Аманжол А.реферат

Транзисторлар, жасалу технологиялары және оның түрлері

Жоспары:

1.    Кіріспе 2.    Транзисторлар, олардың түрлері 3.    Өрістік және биполярлы транзисторлар 4.    Жұмыс істеу принципі 5.    Қорытынды

Кіріспе

Транзистор (ағылш. transfer — тасымалдау және resistor — кедергіш) — токты күшейтуге, түрлендіруге арналған үш электродты жартылай өткізгіш құрал. Транзисторға жіберілген аз ток (кернеу) үлкен ток ағынын басқарады. Транзистор — электр тербелістерін күшейтуге, оны тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық прибор.Электрондық лампа сияқты қызмет атқаратын транзисторлар одан өлшемінің едәуір кішілігімен, электр энергиясын тұтынудағы аса үнемділігімен, механикалық аса беріктігімен және бүлінбей ұзақ жұмыс істейтіндігімен, бірден әсер етуге әзірлігімен ерекшеленеді. Радиолампа орнына қолданылатын жартылай өткізгіш аспаптар (транзисторлар) негізінде жасалған өте кішкентай радиоқабылдағыштарды көбінесе транзисторлар деп дұрыс атамайды; оның дұрыс атауы — транзисторлы қабылдағыш немесе транзистор негізінде жасалған қабылдағыш. Ең бірінші транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Көпшілік те, ғалымдар да бұл нәрсенің қалай істейтінін түсіндіре алмады, ол құрал арқылы тек радио тыңдады. Алғаш өріс эффектсіне негізделген транзисторге патентті Канадада Julius Edgar Lilienfeld 1925 жылы 22 қазанда тіркеді. Бірақ ол өзінің құрылғысы туралы мәлімет таратпағандықтан, жетістігі ескерілмеді. Кейін, 1934 жылы неміс ғалымы Oskar Heil өріс эффектсіне негізделген басқа тразисторге патент алады. 1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді.     Алғашқы жұмыс істейтін транзистордың көшірмесі. Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.

Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді. Өрістік (арналық) транзистор – жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы –электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі, оқшауланған, жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді. Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады. Өрістік транзистор күшейту қасиеті өткізуші арна арқылы өтетін негізгі тасымалдағыштар ағымымен және басқарушы электрлік өріспен анықталынатын шала өткізгішті аспап. Өрістік транзистор униполерлы транзистор да, өйткені оның жұмысы тек негізгі тасымалдағыштарды қолдануға ғана негізделген. Сондықтан өрістік транзисторда негізгі емес зарядтардың жиналып қалған үлкен көлемін сору сияқты үрдістер болмайды.  Құрастыру және технологиялық дайындау жолдары бойынша өрістік транзисторды екі топқа бөлуге болды: басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзистор және оқшауланған затворы бар транзистор.  Басқарушы p-n ауысуы бар өрістік транзторлар сызықтық сұлбалар, сызықтық күшейткіштер, аналогты кілттер және т.б жасауда қолданылады. Бекітпесі оқшауланған  МОП- транзисторлар екіге бөлінеді: орнатылған арналы (біріккен тип) және индуцияланған арналы (қанықан тип). Соңғысы цифрлық интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады. Артықшылығы: Статикада қолданылатын (p) қуатының аздығы, Rкір= 1012-1014 Ом кіріс кернеуінің жоғарылығына байланысты кіріс Uбекітпе бастау кернеуі мен алынатын (p) қуаттың аздығы. Кіріс және шығыс кернеулер деңгейлері тең:  Uкір= Uшығ. Жоғары температура кезінде бекітпе тоғының аздығы. Логикалық сұлбалары каскады арасында тікелей байланыс орнатуға мүмкіндік береді. 

Құрылғы және  жұмыс істеу принципі.

Биполярлы npn  транзистордың жеңілетілген схемасы Алғашқы транзисторлар германийдан жасалынған болатын. Казіргі кезде оларды кремнийден және арсенад галлийдан жасайды.Соңғы жасалынып жатқан транзисторлар көбіне жоғары жиілікті күшейткіш схемаларда қолданылады. Өндірісте жиі кездесетін биполярлық транзистор кезектесе орналасқан үш p және n аймақтарынан тұрады.Осы аймақтардың өзара орналасуына байланысты олар n-p-n немесе p-n-p болып екіге жіктеліп,схемаларда өздеріне тән шартты белгілермен кескінделеді.  

Биполярлық транзисторлардың жұмыс істеуінің физикалық негізі.  Биполярлық транзистор-токты,кернеудi, қуатты күшейте алатын, үш немесе төрт шықпа-лары бар, p-n-p немесе  p-n-p құрылымды шала өткiзгiш аспап. Транзисторлар электр тербелiстерiн күшейтуге және қоздыруға, сондай-ақ электр тiзбектерiн ажыратып қосуға қолданылады. Биполярлық транзисторларды, қуаты (кiшi,орташа,жоғары) және т.б. көрсеткiштерi бойынша ажыратады. ен база арасындағы р-n-өткелi коллекторлық деп аталады. Транзисторда өтетiн процесстер және транзистордағы токтар. Сигналдарды күшейту үшiн транзистордың эмиттерлiк р-n-өткелi кернеуге тiкелей, ал коллекторлық өткелi кернеуге керi қосылады.

База қалыңдығы (енi) кiшкентай болғандықтан (бiрнеше мкм) эмиттерден шыққан кемтiктердiң көбi коллекторларға қарай өтiп кетедi коллекторлық өткелге берiлген керi үлкен кернеу есебiнен коллектор облысына өтiп кетедi. Бұл процесс экстракция деп аталады. Ал кемтiктердiң кiшкентай бiр бөлiгi базаның электрондарымен кездесiп, рекомбинация тогын құрайды.

Түрлері

Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.

1. Өрістік (арналық) транзистор – жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы –электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: #басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі

2. оқшауланған жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.

Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.

• Биполярлы транзисторлар үш кезектелген электрондық (п) немесе кемтіктік (р) өткізгіштік облыстардан тұрады. Олар р-п-р және п-р-п типті болып ажыратылады. Биполярлы транзистордың ортаңғы облысы база, қалған екеуі эмиттер және коллектор деп аталады. База эмиттер мен коллектордан тиісінше эмиттерлік және коллекторлық р-п ауысуларымен бөлінген. Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципі база арқылы өтетін негізгі емес заряд тасушылардың ағынын бақылауға негізделген. Эмиттерлік ауысу тура бағытта ығысқан және ол негізгі емес заряд тасушылардың инжексиясын (итерілуін, ендірілуін) қамтамасыз етеді, ал коллекторлық ауысу кері бағытта ығысқан, ол эмиттер итерген негізгі емес заряд тасушыларды жинап алуды қамтамасыз етеді. Биполярлық транзисторлар негізінен электр сигналдарын өндіруге, күшейтуге арналған. Транзисторлар физикалық және басқа да параметрлеріне байланысты төмен (3 МГц-ке дейін), жоғары (300 МГц-ке дейін), аса жоғары жиілікті (300 МГц-тен жоғары), аз қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-қа дейін), үлкен қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-тан жоғары), жоғары және төмен кернеулі, дрейфтік, т.б. түрлерге бөлінеді. Транзистор қазіргі кездегі микроэлектроника құ-рылғыларының негізгі элементі болып табылады.

Қорытынды

 Қазіргі кезде транзисторлар өмірімізде түпкілікті орын алады. Аналогты және сандық құралдар құрамында бола отырып, олар электр құралдарының негізі саналады. Қолданылатын аялары: компьютерлер, күшейткіштер, электр кілттері, т.б.      Жалпы, бұл жұмыс барысында транзисторлар мен және олардың түрлерімен таныстық. Олардың жұмыс істеу принциптері мен қолданылу аясы толығымен қамтылды.