“AZƏRBAYCAN HAVA YOLLARI”
QAPALI SƏHMDAR CƏMİYYƏTİ
MİLLİ AVİASİYA AKADEMİYASI
Fakültə: “Fizika-texnologiya”
Kafedra: “Radioelektronika ”
İxtisas: “Elektrik və elektronika mühəndisliyi-050607”
Fənn: Güc elektronikası və elektrik intiqalı
Mövzu: sahə tranzistorları
Qrup: 2530a
Müəllim: Fikrət .N. Sultanov
Tələbə: Məhərrəmli Riad Zaur oğlu
BAKI-2023
5. Unipolyar tranzistorlar (sahə tranzistorları)
5.1. Unipolyar tranzistorların quruluşu və iş prinsipi
Yarımkeçirici təbəqədən axan cərəyanı ona perpendikulyar istiqamətdə yönəlmiş elektrik sahəsi ilə idarə etməyə imkan verən yarımkeçirici cihazlar sahə tranzistorları adlanır. Belə tranzistorların işində yalnız bir işarəli yükdaşıyıcılar (elektronlar, yaxud deşiklər) iştirak etdiyindən , bəzən sahə tranzistorlarına unipolyar tranzistorlar da deyilir. Aralarından cərəyan axan elektrodlar giriş (istok) və çıxış (stok) elektrodları, üçüncü elektrod isə idarəedici elektrod (zatvor) adlanır. Sahə tranzistorunda girişlə çıxış arasındakı keçirici kanalın müqavimətini dəyişməklə kanaldan axan cərəyan idarə olunur. Strukturundan asılı olaraq sahə tranzistorları iki qrupa bölünürlər: idarəolunan p-n keçidli və izoləedilmiş zatvorlu tranzistorlar.
İdarəolunan p-n keçidli sahə tranzistorunun iş prinsipi keçid müqavimətinin tətbiq olunan gərginlikdən olan asılılığına əsaslanır. Tranzistorda əsas yük-daşıyıcılar elektronlar olduqda buna n-kanallı, deşiklər olduqda isə p-kanallı sahə tranzistorları deyilir. Şək.5.1, a - da göstərilmiş tranzistorda cərəyan istokdan stoka n-kanalla axır. Burada gərginlik məbəyi zatvor- istok dövrəsinə, isə yük müqaviməti olan stok-istok dövəsinə qoşulmuşdur. n- kanal zatvorun p-oblastı ilə p-n keçidini təşkil edir. Tranzistorun zatvoru ilə n-tip istok arasına gərginlik əks istiqamətdə tətbiq olunduqda, bağlayıcı təbəqənin eni artır, cərəyan kanalı daralır və n-kanaldan axan cərəyan azalır. Müəyyən gərginliyində tranzistorun girişindən çıxışına axan cərəyan tamamilə kəsilir. Gərginliyin bu qiymətinə kəsmə gərginliyi deyilir. Beləliklə, zatvor-istok gərginliyini ( ) dəyişməklə kanalın müqavimətini və uyğun olaraq ondan axan cərəyanı ( ) idarə etmək olur ki, bu da müəyyən şərtlər daxilində sahə tranzistorundan gücləndirici kimi istifadə etməyə imkan verir. Şək.5.1, b-də n- və p- kanalı sahə tranzistorlarının şərti işarəsi göstərilib.
Şək.5.1.
İzolə edilmiş zatvorlu sahə tranzistorları iki cür olur: induksiya olunmuş kanallı və mövcud kanallı tranzistorlar. Hər iki halda nisbətən yüksək müqavimətli yarımkeçirici altlıq üzərində əks keçiricilik tipinə malik olan və güclü aşqarlanmış oblastlar yaradılır. Bu oblastların üzərinə metallik elektrodlar çökdürülür: stok və istok. Onlar arasındakı məsafə bir neçə mikrometr olur. Zatvor keçirici kanaldan kanal üzərində yetişdirilən izolə qatı (oksid qatı) ilə ayrılır və istok - stok cərəyanına ancaq özünün elektrik sahəsi ilə təsir edir. Zatvor keçirici kanaldan SiO2, SiO2-Al2O3, SiO2-Si3N4 və s. kimi nazik (0,05 - 0,2 mkm) dielektrik təbəqələri ilə izolə edilir. Dielektrik təbəqə kimi altlıq materialın oksidindən istifadə olunduqda bu cür sahə tranzistorları metal - oksid - yarımkeçirici (MOY) tranzistorlar adlanır. Belə tranzistorlar həmçinin MDY (Metal- Dielektrik-Yarımkeçirici) də adlanır. Zatvor, dielektrik təbəqəsi və yarımkeçiricidəki cərəyan kanalı kondensator təşkil edir. Kanaldan axan cərəyan bu kondensatora tətbiq olunmuş gərginliklə idarə edilir. Bu kanal bütovlüklə əks tipli yarımkeçiricinin daxilində yerləşdiridir (baxılan hal üçün p-tip).
Şək.5.2.
Əvvəlcə mövcud kanallı sahə tranzistora baxaq (şək.5.2, a). Fərz edək ki, gərginlik mənbəyinin müsbət qütbü stok, mənfi qütbü isə istok dovrəsinə qoşulmuşdur. Zatvorda heç bir potensail olmadıqda, n-kanalda cərəyan yarancaq (elektronların nizamlı hərəkəti). Bu zaman p-qatdan cərəyən axmır, çünki keçidlərdən biri əks qoşulmuş vəziyyətdə olur. İstoka nəzərən zatvora mənfi gərginlik verildikdə, kanalda eninə elektrik sahəsi yaranır. Bu sahə elektronları p-oblastı isiqamətində hərək etməyə məcbur edir. Nəticədə kanalda əsas yükdəşıyıcıların konsentrasiyası azalır və kanalın müqaviməti artır. Beləliklə, stok- istok crərəyanı zatvordakı əks potensialdan asılı olaraq azalır.bu reji «kasıblama rejimi» adlanır. Zatvora müsbət potensial verildikdə isə kanaldakı eninə sahənin istiqaməti əksinə dəyişir və burada elektronların konsentrasiyası artır. Nəticədə kanalın müqaviməti azalır və stok- istok cərəyanı artır. Bu rejim «varlanma rejimi» adlanır. İzolə edilmiş zatvorlu sahə tranzistorunun şərti işarsi şək.5.2, b- də göstərilmişdir.
|
