Saturday, January 23, 2021

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

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





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







Tunel diodları

 Tunel diodları

Tunel diodlarmm iş prinsipi elektron-deşik keçidində baş verən tunel effektinə əsaslanır. Tunel effekti cihazın voltamper xarakteristikasında düzünə qoşulma halında əks müqavimətli hissənin yaranmasına gətirib çıxarır (şəkil 5.4ç 12 hissəsi). Şəkil 5.4a-da tunel diodunun p-n keçidin xarici gərginlik olmadığı hal üçün enerji diaqramı göstərilmişdir. Tunel effekti əsasında qonşu qata keçə bilən elektronlar oxlarla işarə olunmuşdur. Görünür ki, p qatının valent zonası və n qatının keçiricilik zonası üst-üstə düşdüyündən bu zonaların elektronları eyni enerji səviyyələrində olurlar. Fermi səviyyəsi müvafiq icazə verilmiş zonalar həddində olur. Bu səviyyədən yüksək enerjiyə malik olan elektronların sayı çox olmur. Xarici gərginlik olmayanda qarşılıqlı "sivişən" elektron axınları bərabər, dioddan keçən cərəyan isə sıfra bərabər olur.


Elektronika- R. Hümbətov



Friday, January 22, 2021

Stabilitronlar- Zener diodları

 Stabilitronlar- Zener diodları

Stabilitronlar elektrik sxemlərində gərginliyi stabilləşdirmək üçün istifadə olunur. Onların volt-amper xarakteristikasının deşilmə hissəsində gərginliyin qiyməti cərəyandan zəif asılı olur. Bu cihazların xarakteristikalarının işçi hissəsi əks qoşulma rejiminə uyğun gələn əks qoldur (şəkil 5.3).





İmpuls diodları

 İmpuls diodları

Bu diodlar qoşulma müddəti bir mikrosaniyədən kiçik olan itisürətli impuls sxemlərində istifadə olunur. Belə iş rejimini təmin etmək üçün diodlar bəzi konstruktiv-texnoloji xüsusiyyətlərə malik olmalıdır. Diodlarm ətalətliyi sədd tutumu və yük daşıyıcıların keçid yaxınlığında yığılan yükü ilə müəyyən edilir. İmpuls diodlarmı fərqləndirən cəhət ondadır ki, onlarda elektrik keçidinin sahəsi və bazada qeyri-tarazlıq yükdaşıyıcılarmm ömrü azdır.


Elektronika- R.Hümbətov




YARIMKEÇİRİCİ DİODLAR

 YARIMKEÇİRİCİ DİODLAR



Bir p-n keçidə malik olan və iki elektrik çıxışı olan cihaza yarımkeçrici diod deyilir. Yarımkeçirici diodlar təyinatlarına, konstruktiv texnoloci xüsusiyyətlərinə və materialının növünə görə təsnifatlaşdırılır.

Təyinatlarına görə diodlar aşağıdakı növlərə bölünür: düzləndirici diodlar, impuls diodları stabilitronlar (dayaq diodları), varikaplar, tunel diodları, Şottki diodları və s.

Konstruktiv-texnoloji xüsusiyyətlərinə görə müstəvi və nöqtəvi diodlar olur.

Diodlar germaniumdan, silisiumdan, selendən, silisium karbiddən, qallium arseniddən hazırlanır.

Əksəriyyət diodlarm iş prinsipi keçiddə baş verən hadisələrə əsaslanır. Ən çox elektron-deşik keçidi, metal- yarımkeçirici təması və heterokeçidlər istifadə olunur.

Yarımkeçirici dioda elektrik dövrəsində qeyri-xətti volt-amper xarakteristikasına malik ikiqütblü kimi baxmaq olar.

Diodlar elektrik siqnalları üzərində müxtəlif çevrilmələr (düzləndirmə, detektə etmə, tezliyin çoxaldılması, işıq enerjisinin elektrik enerjisinə çevrilməsi və s.) aparır.

Elektronika- R.Hümbətov


YARIMKEÇİRİÇİ PARAMETRİK ELEMENTLƏR- Termorezistor-Pozistor-Varistor

YARIMKEÇİRİÇİ PARAMETRİK ELEMENTLƏR-
Termorezistor- Varistor- Pozistor


 Bü cür elementlərin işi xarici təsirdən yarımkeçiricinin öz xassələrinin dəyişməsinə əsaslanır. Onlarda istifadə olunan əsas hadisə xarici amillərin təsirindən elektron-deşik cütünün generasiya edilməsidir.

Yarımkeçirici parametrik cihazlarda p-n keçidlər olmur, onları hətta keçidsiz elementlər adlandırırlar. Bunların ən geniş yazılmış növü yarımkeçirici rezistorlardır.

Yarımkeçirici rezistorlarm iş prinsipi temperaturun, elektromaqnit şüalanmasının, tətbiq edilən gərginliyin və s. təsirindən yarımkeçiricinin öz müqavimətinin dəyişməsinə əsaslanır.

Termorezistor (termistor) həcmi və ya təbəqəli ya- rımkeçirici müqavimətdən ibarətdir və bu müqavimətin qiyməti temperaturdan asılı olaraq dəyişir. Onları keçid metalların (titandan sinkə qədər) oksidlərindən ibarət polikristal yarımkeçirici materiallar əsasında hazırlayırlar.

Termistorlar öz müqavimətlərini xaricdən və termis- tordan axan cərəyanla qızdırma nəticəsində dəyişirlər. Birinci qrup termistorlar ətraf mühitin temperaturunu ölçmək üçün temperatur vericisi kimi istifadə edilir. İkinci qrup elementlər isə elektrik dövrələrində gedən prosesləri tənzim etmək üçün istifadə olunur.

Ən geniş yayılmış termistorlar mənfi temperatur əmsalına malikdir: temperatur artdıqca onların müqaviməti azalır. Bu temperaturun təsirindən termorezistorun daxilində sərbəst yük daşıyıcılarının konsentrasiyasmm və onların yürüklüyünün artması ilə əlaqədardır. Termorezistorun müqavimətinin temperaturdan asılılığı belədir:

Burada ri-termistorun işçi gövdəsinin ölçülərindən və yarımkeçiricinin xüsusi müqavimətindən asılı əmsal, 5-yarımkeçiricinin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilən temperatura həssaslıq əmsalıdır.

RT=f(T) asılılığı və termistorun şərti işarəsi şəkil 4.l ada göstərilmişdir. Bu asılılığa termorezistorun temperatur xarakteristikası deyilir. Termorezistordakı gərginliyin cihazdan axan cərəyandan asılılığına isə statik volt-amper xarakteristikası deyilir (şəkil 4.1 b). Burada biri-birindən forması, ölçüləri və soyutma şəraiti ilə fərqlənən üç termorezistorun xarakteristikaları göstərilmişdir.


Göründüyü kimi xarakteristikaların başlanğıc hissələri (OA) xətti xarakter daşıyır. Çünki cərəyanın kiçik qiymətlərində termistorda ayrılan güc kiçikdir və onun temperaturuna təsir göstərmir. Cərəyan artdıqca termistorun temperaturu artır, müqaviməti azalır və BC sahəsində gərginlik aşağı düşür. Burada müqavimətin azalması cərəyanın artmasını qabaqlayır və bu gərginliyin azalmasına gətirib çıxarır (3 əyrisi).

Termorezistorlar yuxarıda sayılanlarından başqa 20°C- də nominal müqavimət Rtnom, işçi temperaturlar diapazonu deltaТ buraxıla bilən səpələnmə gücü Rmax və digər parametrlərlə xarakterizə olunur. Termistorlar temperaturun ölçülməsi və tənzim edilməsi, elektrik sxemlərində geniş temperatur diapazonunda işləyən müxtəlif elementlərdə temperatur dəyişilmələrinin kompensasiya edilməsi, sabit və dəyişən cərəyan dövrələrində gərginliyin stabilləşdirilməsi üçün və avtomatika dövrələrində tənzim edilən təmassız müqavimətlər kimi geniş istifadə olunur .

Bəzi xüsusi qurğularda iki termistordan ibarət və ya- rımkeçirici bolometr adlanan cihazlar istifadə olunur. Burada termistorlardan biri (aktiv termistor) nəzarət edilən amilin (temperaturun, şüalanmanın) təsirinə məruz qalır, digəri isə (kompensasiyaedici termistor) ətraf mühitin temperaturun təsirini kompensasiya edir.

Müsbət temperatur əmsalına malik olan yarımkeçirici termistorlara pozistor deyilir. Bunlar üçün yarımkeçirici kimi xüsusi aşqarları olan barium-titan götürülür. Temperatur artdıqca pozistorun müqaviməti də artır. Pozistorun temperatur xarakteristikaları şəkil 4.2- də göstərilmişdir. Pozistoru adi xətti rezi storla ardıcıl və paralel qoşmaqla onun xarakteristikasının formasını dəyişmək olar. Şəkildə bütöv xətlə pozistorun özünün xarakteristikası göstərilmişdir. 1 və 2 əyriləri müvafiq olaraq pozistorun 10 kOm və 100 kOm müqavimətli rezistor- la ardıcıl, 3 və 4 əyriləri isə həmin rezistorla paralel qoşulduğu hala uyğun gəlir. Pozistorlarm xarakterizə olunduğu əsas parametrlər termistorlara uyğundur.




Pozistorlar 100 hs tezliyə qədər işləyən dəyişən və sabit cərəyan dövrələrində temperaturun və güclənmənin avtomatik tənzim edilməsi, temperaturun kompensasiya edilməsi, qurğuları və cihazları artıq qızdırılmadan mühafizə üçün, cərəyanı məhdudlaşdırıcı və stabilləşdirici sxemlərdə və təmassız açıb-bağlayıcı elementlər kimi istifadə olunur. Bu növ cihazlardan biri də silisium karbiddən hazırlananvaristordur. Varistorun müqaviməti tətbiq olunan gərginlikdən asılı olur. Onun volt-amper xarakteristikası qeyri- xətti xarakter daşıyır (şəkil 4.3). Xarakteristika simmetrik olduğundan varistor həm dəyişən, həm də sabit cərəyan dövrələrində işlədilə bilir.


Cihazın əsas parametrləri aşağıdakılardır: cərəyanın və gərginliyin sabit qiymətlərində statik müqavimət (Rst= U/J), dəyişən cərəyana görə dinamik müqavimət (Rd=delta U/delta J), qeyri- xəttilik əmsalı-xarakteristikanın verilmiş nöqtəsində Rst-nin  Rd-yə nisbəti (beta=Rst/Rd), qeyri- xəttilik göstəricisi (alfa= l/beta= =Rd/Rst), impuls gərginliyinin ən böyük amplitudu, buraxılabilən səpələnmə gücü. Varistorun işçi gərginliyini son iki parametrə görə təyin edirlər. Varistorlar elektrik kəmiyyətlərinin tənzim edilməsi, cərəyanın və gərginliyin staballəşdirilməsi, cihazların və sxemlərin artıq gərginlikdən mühafizə edilməsi üçün istifadə olunur.







Yarımkeçirici elementlərin hazırlanma texnologiyası

 Yarımkeçirici elementlərin hazırlanma texnologiyası

Yarımkeçirici cihazların əsasını p-n keçidlər təşkil edir. Elektron-deşik keçidləri əsasən əritmə və diffuziya üsulları ilə hazırlanır. Müvafiq olaraq onlara əridilmiş və diffuziya keçidləri deyilir. Əritmə üsulunda əsas olaraq qalınlığı 0,1-0,2 mkm olan n tipli germanium təbəqəsi götürülür. Onun üzərinə akseptor materialından (adətən indiumdan) ibarət dənəcik qoyulur (şəkil 3.18a). Sonra təbəqə və dənəciyi vakuum və ya hidrogen sobasına yerləşdirib 450-550°C temperatura qədər qızdırırlar ki, bu temperaturda dənəcik və təbəqənin ona yaxın olan qatı əriyir və müəyyən tərkibli ərinti əmələ gəlir (şəkil 3.186 və c). Bir neçə dəqiqə bu temperaturda saxladıqdan sonra ərinti soyudulur.


Bu zaman ərimiş damlanın dibində nazik rekristallaş- mış p tipli germanium qatı yanır, bərkimiş damlanın qalan hissəsi isə təmiz indiumdan ibarət olub p qatı ilə omik təmas əmələ gətirir. Bu təmasa xarici nikel naqil qalaylanır. Lövhənin alt hissəsinə qurğuşun qatı çəkilir, bu qat n tipli germanium ilə əmik təmas yaradır və ona da xarici naqil qalaylanır.

İndium-germanium qarışığı və ilkin təbəqə arasındakı səlis sərhəd soyuyub bərkimədən sonra dəyişilməmiş qalır. Ona görə əritmə üsulu pilləvari p-n keçidlərin alınmasında istifadə olunur. Rekristallaşmış qatın xüsusi müqaviməti çox kiçik olur (0,001-0,1 Om-sm) və o, daha yüksək müqavimətə malik ilkin təbəqəyə (bazaya) nisbətən emitter rolunu oynayır.
Əgər p tipli emitter almaq tələb olunursa, əsas olaraq p götürülür və donor materialdan, əsasən sürmə dənəciyindən istifadə olunur.
Diffuziya üsulu aşqar maddəsinin ilkin yarımkeçirici təbəqəyə diffuziya edilməsinə əsaslanır.
Məsələn, p tipli germanium emitterli p-n keçid almaq üçün n tipli nazik germanium təbəqəsi götürülür. Bu təbəqə akseptor maddəsinin buxarı ilə dolu sobaya yerləşdirilir. Təbəqə germaniumun ərimə temperaturuna qədər (900°C) qızdırılır. Bu zaman akseptor atomları intensiv sürətdə buxar fazasından təbəqənin dərinliklərinə girir və təbəqədə p tipli nazik səthi qat yaradır (şəkil 3.19). Sonra kimyəvi üsul ilə bu qatı təbəqənin başqa tərəflərindən götürür və yalnız bir tərəfində saxlayırlar. Bu üsul germanium keçidləri üçün xarakterikdir, o meza-struktur adlanan konusşəkilli struktur əmələ gətirir (şəkil 3.19c). Silisium keçidləri üçün isə kristalın başqa hissələrini maska (üzlük) ilə örtməklə maskanın yalnız bir hissəsində olan deşikdən qaz və ya maye fazadan diffuziya həyata keçirilir. Maska kimi silisium oksidindən istifadə olunur. Bu oksid həm də p-n keçidi ətraf mühitin təsirindən qoruyur. Belə struktura planar struktur deyilir (şəkil 3.19ç). Aşqarın kristala diffuziya etmə dərinliyi temperaturdan və diffuziya müddətindən (adətən 10-20 dəq) asılı olur.

Diffuziya üsulunun bir çox variantları mövcuddur. Bu cür hazırlanan p-n keçidlər örtüklərə salınaraq diod şəklini alır.


Elektronika- Hümbətov Ramiz



İzləyici sayı

Axtarış

Diqqət!

Müəllifin adı və ya blogun linkini istinad göstərmədən paylaşmaq, özünküləşdirmək qəti qadağandır. Sizə olunan yaxşılıqları qiymətləndirməyi bacarın.
Hörmətlə: Səfa Məcidov