Mavzu-Yarim o‘tkazgich va yarim o‘tkazgichli asboblar
Reja:
Yarim o‘tkazgichlar haqida umumiy ma’lumotlar
Yarim o‘tkazgichlarni turlari
Yarim o‘tkazgichli asboblar
Yarim o'tkazgichlar - elektr o'tkazuvchanligi metallar va dielektrlarning o'tkazuvchanligi o'rtasidagi oraliq joyni egallagan moddalar.Yarim o'tkazgich - bu kauchuk kabi dielektriklardan yaxshiroq elektr energiyani o’tkazadigan materialdir, lekin mis kabi yaxshi o'tkazgich emas.Metallardan farqli o'laroq, harorat va yorug'likning oshishi bilan Erkin elеktronlar harakati bilan yuzaga kеlgan o‘tkazuvchanlik elеktron o‘tkazuvchanlik, matеrialning o‘zini esa n tipli yarim o‘tkazgich dеb ataladi. Yarim o‘tkazgichning elеktron o‘tkazuvchanligini hosil qiluvchi aralashmalar donorlar dеyiladi. Donor aralashmali valеnt elеktronlarning enеrgеtik sathlari o‘tkazuvchanlik zonasi yaqinidagi yarim o‘tkazgichning taqiqlangan zonasida joylashadi. Bunday matеriallarda donor sathlari hosil bo‘ladi .Donor sathi enеrgiyasiga ega bo‘lgan elеktronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga oson o‘tishlari mumkin va bunda zaryad eltuvchilarning diffuzion oqimini hosil qiladilar.Yarim o‘tkazgichli diod yarim o‘tkazgichning kristali hisoblanib, unda tеxnologik usullardan biri qullanilib, elеktrik n-p - o‘tish hosil qilingan. Kristalda bu n-p- o‘tishni hosil qilgan ikki soha chеgaralariga tok o‘tkazuvchi simlardan tayyorlangan chiqqichlar eritib yoki kavsharlab ulanadi. Diodning hamma sistеmasi shisha, mеtall, sopol yoki maxsus prеsslangan smoladan tayyorlangan korpusga joylashtiriladi. n-p o‘tishning konstruksiyasiga qarab yarim o‘tkazgichli diodlar nuqtaviy kontaktli va yassi diodlarga bo‘linadi. diodlarning shartli grafik bеlgilanishlari ko‘rsatilgan. Davlat standartlariga muvofiq diodlarning bеlgilanishi olti elеmеntdan iborat bo‘ladi. Birinchi elеmеnt (harf yoki raqam) dastlabki foydalanilgan matеrialni bildiradi: G yoki 1-gеrmaniy: K yoki 2-krеmniy: A yoki 3- arsеnid galliy.Ikkinchi elеmеnt (harf) diodning tipini kursatadi: D - umumiy diodlar, I-tunnеlli, S-stabilitronlar, V-varikaplar, S-to‘g‘rilovchi ustunchalar, A-yorug‘lik diodlari va hokazo.
VAXida m anfiy differensial qarshilik mavjud bo‘lgan, uch va undan ortiq p-n o ‘tishlarga ega ko‘p qatlam li yarim o‘tkazgich asbob tiristor deb ataladi. Tiristorning VAXida tok ortishi bilan kuchlanish kam ayadigan AB soha mavjud Tiristorning S — simon VAXi. T iristor ishlaganda ikkita m uvozanat holatda b o ‘lishi m um kin. Berk holatda tiristor katta qarshilikka ega va undan kichik tok oqadi. O chiq holatda tiristor qarshiligi kichik va undan katta tok oqadi. S hundan yarim o‘tkazgich asbobning nom i (tira — eshik) q o ‘yilgan. T iristorlar radiolokatsiyada, radioaloqa qurilm alarida, avtom atikada m anfiy o ‘tkazuvchanlikka ega yarim o‘tkazgich asbob sifatida ham da tok boshqaruvchi kalitlar, energiya o ‘zgartgichlarning b o ‘sag'aviy elem e n tlari sifatida yoki b o sh lan g ‘ich h o latd a energiya iste ’m ol qilm aydigan asbob — triggerlar sifatida keng ishlatiladi. Tiristorlar chiqishlari soniga qarab diodli (dinistor), triodli (trinistor) va tetrodli tiristorlarga bo‘linadi va to ‘rt qatlam li p-n-p-n tuzilm adan m os ravishda chiqarilgan ikki, uch va to ‘rt chiqishga ega bo'ladi. T uzilm a chekkasidagi p qatlam anod (A), n qatlam esa katod (K) deb nom lanadi. A nod va katod orasidagi n- va /7-sohalar baza deb ataladi, ularga o'rnatilgan elektrodlar esa boshqaruvchi elektrodlar deb ataladi,D iodli va triodli tiristorlar tokni faqat bir tom onlam a o ‘tkazadi. Bu o 'z n a v b a tid a , tiris to r la rn in g o 'z g a ru v c h a n to k n i b o s h q a ris h im koniyatini cheklaydi. O 'zgaruvchan tok zanjirlarida ikki tom onlam a kalit sifatida simistor (sim m etrik tiristor) ishlatiladi. Sim istor triak deb ham ataladi. S im istor p-n-p-n-p tuzilm aga va b ir yoki ikki boshqaruvchi elektrodga ega.D inistor sxem alarda o 'zaro ulangan ikkita triodli tuzilm a bilan alm ashtirilgan holda ko'rsatilishi m um kin. D inistorni tashkil etuvchi tra n z isto rla rg a ajra tilish i va o 'z a ro u lan g an tra n z is to rla r b ilan alm ashtirilishi da ko'rsatilgan. Bu ulanishda T1 tranzistorning kollektor toki T2 tranzistorning baza tokini, T2 tranzistorning kollektor toki esa T1 tranzistorning baza tokini tashkil etadi. T ranzistorlam ing bunday ulanishi hisobiga asbob ichida m usbat TA hosil bo'ladi.Bipolyar tranzistor ixtiro qilingandan (1948-yil) buyon yarimo‘tkazgichlar elektronikasi deb ataluvchi soha tez sur’atlar bilan rivojlana boshladi. Issiqlik t a ’sirida yarim o'tkazgichdagi valent elektronlarning m a’lum qismi erkin zaryad tashuvchilarni yuzaga keltirishi mumkin. Yarimo‘tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligi yorug'lik oqimi, zarralar oqimi, kiritmalar konsentratsiyasi gradiyenti, elektr m aydon va boshqalar ta ’sirida ham o'zgarishi mumkin. Yarimo‘tkazgichlarning bu xossasidan turli vazifalarni bajaruvchi diodlar, tranzistorlar, termistorlar, fotorezistorlar, varikap va boshqa yarimo'tkazgich asboblar tayyorlashda foydalaniladi. E lektr o 'tkazu vch an lik, y a ’ni e le k tr k u c h la n ish t a ’sirida moddalardan elektr toki o ‘tishi uning elektr maydonga nisbatan asosiy xususiyatini belgilaydi. Bu kattalik qiymat jihatdan Om qonunining differensial ko‘rinishi bo‘lib, solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikcr bilan baholanadi.Elektr o'tkazuvchanlik elektr m aydon yoki kiritm alar konsentratsiyasi gradiyenti ta’sirida erkin zaryad tashuvchilar (EZT) harakati hisobiga amalga oshadi. Yarimo‘tkazgichda bir vaqtning o ‘zida turli massa va ishoraga ega bo'lgan EZTlar mavjud bo'lib, ular elektr maydon ta’sirida turli tezlik S., ka ega bo'ladilar. Shuning uchun elektr toki zichligi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: bu yerda: n. — EZTlar konsentratsiyasi, qt — ularning zaryadi. Yarimo'tkazgich materiallar kristal, amorf va suyuq holatda bo'lishi www.ziyouz.com kutubxonasi m um kin. Y arim o'tkazgichlar texnikasida asosan kristali yarimo'tkazgichlar (asosiy moddaning 10"’ atomiga bittadan ortiq bo'lmagan kiritmalar atomi to'g'ri keluvchi monokristal) ishlatiladi. Solishtirma elektr o'tkazuvchanligi cr bo'yicha metallar bilan dielektriklar oralig'ida joylashgan moddalar yarimo'tkazgichlarga kiradi. Xususiy, ya’ni kiritmasiz yarimo'tkazgichlar elektr o'tkazuvchanligi cr, ning temperaturaga bog'liqligi xususiy konsentratsiya n( ning temperaturaga bog'liqligi bilan aniqlanadi. Kremniy uchun nisbiy xususiy o'tkazuvchanlikning tem peraturaga bog'liqlik grafigi cr / cr = f ( 1 /Т) yarim logarifmik masshtabda ko'rsatilgan. Amaliyot uchun taalluqli bo'lgan tem peratura diapazonida (— 60-h + 125°C) kremniyning xususiy o'tkazuvchanligi 5 tartibga o'zgarishi 1.1, a-rasmdan ko'rinib turibdi. Taqiqlangan zona kengligi kremniynikiga nisbatan tor bo'lgan materiallarda (masalan, germaniyda) cr ning nisbiy o'zgarishlari kichikroq, cr ning qiymatlari esa sezilarli katta bo'ladi.
Energiya o’tkazuvchanlik sohalari diagrammasi:
a-o’tkazgich;
b-yarim o'tkazgich;
s-dielektrik
Mavzu-Impuls diodlari
Reja:
1.
2.
3.
Паст частотали диодлар ясси диодлар бўлиб, германий ва кремний монокристалларидан, поликристалли сим, титан ва мис оксидидан тайёрланади. Бу тўғриловчи диодлар токни қийматига қараб ўз навбатида кичик, ўрта ва юқори қувватли диодларга бўлинади.
Iтуг < 300 Ма-кичик-қувватли;
Iтуг < 300 Ма < 10а-ўрта қувватли;
Iтуг > 10а-катта қувватли;
Юқори частотали тўғрилагич диодлар частотаси f=150 Мгц бўлган сигналларни детекторлаш ва тўғрилашда фойдаланилади. Бу турдаги диодлар германий элементидан тайёрланади ва нуқтавий диод деб юритилади, сиғим кичик бўлгани учун улардан юқори частотали сигналларни тўғрилашда ишлатилади. Ўзаро кантактлашиш жойи нуқтавий бўлганлиги учун қувват 1,5-3,0 Вт бўлади. Ток қиймати сал ошса кристалл нуқтаси қизиб кетиб диод ишдан чиқади. Компьюторларда асосан импульс диодлар ишлатилади. Уларнинг асосий вазифаси ток йўналишини бир лаҳзада (микросекунд, наносекунд) ўзгаришини таъминлайди.
Импульс диодлар махсус материаллардан тайёрланади ва юқори техналогик ишлов берилади. Импульсли диодлар германий ва кремний элементидан тайёрланади ва Д18 ва Д219 сонлар билан белгиланади. Ярим ўтказгичли тўғрилагич импульсли диодлар қўйидаги параметрлар билан тавсифланади.
в) Электрик параметрларини ўзгартирувчи диодлар. Бу турдаги диодлар P-N ўтиш ва ярим ўтказгич металл контактининг чизиқли бўлмаган волть-ампер тавсифига эга бўлишига асосланган. Параметрларни ўзгартирувчи диодлар қандай мақсадларга қўлланилишига қараб, частотани силжитувчи, кўпайтирувчи ва модуляцияловчи диодларга ажралади.
Частотани силжитувчи диодлар бир-бирига яқин частотали сигналларни аралаштириб ва талаб этилган частотани олиш учун ишлатилади.
Кўпайтирувчи диодлар эса берилган сигналларни ҳар хил сигналларга айлантиради.
Модуляцияловчи диодлар ёрдамида кириб келаётган сигналларни амплитуда қиймати ўзгариши учун ишлатилади.
с) Стабилитронлар. Бундай турдаги диодлар ёрдамида қиймати ўзгариб турадиган ўзгармас кучланишни тўғрилаш яъни мувозанатлашда фойдаланилади.
Стабилитронларнинг энг оддий чизмаси билан танишамиз. (1-расм).
Тушунча берамиз!
Агар 1-1 кириш жойида U(в) кучланиш ортса, стабилитрондаги кучланиш кескин ошади, ички қаршилик камаяди. Натижада R-қаршиликдаги потенциал тушуви ортиб, Rт-қаршиликдаги потенциал тушуви ўзгармай қолади. 2-2 чиқишда мувозанатлашган кучланиш олинади.
Стабилитроннинг асосий параметрлари:
Мувозанатга келган кучланиш – Uмув;
Динамик қаршилик
Статик қаршилик
Ночизиқли коэффициент
Мувозанатлашган кучланишдаги температура коэффициенти
Стабилитронни динамик қаршилиги диоддан ўтаётган токнинг ўзгариши билан мувозанатлашган кучланишни ўзгаришини тавсифини беради.
Динамик қаршилик қанча кичик бўлса, кучланишни мувозанатлаш шунча яхши бўлади.
Статик қаршилик эса диоднинг ўзида юқотиладиган қувватни аниқлайди.
Ночизиқли коэффициент диоддаги токнинг нисбий ўзгаришини мувозанатлашган кучланишнинг нисбий ўзгаришига бўлган нисбати билан ўлчанади. Мувозанатлашган кучланишнинг ўзгариши қанча кичик бўлса, яъни қанча катта бўлса, стабилитрон шунча яхши ишлайди.
Замонавий стабилитронлар кремний қотишмаларидан тайёрланади ва ва ундан юқори қийматларга эгадир.
d) Варикаплар. P-N ўтиш жараёнида электр сиғими мавжуд. Демак P-N ўтишга мослашган ҳар қандай ярим ўтказгичли диодни электр сиғимини бошқариш мумкин. Чунки P-N ўтишдаги электр сиғими берилган ташқи кучланишга кучли боғлангандир. Кучланишни ўзгартириш йўли билан электр сиғимини ўзгартирувчи P-N турдаги махсус тайёрланган ярим ўтказгичлар ''Варикаплар'' номи билан юритилади. Варикапларда P-N ўтишнинг тескари кучланиш ''Uтес'' берилганда электр сиғим (актив сиғим)дан фойдаланилади.
Қўйидаги 2-расмда варикапнинг чизмаси келтирилгандир.
Тушунча берамиз!!!
Варикапнинг асосий параметрларидан бири, унинг ишончлилигидир. Паст частоталарда диоднинг Rк/к қаршилигини ҳисобга олмасак ҳам бўлади. У ҳолда варикапнинг ишончлилиги (1)
бу ерда - айланиш частотаси. Юқори частоталардан эса P-N ўтишнинг қаршилигини ҳисобга олмасак ҳам бўлади. Лекин диоднинг Rк/к қаршилигини ҳисобга олиш зарур бўлиб, бунда ишончлилик – ''Q'' тенг.
(2)
бўлади.
ва (2) ифодалардан кўринадики варикапнинг ишончлилиги паст частоталарга тескари пропорционал экан. Пастдаги жадвалга варикапнинг ишончлилиги частотага боғлиқ эканлиги кўрсатилгандир (3-расм).
Паст частоталарда ишлайдиган варикаплар кўпроқ ''кремний'' элементидан тайёрланади.
|
