ПОӘК 042-14-02-03 20. 280/02-2012 Баспа №1 01. 09. 2012ж



бет10/10
Дата28.06.2017
өлшемі1,64 Mb.
#20363
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Өрістік транзистор – бұл күшейткіш құрамы негізгі тасушының ағынымен көрсетілген, өткізгіш арна арқылы өтетін және электр өріспен басқарылатын жартылай өткізгіш аспап. Өрістік транзистордың жұмысы бір типті ғана тасушыларды қолдануға негізделген – негізгі, сондықтан оларды униполярлы деп атайды.

Арнаға заряд тасушылар кіргізетін электрод кіріс (К) деп аталады; арнадан заряд тасушыларды шығаратын электродты шығыс деп атайды; арнаның көлденең қимасын реттеуге арналған электрод, - қақпа (Қ).

Электрлік өріс арқылы жартылай өткізгіштегі тоқты басқару үшін жартылай өткізгіш қабатының өткізу ауданын немесе оның меншікті өткізгішін ауыстыру қажет. Өрістік транзисторларда екі әдісі қолданылады және сәйкесінше екі түрге айырады: басқарушымен р-n - өткізгішті транзистор және жекеленген қақпасымен транзистор.

Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистор – бұл қақпасы р-n - өткізгіш арнадан электрлі қатынаста бөлінген кері бағытта араласқан өткізгіш транзистор.

Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистор негізгі элементтері (сурет 5.1,а) n- типті жартылай өткізгішті пластина (1), р- типті жартылай өткізгішті екі жақтан қойылған қабат (2) болып табылады. n-типті жартылай өткізгішті пластинаның кесігінде және р- типтің екі аумағында омдық байланыс жалғанған металлды пленка қойылған, ал р- типті екі қабат өзара байланысқан. р- типті екі қабатпен құрастырылған электрод қақпа (5) деп аталады. Содан электрондар қозғалатын n-типті жартылай өткізгішпен қосылатын электродтардың біреуі кіріс (3) деп аталады, ал электрондар соған қарай қозғалатын электродтар – шығыс (4). Әр түрлі типті электр өткізгіштермен жартылай өткізгіштер арасында екі электронды-тесікті өткізгіш пайда болады. Екі р-n - өткізгіштер арасында орналасқан n- типті жұқа қабатты жартылай өткізгіш өткізгіш арна деп аталады.

Кіріске теріс (n-арна үшін), ал шығысқа оң кернеуді қосқанда (сурет 6.1,а) кірістен шығысқа электрондардың қозғалысымен құрылатын, яғни зарядтың негізгі тасушыларымен арнада электр тоғы пайда болады. Электронды-тесікті бойлай өтетін (ал биполярлық транзисторларда сияқты өтетін аралықтардан емес) заряд тасымалдаушының қозғалысы өрістік транзистордың өзіндік ерекшелігінің біреуі болып табылады. Арна мен қақпа арасында құрылатын электрлік өріс арнада заряд тасымалдаушының тығыздығын, яғни ағынды тоқтың шамасын өзгертеді.




Сурет 5.1 – Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистордың құрылымы және шартты белгіленулері
Басқарушымен р-n - өткізгішті өрістік транзистордың биполярлы транзисторлар алдындағы негізгі артықшылығы жоғарғы кіру кедергісі, аз шу, дайындау оңайлығы, ашық транзистордың кіріс және шығыс арасындағы қалдық кернеуінің ашық қалпында жоқ болуы болып табылады.

Жекелеген қақпасымен өрістік транзистор – бұл қақпасы арнадан диэлектрик қабатымен электрлік қатынаста бөлінген өрістік транзистор.

Жекеленген қақпасымен өрістік транзистор электр өткізгіштіктің қарама-қарсы типімен екі аумағы құрылған жартылай өткізгіштің біршама үлкен меншікті кедергісімен пластинадан тұрады (сурет 5.2). Бұл аумақтарға металдық электродтар – кіріс және шығыс қойылған. Кіріс және шығыс арасындағы өткізгіштің беті диэлектриктің жұқа қабатымен жабылған, әдетте кремний оксидінің қабатымен (SiO2). Диэлектрик қабатына металдық электрод – қақпа қойылған. Сонда металдан, диэлектриктен, жартылай өткізгіштен тұратын құрылымды аламыз. Сондықтан жекеленген қақпасымен өрістік транзисторларды жиі МДЖ-транзисторлар (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) немесе МОЖ-транзисторлар (металл-оксид- жартылай өткізгіш) деп атайды.

МДЖ-транзисторлар


МДЖ-транзисторларының екі түрі бар: индуцировалы және орнатылған арналармен.

n-арнамен р-типті жартылай өткізгіш негізінде орындалған МДЖ-транзисторының құрылымы сурет 5.2-де көрсетілген. МДЖ-транзисторының жұмысы өріс әсеріне, яғни жартылай өткізгіштің үстіңгі аумағының өткізгіштігін үстіңгі потенциал арқылы өзгерту мүмкіншілігіне негізделген. Тоқ өтетін өткізу қабат арна деп аталады. Мұндан транзисторлар тобының тағы бір атауы – арналық транзисторлар. Жартылай өткізгіштің көлемінің және жекеленген электродтрадың (қақпамен) арасында потенциалдар айырымын жасағанда жартылай өткізгіштің бетінде жартылай өткізгіштің қалған көлемінде концентрациядан өзгешеленетін, - қақпада кернеуді өзгертіп, кедергісімен басқаруға болатын арнасы бар заряд тасушылар концентрациясымен қабат пайда болады.

Өріс әсерін туғызатын металдық электродты қақпа (3) деп атайды. Қалған екі электродты кіріс (К) және шығыс (Ш) деп атайды. Негізінде бұл электродтар қайырылады. Кіріс – бұл өткізгіш арна арқылы заряд тасушылар қосылатын электрод. Шығыс – бұл заряд тасушылар шығаратын электрод. Қақпа – электр сигнал берілетін электрод. Оны өткізгіш арнада кірістен шығысқа өтетін тоқ өлшемін басқару үшін қолданады. Егер арна n-типті болса, онда жұмыстық тасушылары – электрондар және шығыс қарама-қарсылығы оң. Кірісті әдетте подложка деп атайтын жартылай өткізгіш негізімен қосады (ІІ). Өрістік транзисторлардың схематикалық белгіленуі сурет 5.3-те көрсетілген.

Сурет 5.2 – n-арнасымен МДЖ-транзисторының құрылымы



Сурет 5.3 – МДЖ транзисторларының шартты белгіленуі
Өрістік транзисторлардың негізгі құрамы және тағайындалуы
Басқарушы р-n-өткізгішті өрістік транзистордың жұмысы негізінде өткізу арнасының көлденең қиманың ауданын өзгерту ойы жатыр. р-n-өткізгіште керену нольге тең болғанда, өткізу арнасының көлденең қимасының ауданы максималды, ал кіріс пен шығыс арасындағы электрлік кедергі минималды. Егер қақпаға сыртқы кернеуді Uзи сондай полярлықпен екі өткізгіш те кері кернеуде араласқан болу үшін қандай да өткізгіш арнаның көлденең қимасының ауданын азайтады, онда өткізу арнасында қосылған қабат (жекелік қабаты) пайда болады. Бұл аранда электрлік кернеудің өсуіне әкеп соғады, демек, транзистордың кірісі мен шығысының өсуіне. Uзи кернеуін өзгерткенде өткізгіш арнаның электрлік кедергісін реттеуге болады.

Егер кіріс пен шығыс арасындағы сыртқы кернеуді Uси (кірісіне «минуспен») жеткізсек, онда потенциалдар айырымының ықпалымен n-типті жартылай өткізгішті пластинада электрондардың шығыс тоғын Ic тудырып кернеу Uзи де, сондай-ақ U де басқаруға болатын кірістен шығысқа бір орында қалқып тұруы басталады. Uкернеу бар болғанда аранлар потенциалы шығыс және кіріс соңдарында әр түрлі болады. p-n өткізгіште кернеу кіріс соңында |Uзи|-ге, ал шығыста - |Uзи| +|U|-ға тең, сондықтан шығыс соңындағы біріктіру аумағы кірістікінен кеңірек болады (сурет 6.1). Кейбір кері кернеулер үшін Uзи екі p-n-өткізгішті қабатты беттестіруге болады, арнасының көлденең қимасының ауданы нольге тең болады, арнаның кедергісі – шексіздікке тең болады, ал тоқ I – нольге тең (транзистор жабылады).

Сол кезде транзистор жабылатын қақпа мен кіріс арасындағы кернеуді бөлік кернеуі Uзи отс деп атайды.

Егер қақпаға кері кернеу Uзи< 0 берсек, онда негізгі емес заряд тасушылар электрондар қақпаға қойылған аумақтан ығыстырылған болады және қақпаның астына қойылған аумақ тесіктермен қамтамасыз етілетін болады; бірақ жағдай қатты өзгермейді: екі кезедескен қосылыс р-n- өткізгіштер қалады, тоқ Iси = 0. Егер де қақпаға оң ығысу Uзи> 0 ығысу берсек, онда басында қосылған қабат пайда болады (негізгі тасымалдаушы тесіктер қақпа асты аумағынан шығарылады және негізгі емес заряд тасымалдаушылар электрондар тартылады). Кернеу өскен кезде қақпада негізгі емес тасушыладың электрондардың концентрациясы өте тез өсе батайды, ал тесіктердің концентрациясы азаяды және Uзи > Uпор анықталған жағдайда электрондыға тесікпен электрөткізгіш типінің өзгеруі пайда болады (өткізу типінің инверсиясы пайда болады) – электрондардың инверсиялы қабаты пайда болады, яғни кіріс пен шығыс аумағын қосатын n-типті өткізгіштік өткізу арнасы. Мұндай арна индуцированный деп аталады. Қақпаның потенциалы өзгергенде аранда оның өткізгіштігін өзгертіп қозғалмалы заряд тасымалдаушылардың саны модульденеді, ал егер Uси келтірілсе, тізбектегі тоқ кіру – шығуына қатысты. Шығыс Iс тоқ шығыс Uси және қақпа Uзи потенциалына тәуелді. Бұл МДЖ – транзисторларының жұмыс тәртібі болады. Кіру тоғы (қақпа тізбегіндегі тоқ) өте кішентай (бұл тоқ диэлектр арқылы ) болғандықтан, ал шығу тоғы маңызды болады, сонда қуат күшеюі де маңызды, биполярлық транзисторларға әлдеқайда үлкен, мұндай транзистордың кіру кедергісі 1010 ÷ 1014Ом бола алады.

Теңсалмақты күйде тұрмайтын және сыртқы кернеудің әсерінен пайда болатын өткізгіш арна индуцировалданған деп аталады. Индуцировалданған арнаның қалыңдығы мүлдем өзгермей деугу болады (1-5 нм), сондықтан оның өткізгіштігінің модуляциясы концентрация тасушылардың өзгерісімен көрсетілген.

Өткізгіш арна пайда болатын қақпадағы кернеу табалдырықты кернеу деп аталады және Uпор деп белгіленеді. Егер n-типті подложканы таңдасақ, ал шығу және кіру аумақтарын р-типті қылсақ, онда индуцировалданған р-арнамен МДЖ-транзистор пайда болады. Табалдырықты және жұмыс кернеудің кері полярлық сыйпаттамасы үшін: Uпор<0, Uзи<0, Uси <0. Табалдырықты кернеудің мәндері Uпор=0,5÷3,5 В шектерде жатады деуге болады.

Транзисторлардың n және р-арналарымен үлестіруі қолданылатын электрлі сұлбаларды биполярлы транзисторлармен жағдайдағыдай комплементарлы сұлбалар деп атайды.

Арнаның пайда болуын жеңілдету үшін және кіріс және шығыс өткізгіштің жару кернеуін үлкейту үшін МДЖ-транзисторының табалдырығын үлкен менішікті кедергімен материалдан жасауға тырысады.

Негізінде МДЖ-транзисторларының n және р-аранларымен жұмыс механизмдері және қасиеттері бірдей. Бірақ кейбір айырмашылықтар бар. Біріншіден, n-арналы транзисторлар тезірек жұмыс істейді, себебі олардың жұмыс тасушыларының – электрондарының қозғалысы тесіктерге қарағанда шамамен үш есе жоғары. Екіншіден, n және р-араналы транзисторларда тепе-теңдік күйінде үстіңгі қабатының құрамы әр түрлі болады және бұл табалдырықты кернеудің өлшемінде көрсетіледі.

Кездескен арналарымен МДЖ – транзисторларында өткізгіш арнаны электрлік өріс арқылы емес, технологиялық жолмен жасайды. Бұл жағдайда біз, сондай-ақ артығырақ кең мәндер инитервалында Uзи қақпадағы кернеумен бұл арнаның өткізгіштігімен басқарамыз, сондықтан мұндай арна қақпадағы нольдік кернеуде де қолданылады. Ішіне жасалған арнамен МДЖ–транзисторлары үшін табалдырықты кернеудің орнына бөлшек кернеуінің шамасын енгізеді.

Бөлшек кернеуі – бұл ішіне жасалған өткізгіш арна жоғалғандағы және тізбектегі кіріс-шығыс тоқ нольге ұмтылғандағы қақпадағы кернеу. Ішіне жасалған арнасымен транзисторлар қақпадағы екі полярлықта да жұмыс істейді: теріс полярлықта арна тасымалдаушылармен кемиді (n-арналы транзистор үшін) және шығыс тоқ азаяды, оң полярлықта арна электрондармен көбееді (n-арналы транзистор үшін) және тоқ өседі. р-арналы транзисторлар үшін полярлықтар қарама-қарсы. Ішіне жасалған арнаны әдетте иондық легирлеу арқылы жұқа үстіңгі қабат түрінде істейді.

Негізгі жартылай өткізгішті пластиналар ретінде барлық өрістік транзисторларда n-типті және p-типті жартылай өткізгіште пайдалану мүмкін. Өрістік транзисторлар түр өзгешелігі алты түрі болуы мүмкін. Сондықтан n- және p- типті өрістік транзисторларды ажыратады. Өрістік транзисторларды топтық шығу статикалық сипатамасы ең жеткілікті жұмысын суреттейді (5.2 сурет), өрістік транзисторлардың барлық типтеріне бірдей пайдалы.


Сурет 5.4 – Тразиторлардың статикалық ВАС:



р-n-өтуі өрістік басқаруымен (а) МДЖ индуцияланганымен (б) және ішіне жасалған (в) арнамен

Егер кернеу Uси=0, онда жартылай өткізгіштің үсті эквипотенцияльды, өрісте диэлектрик біркелікті және құрылған арнаның қалыңдығы барлық аралықта бірдей болады. Кернеудің аз ғана мәнінде шығыс тізбектегі ток сызықты жоғарлайды (тік аймақты тәуелділік). Әрі қарай жоғарлауы ондағы кернеу есепке алу керек, потенциал үсті крістен шығысқа қарай жоғарлайды. Демек, потенциалдар айырмашылығы қақпа мен үстінгі шығыстың бағыты кемиді. Сәйкесінше диэлектрдегі өрістің қауыртылығы және арнадағы электрондар меншікті заряды кемиді. Сондықтан арнаның қимасы жақын аймақтағы шығысы қысылады, яғни инверсионды қабат немесе арна жоғалайын деп және шығыс тогы тұрақты шамаға ұмтылады, кернеуден шығысқа тәуелді емес.

Шығыста критикалық кернеу кезінде, негізінде кернеуді қаныққан деп айтады, потенциалдың айырмашылығы қақпа мен шығыстың үстінгі аймағы нөлге тең болады. Бір уақытта диэлектрикте өріс қауыртылықғы және арнадағы меншікті заряд тасушы сол нүктеде нөлге тең болады. Басқаша айтқанда арнаның мойыны құрылады.

Қаныққан кернеудің түрі:


Uси нас=Uзи-Uпор
Uси>Uнас кернеу кезінде арнаның қысқаруы болады; ал потенциал “мойыны” шығыс аймағында Uнас мәні сақталады, басында айтқандай қаннықан. Арнаның мойыны құрылғаннан кейін жұмыс тізбегінде ток кернеуден байланыспай қалады, ал шығыста токтың қанығуы басталады (осыдан кернеу атауы Uнас), яғни қаныққан кернеу дегеніміз бұл кернеу шығыс пен кірістің арасындағы сондай-ақ тізбктегі шығыс тогы өзгертілуі пайда болады (қанығады).

Ары қарай шығыс-кіріс кернеудің жоғарлауы транзистор аралығындағы байланыс тогы күрт өседі.

МДЖ-транзистордың әр түрлі типтегі шығу сипаттамасының ерекшелігі Uзи = 0ыңғайлы сипаттамасымен бекітіледі. МДЖ-транзисторда бұл сипаттама арнаның ішінде топ ортасында болады. Оның жоғарғы сипаттамасында үйлесімді басып озу тәртібі жүреді, ал төменде - қосу тәртібі.

Келтірілген жоғарғы сипаттама МДЖ - оларды подложкалар (П) шығыспен байланысқан кезде, транзисторлар әділетті мынадай жағдайда.Подложкаларды транзистордын өткізгіш арнасында токпен басқаратын кернеуден, қосымша электрод ретінде қолдануға болады. Бұл жағдайда подложканы астынғы қақпа деп атайды. Арнаның механикалық бағыттаушы тоғы тура сондай сияқты қақпадағы бағыттаушы кернеумен, ал топтық сипаттамасында Iс(Uси) Uпи = const сондай түрінде, Iс(Uси) Uзи – const сыйпаттамасы болады. характеристика.

Өрістік транзисторлардың негізгі шамалары: сипаттаманың тіктігі S, күшейту коэффициенті μ ішкі кедергі Ri.

Крутизной характеристики полевого транзистора называют отношение изменения тока стока к вызвавшему его изменению напряжения на затворе при.

Өрістік транзистордың сипаттамасының тіктігі деп S шығыс тоғының өзгеруінің оның өзгеруіне әкелген Uси = const болғанда қақпадағы кедергісіне қатынасын айтады
S = (dIc/dUзи)|Uси = const
Өрістік транзистордың күшейткіш коэффициенті μ деп S шығыс тоғының өзгеруінің оның өзгеруіне әкелген Iс = const болғанда қақпадағы кедергісіне қатынасын айтады

μ = (dUси/dUзи)|Iс = const
Өрістік транзистордың ішкі кедергісі Ri деп S шығыс тоғының өзгеруінің оның өзгеруіне әкелген Uзи = const болғанда қақпадағы кедергісіне қатынасын айтады

Ri = (dUси/dIс)|Uзи = const
Өрістік транзистордың күшейткіш коэффициенті, сипаттамасының тіктігі және ішкі кедергісі өзара арақатынаспен біріктірілген
μ = S Ri
Температура өскенде тіктігі де, табалдырықты кедергісі де азаяды, оның үстіне бұл шамалардың азаюы тоққа кері бағыттарда әсер етеді. Тоқтың олар теңесетін Ic мәндері бар. Бұл тұрақты мәнді ауыспалы тоқ деп атайды. Ауыспалы тоқтың бар болуы – МДЖ–транзисторлардың маңызды ерекшелігі; ол жеңіл жолмен – жұмыс тоқты алумен температуралық тұрақтандыру мүмкіншілігін қамтамасыз етеді

Өрістік транзисторлардың сипаттамаларының жұмыс аумағы қазіргі заманғы өрістік транзисторлар үшін S = 0,3...30 мА/В, ал Ri бірнеше мегаом құрайтын динамикалық теңдік аумағы болып табылады. Өрістік транзисторлардың маңызды еркшеліктері олардың өте үлкен кіру кедергілері (1015 Ом-ға дейін) және шекті жиілігі (1 ГГц-қа дейін) болып табылады.


Қосу сұлбалары. Статикалық сипаттамалары және шектері.

Электронды сұлбаларда қолдану ерекшеліктері


Биполярлық транзисторларға ұқсастығына қарай тұрақты потенциал нүктесіне қандай электрод қосылғанына байланысты қосу сұлбаларын үшке бөледі: кірісті, шығысты және қақпалы.

Ортақ кіріспен сұлба

Ортақ кіріспен сұлба (сурет 5.5) биполярлы транзисторлар үшін ортақ эмиттермен сұлбаға сай келеді.

Сурет 5.5 – Ортақ кіріспен өрістік транзистордың қосылу сұлбасы
Айырмашылығы диод қақпа-арна жабулышы бағытта қосылған болады. Бұл жағдайда кіріс тоқ нольге жақын, ал кіріс кедергісі өте үлкен болады. Сұлбаның анализі үшін алдыңғы бөлімде биполярлық транзисторлар үшін алынған нәтижелерге қайтып оралуға болады. Транзисторлардың сипаттамаларын және кіші сигналдардың шамаларын салыстыру келесі сәйкестік кестесін береді:
IК » IС

IЭ » IИ

IБ » IЗ ≈ 0
Ортақ кіріспен сұлба үшін күшейткіш коэффициентінің максималды шамасы A = -S = -μ құрайды.

Күшейткіш коэффициенті 0,1IСИ < IС < IСИ аралықта шығыс тоқтан тәуелсіз деуге болады және n- арналы өрістік транзисторлар үшін 100-ден 300-ге дейін құрайды. p-арналы өрістік транзисторлар үшін бұл өлшем шамамен екі есе кіші. Сонымен, өрістік транзисторлардың максималды күшейту коэффициенті биполярлы транзисторлардың максималды күшейту коэффициентінің шамамен оныншы бөлігін құрайды.

Сызықты емес қателіктердің коэффициенті, биполярлы транзисторларда сияқты кіру амплитудасына пропорционалды, бірақ ол жұмыс нүктесінің орналасуына тәуелді. Ол √IC шамаға кері пропорционалды.

Бұл коэффициент 1%-дан кіші болу үшін, кіру сигналдың амплитудасының шамасы 66мВ-тан үлкен болмау керек. Каскадтың кернеумен күшейткіш коэффициенті 20-ға тең болған кезде, шығу сигналдың амплитудасы шамамен 1,3 В-ті құрайды. Бұл өлшем ұқсас қосу сұлбамен биполярлы транзисторлардан әлдеқайда үлкен .

Өрістік және биполярлық транзистордың шулық сипаттамасының айырмашылығы маңызды. Өрістік транзисторда шулы тоқ биполярлыққа қарағанда біршама аз, онда шудың кернеуі сияқты бағыттаушы p-n-өткізгіш транзистор үшін маңызды, тәртіп мәні бір немесе сондай болады.

МЖЖ-транзисторда шулық фактор I/f 100 кГц тәртіп жиілігінің басталуынан байқалады. Сондай үлгімен МЖЖ-транзисторлар аз жиілікті аумақта өрістік транзисторлар бағыттаушы p-n-өткізгіштен «шулауы» біршама күшті, сондықтан оны тек қана жоғарғы жиілікті аз шулайтын мақсаттағы құрылғыларды қолданылады.

Жалпы қақпамен сұлбасы

Ереже бойынша өрістік транзистордың жалпы қақпамен сұлбасы үшін тіпті ұқсамайды, осыдан осы қосылыста қақпа-кіру транзистордың тізбегінің құрамына жоғарғы омдық қолданылмайды.

Жалпы шығыспен сұлбасы (кірулік қайталану).

Жалпы кіріспен сұлбасына қарағанда жалпы шығыстың сұлбасы біршама жоғарғы кіру кедергіге ие болады. Көпшілік жағдайдың бірінде ол қаншалықты үлкен болса да және жалпы кіру сұлбасы үшін де бұл маңызды мән берілмейді. Бұндай сұлбаның артықшылығы каскадтың кіру сыйымдылығын елеулі азайтудан тұрадады. Ерекшелігі эмиттерлік қайталанудан шығу кедергісі сигнал көзіндегі төменгі кедергіден қайталануы әсер етпейді.

Күшейткіш коэффициенттің және кіріс қайталағыштың шығу кедергісінің типтік мәндерін сандық мысалмен дәйектеуге болады. Транзистордың сипаттамасының 5 мА/В тіктігі және кіріс тізбегінің кедергісі RИ=1кОм кезінде

Бұл мысалдан кіріс қайталағыш эмиттерлі қайталағыштағыдай сондай кіші шығыс кедергі шамаларын ала алмайтындығын көреміз. Мұның себебі өрістік транзисторлардың биполярлық транзисторларға қарағанда тіктігінің аз болуы.



Сурет 5.6 – Өрістік транзистордың жалпы шығыспен қосылу сұлбасы

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Өрістік транзистордың биполярлықтан айырмашылығы қандай?

2. Өрістік транзисторды қандай параметрлер сыйпаттайды?

3. МДЖ және МЖЖ транзисторлар дегеніміз не?

4. Өрістік транзистордың бағыттаушы р-n-өткізгішпен негізгі жұмысы қандай?

5. Өрістік транзистордың қосылуының негізгі сұлбасы

13-дәріс.

Тақырып.

Тиристорлар.

Дәріс сабағының құрылымы:


  1. Жұмыс істеу принциптері.

Тиристордын тоғы транзистормен екінші транзистормен эмитторлерінің тоғына тен немесе транзисторлардың коллекторінің тен болатындығы төменгі берілген.



Мында

I=Iэ1= Iэ2= Iк1+ Iк2= α1 Iэ1+945;2 Iэ2 + Iк0 + β2 Iу=I(α1 + α2)+ Iк0 + β2 Iу

  • α1 и α2 - транзисторлардың эмитторлардың тасмалдау коэфициенттер;

  • Iк0 - коллекторлық аусуларының жылу тоқтарының қосындысы;

  • Iу - басқару тоғы;

  • β2 - екінші транзистордын тоқ бойыншы күшейту коэффициенты.

Ақырында тиристор арқылы өтетін тоқ үшін мынадай өрнек аламыз:

Мында α - 2 транзистордің эмиттірліқ тоқтарын тасмалдау коэффициенттірінің қосындысы.
Тиристордың волт-амперлік сипаттамасы (ВАС)
Суретте (6.1) тиристордың ВАСы берілген. Iy=0 U>Uвкл тиристор арқылы өтетін өте аз болады (I < Iвкл).

Егер ( I > Iвкл; U > Uвкл) тиристордың кедергісі теріс мән қабылдайды яғни dU/dt <0.

Тиристордың басқаратын тармағына сырттан көрмеу беру арқылы одан тоқтын өту өтпеун реттеуге болады. Басқаратын тоқтын шамасы белгілі бір мәннен асқаннан кейін тиристордың вольтамперлік сипаттамасында оның терісмәнді электр өткізушілеріне сайкесті бөлік пайда болады. Тиристор кәдімгі шала өткізгуштен жасалған диодқа айналады.

Егер тиристордан өтетін тоқ белгілі бір шамадан кіші болса, онда тиристор мына ... теристор жабылады.


Суретте 6.1 - Tиристордың ВАСы


Тиристордың негізгі сипаттамалары:

- Uвкл - тиристордың ашылуына сәйкестік кермеу ;

- Iвкл - тиристордың жабық куйіне сәйкесті тоқтын ең үлкен мәні;

- Iвыкл - тиристордың ашық куйіне сәйкесті тоқтын ең аз мәні ;

- Uост - тиристор тағы қалдық кернеу ;

- Iмакс - тиристор арқылы өтетін ең үлкен тоқ күші;

- Uобр макс - тиристорға түсірілетін кері бағыт тағы кернеудін ең үлкен мәні;

- Iсп - тиристорда ашатын басқару тоғынын мәні.


Өзін-өзі тексеру сұрақтары


  1. Денистор мен тиристордің айырмашылықтары.

  2. Диоттың торабақтағы және керібағыттардағы ең улкен тоқтар нелермен анықталады?

3.Тиристор былай жұмыс істейді.

4.Тиристордың волт-амперлік сипаттамасы (ВАС)


14-дәріс.

Тақырып. Күшейткіштер.

Дәріс сабағының құрылымы:

1.Интегральды операциялық күшейткіштер


1. Операциялық күшейткіштер - конструкциялық жағынан біртұтас жасалатын, өте кішкене көлемді, жоғары сапалы, жоғары стабилді, жиілік бойынша кең ауқымды, өте үлкен күшейту коэффициенті бар тұрақты тоқ күшейткіштері. Сонда-ақ, операциялық күшейткіш – шала дифференциялдық касакдтардан тұратын күрделі көп каскадты электрондық құрылғы .

Осы күшейткіштердің атауы алғашқыда оларды мтематикалық операциялар: қосу, алу, көбейту, логарифмдеу және т.б. амалдар жүргізуге қолданудан туған . Қазіргі кезде операциялық күшейткіштер унивесалдық құрылғылар болып табылады, олар генератор схемасын , активтік филтрлерді, телевизия элементтерінің сұлбаларын құруға кеңінен қолданылады.



ОК шартты белгісі:

Сүрет.1. Операциялық күшейткіштің шарты белгіленуі


UВЫХ = KU × (UВХ1 - UВХ2) (1)
онда 1-инверстейтін кіріс, 2 – инверстемейтін кіріс.

Екі кірісі бар және бір шығысы бар.Егер қосқыш , «+» белгіленген, жермен қосылған болса, ал кіріс сигналы «-» белгісіне қосылғанда , кіріс пен шығыс арасындағы фаза инверстеледі. Сондықтан қысқыш, «-» белгіленген, операциялық күшейткіштің кірісі инверсті боладықтан оны біз инверсті күшейткіш деп атаймыз. Ал керісінше болса, «-» егер қысқыш жерге қосылған болса, сигнал «+» қысқышқа қосылған болса, онда кіріс пен шығыс арасында фаза инверстелмейді. Сондықтан «+» қысқышты, инверстемейтін күшейткіш дейміз.

Идеалды операциялық күшейткіш келесі қасиеттерге ие. .



  • ОК тарату коэффициентті кері байланысы жоқ, шексіздікке тең;

  • кіріс ток нөлге тең ;

  • нөлдің ығысу кернеуі мен ығысу тогы ОК шығысында нөлге тең;

  • ОК кіріс кедергісі шексіздікке тең ;

  • ОК шығыс кедергісі нөлге тең.



ОК негізгі параметрі:

  • Кк күшейткіш коэффициенті ОК болмағанда ,бұл өсімшені кіріс кернеуге (тоққа) шақырған кезде, шығыс кернеудің өсімшесінің қатнасы тең болады.

  • Кіріс ығысу кернеуі Uығыс- бұл күшейткіштің шығысында 0-дік кернеу болуы үшін оның кірісіне берілуге тиісті тұрақты кернеу.

  • Ксин.бос – синфазалық кіріс кернеудің бәсеңдеу коэффициенті- қайта-қайта шақыратын шығыс кернеудің өсімшесі, кіріс кернеуге синфазалық кіріс кернеудің өсімше қатнасына тең.(Ұқсас полярлығы бар кіріс кернеуді қосу немесе фаза бойынша екі сәйкес келетің сигналдарды синфаза дейміз).

  • Rкір кіріс кедергісі ( кіріс шықпалар арасындағы кедергі) берілген сигнал жиілігінің мәні бойынша, оның кіріс кернеуінің өсімшесі , кіріс тоқты құрайтын активті өсімше қатнасына тең болады.

  • Орташа ығысу кернеуінің температуралық дрейфі Q = Uсм / Т;

  • Берілген шығыс кернеу мәні нәтижесінде , кіріс ток Iкір кіріс тоқтардың орташа арифметикалық мәні болып анықталады;

  • ОК кірісі арқылы ағатын , кіріс тоқтардың айырымы Iкір , тоқтардың мәндерінің айырымына тең болады;

  • Бірлік күшейткіштің жиілігі-бұл жілікте ОК күшейту коэффициентінің модулі бірлікке тең:

(f) = 1;

  • Rшығ шығыс кедергісі , берілген сигнал жиілігінің мәні бойынша, оның шығыс кернеуінің өсімшесі , шығыс тоқты құрайтын активті өсімше қатнасына тең болады.

  • Шекаралық жиілік- синусоидалы сигналдың максималды жиілігі.;

  • Максималды дифференциалды кіріс кернеу – бұл схемада ОК кіріс арасында берілетің кернеу,

дифференциалды каскадтың транзисторларының бұзылмауына керек;

  • Шығыс кернеудің максималды өсу жылдамдығы – тік бұрышты пішіні бар максималды кіріс кернеудің импульсі әсеінен, ОК шығыс кернеудің кішігірім өзгеру жылдамдығына тең болады;

  • Шығыс кернеуді белгілеу уақыты tбел. – салыстырмалы қателіктің рауалы мән шамасына кіріс

кернеудің секіруінен кейін болатын аралықтағы уақыт.

ОК аналогты сұлбалары:



Инверстейтін күшейткіш



Бұл сұлба практикада жиі қолданылады.Кері байланыстың тізбегің бұл жағдайда R1 резисторы көрсетеді, шығыс сигналдың жиілігін кері кіріске беру үшін қызмет атқарады.Бұл фактыда, резистор инверстейтің кіріспен жалғанған, кері байланыстын теріс сипаттын көрсетеді. Кіріс сигналы R2 резистор арқылы ОК инверсті кірісіне беріледі.

Сұлба көрсеткіштерің анықтауға болады, 1 түйін үшін тоқтың теңдеуімен қодануға болады. Егер қабылданған болса Rкір = ∞ и Iкір = 0, то Iкір = Iкб,

қайдан (Uкір- U0)/ R1= -( Uкір- U0)/ Rкб, мұнда Кк= ∞ кірістің кернеуі U0= 0, сонда Uкір/ Rкб = - Uкір/ Rкб. Егер Кк= Uшығ / Uкір,

сонда Кк= - Rкб / R1. Сондықтан U0 → 0, то Rкір = R1. Күшейткіштің шығыс кедергісі Rшығ= (Rшығ(1+Rос / R1)) / Кк.
Инверстемейтін күшейткіш. Инверстемейтін күшейткіште кернеу бойынша тізбекті теріс кері байланыс бар, ол инверсті кіріске беріледі, кіріс сигнал ОК инверстемейтін кіріске беріледі.

Uкір= Uшығ (R1 / (R1+ Rкб)), қайдан Кк = 1+ (Rкб / R1).

Кернеу мен тоқты түрлендіру сұлбасы.





Кернеуді қайталағыш


Өзін-өзі тексеру сұрақтары


  1. Интегральды операциялық күшейткіштерге анықтама беріңіз.

  2. ОК қалдық сипаттамасын түсіндіріңіз.

  3. ОК негігі параметрлері мен сипаттамаларын атаңыз.

  4. Инвертирлеуші ОК дегеніміз не?

  5. ОК сумматорының жұмыс істеу принципі.

  6. Компаратор мен триггердің жұмыс істеу приципі.



2. Зертханалық сабақтар



Зертханалық жұмыс 1.

Тақырыбы. Electronics Workbench программалық пакетімен танысу. Electronics Workbench компоненттері. Өлшеу жүргізу керекті аспаптар. Сұлбаларды модельдеу.

Сабақтың мақсаты. Electronics Workbench электронды зертханасының мүмкiншiлiктерiмен танысу, сұлбаларды құру және сипаттамаларды алу үшiн керектi құралдармен танысу.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 2.

Тақырыбы.. Логикалық сұлбаларды және функцияларды зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Логикалық сұлбаларды зерттеу.

Логикалық элементтердiң көмегiмен логикалық функцияларды iске асыру.

Берiлген логикалық функцияларды атқаратын логикалық сұлбалардың синтезi.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.

Зертханалық жұмыс 3.

Тақырыбы. Дешифраторларды зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Дешифратордың жұмыс iстеу принципiмен танысу.

Дешифратор жұмысына басқарушы сигналдардың әсерiн зерттеу.

Дещифратор негiзiнде функционалды модульдi зерттеу және iске асыру.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 4

Тақырыбы. Мультиплексорды зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Мультиплексордың жұмыс істеу принципімен танысу.

Мультиплексор негізіндегі функцияның моделін зерттеу және жүзеге асыру.

Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 5.

Тақырыбы. Триггерлердi зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Синхронды және асинхронды триггерлер жұмысының алгоритмi және құрлысын оқу.

Триггерлердiң негiзгi типтерiнiң қозу және ауысу функцияларын зерттеу.

Триггерлердiң әр түрлi типтерiнiң өзараауысымдылығын меңгеру.
Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 6.

Тақырыбы. Санауыштарды зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Есептеуіш және қосындылауыш санауыштардың жұмысын зерттеу және құрылымын меңгеру.

Санауыштың қайта санау коэффициентін өзгерту әдісін меңгеру

Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 7.

Тақырыбы. Жартылай өткізгішті диодттарды зерттеу зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Вольт – амперлік сипаттамаларды алу және талдау, сипаттамасы бойынша олардың параметрлерін анықтау.

Жартылай өткізгішті диодтардың іске қосылуының негізгі схемаларын оқып меңгеру

Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.
Зертханалық жұмыс 8.

Тақырыбы. Биполярлы транзисторларды зерттеу.

Сабақтың мақсаты. Биполярлық транзистор әрекетінің принципін оқып меңгеру, ВАС (Вольт-амперлі сипаттама) транзисторды алу

Биполярлы транзисторлардың іске қосылуының негізгі схемаларын оқып меңгеру

Жұмысы жүргiзу барысы, зертханалық жұмысты қорғауға қойылатын сұрақтар жұмысты орындаудың әдiстемелiк нұсқауында келтiрiлген.

3.Практикалық сабақ тақырыбы
1. Қарапайым логикалық сұлбаларды зерттеу және синтез.

2. Дешифратор негізінде жобалау сұлбасы.

3. Мультиплексор негізінде жобалау сұлбасы.

4. Тригерлер және санауыштар негізінде жобалау сұлбасы.

5. Диодты сұлбалардың есебі.

6. Стабилитрон негізіндегі сұлбалар есебі.

7. Азқуатты түзеткіш сұлбасының есебі.

8. Биполярлы транзистор параметрінің есебі

9. Транзисторлық каскадта жұмыстық нүктесін беру

4. студенттің өздік жұмысы
4.1 Өздік жұмысты ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқаулар.

Студенттің өздік жұмысы (СӨЖ) реферат түрінде орындалады және студенттердің өздік жұмысын қойлатын талаптарға сәйкес тапсырылады.

Өздік жұмысты бақылау келесі формада өтуі мүмкін:

– жасалған жұмысты көрсету;

– өздік меңгерген тақырып бойынша баяндама;

– аудиториялық сабақтарды немесе ОБСӨЖ-де ауызша сұрау;

– жазбаша орындалған тапсырмаларды қорғау.

Өздік жұмысының нәтижелерін тапсырмаған студент қорытынды аттестацияға жіберілмейді.



Өз бетімен меңгерген материал оқытушумен бірге меңгерілген материалмен қоса қорытынды бақылауға шығарылады.


    1. Рефераттар тақырыбы




1. Буль алгебрасының заңы. Логикалық функцияның тәсілдері.

2. Мультиплексорлар негізінде функционалдық модульдерді зерттеу және түрлендіру.

3. Дешифратордың сұлбасын құру.

4. Мультиплексордың сұлбасын құру.

5. Биполярлы транзистордың негізгі параметрлері.

6. Буль алгебрасының заңы. Логикалық функцияның тәсілдері.

7. Дешифраторлардың жұмыс кезіндегі басқару дабылын зерттеу.

8. Мультиплексорлар негізінде функционалдық модульдерді зерттеу және түрлендіру.

9. Дешифратордың сұлбасын құру.

10. Мультиплексордың сұлбасын құру.

11. Биполярлы транзистордың негізгі параметрлері.





Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет