Bipolyar tranzistorun ekvivalent sxemləri və parametrlər sistemi

 Bipolyar tranzistorun ekvivalent sxemləri və parametrlər sistemi

Tranzistorun xarakteristikalarından əsasən iş rejimini təyin etmək və sxemlərin işini böyük siqnallar halında qrafiki təhlil etmək üçün istifadə edilir. Sxemlərin işini kəmiyyətcə qiymətləndirmək üçün tranzistor sxemlərinin analitik hesabat üsullarında ekvivalent sxemlərdən istifadə olunur. Bu sxemlər dəyişən cərəyan rejimində tranzistorun kiçik siqnallı parametrlərinin struktur əlaqələrini təsvir edir. Tranzistorun kiçik siqnallı ekvivalent sxemləri xətti dövrələrdən ibarət olub iki böyük qrupa bölünür:

1) tranzistorun fiziki xüsusiyyətlərini, strukturunu və həndəsi modelini nəzərə almaqla qurulan ekvivalent sxemlər; 

2)tranzistorun xüsusiyyətlərini aktiv dördqütblü kimi təsvir edən ekvivalent sxemlər (formal ekvivalent sxemlər).

Birinci qrup sxemlər tranzistorun daxili (fiziki) parametrləri, ikinci qrup sxemlər isə dördqütblünün xarakteris- tik parametrləri ilə xarakterizə olunur. Hər iki qrup sxem aktiv rejimdə işləyən tranzistor sxemlərinin təhlilində istifadə olunurlar. Tranzistorun daxili parametrlərinə əsaslanan ekvivalent sxemlər tranzistorun parametrlərinin tranzistorlu sxemin işinə təsirini çox aydın və əyani şəkildə öyrənməyə imkan verir. Ümumi bazali və ümumi emitterli qoşulma sxemləri üçün gücləndirmə rejimində işləyən tranzistorlu sxemlərin cərəyan və gərginliklərinin dəyişən toplananları üçün ekvivalent sxemi araşdıraq. Belə sxemlər tranzistorun giriş və çıxış xarakteristikalarının xətti hissələri üçün tərtib olunur. Bu halda tranzistorun parametrlərinin dəyişmədiyi hesab olunur və tranzistorun gərginlik və cərəyanın kiçik artımlarına aid olan diferensial parametrlərindən istifadə edilir. Belə halda tranzistorun strukturunu ən dəqiq təsvir edən Tşəkilli ekvivalent sxemdir. Ümumi bazali qoşulma sxeminin T-şəkilli ekvivalent sxemi (şəkil 6.1 З a) iki konturdan ibarətdir: giriş (emitterbaza) dövrəsinə aid sol və çıxış (kollektor-baza) dövrəsinə aid sağ kontur. rb müqavimətli baza dövrəsi hər iki kontur üçün ümümi olur.

Ekvivalent sxemə daxil olan parametrlər belə xarakterizə olunur. Düz istiqamətdə qoşulmuş emitter keçidinin diferensial müqaviməti:

arasında əlaqəni nəzərə almağa imkan verir. Emitter qatının həcmi müqaviməti və emitterin çıxış məftilinin müqaviməti kiçik olduğundan ekvivalent sxemdə nəzərə alınmır. re-nin qiyməti . Je-in sabit toplananlarından asılıdır: re=(fi t/Ie=0,025/Je. Bu müqavimət bir neçə Omdan onlarla Oma qədər ola bilər. Bazanın həcmi müqaviməti rb baza cərəyanının baza qatında emitterdən başlayaraq hərəkət etdiyi istiqamətdə təyin edilir. Adətən rb >re tranzistorun tipindən asılı olaraq 100-400 Om həddində olur. alfa ie ekvivalent cərəyan mənbəyi baza qatından kollektora axan emitter cərəyanının tranzit toplananını (cərəyanın emitterdən kollektora ötürülməsini) nəzərə alır. Əks istiqamətdə qoşulmuş kollektor keçidinin differensial müqaviməti:

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi bu müqavimət baza modulyasiyası nəticəsində Ukb-nin dəyişməsindən kollektor cərəyanının dəyişməsini nəzərə alır və 0,5-1 MOm həddində olur. Giriş dövrəsinin epsilon Ukb gərginlik mənbəyi tranzistordakı daxili müsbət əks əlaqəni ifadə edir və kollektor gərginliyinin dəyişməsinin təsirindən girişdə gərginliyin dəyişməsini təsvir edir. £=10'4-10'3 olduğundan çox vaxt bu mənbəyi ekvivalent sxemə daxil etmirlər. Emitter və kollektor keçidlərinin Се(b) və Сk(b) tutumları uyğun keçidlərin sədd və diffuziya tutumlarının cəminə bərabərdir. Sədd tutumu keçidə verilən gərginliyin işarəsindən asılı olduğundan (məsələn düz qoşulmada emitter keçidində sədd tutumu əks qoşulma halından çoxdur) emitter keçidinin sədd tutumu kollektor keçidinin sədd tutumundan çoxdur.

Diffuziya tutumu isə keçiddə gərginliyin dəyişməsindən bazada yüklərin dəyişməsi ilə xarakterizə olunur. Bazada yüklərin emitter keçidindəki gərginliyin təsirindən dəyişməsi yük daşıyıcılarının bazaya injeksiyası ilə, kollektor keçidindəki gərginliyin təsirindən dəyişməsi isə Erli effekti ilə əlaqədardır. Bazada yükün eyni bir qiymətdə dəyişməsi üçün kollektor keçidindəki gərginliyin dəyişməsi emitter keçidindəki gərginliyin dəyişməsindən çox asılıdır. Bu o deməkdir ki, emitter keçidinin diffuziya tutumu kollektor keçidinin diffuziya tutumundan çoxdur. Ce(b) və Ck(b) tutumlarının qiymətləri tranzistorun növündən asılıdır: yüksək tezlikli tranzistorlarm hər iki tutumu alçaq tezlikli tranzistorlardan kiçikdir. Diffuziya (əsasən) tutumunu ifadə edən Ce(b) tutumu bir neçə yüz pikofa- rad, sədd tutumu ilə müəyyən edilən Сk(b) tutumu isə bir neçə on piko farad həddində olur.

Belə fərqlənmələrinə baxmayaraq Сk(b) tutumu yüksək tezliklərdə tranzistorun işinə daha qüvvətli təsir göstərir. Bu onunla əlaqədardır ki, Ce(b) kiçik re müqaviməti ilə,

Elektronika- Hümbətov Ramiz

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

İş rejiminin və temperaturun bipolyar tranzistorun parametrlərinə təsiri

 İş rejiminin və temperaturun bipolyar tranzistorun parametrlərinə təsiri

Tranzistorun əsas parametrlərinə onun iş rejimini xarakterizə edən kəmiyyətlər (kollektor cərəyanı və gərginliyi, siqnalın tezliyi) və ətraf mühitin temperaturu müəyyən təsir göstərir. 

Elektronika- Ramiz Hümbətov

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Bipolyar tranzistorun dinamik rejimi və dinamik xarakteristikaları

 Bipolyar tranzistorun dinamik rejimi və dinamik xarakteristikaları

Bundan əvvəl qeyd edilmişdi ki, qoşulma sxemlərinin içərisində ən geniş yayılanı ümumi emitterli sxemdir. Bipolyar tranzistorun dinamik rejimini belə sxem əsasında araşdıraq. Dinamik rejimdə giriş siqnal mənbəyi Um baza dövrəsinə, Rk isə kollektor dövrəsinə qoşulur (şəkil 6.9).

Nəzərdə tutmaq lazımdır ki, yalnız çıxış dövrəsində yük müqavimətinin olması gərginliyə və gücə görə gücləndirmə əldə etməyə imkan verir. Sxemdən görünür ki, baza cərəyanının dəyişməsi nəinki kollektor cərəyanını, həm də kollektordakı gərginliyi dəyişdirir. Çünki kollektordakı gərginlik və cərəyan bir-birilə aşağıdakı ifadə ilə bağlıdırlar:

Tranzistorun belə rejimi dinamik rejim, bu rejimdə cərəyanlarla gərginliklər arasındakı asılılıqları göstərən xarakteristikalara isə dinamik xarakteristikalar deyilir. Dinamik xarakteristikalar Ek mənbəyinin gərginliyinin və Rk müqavimətinin verilmiş qiymətlərində statik xarakteristikalar ailəsi (sorğu kitablarında hər bir tranzistor üçün verilir) üzərində qurulur. Çıxış (kollektor) dinamik xarakteristikasını qurmaq üçün yuxarıdakı düz xətt tənliyindən istifadə edilir. Bu düz xəttin cərəyan və gərginlik oxlarından ayırdığı parçalan tapmaq üçün tənlikdə müvafiq olaraq Јк =0 və Uk=Ek yazaraq Uke=Ek və Jk=Ek/Rk tapılır. 

Müvafiq oxlarda Ек və Ek/Rk parçalanm ayıraraq alman nöqtələrdən AG xətti çəkilir. Bu düz xəttə yük xətti və onun statik xarakteristikalarla kəsişmə nöqtələrinin həndəsi yerinə dinamik çıxış xarakteristikası deyilir (şəkil 6Л0а). Bu xarakteristikanın köməyi ilə kollektor cərəyanının istənilən qiymətinə uyğun kollektor gərginliyinin və onunla əlaqədar olan baza cərəyanının qiymətini tapmaq olar. Yük xəttini həm də (fi=argtg Rk bucağı altında G nöqtəsindən çəkmək olar. Bazadakı Ube (giriş) gərginliyini tapmaq üçün giriş dinamik xarakteristikası qurulur.

Bunun üçün çıxış dinamik xarakteristikası üzərindəki nöqtələrə uyğun Jb2 və Uke-nin qiymətlərini giriş statik xarakteristikaları ailəsi üzərinə köçürmək lazımdır (şəkil 6.10 a). Bu nöqtələrin absisləri müvafiq baza gərginliklərini verir. CD xətti giriş dinamik xarakteristikasının bir hissəsidir. Yük xəttinin Jb2=Job cərəyanına uyğun statik xarakteristika ilə kəsişdiyi nöqtəyə (şəkil 6.10 b) işçi nöqtə və bu nöqtənin girişdə siqnal olmayanda ilkin haldakı vəziyyətinə isə sakitlik nöqtəsi (p) deyilir. Bu nöqtənin vəziyyəti sürüşmə mənbəyinin (Eb) gərginliyi ilə müəyyən edilir. Sakitlik nöqtəsinə görə kollektor (çıxış) dövrəsinin Jok sakitlik cərəyanı və Uok sakitlik gərginliyi təyin edilir. Bu halda dinamik rejim tənliyi Uok= Ек- Јок Rk olur. Sakitlik nöqtəsinin vəziyəti sxemin təyinatı ilə, giriş siqnalının qiyməti və forması ilə müəyyən edilir. Əgər giriş siqnalı simmetrikdirsə (məsələn şəkil 6.10 b də sinusoidal Ubm), onda sakitlik nöqtəsini yük xəttinin təxminən ortasında seçirlər. Bu zaman kollektor dövrəsindən Jkm cərəyanı axır və kollektordakı gərginliyin amplitudu Ukm olur. Əgər tranzistorun çıxış dövrəsinə xarici yük Ry qoşulsa(şəkil 4.9-da qırıq xətlə göstrilib) kollektor dövrəsinin dəyişən cərəyana görə ümumi müqaviməti Ry=RkRy/(Rk+Ry) olacaqdır. Bu halda dinamik xarakteristikan sakitlik nöqtəsindən (fi=arctgRy bucağı keçirmək lazımdır (şəkil 6.10 a qırıq xətt). Əgər tranzistorun iş rejimində işçi nöqtə yük xəttinin BF sahəsindən kənara çıxmırsa, belə rejimə xətti və ya gücləndirmə rejimi deyilir. Bu rejimdə baza (giriş) cərəyanını dəyişməsindən dəyişir (şəkil 6.11, 1-ci hisse) Əgər giriş cərəyanı Jbmax (B nöqtəsi) qiymətini alarsa, onun sonrakı artımı kollektor cərəyanını artırmır, kollektor cərəyanı doyma Jkd qiymətini alır. Bu halda kollektordakı gərginlik Uked=0,l - 0,3B həddində olur və ona göгә Uked < Ek almır. Bu, tranzistorun doyma rejiminə uyğun gəlir, bu halda tranzistorun hər iki keçidi düz qoşulmuş olur və tranzistoru qapalı açar kimi təsvir etmək olar.

Şəkil 6.1. Bipolyar tranzistorun iş rejimi

Elektronika - Hümbətov Ramiz

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Bipolyar tranzistorların qoşulma sxemləri və statik xarakteristikaları

 Bipolyar tranzistorların qoşulma sxemləri və statik xarakteristikaları

Elektrik dövrəsində tranzistor adətən elə qoşulur ki onun elektrodlarından biri giriş, ikincisi çıxış elektrodu, üçüncüsü isə giriş və çıxış dövrələri üçün ümumi elektrod olur. Giriş elektrodunun dövrəsinə dəyişən siqnal mənbəi} çıxış elektrodunun dövrəsinə isə yük müqaviməti qoşulur. Hansı elektrodun giriş və çıxış dövrələri üçün ümumi olmasından asılı olaraq tranzistorun üç qoşulma sxemi mövcuddur: ümumi baza ilə qoşulma, ümumi emitterlə qoşulma, ümumi kollektorla qoşulma (şəkil 6.4). Hər bir qoşulma sxemi iki statik xarakteristikalar ailəsi ilə xarakterizə olunur.

Çıxış statik xarakteristikaları ümumi emitterli sxemə uyğundur, yalnız kollektor cərəyanını emitter cərəyanı ilə əvəz etmək lazımdır. Giriş xarakteristikaları da ümumi emitterli sxemdəkilə eynidirlər, lakin onlar giriş gərginliyi rolunu oynayan kollektor keçidindəki gərginliyin qiyməti qədər sağ tərəfə sürüşdürülürlər. Sxemin keçid və tezlik xüsusiyyətləri ümumi emitterli sxemə uyğundur.

Sxem cərəyana və gücə görə gücləndirmə verir, gərginliyə görə isə gücləndrmə vermir, çünki çıxış gərginliyinin dəyişən toplananı giriş gərginliyinin dəyişən toplananından həmişə az olur. Sxemin cərəyana görə ötürmə əmsalı Je/Jb-dır. Bu sxemə bəzən emitter təkrarlayıjısı da deyilir və onun xüsusiyyətləri gələcək bölmələrin birində təfsilatilə veriləcəkdir.

n-p-n tipli tranzistorlarm uyğun qoşulma sxemlərində gərginlik mənbələrinin işarələri hər yerdə əksinə dəyişdirilməlidir.

Elektronika- R. Hümbətov

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Tranzistorun iş prinsipi

 Tranzistorun iş prinsipi

Tranzistorun iş prinsipini p-n-p tipli cihazın misalında öyrənək. Xarici gərginlik mənbəyi olmayanda yükdaşıyıcılarının konsentrasiyasının və həcmi yüklərin yaratdığı potensial fərqinin paylanması şəkil 6.2-də göstərilmişdir.

Elektronika- R.Hümbətov

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Bipolyar tranzistorlar

 Bipolyar tranzistorlar

İki p-n keçidə malik olan və üç qatlı yarımkeçirici strukturdan ibarət cihaza bipolyar tranzistorlar deyilir. Qatların bir-birinin ardınca yerləşməsi ardıcıllığından asılı olaraq onların iki növü p-n-p (şəkil 6.1a) və n-p-n (şəkil 6.1 b) olur. Bu cür tranzistorlar əritmə və ya diffuziya üsulu ilə yuxarıda izah edilən texnologiya əsasında əsasən silisiumdan və germaniumdan hazırlanır. "Bipolyar" sözü cihazda cərəyanın hər iki işarəli yük- daşıyıcıların (elektron və deşik) hərəkəti nəticəsində yaranması ilə əlaqədardır. Yarımkeçirici strukturda əsas (baza) rolunu orta qat oynayır. 

Kənar qatlar donor və ya akseptor aşqarlarının diffuziyası (və ya əridilməsi) yolu ilə yaradılır. Bu qatların biri emitter, digəri isə kollektor adlanır. Müvafiq keçidlər də həmin adları daşıyır. Emitter keçidi yük daşıyıcıları bazaya injeksiya edir, kollektor keçidi isə bazadan keçib gedən yükdaşıyıcıları yığır (ekstraksiya edir). Emitterin injeksiya etdiyi bazadan keçən daşıyıcıların hamısını yığmaq üçün kollektor keçidinin sahəsi emitter keçidinin sahəsindən çox olur (şəkil 6.1c).

Elektronika- R. Hümbətov

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Şottki diodlar

 Şottki diodlar

Şottki diodları fərqləndirən cəhət odur ki, onların keçidlərində qeyri-əsas yükdaşıyıcılarm injeksiyası olmur və bu diodlar əsas yükdaşıyıcıları ilə işləyirlər. Belə keçid metalın n tipli yarımkeçirici ilə təmasından yarana bilər. Şottki keçidində yük daşıyıcılarının yığılması və sorulması ilə əlaqədar olan diffuziya tutumu olmur, bu isə diodun düz istiqamətdən əksə qoşulma sürətini azaldır. Belə qoşulmanın müddəti yalnız sədd tutumu ilə müəyyən edilir və kiçik sahəli diodlar üçün nano saniyənin onda biri-yüzdə biri həddində olur. Uyğun olaraq diodlarm işçi tezliyi 3-15 Qhs sər- həddində olur. Açıq Şottki keçidində gərginlik düşgüsü r-n keçidinə nisbətən kiçik olur. Bunun səbəbi odur ki, böyük müqavimətli təmasdan hətta kiçik ilkin cərəyan axanda da ayrılan istilik enerjisinin təsirindən əlavə termoelektron emissiyası baş verir və düzünə cərəyanda iştirak edən yük- daşıyıcılarm sayı artır.

Şəkil 5.7a-da vakuumda yerləşdirilmiş və bir-birindən izolə edilmiş metal və n tipli yarımkeçiricinin zona diaqramları göstərilmişdir. Elektrona metaldan vakuuma çıxmaq üçünqədər, yarımkeçiricidən vakuuma çıxmaq üçün isəqədər enerji vermək lazımdır. Əgər metalın çıxış işi ya- rımkeçiricininkindən çox olarsa, təmas yarananda elektronların yarımkeçiricidən metala axını üstünlük təşkil edəcəkdir. Nəticədə metal mənfi, yarımkeçirici müsbət yüklənəcək və təmas sərhədində onların arasında təmas potensial fərqi yaranacaqdır. Elektronların istiqamətlənmiş hərəkəti (axını) Fermi səviyyələri bərabərlə şənə kimi davam edəcəkdir (şəkil 5.7 b). Elektronların təmasyanı sahədən getməsi nəticəsində yarımkeçiricinin bu sahəsində tükənmə baş venir və onun müqaviməti çoxalır. Yarımkeçiricidə fəza yükü sahəsinin eni bir neçə mikrometr, metalda isə 10'4mkm-dən az olduğuna görə təmasyanı sahədə yarımkeçiricinin enerji zonaları yuxarıya əyilir. Elektron əmələ gəlmiş səddi dəf etmək və bir maddədən digərinə keçmək üçün Fermi səviyyəsinin enerjisindən əlavəenerjisinə malik olmalıdır. Ya- rımkeçiricinin kasıblaşmış təmasyanı qatı təmasdan cərəyan axmasına mane olur və sərhəddi bağlayıcı rol oynayır. Bu halda xarici gərginlik daxili sahə ilə eyni istiqamətdə olarsa, həcmi yük sahəsinin eni çoxalır. Xarici gərginlik əks istiqamətdə olanda isə bu sahənin eni azalır. Beləliklə, tükənmiş qat yarananda metalın yarımkeçirici ilə təması düzləndirici xüsusiyyətə malik olur və belə təmasın xarakteristikası adi p-n keçidin xarakteristikasına uyğun olur.

Əgər metalın çıxış işi yarımkeçiricidən az olarsa elektronlar əsasən metaldan yarımkeçiriciyə axacaqlar və zonaların əyilməsi əks istiqamətdə olacaqdır (şəkil 5.7c). Təmasyanı qat daşıyıcılarla zənginləşir, yarımkeçiricidə elektronların konsentrasiyası çoxalır və onun müqaviməti azalır. Bu müqavimət gərginliyin işarəsindən asılı olmayaraq həmişə kiçik olur. Ona görə belə təmaslar düzləndirmə xüsusiyyətlərinə malik olmur və onlar omik keçidlər və mikro sxemlərin elementlərini xarici dövrəyə birləşdirmək üçün istifadə edilir. Şottki diodlarmm xüsusiyyətlərindən biri də odur ki, onların volt-amper xarakteristikası eksponensial xarakter daşıyır.

Bu diodları presizion (dəqiq) loqarifmləyici elementlər kimi 

olduğuna görə istifadə etməyə imkan verir.

Şottki sədləri silisium ilə molibden, nixrom, qızıl, alüminium və başqa metallarda təmas yaradılanda almır. Açıq keçiddə gərginlik düşgüsünün kiçik olması və iti sürətli qoşulmanın mümkünlüyü belə keçiddə qurulmuş cihazları rəqəm sxem texnikasında, məntiq elementlərində istifadə etməyə imkan verir.

Elektronika- Hümbətov. R

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg

Varikaplar

 Varikaplar

Xüsusi konstruksiyaya malik olan və dəyişən tutumlu kondensatorlar kimi istifadə edilən yarımkeçirici diodlara varikap deyilir. 

Varikapm iş prinsipi elektrik keçidinin tutumunun tətbiq edilən gərginlikdən asılılığına əsaslanır. Varikapm tutumu p-n keçidinin tutumu ilə xarakterizə olunur. Məlumdur ki, keçidin həcmi yükü gərginlikdən asılı olaraq dəyişir. Ona görə müstəvi p-n keçidinin yükləri sayca bərabər, işarəcə əks olan iki keçirici səthdən ibarət sistem kimi, başqa sözlə, müstəvi kondensator kimi təsəvvür etmək olar. Keçidin həcmi yükünün dəyişməsinin bu dəyşməni əmələ gətirən gərginliyin dəyişməsinə nisbətən keçidin sədd (yük) tutumu deyilir:

Elektronika- R.Hümbətov

Ardını oxu

Paylaş:    Facebook Twitter Google+ Stumble Digg