- •В.А. Корнев, к.А.Елеусизова аналогты құрылғылардағы элекроника мен сұлбатехника
- •5В071900 «Радиотехника, электроника мен телекоммуникациялар» мамандығының студеттеріне арналған дәрістер курсы
- •1 Материалдардың электрөткізгіштігі
- •1 Сурет – 4 валентті жартылайөткізгіштің жазық графикалық моделі [6]
- •2 Сурет – Электрондық өткізгіштікті жартылайөткізгіш [6]
- •3 Сурет - Акцепторлы байланысты кристаллдық тордың жазық моделі [6]
- •1.1 Жартылайөткізгіштердегі токтар. Дрейф және диффузия.
- •4 Сурет – Заряд тасымалдаушылардың дрейфтіу механизмі [6]
- •2 Жартылайөткізгіш материалдардағы
- •5 Сурет – Материалдардағы ауысу түрлері
- •2.2 Тепе-теңдік күйдегі p-n-ауысуды алу
- •6 Сурет – p-n-ауысудың тепе-теңдік күйі [6]
- •2.3 Сыртқы кернеу бар кездегі р-n-ауысу
- •7 Сурет – p-n-ауысудағы кері жылжу
- •8 Сурет – p-n-ауысудағы тура жылжу
- •9 Сурет – p-n-ауысудың вас-ы
- •3.1 Жартылайөткізгіштік диодтар
- •10 Сурет – Жартылайөткізгіштік диодтың белгіленуі
- •11 Сурет – Идеал және реал диодтың вас-ы
- •3.4 Импульстік диодтар
- •3.5 Шоттки диоды
- •15 Сурет – Шоттки диодының вас-ы
- •3.6 Варикаптар
- •3.7 Стабилитрондар және стабисторлар
- •3.8 Туннельдік диодтар
- •3.9 Кері диодтар
- •3.10 Жартылайөткізгіштік диодтарды маркалау
- •16 Сурет – rc-тізбектегі ауысу үрдістері
- •5 Биполярлы транзистор
- •17 Сурет – Транзисторлардың схемадағы белгіленуі
- •18 Сурет – Әртүрлі типті транзисторлардағы токтар мен кернеулер
- •19 Сурет – Транзистордың түрліше қосылу схемалары.
- •20 Сурет – Транзистордың температуралық токтарының таралуы
- •21 Сурет – оэ схемасымен қосылған (а)
- •6 Өрістік транзистордың құрылымы мен
- •22 Сурет - Өрістік транзистордың конструкциялық-схемалық моделі
- •6.1 Басқарушы p-n ауысулы n-арналы өрістік транзистордың статикалық вас-ы
- •23 Сурет – n арналы өрістік транзистордың вас-ы
- •6.3 Орнатылған арналы мдж-транзистор
- •7 Биполярлы транзисторлар негізіндегі аз қуатты төменгі жиілікті күшейткіштерді есептеу
- •28 Сурет – Транзситордың амплитуда-жиіліктік және фазалық сипаттамасы
- •29 Сурет – Тізбектей-параллель кб
- •33 Сурет – в кластық режимдегі күшейткіш каскадтың жұмысы
- •8.1 Есептеулерге арналған практикалық ұсыныстар
- •34 Сурет – Ортақ эмиттерлі күшейткіш каскады схемасы [2]
- •8.2 Шектік шамаларды бағалау және транзисторды таңдап алу
- •9 Тұрақты ток бойынша күшейткішті есептеу
- •35 Сурет – а класты күшейткіш каскад режиміндегі транзистордың кіріс сипаттамасы
- •36 Сурет – а класты күшейткіш каскад режиміндегі транзистордың шығыс сипаттамасының графикалық баламасы
- •10 Күшейткіштің динамикалық есептеулері
- •37 Сурет – Динамикалық және статикалық жүктемелік сипаттамалар арасындағы байланыс
- •11 Күшейткіштің жиіліктік және қуаттық шамаларын есептеу
- •11.1 Күшейткіштің қуаттық шамаларын анықтау
- •12 Қуатты күшейту күшейткіштерінің есебі
- •12.1 Қорек көзін таңдау
- •12.2 Графиктік талдау әдісі
- •13 Кілттік сызбалар
- •39 Сурет –Электрондық кілт сызбасы
- •14 Ауыспалы кернеу түзеткіштері
- •40 Сурет – жартыпериодты түзеткіш сызбасы
- •41 Сурет – Кернеудің жартыпериодты түзеткіш диаграммасы
- •42 Сурет –Екі жарты периодты түзетіліну сызбасы.
- •44 Сурет –Бір фазалы түзеткіштің көпір сызбасы
- •45 Сурет – Түзеткіштің көпір сызбасындағы кедергіден өтетін ток диаграммасы
- •14.1 Тегістеу сүзгілері
- •46 Сурет – Түзетілген кернеу пульсаций тегістеу сүзгісінің сызбасы
- •47 Сурет – Түзетілген кернеудің пульсаций тегістеу сүзгілері Бірақ сүзгі қандай сапалы болмасын кернеу бұл жағдайда оте аз қолданылады және оны екінші процедураға, яғни түзету керек.
- •15 Кернеу стабилизаторы
- •48 Сурет- жартылайөткізгішті стабилитронның вольтамперлік сипаттамасы
- •49 Сурет - Параметрлік стабилизатор
- •50 Сурет - Жүйелі кернеу стабилизаторы
- •51 Сурет– Компенсационный стабилизатор сызбасы
2.3 Сыртқы кернеу бар кездегі р-n-ауысу
p-n-ауысуға сырттан кернеу берілгенде ондағы токтардың динамикалық тепе-теңдігі бұзылады да p-n-ауысу тепе-теңдік емес болады.
1) p-n-ауысудың р-аймағына сыртқы кернеу көзінің «-» полюсі және n-аймағына «+» полюсі берілген болса p-n-ауысу кері бағытта жылжытылған делінеді (7 сурет).
7 Сурет – p-n-ауысудағы кері жылжу
p-n-ауысудағы кернеу φк потенциалымен бағыттас, ал қорытқы кернеу осы потенциал мен сыртқы кернеудің қосындысына тең: Upn = U + φk. Бұл жағдайда электр өрісінің Е кернеулігі өседі де p-n-ауысудың ені кеңейеді. Диффузия үрдісі толығымен тоқтайды, ауысу арқылы I0 = Ipn = Iкері кері ток жүреді. Бұл негізгі емес заряд тасымалдаушылардың I0 жылулық тогы, өйткені Iдиф нөлге айналған. Жылулық токтың шамасы қоршаған орта температурасына тәуелді болады.
Кері ток негізгі емес тасымалдаушыларға байланысты болғандықтан (негізгі емес тасымалдаушылардың концентрациясы аз шама) I0 тогының мәні де аз шама болады.
2) p-n-ауысудың р-аймағына сыртқы кернеу көзінің «+» полюсі және n-аймағына «-» полюсі берілген болса p-n-ауысу тура бағытта жылжытылған делінеді (8 сурет).
8 Сурет – p-n-ауысудағы тура жылжу
Бұл жағдайда сыртқы кернеу φк потенциалына қарама-қарсы бағытталады да, ауысудағы қорытқы кернеу олардың айырымына тең болады: Upn=φк-U, бұл ауысудағы электр өрісінің Е кернеулігін әлсіретеді, ауысудың ені кішірейеді. Негізгі заряд тасымалдаушылардың диффузиясы қайтадан басталады. p-n-ауысуда Ipn=Iтура=Iдиф тура ток жүреді, бұл негізгі заряд тасымалдаушылардың диффузиялық тогы.
Тура ток негізгі заряд тасымалдаушыларға байланысты болғандықтан (олардың концентрациясы жоғары болады) кернеу жоғарылағанда диффузиялық ток күрт жоғарылап үлкен мәндерге ие болуы мүмкін.
3 p-n-АУЫСУДЫҢ ВОЛЬТ-АМПЕРЛІК СИПАТТАМАСЫ
p-n-ауысудағы токтың сыртқы кернеуге тәуелділігін (I=f(U)) вольт-амперлік сипаттама (ВАС) деп атайды. Оның графиктік көрінісі 9-суретте келтірілген.
9 Сурет – p-n-ауысудың вас-ы
p-n-ауысудың негізгі қасиеті – бірбағытты өткізгіштігі, ВАС-ы түзеткіштік қасиетке ие, яғни бір бағытта токты жақсы, ал екінші бағытта өте нашар өткізеді.
ВАС-ына сәйкес, Iкері=I0 кері кернеуге тәуелсіз тұрақты шама болып қалады. Алайда Uкері кері кернеудің жоғары мәнінде кері токтың Iкері күрт өскенін бақылауға болады. Бұл құбылыс p-n-ауысудың тесілуі, ал тесілу байқалатын кернеу тесілу кернеуі деп аталады.
Тесілу былайша бөлінеді:
Жылулық;
Электрлік, мұның өзі туннельдік және тасқындық (қызусыз) болып бөлінеді.
Электрлік тесілу қайтымды, яғни кері кернеудің шамасын азайтқанда p-n-ауысудың бастапқы түзеткіштік қасиеттері қалпына келеді.
Тасқындық тесілу әдетте шамалы легирленген «енді» p-n-ауысуларда негізгі емес заряд тасымалдаушылардың тасқынды түрде көбеюінен болады [3,5]. Электр өрісі айтарлықтай жоғары болғанда электрондар өрісте үдей қозғала отырып, соқтығысқанда жартылайөткізгіштің валенттік электрондарын жұлып шығаратындай жылдамдыққа ие болуы мүмкін. Жұлынған әрбір электрон өрісте әрі қарай үдеп келесі электрондар буынын тудырады. Бұл үрдіс тасқындық түрде жалғаса береді.
Туннельдік тесілу әдетте легирлену дәрежесі жоғары «жұқа» p-n-ауысуларда болады. Күшті электр өрісі әсерінен валентті электрондардың жұлынуы орын алады. Нәтижесінде p-n-ауысу көлемінде еркін электрон пайда болады.
2) Жылулық тесілу қайтымсыз құбылыс. Ол кезде кері токтың әсерінен p-n-ауысу қызады. Қызу барысында p-n-ауысуда негізгі емес заряд тасымалдаушылардың саны артады. Бұл өз кезегінде Ікері кері токтың мәнін жоғарылатып, p-n-ауысудың қызу жылдамдығы жоғарылайды. Кристаллдық тор бұзылып (балқып), электрлік қасиеттер қайта қалпына келмейді.