Транзистор

                                                        Транзистор 

  Транзистор, жартылай Транзистор өткiзгiш транзисторлар атындағы электр тогiнiң күшейтуi және басқару үшiн жеке корпустардағы дискреттi компоненттерiнiң түрiнде немесе өйткенiнiң белсендi элементтерiнiң түрлерiнде шығарылуға қолайлы жартылай өткiзгiш құрал. олардың өлшемдерi 0,025 ммдердi аспайтын интегралды схемалар. Транзисторлар не байланысты сол қолданудың әр түрлi шарттарына оңай ыңғайлауға өте, ол электрон лампасыларды толық алмастырайын деп қалдыды. Транзисторлар және олардың қолдануларын негiзде кең өнеркәсiп саласы өсiрдi - жартылай өткiзгiш электроника Электр вакуум және Газ разряды құралдары сонымен бiрге қара; Интегралды схема;Жартылай өткiзгiш электронды аспаптар; Қатты затты физика. Транзистордың бiрiншi өнеркәсiптiк қолдануларының бiрi телефон коммутацилық станцияларына тапты. Транзисторларында бiрiншi көпшiлiк қолды тауармен сатуда 1952 пайда болған тыңдау аппараттар болды. Транзисторлар және интегралды схеманың многотранзисторныесi бүгiн радиоқабылдағыштар, теледидарлар, магнитофондар, бала ойыншықтарында қолданылады, ойын ойын қосымшалар және барлық түрлердiң реттеуiштерi - локомотивтар және ауыр өнеркәсiптегi қуаттың реттеуiштерiне жарықтың реттеуiштерiнен, жүйе өрт және қорғау сигнализациясы, қалта қалта калькуляторлары. Отынның впрысгiнiң жүйесi және оталдыруды транзисторизованы дәл қазiр, фотоаппарат және цифрлық сағаттар, жүйе реттеу және басқару. Абзалы, транзистордың ең үлкен өзгерiстерi деректердi өңдеу жүйелер және байланыс жүйелерiндегiн жасады - үлкен ЭЕМ және орталық АТСтарға телефон подстанцияларынан. Ғарышқа ұшулар iс жүзiнде болар едi транзисторларсыз мүмкiн емес. Қорғаныстың төңiрек және әскери iс-әрекеттер компьютерлер транзисторларсыз қарай алмайды, байланыс жүйе және түрлi басқа жабдық, басқару жүйе және көрсету, жарғыштар, радиолокациялық жүйелер, жүйе цифрлық мәлiметтердiң берiлуi. Жер бетiндегi және әуе бақылауының қазiргi жүйелерi, ракета әскерлерде - жартылай өткiзгiш компоненттердi бәр жерде қолданылады. Транзисторлардың қолдануының түрлерiнiң тiзiмi шексiз дерлiк және үлкеюге жалғастырады. такжеКОМПЬЮТЕРдi қара;; Ракета қару.

1954 транзисторлар  бiршама 1 миллионнан астам жасалды. Тiптi бұл цифрды қазiр мүмкiн емес көрсету. Транзисторлар бастапқы өте қымбат тұрды. Сигналдың өңдеуi үшiн бүгiн транзистор құрылымдары бiрнеше центтерге сатып алуға болады. 

    Тарихи анықтама.

    Қатты  затты физика бойынша зерттеулердiң  көлемi 1930-шi жылдармен өсiп келе  жатты, 1948 транзистордың өнертабысы  туралы хабарланды. Транзистордың жасауына ғылым және техниканың адам айтқысыз құлпыра гүлдеуi ердi. Кристаллдарды өсiрудiң төңiрегiдегi зерттеулерiне түрткi Дан болды, диффузия қатты дене, беттiң физикасы және көпшiлiгiнде басқа облыстар. Оксид арасында нүктелiк германи және кремилiк екпе өткелдермен атауға болатын транзисторлардың әртүрлi түрлерi (Пт ) дала транзисторы және металл құрылымы бар транзистор жасалды - (Моп) жартылай өткiзгiш. Периодты жүйенiң үшiншi және бесiншi бағаналарының элементтердiң интерметаллдық Қосуларының негiзiнде құрылым сонымен бiрге Менделеевтiң жасалды; мысалмен (элементтердiң Периодты жүйесi сонымен бiрге қара) галлидың арсенидi қызмет көрсете алады. Планар кремилiк, дала және кремилiк Моптар өте жайылған - транзисторлар. Мұндай қалай транзистордың бiр түрлерi сонымен бiрге қалай кең қолданылады. триод тиристорлары және коммутацияның техникасы және күштi тоқтардың реттеуiндегi маңызды рөлдердi ойнайтын симисторлар 
 
 

    Жартылай өткiзгiштердiң теориясы

    Электрон  лампасылардың жиналмалы (анодқа ) электродқа қыздырылатын (катод ) электрод жүретiн электрондардың тоғымен басқаруда негiзделгенiнiң әсер. Катод жеке қыздыру элементiмен қызады. Мұндай құрылымның жұмыстары үшiн электр энергиясының маңыздылау саны керек болады.

Жиналмалы электродтар  еркiн электрондарды алыну үшiн жылтқышқа энергияны тұжырымдауға болма жартылай өткiзгiште тiптi аласа кернеулерде жұмыс iстей алады.Жартылай өткiзгiштерiнiң кедергiсi өзгертуге боладу тексерiлетiн. Бұл басқа химиялық элементтердi жартылай өткiзгiштiң қоспалауы жолымен iске асады. Керiсiнше, тапсырма беру керек (оң немесе терiс) электр зарядының сақтаушыларының түрi мүмкiн қоспалау үшiн материал не бiр таңдай мүмкiн. Бұл ойды түсiндiремiз. Сан бойынша бiртiндеп қатарға оң зарядталатын (бiр протонның заряды) атомның ядросындағы бiр оң заряд болатын сутегiден бастай, және орналастыру мүмкiн табиғатта (бiр протонның заряды) атомның ядросындағы бiр оң заряд болатын сутегiден бастай, және орналастыру мүмкiн кездесетiн барлық химиялық элементтер. Ядроның оң заряды қоршаған оның (1-шi сурет) электрондарының қабықтарымен орны толтырылады. Iшкi қабықтардың электрондары ядромен болды ендi нық байланған. Сыртқы қабықтың электрондары әлсiзiрек байланған; олар валенттi электрондар ретiнде химия процесстерiнде қатыса алады, өткiзу қабiлетi электрондар ретiнде - ( электр тогi электрондардың ағыны металл барып тұр) электр зарядын көтеру.). Мұндай мыс металлдарда, электрон сыртқы қабықтар өте әлсiз электр өрiсiсiнiң ықпалменiмен iс жүзiнде еркiн мол тоқтарды көтеруге қабiлеттi. Диэлектриктердегi сыртқы электрондар нық байланған, сондықтан диэлектриктер iс жүзiнде электрлер өткiзбейдi. Жартылай өткiзгiштер - бұл аралық жағдай. Энергиясы бар N бөлшектердiң санның физикасының Больцманның теңдеу деп аталатын iргелi постулатына сәйкес формуламен берiледi. 

                                                            N = A exp [–E/kT],

A қайда - тұрақты  Больцманның материал, k сипаттайтын  тұрақтысы = 8, 6?10 5 эВ/К ), T - ( ) кельвиндердегi  абсолюттi температура. Температура  мықты байланыс және одан төменде болған сайын бұдан көруге болатын, сол электрондарды аз босайды. Егер төрт валенттi кремниге фосфор енгiзу, онда легирлеушi қоспаны бiр электрон артық болады, сүрме немесе әрбiр атомы бес валенттi электрондарды алатын мышьяк. Бұл мол электрон өткiзу қабiлетiнiң электроны сияқты жұмыс iстей аладуға нашар және оңай байлаған. Егер кремниге Орман енгiзiлсе, онда барлық байланыстарды бiлiм үшiн бiр электронды жетiспейдi, галли немесе әрбiр атомы үш валенттi электрондарды алатын алюмини. Тоқтың тасымалдауы осы жағдайда электрондық бос орындар, немесе тесiктермен анықталады. лектр өрiсiсiнiң ықпалменiнiң электрондары негiзiнен тесiктердiң қарама-қарсы бағытындағы орын ауыстыру ретiнде қарастыр мүмкiн басқаға бiр бос байланыстан атып тұрады. Сонымен бiрге электр тогi осылай бағытталған, сонымен қатар электрондардың жағдайында, бiрақ мәнi бойынша ол (зарядтың қарсы таңбасының электрондық тесiктерiнде және кiшi қунақылық) аз. Np = N 2-шi заңымен сәйкес nның электроны немесе pның тесiктерiнiң жартылай өткiзгiштiң көлемiнiң бiрлiгiндегi сан электрондардың мол донорлар немесе акцепторларының керек саны тапсырма бере кез келген өзгертуге болады. Түр - Электрондарда тесiктер, nның жартылай өткiзгiштерiмен деп аталуға қарағандасы көбiрек жартылай өткiзгiштер, pның жартылай өткiзгiштерiмен - түр,- деп, тесiктер көбiрек жартылай өткiзгiштер. Сол көбiрек сақтаушылар аз негiзгi сақтаушылармен неосновными деп аталады. Nның облысынан түрдiң pның облысы кристалл бөлетiн шекарасы - түр, p-n деп аталады - өткелмен. 

p-n-ауысуы

N және pнiң жартылай өткiзгiштерiнiң шақпақтары бiрлескен бiрге - электрондар түр шекараға ең жақын n - облыстан pға өтедi - облыс, ең жақын тесiктер - оларға, p - облыстан nға қарсы шығу - облыс. Өзiмнiң өткелi nға өз электрон жоғалтқан оң оқтаулы донорларынан құрастырылады - тарапқа, және pға өз тесiк жоғалтқан терiс оқтаулы акцепторларынан - тарапқа. Мұқабаларында кейбiр кернеу бар болатын оқтаулы конденсаторға бұл өткелде сияқтанады. Оқтаулы иондар кернеу онда, тең және қарама-қарсы түйiскен (кернеуге ) потенциалдарға жасайды, мерзiмдi жартылай өткiзгiштегi мол зарядтың таңбасының мерзiмдi айырмашылық болған бойдаэлектрондар және тесiктердiң ағысын өткел арқылы тоқтайды, тек қана. Егер өткелге тиiстi сыртқы кернеудi алып берсе, және де такомалардың тақыл-тұқыл өткел қосымша тiркелген кернеудi қолдайтын санында, онда қосымша донорлар және акцепторлар (өз электрондары және тесiктер жоғалтады) иондайды.

Транзистор

    Ол электрондар немесе тесiктердiң ағынымен басқаруға мүмкiндiк берген өткелдiң құндылығы, яғни. P әдеттегi жағдай тарап күштi қоспалаған, n - тарап қоспалаған едәуiр әлсiзiрек аламыз. Егер өткелге n pның жанында кернеуi тарап оң алып берсе - тарап терiс болса, онда сыртқы кернеу е iшкi, өйткенiнi орнын толтырады. өткелдiң iшкi тосқауылы төмендетедi және (тесiктер ) негiзгi сақтаушылардың үлкен сандарының болуы мүмкiн ағысы тосқауыл арқылы нақ сол жасайды. үлкен тоқтармен басқару мүмкiн төтеледегi ептеген кернеу әпере басқару мүмкiн осылай. Егер сыртқы кернеудi таңба (тарап p болғандай етiп болды терiс, n - тарап - оң) керiге өзгертiлсе, онда ол iшкi тосқауылды әлi көбiрек жоғарылатады және негiзгi сақтаушылардың ағынын толық қайта жабады. Расында, сақтаушылардың неосновныхын ежзюҐзге тосқауыл арқылы ағады.) керi кернеу бiртiндеп көтер егер, онда анығында электр болады. Нақты тесiлетiн кернеу түр және өткелдiң нашар қоспасыз болат тарабының қоспалауын дәрежеден тәуелдi болады.Тесiлетiн кернеу әртүрлi конструкция құрылымдарында сайып келгенде 1мен 15пен аралығындағы 000 өзгере алады, жеке p-nдер - өткел бағыттастың тоқ қарама-қарсы өткiзбейтiн өткiзетiн түзеткiшпен қызмет көрсете алады. Төтеледе болуы мүмкiн 1ден кем тоқтар кернеуде керемет үлкен; керi бағытында кернеулерiнде төменде тесiлетiн тек қана ( 10 12) ампердiң ретiнiң тоқтары болуы мүмкiн.Қуатты түзеткiштер тоқтарда 5000 шамасында жұмыс iстей алады, тоқтар сигналдық тоқтардың басқаруы үшiн құрылымдардағы сонда бiрнеше миллиамперлердi әдетте аспайды. Сэндвичқа тәрiздi (екi полярлық ) кәдiмгi транзистор екi (арқаға арқа) жақын орналасқан екi жеке облыс жасаушы өткелдерден тұру тәрiздi. Сондықтан екiсi транзисторлардың түрi болуы мүмкiн: pnp және npn. Кiретiн сыртқы облыс транзисторда эмиттермен, орташа облыс деп аталады - базасымен, демалыс сыртқы облысы - коллектормен. 2-шi сурет npnның транзисторы елестеткен - түр. Егер базасы бекерге қосылмаса, онда эмиттерi коллекторда барлық кернеулерде болуы мүмкiн тек қана ағып кетудi тоқ төменде тесiлетiн.Эмиттерде күшейткiш ретiндеге транзистордың нормалы жұмысының жанында жылжуды түзудi кейбiр кернеуде болады, коллекторда - керi.Базасының төңiрегiдегiн жылжуды түзудiң жасаулары үшiн ептеген тоқ жүргiзiледi. Эмиттер диодта сонымен бiрге - базасы әлсiз электр өрiсiсi пайда болады, заряд базасына инжектирует эмиттер салдарынан не. Егер базасының жуандығы жеткiлiктi аз болса, онда мына барлық заряд коллектормен жиналады. Эмиттер кернеу болғандықтан - базасы ( 0 шақты, 6) аз, коллектор кернеу - базасы (әдеттегiдей, 5 50) ұлы, кернеудегi үлкен ұтыс, сонымен бiрге қуатта пайда болады, яғни. Npnның транзисторында - базасының аз жыртық тоғының басқаруымен жылжуды түзудi кернеуi бар эмиттермен базасына инжектируются электрондар түр және (оң ) керi бағыт жылжыған коллекторлармен жиналады. Pnpның транзисторларындағы - эмиттер инжекцияланған тесiктердiң тоқтың түрi базасы инжектирует электрондармен және коллекторда терiс потенциалмен болады жүргiзiледi.Транзистор әсерiнiң мәнi осындай.(транзит, резистор) транзистордың атауында. 

                         Транзистор технологиялары

Нүктелiк транзисторлар

Тоқтың көрiнетiн күшейтуiн алынуға мүмкiндiк берген бiрiншi құралмен Браттейннiң нүктелiк транзисторы және Бардина болды.Мұндай транзистор n Германия шақпағы болады - түр негiздi байланысу ролдi ойнайтын металлдық негiз дәнекерлелген.Эмиттер және коллектор байланысуларымен (3-шi сурет) германи элементiнiң қарсы жағына аяқ қысылған екi iстiктелген қола созушылықтары қызмет көрсетедi.Егер мұндай нүктелiк байланысулардың арасындағы қашықтық (ондаған микрометрлер бiрнеше шамасында) аз жеткiлiктi, онда тоқтың бiрлiк артық күшейту коэффициентi алуға болады.Қанағатты эмиттер кез келген металлдан дерлiк жасауға болады, бiрақ жақсы коллектор мiндеттi түрде nның қоспасы болуы керек - түр. Коллектор байланысулары күштi тоқтың импульсiнiң коллектор қорытындысына берулермен қалыптасады.үлкен жылдамдықпен созушылықтары бұл мыста nның материалына сiңiредi - (германи ) коллектордың түрi және ептеген облыста оның материалpсына айналдырады - түр.Қоспаны баяу сiңiретiн материал айтамыз, фосфор ) байланысудан тiкелей жақындықта nның германиына материал жаңадан айналдырады - түр. Pnpnның құрылымы нәтижеде құрастырады - (коллектор қақпаны бар транзистор) транзистор. Құрылымның pnpnның бiлiмiн нүктелiк транзистордың жұмыс баяндаушы теориясы, өте қолайлы көрсеттi.