Robototexnika asoslari

2.2.Tranzistorlar
1948 y. D.Bardin va V.Bratteyn nuqtali n-p o‘tishlar bilan ishlab turib, ikki n-p o‘tishli qurilma quvvati bo‘yicha elektr tebranishlarni kuchaytirish qobiliyatiga egaligini guvohi bo‘lishdi. Bu qurilmani ular tranzistor deb atashdi (“Transfer” - o‘zgartiruvchi va “resistor” - qarshilik – ingliz so‘zlaridan olingan). Bugungi kunda bir yoki bir nechta n-p o‘tishli va uch yoki undan ko‘p uchlari bo‘lgan elektr o‘zgartiruvchi yarim o‘tkazgichli asbob tranzistor deb nomlanadi. Tranzistorlar konstruksiyasi bo‘yicha nuqtali va yassi bo‘lishi mumkin, biroq, garchi nuqtali tranzistorlar oldin paydo bo‘lishiga qaramasdan, ularning nostabil ishlashi shunga olib kelindiki, bugungi kunda faqat yassi tranzistorlar ishlab chiqariladi. Yassi tranzistor yarim o‘tkazuvchining monokristalli bo‘lib, unda ikki hudud bir tipdagi o‘tkazuvchanlikka ega, qarama-qarshi tipdagi o‘zgaruvchanlikka ega bo‘lgan hudud bilan bo‘lingan. Bu asboblarni asosiy vazifasi elektr tebranishlarni kuchaytirish yoki generatsiyalashdan iborat. Oddiy p-n-p va n-p-n o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan bipolyar tranzistorlar quyidagi rasmlarda o‘z aksini topgan.
Tranzistorlar maksimal ishchi chastotaga qarab quyidagilarga bo‘linadi. Past chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =330 mGs : Yuqori chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =30-300 mGs : O‘ta yuqori chastotaga ishlaydigan tranzistorlar ularni chastota chegarasi f =300 mGs : Bulardan tashqari qanday quvvatda ishlay olishiga qarab kichik quvvatli tranzistorlar R=0,3 Wt gacha; o‘rtacha quvvatli tranzistorlar R=0,3-3,0 Wt gacha; va katta quvvatli tranzistorlar R=3,0 Wt dan yuqori quvvatlarga bo‘linadilar.
Yarim o‘tkazgichli triod elektron asboblarining bir turi bo‘lib, tranzistor deb ataladi. Tuzulishi va ishlash usuliga qarab tranzistorlar bipolyar va unipolyar tranzistorlarga ajratiladi. Bipolyar tranzistorlarning ishlashi p-n o‘tish hodisasiga, unipolyar tranzistorning ishlashi esa, bir turdagi o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan yarim o‘tkazgichning o‘tkazuvchanligini elektr maydoni yordamida boshqarishiga asoslangan. Bipolyar tranzistor yarim o‘tkazgich monokristalda ikkita p-n o‘tish sohasini hosil qilish asosida yasaladi. Uni o‘tkazuvchanligi almashib keladigan 3 ta sohaga ajratish mumkin. Agar monokristallning hajmi bilan chegaralangan bo‘lsa, hosil bo‘lgan yassi tranzistor p-n-p turdagi tranzistor deyiladi. Aksincha, kovak o‘tkazuvchanlik soha orasida bo‘lsa n-p-n turdagi tranzistor hosil bo‘ladi. Bu tranzistorlarning sxemada belgilanishi.
Unipolyar tranzistorlar Unipolyar tranzistor elektr maydoniga ega bo‘lgan tranzistor bo‘lib, tok bir turdagi asosiy tok tashuvchi hisobiga hosil qilinadi. Elektr maydoniga ega bo‘lgan yoki “maydon”li so‘zning mohiyati shundan iboratki, unipolyar tranzistor chiqish toki boshqaruvchi elektrodning kuchlanishi hosil qiladigan elektr maydon orqali boshqarilishini bildiradi.
Tranzistor uchta sohadan iborat yarimo‘tkazgichli asbob. Uning tuzilishi keltirilgan. O‘rta qismi baza deb atalib, aralashma konsentratsiyasi chetki qismlariga nisbatan kam va yupqa bo‘ladi. Baza qalinligi LB, elektron yoki kovakning rekombinatsiyalashgunga qadar yugurib o‘tgan masofasi LD ga nisbatan kichik. LB < LD bo‘lsa, yupqa baza deb yuritiladi. LD shuningdek, diffuziya siljish uzunligi deb ham ataladi. Chetki qismlaridan biri emitter, ikkinchisi kollektor deb ataladi. Emitter degan nom elektronlar bazaga purkaladi, in’eksiya, ya’ni injeksiyalanadi degan ma’noni anglatadi. Mana shu xususiyati bilan elektron lampadagi katoddan termoelektron emissiya hodisasi tufayli elektronlar hosil bo‘lishi orasidagi farq tushuntiriladi. Tranzistor va vakuumli triod ishlash prinsipi jixitidan ham farq qiladi. Triodda to‘rga kuchlanish berilmasa ham, anod toki hosil bo‘ladi. Tranzistorda esa baza toki bo‘lmasa, kolektor toki ham bo‘lmaydi. ko‘rsatilgan tranzistor diskret tranzistor deb ataladi. Bu tranzistorda r-p o‘tishlar yarimo‘tkazgichli plastinaning qarama- qarshi tomonlarida joylashgan. O‘tishlari bir tomonga joylashgan tranzistorlar ham mavjud. Bunday tranzistorlar integral tranzistorlar deb ataladi. Emitter sohasida aralashma miqdori ko‘proq bo‘ladi. Kolektor zaryad tashuvchilarni ekstraksiyalash (sug‘urib olish) vazifasini bajaradi. Tranzistorning bazasi p yoki r o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lishi mumkin. Shunga ko‘ra chetki qismlari r yoki p o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Demak, tranzistor r-p-r yoki p-r-p strukturali bo‘ladi. Tarnzistorda ikkita r-p o‘tish mavjud. Buni hisobga olgan holda tranzistorni ketma- ket ulangan ikkita bog‘langan diod sifatida qarash mumkin Uning chetki uchlariga (evitter- kollektorga ) kuchlanish ulanganda r-p o‘tishlarning biri to‘g‘ri o‘tish bo‘lsa, ikkinchisida teskari bo‘lganligidan xar ikkala yo‘nalishda ham sistemadan tok o‘tmaydi. Kirish diodiga to‘g‘ri, chiqish diodiga esa to‘g‘ri kuchlanishga nisbatan bir necha marta katta bo‘lgan teskari kuchlanish beriladi. Bunda to‘g‘ri kuchlanish juda kichik bo‘lsa ham emitterdan bazaga kiritilayotgan zaryad tashuvchilarning soni ancha ko‘p bo‘ladi. Ba’zan kiritilgan zaryad tashuvchilarning ko‘pgina qismi diffuziya natijasida kollektorga o‘tadi, qolgan qismi esa bazadagi zaryad tashuvchilar bilan qo‘shilib o‘z zaryadlarini yo‘qotadi. Kollektorga o‘tib olgan zaryad tashuvchilar uning o‘tkazuvchanligini va kuchli elektr maydoni ta’sirida kolektor zanjiridagi tokning qiymatini ancha oshiradi. Shunga ko‘ra kollektordagi tok emitter tokiga proporsional ravishda o‘zgarib, qiymat jihatdan unga taxminan teng bo‘ladi. Tranzistorlarning asosiy ko‘rsatkichlaridan biri tok kuchaytirish koeffitsienti bo‘lib, quyidagicha ifodalanadi: Tranzistorlar uch hil ulanadi: umumiy baza (UB) bo‘yicha ulash, umumiy kollektor (UK) bo‘yicha ulash, umumiy emitter (UE) bo‘yicha ulash.Tranzistorlarni UE bo‘yicha ulanganda quvvat bo‘yicha eng katta kuchaytirish koeffitsienti olinadi. Shu sababli amalda umumiy emitter sxemalar qo‘llaniladi. Hozirgi vaqtda tranzistorlar turli asboblarda ko‘p ishlatiladi. Dastlab elektron lampalarda ishlaydigan turli murakkab apparatlar endilikda esa tranzistorlarda ishlamoqda.
Tranzistor - bu elektr signallarini kuchaytirish, yaratish, almashtirish va konvertatsiya qilish uchun foydalanishga imkon beradigan kichik kirish signalidan chiqadigan zanjirdagi muhim tokni boshqarishga qodir bo‘lgan yarimo‘tkazgichli materialdan tayyorlangan radioelektron komponent. Odatda tranzistorlar 3 pinga ega: tayanch, emitent va kollektor. Amal qilish algoritmini quyidagicha shakllantirish mumkin: bazadagi signalga qarab tokni kollektordan emitentga etkazish. Tranzistorlar har xil turdalga ega ammo bizning konstruktorimizda 2 xil tranzistorlar mavjud

Tranzistor NPN (PN2222)
Tuzilishi - n-p-n
Kollektor-emitent kuchlanishi, ortiq emas: 25 V
Kollektor bazasidagi kuchlanish, ortiq emas: 40 V
Emitter bazasi kuchlanishi, ortiq emas: 5 V
Kollektor oqimi, ortiq emas: 0,5 A
Kollektor quvvatining tarqalishi, ortiq emas: 0,625 Vt
Doimiy oqim kuchi (hfe) - 85 dan 300 gacha
O‘tish chastotasi - 150 MGts
Korpus: TO-92

2.5-rasm: Tranzistor NPN

Tranzistor PNP (S8050)

Tuzilishi - n-p-n
Kollektor-emitent kuchlanishi, ortiq emas: 25 V
Kollektor bazasidagi kuchlanish, ortiq emas: 40 V
Emitter bazasi kuchlanishi, ortiq emas: 5 V
Kollektor oqimi, ortiq emas: 0,5 A
Kollektor quvvatining tarqalishi, ortiq emas: 0,625 Vt
Doimiy oqim kuchi (hfe) - 85 dan 300 gacha
O‘tish chastotasi - 150 MGts
Korpus: TO-92

2.6-rasm: Tranzistor PNP