Майдонли транзисторларнинг тузилиши ва ишлаш принципи

• Название: Майдонли транзисторларнинг тузилиши ва ишлаш принципи
• Дата: 09.05.2023
• Размер: 76.83 Kb.
• Имя файла: maydonli_tranzistorlar.docx
• Тип: Документы; #1116022

Maydonli tranzistorlar

1. 
   Майдонли транзисторларнинг тузилиши ва ишлаш принципи.
   

Майдонли транзисторлар-чикиш токи кириш кучланиши билан бошкариладиган ярим утказгичли асбоб. Майдонли транзисторларда чикиш токига таъсир килувчи кириш кучланиши хосил киладиган электр майдон оркали бошкарилишини билдиради.

Биполяр транзисторларда икки хил – асосий ва асосий булмаган заряд ташувчилар мухим ролғ уйнаса, майдонли транзисторларда эса ток асосий ток ташувчилар хисобида хосил килиниб, асосий булмаган ток ташувчилар мухим ролғ уйнайди.. Шу сабабли майдонли транзисторлар униполяр транзисторлар хам дейилади.

Майдонли транзисторлад токни бошкариш электр майдон воситасида бошкариладиган узгармас ток ва паст частотали узгарувчан токлар учун кириш каршилиги катта булади: 10⁸ 10¹⁵ ом. Кириш каршилиги кичик булиши зарур холларда биполяр транзисторлар кулланилади. Майдонли транзисторлар биполяр транзисторларга нисбатан содда ва микросхемаларда кам юзани эгаллайди.

Майдонли транзисторлар тайёрланиш технологиясига кура икки группага булинади: бошкариладиган р-n утишли ва затвори изоляцияланган майдонли транзисторлар.

Бошкариладиган р-n утишли транзисторлар энг содда майдонли транзистор булиб, унда транзистор n⁺ ёки р- утказувчанликка эга булган кристалдан тайёрланади. Кристалнинг карама карши томонларидан уланиш учлари чикиб, улардан бири исток(упкон) деб аталади. Исток ва сток оралигидаги катлам канал деб юритилади ва унга диффузия усули билан Р-соха (n-утказувчанликка эга булган кристалда) жойлаштирилади. Шунинг учун стокка истокка нисбатан мусбат кучланиш берилса, асосий ток ташувчилар, яъни электронлар стокка томон харакат килади.



1–расм. Бошкариладиган Р-П утишли майдон тразистори

Савол. Майдонли транзистор деб нимага айтилади?

Затворга кучланиш хамма вакт тескари кучланишда берилади, чунки р-n утиш ёпилиши керак. Курилаётган холда затворгаистокка нисбатан манфий кучланиш берилган. Шунинг учун р-n утиш катлами кенгайиб, канални торайтиради. Яъни Е₃ манба кучланишини узгариш хисобига каналнинг кесими узгартирилади. Бу ундан утаётган электорн окимининг микдори узгаришига, яъни токнинг бошкарилишига олиб келади. Транзистор оркали утувчи ток нолга тенг ёки маълум белгиланган кийматгача камаядиган затвор-исток кучланиши ажратиш кучланиши дейилади. Р – каналли транзисторларда бу кучланиш нисбат булиб, одатда 0,2 – 7 В оралигида булади.

Затвори изоляцияланган транзисторларда эса металдан ясалган затвор асос катлам – каналдан диэлектрик модда билан ажратилган булади. Шунинг учун бундай транзисторлар (металл диэлектрик-проводник)МДП турдаги майдонли транзисторлар хам деб аталади. Купинча диэлектрик сифатида (SiO₂) кремний оксиди олинади. МДП-турдаги транзисторлар куйидагича тузилишда булиб, унда хам стоп токи затвор кучланиши оркали бошкаврилади. Затвор билан асос ярим утказгич орасида электр майдони кучланганлигининг йуналишига караб, асосий ток ташувчилари ё асос яримутказгичнинг сиртига ёки хажмига тортилади. Агар асосий ток ташувчилар асос ярим утказгичнинг сиртига тортилса , сирт катлам-утказувчанлик каналининг утказувчанлиги ортади, хажм ичига тортилганда эса , у камаяди. Биринчи турда ишлайдиган транзисторлар бойитилган турда, иккинчи турдагилар эса, камбагаллаштирилган режимда ишлайдиган транзисторлар дейилади.

Умуман МДП турдаги транзисторларнинг ишлаш принципи мураккаб булиб, у асос ярим утказгичининг материалига, ток ташувчилар концентрациясига ва ясаш технологиясига боглик. Шунга кура улар икки турга булинади: канали индукцияланувчи ва канали хосил килинган транзисторлар деб аталади.

Канали индукцияланувчи транзисторларда затвор кучланишнинг бирор кийматигача сток токи хосил булмайди. Чунки затвор кучланиши бирор чегаравий кийматдан ортгандан кейингина заряд таксимоти- утказувчи канал вужудга келади ва и скдан стокка томон ток ока бошлайди. Затворли кучланиш ортиши билан каналнинг утказувчанлиги ортади. Одатда бу кучланиш 1%6В атрофида булади. Канали урнатилган транзисторларда исток ва сток орвлигида утказувчан канал олдиндан мавжуд булади ва затвор кучланиши нолга булганда хам сток токи утиб туради. Затворга кучланиш бериб уни бошкариш мумкин. Затворга манфий кучланиш берилганда каналда мусбат зарядлар индукцияланади ва зарядларга "к«мбагал" зона очилиб, каналнинг солиштириш каршилиги ортади. Мафий потенциал И_из.ам етганда исток ва сток оралигида ток тухтайди ва аксинча Р-типли канал хосил килинганда затворга мусбат кучланиш берилади.

2. Майдонли транзисторлар куйидаги куринишда белгиланади.


Умумий майдони транзисторларнинг характеристикалари.
Характеристикадаги чизиқли сохага тугри келган ток ва кучланиш орасидаги боғлинишни куйидаги формула оркали ифодалаш мумкин:

(2)

Бу ерда I_сб бошлангич сток токи.

Характеристиканинг туйиниш сохаси учун бу богланиш тахминан

(3)

ёрдамида ёзиш мумкин.

Характеристикадан фойдаланиб транзисторнинг куйидаги параметрларини топиш мумкин:

Чикиш утказувчанлиги

; (4)

ёки майдон транзисторининг чиқиш қаршилиги

(5)

Кам кувватли майдон транзисторларида бу катталик одатда 10 100 кОм атрофида бщлади.

Характеристиканинг тенглиги:

; (6)

билан аниқланади.
Майдонли транзисторларнинг сток токи иккита кучланиш-затвор ва сток кучланишларининг функциясидир:

Затвор кучланиш узгармас булганда, сток токининг сток кучланишига богликлиги

2. 
   Майдонли транзисторларнинг чикиш характеристикалар системаси, сток кучланиши узгармас булганда стоктокининг затвор кучланишига богликлиги эса утиш (кириш ) харакеристикалар системаси деб аталади.
   

U₃=0

М

U₃<0

б)

а)

Расм -2 Бошкариладиган р-п утишли майдон транзисторининг а) кириш б)чикиш характеристикалари.

Затвор кучланишнинг устки ва пастки камбагаллашган сохаларни бир-бирига туташтирадиган U_зо киймати чегаравий кучланиш дейилади. Бу кучланиш киймати хосил булиши учун исток билан сток орасидаги кучланиш мусбат булиб U_с=U_з-U_зо кийматга тенг булиши керак.У чизикли ва туйиниш сохаларини ажратиб турадиган парабола оркали тасвирланган. Унда U_з=О булгандаги характеристикани М нуктада кесиб утамиз. Унинг координатолари U_с=U_со ва I_с=I_со сток токининг туйинишини ифодалайди. Агар парабола тенгламаси га М нукта координатоларини куйсак
, ни хосил киламиз ва М нуктадаги сток токининг ифодаланиши.Уни копер транзисторни параметирларини аниклаши учун Х дан сток токини тулик дифференциалини аниклаш керак.



ва
Деб белгиласак . Укуйидаги куринишга келади

, I_c=const
Бунда, (*) (*) тенглаш уни поляр транзисторнинг характеристик тенгламаси дейилади. У сток токининг бирор кийматга узгариши учун сток кучланишини затвор кучланишига нисбатан м мартада купрок узгаришини курсатади.

μ -транзисторнинг статик кучайтириш коэффицинти дейилади.

Униполяр транзисторнинг статик параметрлари дейилади. Униполяр транзисторнинг кириш каршилиги 10¹⁵ ом частотаси (ГГЦ) лиги билан афзалдир.У иссиклик ва радиактив нурларга чидамли.