Лекция 4. Өрістік транзисторлар.

Кү шейткіштік каскадтарда биполярлы транзисторлар кірер сигналды ә лсіретеді, ө йткені каскадтың кірмелік тізбегінде кірер сигналдың қ уаты шығ ындалады. Сондық тан ө те ә лсіз сигналдарды кү шейту ү шін одан қ уат қ абылдамайды, дерлік ө рістік транзисторлар қ олданылады.

Ө рістік транзистор деп арнадағ ы тогы жаптырық пен қ ұ йылмағ а берілген кернеудің электр ө рісі арқ ылы басқ арылатын шала ө ткізгішті нә рсені айтады.

Кедергісі жаптырық тың потенциалына байланысты ө згеріп отыратын аймақ ты - арна деп атайды. Арнағ а негізгі заряд тасымалдаушыларды беретін (тарататын) электрод- қ ұ йма деп аталады. Арнада негізгі заряд тасымалдаушыларды ә кетіп отыратын электрод- ағ ызба деп аталады. Арнаның электр ө ткізгіш қ имасын реттеуге арналғ ан электрод – жаптырық деп аталады.

Ө рістік транзисторлар негізінен силицийден жасалады жә не арнадағ ы шала ө ткізгіштің тү ріне қ арай n -тү рлі немесе p -тү рлі болып бө лінеді.

n- тү рлі транзистордың арнасында негізгі заряд тасымалдаушылар электрондар болып табылады. Олар қ ұ йылмадан басталып ағ ызбағ а жетіп, ағ ызбалық токты (I_а) қ ұ райды. Жаптырық пен қ ұ йылмағ а берілетін кернеу p-n ө тпесіне кері бағ ытта болуы керек. Бұ лайша жалғ ау арна мен жаптырық арасындағ ы екі қ тпенің кедергісін, кернеуді реттей отырып, ө згергуге мү мкіндік береді.Осы себепті арнасы n-тү рлі транзистордың ағ ызба мен қ ұ йылма арасындағ ы кернеуі оң болуы керек, яғ ни

U_ақ < 0. P-тү рлі транзисторда негізгі заряд тасымалдаушылар кемтіктер болатындық тан, олар керісінше ағ ызбадан қ ұ йылмағ а қ арай қ озғ алысқ а келеді. Сондық тан p-арналы транзисторда U_ақ < 0 де ал U_жқ > 0 болуы керек.

Енді n-арналы транзистордағ ы физикалық ү рдістерді қ арастыралық. Жаптырық пен арнағ а кері кернеу бергенде, яғ ни жаптырық ты кернеу кө зінің теріс полюсімен қ осқ анда, p-n ө тпесінің бө геттік қ абатының ені ұ лғ аяды. Бұ л арнаның ө ткізгіштік аймағ ының жің ішкеруіне (тарылуына) ә кеп соғ ады. Ағ ызбаның потенциалды қ ұ йылманың потенциалынан жоғ ары болатындық тан арнадағ ы ө ткізгіштік аймақ тың ені қ ұ йылмадан ағ ызбағ а қ арай жің ішкере береді. Ағ ызба мен жаптырық тың кернеулерінің белгілі бір мә ндерінде екі ө тпенің бө геттік қ абаттары ағ ызбаның тұ сында бір-бірімен қ абысып, ө ткізгіштік аймақ тү гелдей бө геттік аймақ қ а айналады. Бұ л кезде арнаның кедергісі ө те кө бейіп кететіндіктен оның «жабылып» та қ алуы мү мкін.

Ағ ызбаның тоғ ының (I_a) оның кернеуінен (U_ақ ) тә уелділігін (жаптырық тың кернеуі тұ рақ ты, яғ ни U=const) ө рістік транзистордың шық палық немесе ағ ызбалық сипаттамасы деп атайды. (4.1 -сурет). Ағ ызбаның кернеуінің ө суі бастапқ ыда оның тогының ө суін тудырады (графиктің ОА аралығ ы). Бірақ кернеудің ө суіарнаның кедергісін де арттыратындық тан кейін токтың ө суі токтап қ алады, яғ ни қ анығ у ү рдісі басталады (АВ аралығ ы). Кернеудің одан ә рі ө суі p-n ө тпесінің тесілуіне ә кеп соғ ады да ток кү рт ө се бастайды. Енді n-арналы транзистордағ ы физикалық ү рдістерді қ арастыралық. Жаптырық пен арнағ а кері кернеу бергенде, яғ ни жаптырық ты кернеу кө зінің теріс полюсімен қ осқ анда, p-n ө тпесінің бө геттік қ абатының ені ұ лғ аяды. Бұ л арнаның ө ткізгіштік аймағ ының жің ішкеруіне (тарылуына) ә кеп соғ ады. Ағ ызбаның потенциалды қ ұ йылманың потенциалынан жоғ ары болатындық тан арнадағ ы ө ткізгіштік аймақ тың ені қ ұ йылмадан ағ ызбағ а қ арай жің ішкере береді. Ағ ызба мен жаптырық тың кернеулерінің белгілі бір мә ндерінде екі ө тпенің бө геттік қ абаттары ағ ызбаның тұ сында бір-бірімен қ абысып, ө ткізгіштік аймақ тү гелдей бө геттік аймақ қ а айналады. Бұ л кезде арнаның кедергісі ө те кө бейіп кететіндіктен оның «жабылып» та қ алуы мү мкін. 4.1-ші суретте басқ арушы p-n ө ткелі бар транзистордың жұ мыс істеу принциптері мен қ ысқ артылғ ан қ ұ рылымын кө реміз.

Сурет 4. 1 Басқ арушы p-n ө ткелі бар ө рістік транзистор

а) транзистордың қ ысқ артылғ ан тү рі, жә не жұ мыс істеу принципі;

б) n-тү рдегі транзистордың грфикалық шартты белгісі;

в) p-тү рдегі транзситордың графикалық шартты белгісі.

Ө рістік транзисторлар, биполярлы транзисторлар сияқ ты, ү ш қ осылу схемасымен жұ мыс істейді. (4.2-ші сурет): ортақ ағ ызбамен, (ОИ) ортақ қ ұ йылмамен (ОС), ортақ жаптырық пен (ОЗ). Негізгі қ осылу схемасы ол, ортақ ағ ызбамен.

Сурет4.2 Басқ арушы p-n ө ткелі бар транзистордың қ осылу схемасы

Ө рістік транзистордың кірмелік сипаттамасын тұ рғ ызбайды, ө йткені жаптырық пен арнаның арасындағ ы ө тпе жабық болатындық тан жаптырық тың тогы ө те аз болады (10-8…10-9А шамасында). Сондық тан оны кө біне ескермейді де.

Жаптырығ ы p-тү рлі шала ө ткізгішті ө рістік транзисторлардың негізгі параметрлері: қ анығ у кезіндегі ағ ызбаның дифференциалдық кедергісі (Rа= 0, 1…50мА);

Ағ ызба мен қ ұ йылма жә не жаптырық пен қ ұ йылма арасындағ ы кернеулердің рауалымаксимал мә ндері (I_amax= 10…50 мА).

Ө рістік транзисторлар негізінен тө менгі жиілікті кірмелік кедергілері жоғ арғ ы кү шейткіштерде жә не логикалық тізбектерде қ олданылады.

4.1 Ортақ ағ ызбалы басқ арушы p-n ө ткелі бар транзистордың кірмелік жә не шық палық сипаттамасымен танысу

Сурет 4.3 Ортақ ағ ызбалы басқ арушы p-n ө ткелі бар транзистордың кірмелік жә не шық палық сипаттамасының схемасы.