Транзисторлор

 

Жабдуулар:

-      тажрыйба тактасы;

-      мультиметр;

-      1000 резистор;

-      100резистор;

-      2 батарейка;

-      2N3904 транзистор.

 

Максат: Транзисторлордун иштөө принциби менен таанышуу.

 

Транзисторлор. Жарым өткөргүчтөрдүн өткөрүмдүүлүгүнүн физикалык негиздери №7 лабораториялык иште кеңири берилгендигин эсиңерге сала кетели. Жарым өткөргүчтөрдөгү -өтүш өзгөчөлүктөрүн электр термелүүлөрүн күчөтүү же генерациялоо үчүн триоддор же транзисторлор деп аталган түзүлүштөрдө колдонулат.

Ичине донордук жана акцептордук кошулмалар киргизилген германий же кремний транзисторлорунун бир түрүн талдап көрөбүз. Кошулма атомдордун таралышы мындайча: р-тибиндеги жарым өткөргүчтөрдүн эки катмарынын ортосунда n-тибиндеги жарым өткөргүчтүн өтө жука (бир нече микрометрчелик) катмарчасы түзүлөт (8.1-сүр.). Бул өтө жука катмарча  н е г и з  же  б а з а  деп аталат. Кристаллда багыттары карама-каршы болгон эки түз р-п өтүүлөр түзүлөт. Өткөрүмдүүлүгү ар түрдүү болгон областтардан чыгарылган үч өткөргүч бул транзисторду 8.1- сүрөттө көрсөтүлгөн схема боюнча бириктирүүгө мүмкүнчүлүк берет. Бул бириктирүүдө сол жактагы р-п өтүшү түз болуп эсептелет да, базаны өткөрүмдүүлүгү р-тибиндеги  эмиттер деп аталган областтан бөлүп турат. Аларды p-n-p-типтүү же n-p-n-типтүү транзисторлор деп айтабыз. p-n-p жана n-p-n - типтүү транзисторлордун иштөө принциптери бирдей. Алар уюлдары жана заряддуу бөлүкчөлөрдүн кыймыл багыттары менен гана айырмаланат. p-n-p -тибиндеги транзистордун иштөө принциби менен таанышалы (8.1а-сүрөт).Эгерде оңдогу -өтүшү болбосо, анда «эмиттер-база» чынжырында ток булагынын чыңалышынан (Б1 батареясы жана өзгөрмө чыңалуунун булагы) жана «эмиттер-база»  түз  өтүшүнүн кичинекей каршылыгын кошо эсептегендеги  чынжырдын каршылыгынан көз каранды болгон ток пайда болмок. Б2 батареясы схемада (8.1-сүрөт) оңдогу -өтүшү тескери болгондой бириктилген. Ал базаны оңдогу өткөрүмдүүлүгү р-тибиндеги коллектор деп аталган областтан бөлүп турат. Эгерде солдогу -өтүшү болбогондо, коллектор чынжырындагы ток күчү нөлгө жакын болмок, анткени тескери өтүштүн каршылыгы өтө чоң. Солдогу р-п өтүшүндө ток болгондо, коллектор чынжырында дагы ток пайда болот, бирок ток күчү эмиттердеги ток күчүнөн бир аз кичине болот. Анткени эмиттерге терс чыңалуу берилсе, анда солдогу р-п өтүү тескери болот да, эмиттердин жана коллектордун чынжырларында ток иш жүзүндө нөлгө барабар болот. Эмиттер менен база арасында чыңалууну пайда кылганда р-тибиндеги жарым өткөргүчтүн негизги алып

 

Транзистордогу  p-n-p жана n-p-n өтүштөр жана транзистордун электр схемасындагы белгилениши жүрүүчүсү-көңдөйчө базага өтөт, бул жерде көңдөйчөлөр негизги алып жүрүүчүлөр боло алышпайт. Базанын калыңдыгы өтө жука жана анда негизги алып жүрүүчүлөрдүн (электрондор) саны да анча көп эмес болгондуктан, мында  көңдөйчөлөргө киргендери базанын электрондору менен дээрлик рекомбинацияга келе алышпайт жана диффузия эсебинен коллекторго кире алышат.Оңдогу  р-п өтүш базанын негизги алып жүрүүчүлөрү – электрондор   үчүн жабык, а бирок көңдөйчө үчүн жабык эмес. Коллектордогу көңдөйчөлөр электр талаасы аркылуу камтылат да, чынжырды туюктайт. Базадан чыккан эмиттердин тармактанган чынжырында ток күчү эң эле аз болот, анткени базанын горизонталдык (8.1-сүрөт боюнча)  тегиздигинин туурасынан кесилиши вертикалдык тегиздигине караганда бир кыйла кичине болот. Коллектордогу ток күчү иш жүзүндө  эмиттердеги ток барабар, ошондой эле эмиттердеги ток күчүнө жараша өзгөрүп турат. Резистордун каршылыгы R коллектордогу токко анчалык таасир эте албайт, ошондуктан ал каршылыкты жетишерлик чоң кылып алууга болот. Чынжырга бириктирилген өзгөрмө ток ток булагынын чыңалуусун өзгөртүү аркылуу эмиттердин тогун башкаруу менен биз чыңалуунун резистордо R синхрондук өзгөрүшүнө жетише алабыз. Резистордун каршылыгы чоң болгон кезде андагы чыңалуунун өзгөрүшү эмиттер чынжырындагы сигналдын чыңалышынын өзгөрүшүнө оңдогон миң эсе ашып кетет. Бул болсо чыңалуунун күчөтүлүшүн билдирет. Каршылыгына бөлүнүүчү кубаттуулук болсо, эмиттер чынжырына зарп кылынган кубаттулуктан бир кыйла ашып кетет. Кубаттулугу боюнча күчөтүү жүргүзүлөт.

Схемада эмиттерге оң потенциал берилгендиктен, эмиттерден көңдөйчөлөр базаны көздөй кыймылда болушат. База өзү ток булагынын терс уюлу менен туташтырылган. Бул  учурда база өткөрүүчү абалда болот. Көңдөйчөлөрдүн айрымдары базанын электрондору менен нейтралдашат. База өтө жука болгондуктан, алардын басымдуу бөлүгү базадан коллекторго өтүп кетишет.

Базанын электрондорунун эмиттердин көңдөйчөлөрү менен нейтралдашуусунан базада I_б тогу пайда болот. Анын чоңдугу микроампер менен ченелет. Ал эми базадан коллекторго өтүп кеткен эмиттердин көңдөйчөлөрү батареянын терс уюулунан келген электрондор менен нейтралдашат. Эмиттердин айрым атомдору батареянын оң уюлунун аракети менен электронунан ажырап көңдөйчөгө айланып, коллекторго өтүүчү көңдөйчөлөрдү камсыз кылып турат. Ошентип, көңдөйчөлөрдүн эмиттерден коллекторго, электрондун коллектордон эмиттерге карата кыймылдары уланып, чынжырда   I_к тогу пайда болот. Эмиттерден коллекторго берилген көңдөйчөлөр тогунун (I_к), эмиттерден чыккан жалпы токко (I_к+ I_э) болгон катышы, б.а.

күчөтүү коэффициенти деп аталат. p-n-p транзисторлорунда ал 99%ти түзөт.

 

8.2-сүрөт. Транзистордун түрлөрү жана алардын конструктивдик өзгөчөлүктөрү

Транзисторлордун колдонулушу. Азыркы кездеги техникада транзисторлор (8.2-сүр.) эң эле кеңири таралган. Мурдагы электрондук лампаларга салыштырганда транзистордун бирден бир артыкчылыгы жарым өткөргүчтүү диоддор сыяктуу бир кыйла кубаттуулукту, ысытыш үчүн убакытты талап кылуучу кызытма катоддун жоктугу болуп саналат. Мындан сырткары, бул приборлор өлчөмү жана массасы боюнча электрондук лампаларга караганда ондогон жана жүздөгөн эсе кичине болуп саналат. Алар бир кыйла төмөнкү чыңалууда иштешет.

Жарым өткөргүчтүү диоддордогу кемчиликтер транзисторлордо да бар. Булар дагы температуранын жогорулашына, нурланууга жана электр тогунун чоңдугуна өтө сезгич келишет.