ТРАНЗИСТОРЛАР

Транзистор - шебер құрылған прибор.  

Береген және алаған қоспалар енгізілген германий немесе кремнийден жасалған транзисторлардың бір түрін қарастырайық. Қоспаның орналасуы сондай, екі р-типті жартылай өткізгіш өте жұқа (бірнеше микрометр шамасында) қабатша етіп енгізілді. Осы жұқа қабатшаны негіз немесе база деп атайды.

Кристалдарда тура бағыттары қарама-қарсы екі р - n-ауысу пайда болады. Өткізгіштіктері әр түрлі үш аймақтың ұштары, транзисторларды 1-суретте көрсетілгендей сызбанұсқа бойынша қосуға мүмкіндік береді. Осылайша қосқанда сол жақтағы р - n-ауысу тура болады және базаны өткізгіштігі р-типті эмит­тер деп аталатын аймақтан бөліп тұрады. Егер де оң жақтағы р - n-ауысу болмаса, «эмиттер - база» тізбегінде, кернеудің көзінде (Б1 батареяның және айнымалы кернеу көзінің) және «эмиттер - база» тура ауысудың аз кедергісін қоса есептегендегі тізбектің кедергісіне тәуелді ток болған еді.

1-сурет.

Б2 батареясы сызбанұсқадағы (1-сурет) оң жақтағы р - n-ауысу кері болатындай етіп қосылады. Ол базаны откізгіштігі р-типті коллектор деп аталатын оң жақтағы аймақтан боліп тұрады. Егер де сол жақтағы р - n-ауысу болмаса коллектор тізбегіндегі ток күші нолге жуық болар еді, себебі кері ауысудың кедергісі өте үлкен. Сол жақтағы р - n-ауысуда ток бол­тан жағдайда коллектор тізбегінде де ток пайда болады және де коллектордағы ток күші эмиттердегі ток күшінен тек азғантай ғана кіші болады.

Мәселе төмендегідей. Эмиттер мен база арасында кернеу туғызғанда р-типті жартылай өткізгіштің негізгі тасушылары кемтіктер - базаға өтіп кетеді, ол жерде олар негізгі тасушылар болмайды. Базаның қалыңдығы өте аз және ондағы негізгі тасушылардың (электрондар) саны онша үлкен болмағандыктан, онда пайда болған кемтіктер базаның электрондарымен рекомбинацияланбайды деуге болады да, диффузия есебінен коллекторға енеді. Оң р - n-ауысу базаның негізгі тасушылары - электрондар үшін жабық, бірак кемтіктер үшін ашық. Коллектордағы кемтіктер электр өрісіне ілеседі де, тізбекті тұйықтайды. Базадан эмиттер тізбегіне тарамдалатын ток күші өте аз, себебі горизонталь жазықтықтағы базаның көлденең қимасы (1-сурет бойынша) вертикаль жазықтыктағы қимасынан көп кіші.

Егер эмиттерге теріс кернеу түсірілсе, онда сол жақтағы р - n - ауысу кері болады да, эмиттердің де, коллектордың да тізбегінде іс жүзінде ток бол­майды.

Коллектордағы ток күші іс жүзінде эмиттердегі ток күшіне тең болса, ол эмиттердегі токпен бірге өзгереді. Резистордың R кедергісінің коллектордағы токқа әсері аз, сондықтан ол кедергіні жеткілікті үлкен етіп жасауға болады. Эмиттер тізбегіне қосылған айнымалы кернеу көзінің көмегімен эмиттердегі токты реттей отырып, біз R резистордағы кернеудің синхронды өзгерісін аламыз.

Резистордың кедергісі үлкен болғанда ондағы кернеудің өзгерісі эмиттер тізбегіндегі сигналдың кернеуінің өзгерісінен ондаған мың есе артады. Бұл кернеу күшейді деген мағынаны береді. Сондықтан R тұтынушыдан (жүктемеден) қуаты эмиттерге келетін сигналдың қуатынан көптеген есе басым электрлік сигнал алуға болады.

Транзисторлардың қолданылуы. Транзисторлар (2-сурет) қазіргі кезде техникада барынша кеңінен қолданылады. Олар көптеген ғылыми, өндірістік және тұрмыстық құралдардың электрлік тізбектерінде электрлік шамдарды алмастырады. Осындай приборлар пайдаланылатын ықшам радиоқабылдағыштар тұрмыста транзисторлар деп аталады. Электронды шам-диодтармен салыстырғанда транзисторлардың артықшылығы, жартылай өткізгішті диодтар сияқты, ең алдымен, үлкен қуат тұтынатын және қызуға керекті уақыт талап ететін қыздырылатын като­ды жоқ. Сонымен қатар, бұл кұралдардың көлемі және массасы электрондық шамдармен салыстырғанда ондаған, жүздеген есе кіші. Олар төменгі кернеулерде жұмыс жасайды.

2-сурет

Транзисторлардың кемшіліктері де жартылай өткізгішті диодтардікіндей. Олар температураның жоғарылауына, электрлік артық жүкке және өткір сәулелерге өте сезімтал.

Жартылай өткізгіштердегі р - n-ауысудың қасиеті электрлік тербелістерді генерациялау жәнс күшейту үшін қолданылады.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. Физика. -Алматы, 1998. -256 бет.