moddalarni purkash yoki plyonkalar qatlami sifatida joylashtirish yo’li bilan hosil qilinadi.
Mikrosxemalarni turlarga ajratishda juda ko’p belgilarga asoslaniladi. Materialning turi, elementlarning soni, funktsional bog’lanish, qanday maqsadga xizmat qilishi, ishlab chiqarish texnologiyasi va boshqalar. Masalan, mikrosxemalar bajaradigan vazifasiga qarab kuchaytirgich, generator, va mantiqiy elementli mikrosxemalarga, ishlab chiqarish texnologiyasiga qarab esa Yarim o’tkazgichli, plyonkali, duragay mikrosxemalarga bo’linadi. Integral mikrosxemalar funktsional bog’lanishiga qarab mantiqiy va analogli IMS larga bo’linadi. Integral mikrosxemalar hozirgi zamon elektronikasining eng muhim tashkil etuvchi tarkibiy qismidir.
Analogli mikrosxemalar uzluksiz signallarni kuchaytirish, generatsiyalash va o’zgartirish uchun ishlatiladi. Raqamli IMSlar esa diskret funktsiya qonuni bo’yicha o’zgaradigan signallarni o’zgartirish hamda ularga ishlov berish uchun mo’ljallangan.
Hozirgi zamon raqamli integral mikrosxemalari (IMS) – bu juda kichik elektron blok bo’lib, maxsus korpus ichiga joylashtirilgan ko’p sonli aktiv va passiv elementlardan tashkil topgan qurilmadir.
Katta mikrosxemalar ichidagi aktiv elementlar soni 100 mingta etishi mumkin. Bitta katta mikrosxema EHM, mikroprotsessorlar yoki mikrokalkulyatorlarni butun bir blokining funktsiyasini bajarishi mumkin.