Тема : Жартылай өткізгіштік аспаптар

Жоғарыда айтылған р-n ауысудың қасиетін, жартылай өткізгіштік триод немесе транзистор деп аталынатын, электрлік тербелістерді күшейткіштер жасау үшін пайдалануға болады.

Транзисторда кристалдың екі р – аймағы жіңішке n – аймағымен бөлінеді (5-сур.). Мұндай транзисторды р-n-р деп шартты белгілейді. n- р- n – типті транзистор да жасауға болады, яғни кристалдың екі n – аймағы жіңішке р – аймағымен бөлінеді.

4 – сурет.

р- n- р – типті транзистор негізінде жасалынған жартылай өткізгіштік күшейткіштердің жұмыс істеу принципін түсіндірейік. Бұл транзистор үш аймақтан тұрады, шеткілері кемтіктік өткізгіштікке, ал ортадағысы электрондық өткізгіштікке ие. Транзистордың бұл үш аймағына өзбетінше контактілер жасалынады, бұлар арқылы әртүрлі кернеулерді, сол жақтағы р-n ауысуына а және б контактілеріне және оң жақтағы n-р ауысуға б және в контактілері арқылы, беруге болады.

Егер оң жақтағы ауысуға кері кернеу берсе ол жабық болады және ол арқылы өте аз кері ток жүреді. Енді сол жақтағы р-n ауысуға тура кернеу береміз, сонда ол арқылы едәуір тура ток жүре бастайды.

Транзистордың жұмысында (5-сурет) оң ауысуға жүктеме кедергісі R және Б батареясының көмегімен, ауысуды жабатын, кері кернеу беріледі (ондаған вольт). Бұл кезде ауысу арқылы өте аз кері ток жүреді, ал батареяның Б барлық кернеуі n-р ауысуына түседі. Жүктемеде кернеу нольге тең болады. Егер сол жақтағы ауысуға енді аздаған тура кернеу берілсе, онда ол арқылы аздаған тура ток жүре бастайды. Дәл осындай ток, жүктеменің R кедергісіне кернеудің түсуін жасай отырып, оң жақтағы ауысу арқылы да аға бастайды. Бұл кезде n-р ауысуындағы кернеу кеми бастайды, өйткені батареяның кернеуінің бір бөлігі енді жүктеме кедергісіне түседі.

5 – сурет

Сол жақтағы ауысудағы тура кернеуді арттырған кезде оң жақтағы ауысу арқылы өтетін ток көбейіп, жүктеменің R кедергісіндегі кернеу өседі. Сол жақтағы р-n ауысуы ашық болған кезде, оң жақтағы n-р ауысуынан өтетін ток, батареяның Б кернеуінің едәуір бөлігі жүктеменің R кедергісіне түсетіндей, үлкен шамаға ие болады.

Сонымен, сол жақтағы ауысуға, вольттің бөлігіне тең тура кернеу бере отырып, жүктеме арқылы үлкен ток алуға болады, және де оған түскен кернеу батареяның Б кернеуінің едәуір бөлігін құрайды, яғни ондаған вольт. Сол жақтағы ауысуға берілген кернеуді вольттің жүзден бір бөлігіндей өзгерте отырып, жүктемедегі кернеуді ондаған вольтқа дейін өзгертеміз. Осындай әдіспен кернеу бойынша күшейтуді алады.

Транзисторда мұндай жалғастыруда ток бойынша күшейтуді алуға болмайды, өйткені оң жақтағы ауысу арқылы жүретін ток, сол жақтағы ауысу арқылы жүретін токтан, оның үстіне, аздап аз болады. Бірақ кернеудің күшеюіне байланысты мұнда қуаттың күшеюі болады. Ең соңында қуат бойынша күшею энергия көзінің Б есебінен болады.

Транзистордың қызмет ету мерзімі және оның экономдылығы, электрондық шамдарға қарағанда көп есе артық. Транзистор деген сөз, trasfer – ауыстыру, resistor – кедергі деген ағылшын сөздерінен құралған.

Қазіргі техникада транзисторлар ерекше кең таралды. Олар көптеген ғылыми, өндірістік және үй-тұрмысындағы аппаратуралардың электрлік тізбектерінде электрондық шамдарды алмастырады. Осындай құралдарды пайдаланатын, портативті радиоқабылдағыштарды күнделікті өмірде транзисторлар деп атайды. Мұндай транзисторлардың электрондық шамдармен салыстырғанда артықшылықтары, ең алдымен көп энергия қабылдайтын және оның қызуы үшін уақыттың қажет болатын жарқырап қызатын катодтың болмауы. Мұнан басқа бұл құралдар өлшемдері және массасы бойынша, электрондық шамдарға қарағанда ондаған және жүздеген есе кіші. Олар төменірек температурада жұмыс істейді.

Транзистордың кемшілігі, жартылай өткізгіштік диодтардың кемшілігімен бірдей. Олар температураның көтерілуіне, электрлік асқын жүкке және күшті көктеп өтуші сәулеленуге өте сезімтал.

Енді n-p-n – типті транзистордың жұмысын зоналар теориясы бойынша түсіндірейік. 6 – суретте күшейту тізбегіне жалғасқан осындай транзистор көрсетілген. Эмиттер – база ауысуына тура бағытта тұрақты ығыстырушы

6 – сурет

кернеу U_э беріледі, ал база – коллектор ауысуына кері бағытта тұрақты ығыстырушы кернеу U_к беріледі. Айнымалы күшейтілетін кернеу U_кір аз шамадағы кіріс кедергісіне R_кір беріледі. Осы көрсетілген жалғасуда ығыстырушы кернеулердің таңбасында, эмиттер – база ауысуының кедергісі улкен емес, ал керісінше, база – коллектор ауысуының кедергісі өте үлкен. Бұл R_шығ шамасын өте улкен етіп алуға мүмкіндік береді.