ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 80
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Бірполярлы оқшауланған транзисторлар (MOSFET - Металл оксиді жартылай өткізгіш өріс әсері Транзистор ) электрлік сигналдарды күшейту немесе ауыстыру үшін қолданылатын электрондық құрылғылар . Олар өрістік транзисторлардың бір түрі, оларда ток қақпадағы зарядпен құрылған электр өрісі арқылы басқарылады.
MOSFET негізгі элементі үш электроды бар кремний кристалы болып табылады: көз (Көз), ағызу ( Дренаж ) және қақпа ( Gate ). Қақпа - бұл көз мен ағынды байланыстыратын арнадан оқшауланған оксид қабаты.
-
Биполярлы транзисторлардың негізгі параметрлері: а) физикалық б) h-параметрлері.
Биполярлы транзистор - бұл электр сигналдарын күшейту немесе ауыстыру үшін қолданылатын электрондық құрылғы. Ол жартылай өткізгіш материалдың үш қабатынан тұрады: эмитент, негіз және коллектор, олар тізбектей қосылған екі pn өткелін құрайды.
Биполярлы транзисторлардың негізгі параметрлері:
а) Физикалық параметрлер:
-
Заряд тасушылар: электрондар мен саңылаулар -
pn өткелдерінің диффузиялық сыйымдылығының мәні -
Негізгі қалыңдығы -
Базалық токқа қатысты коллектор тогын күшейту коэффициенті -
Ажырату кернеуі коллектор-база және эмитент-база
b) h-параметрлер (гибридті параметрлер):
-
h11 (ашық коллектордың кіріс кедергісі) -
h12 (тұрақты базалық ток кезінде кернеудің өсуі) -
h21 (тұрақты базалық ток кезінде ағымдағы күшейту коэффициенті) -
h22 (кіріс қысқа тұйықталу кезіндегі шығыс кедергісі)
h-параметрлері жұмыс нүктелерінде биполярлы транзистордың сипаттамаларын сипаттаудың ыңғайлы тәсілі болып табылады. Олар кіріс және шығыс кедергілерді, ток пен кернеуді күшейту факторларын, сондай-ақ параметрлерді өзгертудің сигналды күшейтуге әсерін анықтауға мүмкіндік береді.
-
Схема НЕМЕСЕ - MDP және KMDP бойынша ЕМЕС
НЕМЕСЕ-ЕМЕС схемасы (НЕМЕСЕ-ЕМЕС) бір немесе бірнеше кірістерде логика 0 болған кезде шығыста логика 1 беретін логикалық схема.комплементарлы металл-изолятор-жартылай өткізгіш) технологиясы.
MIS жүйесіндегі NOR тізбегі екі транзистордың көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін, олардың біреуі инвертор ретінде, ал екіншісі коммутатор ретінде жұмыс істейді. Логика 0 бір немесе бірнеше кірістерде болған кезде коммутациялық транзистор арқылы ток өте бастайды, бұл түрлендіргіштің шығысында кернеудің өзгеруін тудырады. Осылайша, шығыс логикалық 1 болады.
CMDP-дегі NOR тізбегі p- және n-арналы транзисторлардың комбинациясын пайдаланады. Логика 0 бір немесе бірнеше кірістерде болғанда, ток сәйкес p-каналы транзистор арқылы ағып бастайды, бұл шығыста кернеудің өзгеруін тудырады. Осылайша, шығыс логикалық 1 болады.
Екі тізбекте де жоғары жылдамдық және аз қуат тұтыну бар. CMDS-дегі NOR схемасы да сигнал беру кезінде әлсіреудің болмауының артықшылығына ие, бұл оны жоғары жылдамдықты цифрлық тізбектерде пайдалануға мүмкіндік береді.
-
микротолқынды диодтар.
Микротолқынды диодтар (Super High Frequency Diodes) – жоғары жиілікті сигналдарды түзету үшін қолданылатын жартылай өткізгіш құрылғылар. Олар бірнеше гигагерцке (ГГц) дейінгі жиіліктерде жұмыс істей алады және жылдам ауысу жылдамдығы мен жылдам қалпына келтіру уақытына ие, бұл оларды жоғары жиілікті қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.
Микротолқынды диодтардың екі негізгі жұмыс режимі бар: тікелей және кері. Тікелей режимде олар қарапайым диодтар сияқты жұмыс істейді, ток тек бір бағытта өтеді. Кері режимде олар жоғары жиілікті сигналдардың амплитудасын азайту немесе оларды генерациялау үшін пайдаланылуы мүмкін.
-
инвертивті емес күшейткіш.
Инвертивті емес күшейткіш - кіріс сигналын оның фазасын инвертирлемей күшейтетін күшейткіш сатысы. Ол операциялық күшейткіштен және белгілі бір конфигурацияда қосылған екі резистордан тұрады.
Инвертивті емес күшейткіш тізбегінде кіріс сигналының бір ұшы оп-ампердің инвертивті емес кірісіне, ал екінші ұшы жерге қосылған. R1 резисторы оп-ампердің инвертирленбейтін кірісі мен шығысы арасында , ал R2 резисторы оп-ампердің шығысы мен жерге қосылған.
-
OE (кіріс, шығыс) бар биполярлы транзистордың сипаттамалары .
Жалпы эмитенттік биполярлы транзистордың (CE) келесі кіріс және шығыс сипаттамалары бар:
-
Енгізу сипаттамалары:
-
Кіріс тоғының қисығы ( Ib-Vbe ): берілген коллектор тогы ( Ic ) үшін базалық токты ( Ib ) базалық эмитент кернеуіне ( Vbe ) қарсы көрсетеді . -
Өтпелі қисық ( Gm-Vbe ): тұрақты базалық ток ( Ib ) кезінде база мен эмитент ( Vbe ) арасындағы кернеудің өзгеруіне қарсы коллекторлық токтың өсуін ( Ic ) көрсетеді. -
Кіріс кедергісінің қисығы ( Rin-Vbe ): транзистордың кіріс кедергісін берілген коллектор тоғында база мен эмитент арасындағы кернеудің функциясы ретінде көрсетеді.
-
Шығару сипаттамалары:
-
Шығу сипаттамасының қисығы ( Ic-Vce ): берілген базалық ток ( Ib ) үшін коллектор -эмиттер кернеуіне ( Vce ) қарсы коллектор тогын ( Ic ) көрсетеді . -
Шығу кедергісінің қисығы ( Rout-Ic ): берілген базалық токта ( Ib ) коллекторлық токқа ( Ic ) тәуелді транзистордың шығыс кедергісін көрсетеді .
OE транзисторының кіріс сипаттамалары оның базалық эмитент өткелінің сыйымдылығымен және кіріс кедергісі арқылы анықталады. Шығу сипаттамалары коллектордың эмитентінің өтпелі сыйымдылығына және транзистордың шығыс кедергісіне байланысты. Транзистордың жұмыс режимін таңдау және оның күшейткіш тізбектердегі параметрлері осы сипаттамаларға байланысты.
-
Стабилитрондар, стабиторлар .
Стабил диоды (сонымен қатар стабилитрон деп те аталады ) және стабилизатор (сонымен қатар варистор ретінде белгілі ) электр тізбектеріндегі кернеуді тұрақтандыру үшін қолданылатын жартылай өткізгіш құрылғылар болып табылады .
Стабилитрон - бұл кері тесу кернеуі бар диод, бұл кезде ол қарсы бағытта ток өткізе бастайды. Бұзылу кернеуіне жеткенде стабилдік диод арқылы өтетін ток күрт артады, бұл жүктемедегі кернеудің төмендеуіне әкеледі. Осылайша, электр тізбегіндегі кернеуді тұрақтандыру үшін стабилдік диодты қолдануға болады.
Стабитор - бұл қарсылық, оның мәні ондағы кернеуге байланысты. Стабиторға белгілі бір шекті мәннен жоғары кернеу қолданылған кезде оның кедергісі күрт төмендейді, нәтижесінде жүктемедегі кернеу азаяды. Осылайша, стабиторды электр құрылғыларын желідегі асқын кернеуден қорғау үшін пайдалануға болады.
-
Басқару pn өткелі бар бірполярлы транзисторлар
Басқару pn өткелі бар бірполярлы транзисторлар электр тізбектеріндегі токты басқаруға арналған құрылғылар болып табылады . Олар өрістік транзисторлар (MOSFET) немесе Schottky тосқауыл транзисторлары ( Schottky FET) түрінде жасалуы мүмкін.
Басқару pn өткелі бар бірполярлы транзисторлардың жұмыс істеу принципі жартылай өткізгіш кристалының бетіндегі тотығу аймағының енін өзгерту болып табылады. Бұған pn өткелінің жанында орналасқан басқару электродындағы кернеуді өзгерту арқылы қол жеткізіледі.
-
Жарық көздері. Жарық диод.
Жарық диод (жарық диод) - электр энергиясын жарыққа түрлендіретін электрондық құрылғы. Бұл ең тиімді жарық көздерінің бірі, өйткені ол кәдімгі қыздыру немесе флуоресцентті лампаларға қарағанда электронды энергияны тиімдірек пайдаланады.
және т.б. сияқты әртүрлі жарық түстеріне ие болуы мүмкін. , ол жарықдиодты өндіруде қолданылатын материалмен анықталады. Олар сондай-ақ дөңгелектен тікбұрышты немесе шаршыға дейін әртүрлі пішінде болуы мүмкін.
Жартылай өткізгіш материал арқылы электр тогының ағуы нәтижесінде жарықтың жарқырауы - жарықдиодты шамның жұмыс істеу принципі электролюминесценция құбылысы болып табылады. Жарықдиодты шамдар pn өткелін құрайтын әртүрлі жартылай өткізгіш материалдардың екі қабатынан тұрады. Олар арқылы ток өткенде электрондар n-типті қабаттан p-типті қабатқа ауысады және жарық фотондарын шығарады. Жарықтың түсі жарықдиодты шам жасалған материалдың жолақ саңылауымен анықталады.
-
I схема - TIR және KMDP бойынша ЕМЕС.
ЖӘНЕ - ЕМЕС схемасы (инвертор) металл-диэлектрлік-жартылай өткізгіш (МИС) немесе кремний-металл-диэлектрлік-жартылай өткізгіш (SMIS) технологиялары негізінде жүзеге асырылуы мүмкін. Екі схема да екі FET-ді қолдануға негізделген - біреуі кіріс қосқышы ретінде әрекет етеді, екіншісі шығыс қосқышы ретінде жұмыс істейді.
I схема - TIR-де ЕМЕС:
Бұл схема суретте көрсетілгендей тізбектей жалғанған екі MOSFET пайдаланады:
vdd
|
_
|
|
[M1]
|
---->| Out
| |[M2] |
| | |
| |--------|
| |
| |
| GND
|
жылы
Кіріс сигналы транзистор M1 қақпасына қолданылады, ол токты өзі басқарады және коммутатордың күйін анықтайды. Егер кіріс логикалық «1» болса (жоғары кернеу деңгейі), онда M1 ашылады және токқа рұқсат береді, ал M2 жабылады және токтың шығысқа өтуіне жол бермейді. Нәтижесінде шығыс логикалық «0» (төмен кернеу деңгейі) болып табылады. Егер кіріс логикалық «0» (төмен кернеу) болса, онда M1 жабылады және токтың ағуына жол бермейді, ал M2 ашылады және токтың шығысқа өтуіне мүмкіндік береді. Нәтижесінде шығыс логикалық «1» (жоғары кернеу деңгейі) болып табылады.
I схема - KMDP-де ЕМЕС:
Бұл схема сонымен қатар екі MOSFET сериясын пайдаланады, бірақ олар металл қабатының болуына байланысты күрделі құрылымға ие. Схема келесідей көрінеді:
vdd
|
_
|
|
[M1]
|
---->| Out
| |[M2] |
| | |
| |--------|
| |
| |
| GND
|
жылы
Жұмыс принципі MDP-мен бірдей. Кіріс сигналы транзистор M1 қақпасына қолданылады, ол токты өзі басқарады және коммутатордың күйін анықтайды. Егер кіріс логикалық болса «1
-
Операциялық күшейткіш, жалпы мәліметтер.
Операциялық күшейткіш (op amp) - электроникада күшейту, сүзу, демодуляция, модуляция, салыстыру, біріктіру және т.б. сияқты әртүрлі функцияларды орындау үшін қолданылатын электрондық күшейткіш.
Оп-ампердің екі кірісі бар - инвертивті (-) және инвертивті емес (+) және бір шығыс. Оп-күшейткіштің ішінде кірістердегі сигналдар арасындағы айырмашылықты күшейтетін және шығыста күшейтілген сигналды тудыратын күшейткіш бар.
Операциялық күшейткіштің негізгі сипаттамаларына күшейту, өткізу қабілеттілігі, кіріс кедергісі, шығыс кедергісі, шу саны, айналу жылдамдығы және т.б.
-
Тиристорлар.
Тиристор жартылай өткізгіш құрылғы болып табылады , ол жоғары кедергісі бар айнымалы ток тізбектерінде қосқыш ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік беретін қасиеттері бар . Оның үш pn өтуі бар, сондықтан кейде «үш қабатты» құрылғы деп аталады.
триактар мен триактар ең кең таралған . Олар тәуелсіз қосу және қосу принципі бойынша жұмыс істейді. Тиристор оның басқару электродындағы шекті кернеуге жеткенде қосулы күйге ауысады. Осыдан кейін тиристор арқылы өтетін ток оны кері кернеу пайда болғанша немесе ол арқылы өтетін ток үзілгенше ұстап тұрады.
-
инвертивті күшейткіш.
Инвертивті күшейткіш – кіріс сигналын инверттелген фазалық ығысуы бар шығыс сигналға түрлендіретін операциялық күшейткіштің түрі. Кіріс сигналы операциялық күшейткіштің кірістерінің біріне, ал екіншісіне тұрақты кернеу беріледі. Күшейткіштің шығысындағы шығыс сигналы кіріс сигналын күшейту және оны инверсиялау арқылы алынады.
Ең қарапайым инвертивті күшейткіш тізбегі оп-ампадан, екі резистордан және сигнал көзінен тұрады. Кіріс сигналы операциялық күшейткіштің инвертивті емес кірісінің кірісіне беріледі , ал шығыс фазада инверттелген және резисторлар мәндерінің арасындағы қатынасқа байланысты күшейтілген сигнал болып табылады.
-
Кірістірілген арнасы бар оқшауланған қақпалы бірполярлы транзисторлар.
MOSFET - бұл ток немесе кернеуді басқару үшін электрондық тізбектерде қолданылатын жартылай өткізгіш құрылғы . MOSFET үш аймақтан тұрады - көз, дренаж және қақпа. Әдетте, барлық үш аймақ кремнийден жасалған.
MOSFET көзі мен ағызу арасындағы токты басқару үшін өрісті пайдаланады. Ол көз мен ағызуды байланыстыратын арнадан және арнадағы өрісті басқаратын қақпадан тұрады.
MOSFET-тің екі негізгі түрі бар - NMOS және PMOS. NMOS-те электр зарядының тасымалдаушылары электрондар, ал PMOS-те олар тесіктер. Сонымен қатар, MOSFET арналардың түріне қарай жіктелуі мүмкін - N-арна (N-MOSFET) немесе P-арна (P-MOSFET).
Енгізілген арна MOSFET көзі мен ағызу арасында арна деп аталатын жұқа жартылай өткізгіш қабаты бар. MOSFET түріне байланысты арна N-типті немесе P-типті болуы мүмкін. Қақпа металлдан жасалған және арнадан кремний оксиді сияқты диэлектрикпен оқшауланған. Қақпаға кернеу берілгенде электр өрісі пайда болады, ол арнадағы бос заряд тасымалдаушылардың концентрациясын өзгертеді, бұл өз кезегінде көз мен ағызу арасындағы токты басқарады.
Енгізілген арна MOSFET транзисторлардың басқа түрлерімен салыстырғанда бірқатар артықшылықтарға ие, соның ішінде жоғары кіріс кедергісі, төмен шу, жылдам жауап беру, аз қуат тұтыну және жоғары сенімділік. Ол аудио күшейткіштер, қуат көздері, түрлендіргіштер және драйверлер сияқты әртүрлі электронды құрылғыларда кеңінен қолданылады.