Дәріс жартылай өткізгіштік физика негіздері. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі. P-n ауысу теориясы. Негізгі және негізгі емес заряд тасымалдаушылар. Негізгі ақпарат
Өзін-өзі тексеруге арналған тест тапсырмалары
жүктеу/скачать 1,04 Mb.
|
Д ріс жартылай ткізгіштік физика негіздері. Жартылай ткізгіште
- Бұл бет үшін навигация:
- 2 Вольт-амперлі сипаттамасы төменде келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады
- 3 Төменде келтірілген сипаттама қандай жартылайөткізгішке қатысты
- 4 Шартты белгіленуі төмен келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады
- 5 Вольт-амперлі сипаттамасы төменде келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады
- Дәріс 7 ТИРИСТОР. ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ, НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ МЕН ПАРАМЕТРЛЕРІ, ТИРИСТОРЛАРДЫ ҚОЛДАНУ САЛАЛАРЫ. Тиристорлар.
| Өзін-өзі тексеруге арналған тест тапсырмалары
1 Шартты белгіленуі төменде келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады? A) Варикап; B) Фотодиод; C) Стабилитрон; D) Шоттки диоды; E) Сәуле шашатын диод. 2 Вольт-амперлі сипаттамасы төменде келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады? A) Варикап; B) Фотодиод; C) Стабилитрон (стабистор); D) Шоттки диоды; E) Сәуле шашатын диод. 3 Төменде келтірілген сипаттама қандай жартылайөткізгішке қатысты? A) Варикапқа; B) Түзеткіш диодқа; C) Стабилитронға; D) Шоттки диодына; E) Тунелді диодқа. 4 Шартты белгіленуі төмен келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады? A) Варикап; B) Динистор; C) Стабилитрон; D) Шоттки диоды; E) Тринистор. 5 Вольт-амперлі сипаттамасы төменде келтірілген жартылайөткізгішті аспап қалай аталады? A) Варикап; B) Түзеткіш диод; C) Стабилитрон (стабистор); D) Шоттки диоды; E) Түзеткіш диоды. Дәріс 7 ТИРИСТОР. ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ, НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ МЕН ПАРАМЕТРЛЕРІ, ТИРИСТОРЛАРДЫ ҚОЛДАНУ САЛАЛАРЫ. Тиристорлар. Тиристор – екi тұрақты күйi бар, ашық күйден жабық күйге және керiсiнше ауысатын үш (немесе одан да көп) түзеткiш ауысуы бар жартылайөткiзгiштi аспап. Диодты (басқарылмайтын) және триодты (басқарылатын) тиристорлар болады. Диодты тиристорлар – динисторлар, триодты тиристорлар – тринистор деп аталады. Тринистор катодпен және анодпен басқарылатын болып бөлiнедi. Динистор екi жолақты төрт қабатты p-n-p-n құрылынды бейнелейдi. Сыртқы n- аймақпен электрлiк байланысты қамтамасыз ететiн электрод катод деп аталады, ал сыртқы p- аймақпен электрлiк байланысты қамтамасыз ететiн электрод анод деп аталады. Құрылымға берiлетiн кернеулер өрiсiне байланысты 1 және 3 ауысымдар тура бағытта ығысады, ал кернеудiң бәрi коллектор режимiнде жұмыс iстейтiн 2 – ауысымда болады. Қарастырылып отырған динистордың құрылымын n1 және p2 аймақтары шартты түрде бөлiнген екi p1-n1-p2 және n2-p2-n1 транзисторларынан тұрады деп қарастыруға болады. 1 ауысым 1-шi транзистордың эмиттерлi ауысымын, ол арқылы р1 аймағынан 1-шi транзистордың базасы ролiн атқаратын n1 аймағына кемтiктер инжекцияланады. Инжекцияланған кемтiктер базадан және 2-коллекторлы ауысымнан өте отырып, 1-шi транзистордың p2 коллекторында, яғни 2-шi транзистордың базасында пайда болады. Бұл тоқ Ip=Ipko+α1*Iн өрнегiмен анықталады, мұнда Ipko – коллекторлы ауысымның керi кемтiктiк тоғы, α1 – 1-шi транзистордың эмиттердiң тоқ өткiзу коэффициентi. 2-шi транзистордың р2 базасында (n2-p2-n1) кемтiктердiң пайда болуы компенсацияланбаған көлемдi зарядтардың пайда болуына әкелiп соғады. Бұл заряд 2-шi транзистордың эмиттерлi 3-шi ауысымының потенциалды тосқауыл биiктiгiн төмендете отырып 2-шi транзистордың n2- эмиттерлi аймағынан 2-шi транзистордың базасы және 1-шi транзистордың коллекторы болып табылатын p2 аймаққа электрондардың қарсы бағыттағы инжекциясын тудырады. Инжекцияланған электрондар коллекторлы 2-ауысу арқылы 2-шi транзистордың n1- коллекторына-1-шi транзистордың базасына p1-n2-p2 келiп түседi. Элетронды тоқ мәнi келесiге тең In=Inko+α2*Iн, мұнда Inko – коллекторлы ауысудың керi тоғы; α2 – 2-шi транзистордың эмиттерлi тоқты өткiзу коэффициентi. Кемтiктер мен электрондар бiр-бiрiне қарама-қарсы бағытта қозғалатындықтан қарасып отырған тоқ қосындысы: Iн = Ip + In = Ipko + Inko + (1 + 2) * Iн = Iкво + * Iн, (1) Мұнда IКВО – тиристордың кері тоғы; αε - эмиттерлі тоқты өткізудің соммалық коэффициенті. (1) – формуладан келесі нәтиже алынады Iн = Iкво / (1 - ) (2) мұнда αε = 1 кезiнде Iн = 4. Физикалық тұрғыдан бұл дегенiмiз αε=1 кезiнде n2 аймағынан р2 аймағына қарай бағытталған электрондар инжекциясы 1-ауысудың потенциалды тосқауылының биiктiгiн төмендететiн компенсацияланбаған көлемдi зарядтың пайда болуына әкелiп соғады, ал бұл өз алдына р1 аймағынан n1 аймағына қарай қарсы бағыттағы кемтiктердiң инжекциясын қалыптастырады. Бұдан ары қарай үрдiс қайталана бередi де, эквиваленттi транзистор контурындағы тоқ көшкiндi түрде өсе бастайды. Қарастылып отырған құрылымға берiлетiн кернеу өрiсiн керi өрiске өзгертсек, 1 және 3 ауысымдар керi бағытқа ауытқыған болып шығады. Егер бұл ауысымдар жеткiлiктi түрде жоғары вольтты болса, онда динистордың ВАС-сы диод ВАС-сының керi тармағындай болады. Егер динистордағы Ua кернеуi Uқосылу кернеуiне жетсе, онда жұмыс нүктесi А күйiнен А’ күйiне секiрмелi түрде ауысады. Кернеу төмендегенде жұмыс нүктесi В күйiнен В’ күйiне секiрмелi түрде ауысады. Сонымен Iн – динистор тоғын басқару тек сыртқы көз кернеуi мәнiн және бағытын өзгерткенде ғана iске асады. Тринистор 4 қабатты жартылайөткiзгiштi құрылымды бейнелейдi, мұнда базалық аймақтардың бiрi басқарушы ретiнде алынған. Қандай шартты транзистордың базасы басқарушы ретiнде алынғанына байланысты тринисторлар анодты немесе катодты түрде басқарылатын болып бөлiнедi. Базалық шықпа жақын жердегi эмиттер тоғымен басқаруға мүмкiндiк бередi. Бұл үшiн басқарушы электродқа сәйкес эмиттерлi ауысымды ашуға мүмкiндiк беретiн өрiстегi кернеу берiлуi тиiс. Бұл жағдайда тринисторды ашу және жабу үрдiстерi, яғни тиристордың Iн тоғын басқару Анод пен Катодқа берiлетiн сыртқы көз кернеуiнiң өзгеру есебiнен емес, басқарушы электродтағы кернеудiң өзгеру есебiнен болады. llбасқарушы және Iбасқарушы өскен сайын тринистордың Uқосу кернеуi азаяды, және Iбасқару тоғының бұдан да жоғары мәндiлiгiнде тринистордың ВАС-сы диодтың ВАС-сының тура тармағына сәйкес келедi. Сыртқы кернеу жоқ кезiнде ауысуда кеңiстiк зарядтар аймағы және φп1, φп2, φп3 потенциалды тосқауылдары пайда болады. Тиристорға аздаған тура кернеу берiлсе, тiзбекте шамалы ғана тұрақты I тоқ ағады. p-n-p-n құрылымын құрайтын транзисторлар бұл жағдайда белсендi жұмыс аймағында болады. П2 орталық коллекторлы ауысудағы тоқ келесi құрамалардан тұрады: Ауысудың керi тоғынан Iкк; Iкк тоғы қаншалықты үлкен болған сайын ауысудағы Uп2 кернеуi соншалықты үлкен болады; П1 ауысымнан инжекцияланып П2 ауысымына жартылай түрде жететiн кемтiктердiң тоғы Ip және Ip = αpI, мұнда αp - p-n-p-n құрылымын құрайтын p-n-p транзисторының эмиттер тоғын өткiзу коэффициентi. Белсендi аймақта αр коэффициентi коллекторлы өткелдегi тоқ пен кернеуге тәуелдi; П3 ауысымнан инжекцияланып, П2 ауысуына жартылай жететiн электрондар тоғы – In, In = αn * I, мұнда αn - n-p-n транзисторының эмиттер тоғын өткiзу коэффициентi. Сонда p-n-p-n құрылымы параметрлерiнiң электрлiк режимнен тәуелдiлiгiн ескере отырып тиристор ВАС-сын келесi түрде бейнелеуге болады. In2=I=Iko(Un2)+p(I,Un2)I+n,(I,Un2)I немесе I=Iko(Un2)/[I-p(I,Un2)-n(I,Un2)]. Сонымен, тиристордың ВАС-сын баяндау үшiн Ikk (U) және α (I,U) тәуелдiлiктерiн алу керек. Керi тоқ Ikk=Ik+IτIaτ Мұнда Iτ – термогенерация тоғы; Ik – жылу тогы – p-n ауысуы маңына орналасқан негiзгi емес заряд тасымалдағыштарының тоғы; Iaτ - ағып кету тоғы. жүктеу/скачать 1,04 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|