Магнетизм

Электр жəне магнетизм
127
 
 
3-
сурет
.
Биполярлық
транзистордың
басқарушы
элемент
ретінде
жұмыс
істеу
принципін
түсіндіру
Биполярлық
транзистордың
басқарушы
элемент
ретіндегі
жұмыс
істеу
принципі
бір
р
-n 
өткел
арқылы
тасымалдаушы
-
ларды
инжекциялап
жəне
оларды
екінші
р
-n 
өткелде
жинақтау
процесіне
негізделген
. 
Транзистордың
күшейту
режимінде
жұ
-
мыс
істеуі
кезінде
эмиттерлік
өткел
тура
бағытта
,
ал
коллек
-
торлық
өткел
кері
бағытта
ығысады
. 
Ортақ
базасы
бар
n-
р
-n 
транзистор
жағдайында
, 
бұл
3-
суретке
сай
, 
эмиттерге
теріс
потенциал
, 
ал
коллекторға
оң
потенциал
түсірілген
дегенді
білдіреді
.
Егер
эмиттерлік
алап
базалық
алапқа
қарағанда
едəуір
күштірек
легирленген
(
қоспа
енгізілген
) 
болса
, 
онда
токтың
электрондық
құраушысы
кемтіктік
құраушыға
қарағанда
көп
артық
болады
. 
Эмиттер
-
база
ауысуы
тура
бағытта
ығысқан
кезде
(
ашылған
кезде
) 
эмиттерден
база
алабына
елеулі
электрон
-
дық
ток
өтеді
, 
яғни
электрондар
базаға
қарай
шығарылады
, 
міне
, 
осыдан
“
эмиттер
” 
атауы
шығып
отыр
. 
Базаның
легирлену
дəрежесі
эмиттердікіне
қарағанда
төмен
болуға
тиіс
, 
əйтпесе
инжекцияланған
электрондардың
базалық
алаптың
кемтіктер
-
мен
рекомбинациялану
ықтималдығы
күшейіп
кетуі
мүмкін
.

128
М
.
Қ
.
 Досболаев
Сонымен
, 
эмиттерлік
ауысуда
тура
ығысу
болған
жағдайда
осы
ауысу
маңында
базадағы
негізгі
емес
тасымалдаушылардың
(n-
р
-n 
типті
транзисторларда
электрондардың
) 
саны
күрт
өседі
. 
Кері
бағытта
ығысқан
коллекторлық
ауысудың
база
жағындағы
маңында
осы
ауысуға
инжекцияланған
электрондар
келіп
жет
-
кенге
дейін
, 
ток
тасымалдаушылар
концентрациясы
өте
аз
болады
. 
Қарама
-
қарсы
бағытта
ығысқан
осындай
екі
р
-n 
өткел
-
дердің
комбинациясы
база
бойында
негізгі
емес
тасымалдау
-
шылар
концентрациясының
үлкен
градиентін
тудырады
.
Базадағы
жылулық
қозғалыстың
əсерінен
негізгі
емес
тасы
-
малдаушылар
мол
жиналған
эмиттерлік
өткелден
бұлардың
коллекторлық
өткелге
қарай
бағытталған
, 
одан
əрі
коллектор
аймаққа
қарай
диффузиялық
ағыны
пайда
болады
. 
Мұндай
электрондардың
ағыны
схемалық
түрде
3-
суретте
көрсетілген
(
жалпақ
стрелка
). 
Эмиттерден
электрондар
базаға
қарай
инжек
-
цияланады
, 
одан
əрі
диффузияның
əсерінен
база
арқылы
коллек
-
торлық
өткелге
, 
ақыры
электр
өрісімен
коллекторға
тартылады
. 
Эмиттерден
түскен
электрондардың
басым
көпшілігі
база
арқылы
өте
алу
үшін
оның
қалыңдығы
кішкене
(1-10 
мкм
) 
болуы
керек
. 
Базаға
инжекцияланған
электрондардың
түгелдей
дерлігі
коллекторға
жетеді
. 
Бірақ
бұлардың
болмашы
бөлігі
базадағы
кемтіктермен
рекомбинацияланады
. 
Рекомбинация
кезінде
жəне
сонымен
қатар
олардың
база
алабынан
эмиттер
алабына
инжекциялануынан
туатын
жетіспеушілікті
толықтыру
үшін
кемтіктердің
қайсы
бір
саны
базаға
базалық
кіріс
арқылы
өтуі
тиіс
. 
Мұндай
кемтіктер
коллектордан
шыға
алмайды
, 
себебі
олар
онда
негізгі
емес
тасымалдаушыларға
жатады
жəне
олар
-
дың
саны
аз
болады
. 
Сөйтіп
, 
коллекторлық
өткел
дегеніміз
кері
бағытта
ығысқан
диод
болып
табылады
, 
оның
тогы
эмиттерлік
өткел
арқылы
ин
-
жекцияланған
электрондар
ағыны
арқылы
басқарылады
. 
Кол
-
лектордың
тогы
, 
егер
коллекторлық
өткел
керісінше
бағытта
ығысқан
болса
, 
коллекторлық
өткелдегі
кернеуден
тəуелсіз
болады
. 
Сонымен
, 
басқарушы
элемент
ретіндегі
биполярлық
транзистордың
негізгі
қасиеті
шығыс
(
коллекторлық
) 
тогының
кіріс
(
эмиттерлік
) 
тогынан
тəуелділігінде
.

Электр жəне магнетизм
129
 
Жиі
қолданылатын
ортақ
 
эмиттерлік
 
тізбекте
 
(
ОЭ
, 6-
сурет
)
 
эмиттерден
 
коллекторға
 
бағытталған
 
электр
 
тогы
 
база
 
тогымен
 
басқарылады
. 
Транзистордың
 
электр
 
тізбегінде
 
белгіленуі
 4-
суретте
 
көрсетілген
.
n-
р
-n 
типтегі
 
транзисторлар
 
мына
 
ережелерге
 
бағынады
(
р
-n-
р
типті
транзисторлар
үшін
келесі
ережелер
сақталады
, 
бірақ
кернеудің
таңбасын
қарама
-
қарсыға
өзгерту
керек
екендігін
ескеру
керек
): 

Коллектордың
потенциалы
эмиттерге
қарағанда
оң
болады
. 

База
-
эмиттер
жəне
база
-
коллектор
тізбектері
диодтар
тəрізді
жұмыс
атқарады
(5-
сурет
). 
Көбінесе
база
-
эмиттер
диоды
ашық
, 
ал
база
-
коллектор
диоды
кері
бағытта
ығысқан
болады
. 

Əрбір
транзистор
к
б
к
U
I
I
,
,
шамаларының
максимал
мəндерімен
сипатталады
, 
мұндағы
к
I
– 
коллектор
тогы
, 
б
I
°
база
тогы
, 
к
U
– 
коллектор
мен
эмиттердің
арасындағы
кернеу
. 

Егер
1-3 
ережелер
орындалса
, 
онда
к
I
ток
б
I
токқа
тура
пропорционал
болады
да
, 
мына
қатынасты
жазуға
болады
: 
б
к
I
I


, 
мұндағы

– 
ток
бойынша
күшейту
коэффициенті
. 
Əдетте
мұның
мəні
бірнеше
ондаған
болады
. 4-
ереже
транзистордың
негізгі
қатынасын
анықтайды
:
 
базаның
 
азғантай
 
тогы

коллек
-
тордың
 
үлкен
 
тогын
 
басқарады
. 
Транзистордың
 
көмегімен
 
сигналды
 
күшейту
 
принципі
. 
Транзистордың
күшейткіштік
əсері
коллекторлық
токтың
эмит
-
терлік
токқа
тең
болуы
негізінде
жүзеге
асырылады
. 
Бұл
қарама
-
қарсы
бағыттарда
қосылған
коллекторлық
жəне
эмиттерлік
р
-n 
өткелдер
кедергілерінің
үлкен
айырмашылығы
арқасында
орын
-
далады
. 
Биполярлық
транзистордың
көмегімен
сигналды
күшей
-
ту
принципі
кері
ығысқан
р
-n 
өткелдің
кедергісін
зарядты
тасымалдаушыларды
инжекциялау
есебінен
өзгертуге
негіздел
-

130
М
.
Қ
.
 Досболаев
ген
. “Transistor” 
деген
сөз
ағылшынша
“transfer resistor” 
сөздерін
қысқартудан
алынған
, 
ал
бұл
“
резисторды
түрлендіру
” 
деп
ау
-
дарылады
. 
 
4-
сурет
. 
n-
р
-n 
жəне
 
р
-n-
р
типті
транзисторлардың
шартты
түрде
белгіленуі
 
5-
сурет
.
База
-
коллектор
жəне
база
-
эмиттердің
диод
түрінде
жалғануы
 
 
Тура
ығысу
кернеуі
берілген
эмиттер
өткелінің
кедергісі
аз
болғандықтан
ондағы
кернеу
түсуі
де
э
U
аз
. 
Коллектор
өткеліне
кері
ығысу
кернеуі
берілгендіктен
бұл
өткелдің
кедергісі
анағұрлым
көп
болады
. 
Сондықтан
да
коллектор
тізбегіне
кедергісі
ж
R
эмиттер
өткелінің
кедергісінен
əлдеқайда
артық
жоғарғы
омды
жүктеме
жалғанады
. 
Эмиттер
жəне
коллектор
токтарын
тең
деп
қарауға
болатындықтан
, 
коллекторлық
жоғарғы
омды
жүктемедегі
кернеу
түсуі
ж
э
ж
к
ж
R
I
R
I
U




эмиттер
өткеліндегі
кернеу
түсуінен
əлдеқайда
көп
болады
)
(
э
ж
U
U

. 
Негізінен
, 
транзистордың
кернеу
бойынша
кү
-
шейту
эффектісі
осы
болып
табылады
.
)
(
э
э
к
ж
I
U
I
U

бол
-
ғандықтан
, 
күшейту
қуат
бойынша
да
болады
: 
коллектор
тізбе
-
гіндегі
жоғарғы
омды
жүктемедегі
шығыс
қуаты
шы
Ε
P
эмиттер
өткеліне
келетін
к
i
р
P
кіріс
қуатынан
əлдеқайда
көп
болады
)
(
к
i
р
шы
Ε
P
P

. 

Электр жəне магнетизм
131
 

жүктеу/скачать 3,9 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: