2.6 rasm. n r otishning xosil bolishi: a kristallarning bir biriga tegishigacha bolgan tarkibi
b berkituvchi qatlamlarning hosil bolishi, v yarim otkazgich chegarasidagi kontakt potentsiallar farqi.
Agar tashqi manbani yarim otkazgichga, yuqorida korsatilganga nisbatan, teskari qutbli qilib ulansa (manfiy qutb «n» turli kristallga va musbat qutb «r» turli kristallga), tashqi elektr maydonning (E2) kuch chiziqlari yonalishi berkituvchi qatlam elektr maydoni (E1) kuch chiziqlariga qarama qarshi yonalishda bolib qoladi (2.7. b-rasm). Bunda «n-r» otish elektr maydonining tormozlash tasiri maolum darajada kompensasiyalanadi va undan ancha katta togri tok oqib otadi, chunki berkituvchi qatlam torayadi. Tokning bunday yonalishi togri ulash deyiladi (2.7.v, g-rasm). Yaxshi yarim otkazgichlardagi qarshilik togri va teskari ulanishlarda kamida on martaozgaradi. «r n» otishning ventil (bir tomonlama otkazish) xususiyatidan yarim otkazgichli asboblar diod, tranzistor, tiristorlar va x.z. lar yasashda keng foydalaniladi.
2.7 rasm. Yarimotkazgichlardagi togri va teskari yonalishlarning xosil bolishi: a teskari yonalish, b potentsiallar farqining n-r-zona kengaygandagi ozgarish taksimoti v togri yonalish, g kontakt potentsiallar farqining n-r zona toraygandagi ozgarish taksimoti.
2.3. YARIM OTKAZGICHLI DIODLAR UMUMIY TUSHUNCHALAR
Klassifikasiyasi va belgilanish sistemalari. yarim otkazgichli diodilarning tuzilishi va kattaliklari.
Yarim otkazgichli diod deb, mavjud texnologik usullaridan biri qollanilib «n-r» otish xosil qilingan yarim otkazgich kristalliga aytiladi.
2.8-rasmda «r-n» otish ega bolgan yarim otkazgichli diodning volt-amper tavsifnomasi (vat) keltirilgan.
Diodning vat juda kop faktorlarga bogliq. Masalan: tashqi tasir, kontakt soxasining geometrik olchamlariga, tok toshuvchilar miqdoriga, teskari kuchlanish kattaligiga va x.k.
Amaliy jixatdan bu faktorlarni teskari tokka bolgan tasiri katta. Masalan, muxit xaroratining kotarilishi yoki teskari kuchlanishning biror qiymatgacha oshirilishi teskari tokning birdaniga kopayib ketishi natijasida r-n otishning buzilishiga (kuyishiga) sabab boladi.
Umuman olganda r-n otishning buzilishi turlari xilma-xil boladi.
Shulardan issiqlik va elektr buzilishini koraylik.
Issiqlik buzilishi solishtirma qarshiligi etarlicha katta va r-n otish soxasi keng bolgan yarim otkazgichlarda kuzatiladi. Yarim otkazgichning qizishi bilan kristall panjaraning issiqlik xarorati ortadi va koplab elektronlar valent boglanishlarini uzib erkin elektronga aylanadi. Natijada kristallning xususiy otkazuvchanligi ortadi. Bunda yarim otkazgichning qizishi faqat tashqi muxit xaroratining ortishi bilan belgilanmaydi. r-n otishdan otadigan tok ham uning qizishiga olib keladi. Agar r-n otishda ajraladigan issiqlikni yoqotish chorasi korilmasa, issiqlik buzilishi maydon kuchlanganligining kichik qiymatlarida xam sodir bolishi mumkin. Elektr buzilishi asosiy bolmagan tok tashuvchilar sonining yarimotkazgich xajmidagi elektr maydon kuchlaganligi ortishi tufayli sodir boladi. Bunda maydon kuchlanganligi ortishi bilan tok tashuvchilarning xarakat tezligi ortadi. Natijada urilish tufayli ionlashishning kuchkisimon kopayishi vujudga keladi. U r-n otishning buzilishiga olib keladi. Ikkinchi tomondan, maydon kuchlanganligining ortishi avtoelektron emissiya xodisasiga xam sabab boladi. Buning natijasida xam buzilish sodir boladi. Keng r-n otishda diodlarda urilish ionlanishi tufayli, tor r-n otishli diodlarda esa, avtoelektron emissiya tufayli buzilishi sodir boladi. elektr buzilishining issiqlik buzilishidan farqi shundaki, unda keng r-n otishda diodlarda urilish ionlanishi tufayli, tor r-n otishli diodlarda esa, avtoelektron emissiya tufayli buzilishi sodir boladi. Elektr buzilishining issiqlik buzilishidan farqi shundaki, unda kuchlanish ozgarishining biror oraligida teskari tok kuchlanishiga bogliq bolmay qoladi va jarayon qaytar boladi, yani maydon kuchlanganligi yoqolishi bilan boshlangich xolat tiklanadi.
2.9-rasmda yarim otkazgichli diodning toliq volrt-amper tavsifnomasi korsatilgan.
2.9 rasm. Yarim otkazgich diodning toliq volt-amper tavsifnomasi.
Unda 1-chiziq issiqlik buzilish, 2-chiziq esa elektr buzilishini korsatadi. Kontakt soxasining kengiligiga qarab yarim otkazgichli diodlar nuqtaviy va yassi diodlarga ajratiladi. Biz tanishgan diodlar yassi diodlardir. Ulardan togri tokning kattaligi kontakt yuzasi kengligiga bogliq bolib, qiymati bir necha milliamperdan bir necha yuz ampergacha etadi.
Nuqtaviy diodlarning kontakt yuzasi juda kichik boladi. Ular nuqta kontaktli payvandlash yoli bilan xosil qilinadi. Nuqtaviy diodlarning yassi diodlardan afzalligi shundaki, ularning r-n otish sigimi juda kichik boladi. Shuning uchun ularni yuqori chastotali qurilmalarda ishlatish mumkin.
Xozirgi paytda infraqizil, ulrtrabinafsha va korinuvchi nurlar spektorini sezuvchi optoelektron diodlar katta qiziqish uygotmoqda.
2.10 rasmda diodlarning sxemadagi shartli belgilanishi keltirilgan.
2.10 rasm. Yarim otkazgich diodlarining sxemadagi shartli belgilanishi.
1 diod, 2 tunnelli diodi, 3 stabilitron, 4 Varikap.
GOST 1086272 ga muvofiq, diodlar quyidagicha markalanadi. Birinchi element xarf yoki raqam bolib foydalanilgan yarim otkazgich materialni bildiradi. G yoki I germaniy; K yoki 2 kremniy; A yoki 3 galliy arsenid. Ikkinchi element (xarf) diodlarning klassini korsatadi.
Ts togrilagich ustunchalari; S stabilitronlar; V Varikaplar;
I tunnelli diod; A yoruglik diodlari; od optronlar va xokazo.
Uchinchi element (son) diodning xususiyatini aniqlaydi. Tortinchi va beshinchi elementlar (sonlar) diodlarning texnologik ishlab chiqarish tartibini (0,1 dan 99 gacha) belgilaydi. Oltinchi element (xarf) diodning parametrik gruppasini aniqlaydi (parametrlar maxlumotnomalardan olinadi). Masalan: «g D 10 7 A» quyidagicha tushuntiriladi: germaniy kristallidan tayyorlangan (g) yarim otkazgichli nuqtaviy (D), kichik quvvatli (I), 7 ishlab chiqarishda (07), «A» gruppa (togri tok 0,02 A, togri kuchlanish IB, teskari tok 0,02 teskari kuchlanish I5B) ga xos diod.
«3 0 D I 0 I A» arsenid galliy yarim otkazgichli materialidan tayyorlangan optron juftli diod, birinchi ishlab chiqarilishi, parametrik gruppasi «A» (otkazish koeffisienti I%, kirish kuchlanishi 1,5 V) va x.z.
TOG'RILAGICH DIODLARI VA USTUNCHALAR
Turli togrilagich sxemalarida yassi yuzali diodlar ishlatiladi. Buning uchun qotishma yoki diffuzion texnologiya usuli bilan olingan yassi yuzali kremniy diodlari, togrilagich ustunchalari keng ishlatiladi. Diodlar xammasi katta yuzali «r n» otishga ega bolib, togri yonalishda katta (50A gacha bolgan) toklarni otkazish xususiyatiga ega. Togrilagich ustunchalari ketma ket ulangan bir xil turli diodlardan iborat bolib, plastmassa korpusga joylashtiriladi. Ustunchalar katta (15000B gacha) teskari kuchlanishga moljallangan bolib, elektron asboblarning yuqori kuchlanishli bloklarida keng qollaniladi. 2.11-rasmda kremniy asosli yassi yuzali togrilagich diodlari va ustunchalarining (V) tuzilishi, volt amper tavsifnomasi (vat) oilasining xaroratga boglikligi korsatilgan. Bunday diodlarning asosiy parametrlari bolib quyidagilar xisoblanadi:
1. Maksimal ruxsat etilgan togri tok. I Max (A);
2. Togri kuchlanish U tug (V);
3. Berilgan teskari kuchlanishdagi teskari tok. I tek, (mkA);
4. Ruxsat etilgan maksimal teskari kuchlanish. U teks (V);
5. Ishchi diapazon xarorati T, (0K).
Stabilitronlar diodlarga elektr buzilishlarining qaytar bolishi katta amaliy axamiyatga ega. Chunki bunda teskari tokning biror kichik qiymatdan boshlab dioddagi potentsial tushuvchi tokka bogliq bolmay qoladi. Yarim otkazgichli diodning bu xususiyatidan kuchlanishni stabilizasiyalovchi element sifatida ishlatish imkonini beradi. Bunday yarim otkazgichli diodlar stabilitronlar deb ataladi.
2.11 rasm. Togrilagich diodlar va ustunchalar: a kavsharlangan kam quvvatli kremniyli diod: 1 chiqiq, 2 shisha izolyator, 3 korpus, 4 kristall tutqich, 5 alyuminiy sim, 6 kristall, 7 kavshar; b quvvatli togrilagich diodi: 1 chiqiqlar, 5 kovshar, 6 kristall tutqich; v togrilagich. ustuncha, g-kremniy yassi togrilagich diodlarining ish xararoti boyicha vatsi.
Stabilitron kuchsimon yorib otish xodisasiga asoslanib ishlaydi. Stabilitron qoyilgan teskari yonalishdagi kuchlanish orttirib borilsa, dioddan otadigan teskari tok miqdori juda kichik bolganligidan, sxemaning chiqishida kuchlanish xam ortib boradi. Kuchlanish miqdori kuchsimon yorib otish miqdroriga yotganda dioddan otayotgan tok keskin ortib ketadi. Chiqish kuchlanishi esa bir oz kamayadi.
Kirish kuchlanishning bundan keyingi ortishi stabilitron orqali otuvchi tokni oshirishga sarflanadi va chiqish kuchlanishi deyarli ozgarmaydi. Bu oraliqqa togri kelgan chiqish kuchlanishi, stabilitronning stabilizasiyalash kuchlanish deb ataladi.
Stabilitronlar stabilizasiyalashtirish va impulslarni amplituda qiymati boyicha cheklash uchun moljallangan. Bulardan tashqari, ularni berilgan kuchlanishning tayanch manbalari sifatida xam ishlatish mumkin.
Stabilitronning tuzilishi va uning vat lari 2.12 rasmda korsatilgan. Stabilitron diod uchun asosiy material sifatida aktseptor aralashmali alyuminiy eritib kiritilgan «n» turli kremniy plastinkasi olinadi. «R-n» otishli kristallni germetik berk metall ekran ichiga joylashtiriladi. Vat-ning teskari toklar soxasiga togri kelgan qismi toklar oqiga parallel bolgan tik togri chiziq, korinishida boladi. Demak, tok keng chegaralarda ozgarganda xam, stabilitron kuchlanishi deyarli, ozgarmaydi. Stabilitronlar ketma ket ulanganda, umumiy kuchlanish ayrim stabilitronlar kuchlanishlarining algebraik yigindisiga teng.
Stabilitronning parametrlari quyidagilar:
1. Stabilizasiya kuchlanishi ust
2.Kuchlanishning stabilizasiya koeffisienti:
3. Differentsial qarshiligi Rdif.
4.Stabilitronniing maksimal (I mox) va minimal (I min) toklari
5. Maksmisal sochilish kuvvati Rmax
Ryu yuklama karshiligi stablitronga parallel ulangani uchun stabilizasiya rejimida stabilitron va yuklamada kuchlanish bir xilda buladi.
Ayrim xolda stabilitron xosil bulgan kuchlanishdan kichikrok bulgan stabilizisiyalangan kuchlanish olish kerak buladi. Buning uchun yuklamaga kushimcha ketma-ket rezistor ulanadi. U Om konuniga asosan topiladi.
Varikaplar yarim otkazgichli diod bolib, sigimi teskari yonalishidagi kuchlanishga bogliq boladi. Teskari kuchlanishning ortishi bilan r-n otish sigimining kamayishi quyidagicha: