|
§. o’tishlarda fotoeffekt
|
| bet | 5/11 | | Sana | 12.10.2022 | | Hajmi | 1.67 Mb. | | #27062 |
Bog'liq 8-bob grammar worksheets, ELEKTR, 1-10 uzb, 1204406, Abdullayev Tezis 3, 4-Tema, HISOBOTI MAGISTR, 10 Informatika JavoblarUZB 10, 7-mavzu. Ekonometrik modellarni baholash, nazariy-o-qitishning-zamonaviy-usullarining-mazmuni-va-tuzilmasi, Kurs ishi yuzi, TARMOQDA MA’LUMOTLARNI XAVFSIZLIGI Raxmatilloyev Xurshidbek, Tayor Tarmoqlar – maqsad va vazifalar, 49-518.9-rasm. Fototranzistorlarning tuzilish sxemasi.
8.9, g-rasmda tasvirlangan strukturalardagi fotoeffekt ko’rib chiqaylik. 8.10-rasmda tuzilishli fototranzistorlarning qorong’ulikda , yoritilishda tashqi kuchlanish bor bo’lgandagi zonaviy modeli tasvirlangan. Bu ulanish sxemasida chapdagi emitter o’tish o’tgazuvchi yo’nalishida, o’ngdagi kollektor o’tish esa yopuvchi yo’nalishda ulangan. Demak, berilgan kuchlanishning deyarli hammasi kollektor o’tishga tushadi. Zanjir ulangandan keying dastlabki bosqichda zanjirdagi tok ayrim olingan kollektor o’tishning teskari toki ga tengdir, u esa bazadan kollektorga o’tayotgan kovaklar hamda kollektordan bazaga o’tayotgan elektronlar toklaridan tashkil topgan. Bu toklar bazada manfiy zaryad paydo qiladi.
8.10-rasm. Tashqi kuchlanish bo’lmaganda va bo’lgan holler uchun fototranzistorlarning zonaviy modeli:
qorong’ulikda; yorug’likda.
Shu tufayli emitter o’tishning potensial to’sig’i pasayadi va emitterdan bazaga kovaklar kiradi. Bu kovaklarning bir qismi baza orqali harakatlanib kollektorga kiradi, qolgan qismi bazadagi manfiy zaryadni kompensatsiyalashda qatnashadi.
Agar orqali emitter tokini uzatish koeffitsientini belgilasak, emitterdagi kovaklar tokning hissasi kollektorga yetib boradi, hissasi bazadagi manfiy zaryadni kompensatsiyalashda qatnashadi.
Bazaning elektrneytral bo’lishi shartiga ko’ra,
(8.48)
Ketma-ket ulangan zanjirning barcha qismlarida tok birday, shuning uchun
(8.49)
Bu ifodadan shunday hulosa chiqadi: chamasida bo’lgani uchun emitter o’tish qorong’ulikda fototranzistor tokini (fotodiodning tuyinish teskari tokiga nisbatan) orttiradi. Zanjirdagi tokni sohadagi asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar va emitter o’tkazgan, keyin baza orqali kollektorga yetib kelgan asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar belgilaydi. Demak, to’g’ri yo’nalishda ulangan emitter o’tishda potensiallar ayirmasining ozgina o’zgarishi ham bazaga kiritiladigan kovaklar sonini oshiradi va binobarin, kollektor tokini hamda tashqi zanjirdagi tokni ancha orttiradi. Bazani energiyali foton bilan yoritganda yorug’lik yutilib, elektron – kovak juftlari vujudga keladi. Ular kollektor hamda emitter o’tishlar tomonlariga diffuziyalanadi va o’tishlarning elektr maydoni ta’sirida ajraladi. Teskari yo’nalishda ulangan kollektor o’tish zanjirida teskari tok ortadi, chunki fototok kollektor tokiga qo’shiladi. (8.49) formulada o'rniga ni qo'yamiz:
, (8.50)
bu yerda ; - biqutbiy tranzistorning fototokni kuchaytirish koeffitsiyenti. Odatda ning qiymati 1 ga yaqin, binobarin, tranzistorning fotoki, fotodiod tokiga nisbatan marta kuchaygan bo’ladi va jami sezgirlik ham shuncha marta ortadi. Endi fototranzistor VAXining muhokamasiga o’tamiz (8.11-rasm). Bu holda ham avval konsentratsiyalar taqsimoti, so’ng toklarning ifodalari topiladi va tahlil qilinadi.
8.11-rasm. Fototranzistor volt-amper xarakteristikalari oilasi
Ma’lumki, 8.10-ramda tasvirlangan tranzistorning baza sohasida, yoritish sharoitida, nomuvozanat holatdagi erkin kovaklar konsentratsiyasi
(8.51)
ko’rinishida ifodalanadi, bunda - baza yoritilmaganda unga emitter orqali kiritilmagan nomuvozanat holatdagi kovaklar konsentratsiyasi, - baza yoritilgan holdagi kovaklar konsentratsiyasi.
Yetarlicha kichik toklar sohasida -o’tishdan tashqarida elektr maydon kuchlanganligi nolga yaqin bo’ladi, binobarin, tokning dreyf tashkil etuvchisi juda kichik. Yana tutqich markazlar yo’q yoki ularning konsentratsiyasi juda kichik, , deb faraz qilamiz. Bu sharoitda statsionar uzluksizlik tenglamalari quyidagicha ko’rinishni oladi:
, . (8.52)
Generatsiya bir tekis, uning tezligi
.
Bu tenglamalarning umumiy yechimlari esa:
, (8.52, a)
. (8.52, b)
Chegaraviy shartlar:
da ; (8.53, a)
da , ( - bazaning qalinligi) (8.53, b)
da , (8.54, a)
da (8.54, b)
(8.53, a, b) ni qanoatlantiruvchi (8.52, a) ning uzil-kesil ko’rinishi:
Bundan foydalanib, emitter va kollektor o’tishlardagi kovaklar toki aniqlanadi:
(8.55)
Xuddi shu yo’l bilan elektronlar toklari ham topiladi:
. (8.56)
Emitter va kollektorning to’la toklari quyidagicha bo’ladi:
. (8.57)
Qaralayotgan holda fototranzistor umumiy emitterli va uzuq bazali sxemada ishlaydi, shuning uchun:
. (8.58)
Tashqi kuchlanish kollektor va emitter o’tishlar orasida taqsimlanadi:
. (8.59)
(8.58) va (8.59) tenglamalar sistemasidan va ni topamiz. Soddalik uchun berilgan kuchlanishni deb qabul qilamiz. Amalda , shuning uchun ni e’tiborga olmaslik (nol deb hisoblash) mumkin. Endi yoritilayotgan tranzistordan o’tayotgan to’la tok tenglamasini yozamiz:
(8.60)
Qorong’ulikdagi tok ifodasi:
(8.61)
Natijaviy fototok ifodasi:
, (8.62)
bunda - birlamchi fototokdir, uni ikkala - o’tishdan diffuzion uzunlik qadar masofadagi tashqi sohalarda va ichki sohalarda yorug’lik vujudga keltirgan elektronlar va kovaklar harakati paydo qiladi
(8.63)
(8.62) ifodada natijaviy fototok shart bajarilgan holda tashqi tok manbayining kuchlanishiga bog’liq bo’lmaydi. Keltirilgan ifodalarda - elektronlarning sohadagi, -kovaklarning sohadagi konsentratsiyasi, - kovaklarning sohadagi, - elektronlarning emitter sohasidagi, kovaklarning kollektor sohasidagi diffuzion uzunliklari.
Qisqa tutashuv rejimida tranzistorning tok uzatish koeffitsiyenti
(8.64)
ni kiritamiz va (8.62) ifodani
(8.65)
ko’rinishida yozib olamiz.
Demak, aniq hisoblash yo’li bilan bu natijaga keldik. U umumiy mulohazalar asosida topilgan (8.50) ifodaning aynan o’zidir. . bo’lgan holda
(8.66)
bundagi
(8.67)
bu yerda , , , - emitter va bazaning o’tkazuvchanliklari va diffuzion uzunliklari. Agar bo’lsa, u holda kuchaytirish koeffitsiyenti
. (8.68)
Bu formula fotorezistor kuchaytirish koeffitsiyenti ta’rifiga o’xshashdir. Demak, fototranzistorlarda ham fotorezistorlardagidek asllik kattaliklariga va o’tkazish sohasiga nisbatan cheklashlar vujudga keladi. Fotorezistorning kuchaytirish koeffitsiyenti bo'lganda, chatotalarni o’tkazish sohasi bo’ladi, binobarin, fototranzistorning aslligi fotorezistor aslligi tartibida bo’ladi.
Endi o’tishli maydon tranzistorda fotoeffekt hodisasining kechishini qarab chiqamiz. Maydoniy tranzistorning tuzilishi 8.12-rasmda tasvirlangan.
8.12-rasm. Maydoniy fototranzistorning tuzilishi
U parallelepiped shaklidagi yarimo’tkazgich bo’lib, uning yon yog’ida o'tish, qarshi yoqning uchlarida omik kontaktlar olingan, o’tish zanjirida zatvorga teskari yo’nalishda ulangan. Kontaktlarning biri manba (исток), ikkinchi esa paynov (сток) deyiladi, ular orasida o’tish hajmiy zaryad sohasi bilan qarshi yoq orasidagi kanal bo’ylab tok o’tib turadi. Zatvordagi kuchlanish o’zgarishi tufayli hajmiy zaryad sohasi kengligi ham o’zgaradi, binobarin, tok kanalining kengligi hamda tokning kattaligi o’zgaradi. Foton energiyasi bo’lgan yorug’lik yoritilganda tranzistorning kanalida hamda zatvorga yondoshgan sohasida elektronlar va kovaklar vujudga keladi. o’tish nomuvozanat holatdagi zaryad tashuvchilarni ajratadi: kovaklar sohaga, elektronlar sohaga o’tkaziladi, zatvor zanjiriga fototok va unga mos kuchlanish paydo bo’ladi:
(8.69)
Zatvorda kuchlanishning o’zgarishi kanal bo’ylab o’tayotgan tokni o’zgartiradi:
(8.70)
bu yerda - xarakteristika tikligi. Demak, kanaldagi (manba va paynov orasidagi) tok marta kuchayadi, maydoniy fototranzistorning sezgirligi ham shuncha marta oshadi. ning ortishi fototranzistor sezgirligini orttiradi, ammo shu bilan bir vaqtda vaqt doimiysi ham ortib boradi, ya’ni asbobning tezkorligi kamayadi. Zatvor sifatida o’tish o’rniga Shottki to’sig’i (metall – yarimo’tkazgich) kontakti ishlatilishi ham mumkin, u fototranzistor tezkorligini oshiradi.
|
| |
