Атымтаева Аягоз Аманжоловна преподаватель специальных дисциплин КГКП « Павлодарский машиностроительный колледж»

1. 2 бөлім. Микроэлектрониканың негіздері.2Микроэлектроника кұрылғыларын қарастыру
Сабақтың тақырыбы:Микроэлектроника
Микроэлектроника- электрониканың бір бөлігі, микроминатюрлі
интегралды жағдайындағы құрылғыларды, блоктарды және электронды
функциональдық түйіндерді құрастырумен айналысады. 20 ғасырдың 60-шы
жылдардың басында микроэлектрониканың пайда болуына электронды
аспаптардың функцияларының үздіксіз күрделенуі, көлемдерінің ұлғаюы
және беріктілік талабтарының жоғарлауы түрткі болды. Электрлік
лампаларды, транзисторларды,конденсаторларды, резисторларды,
трансформаторларды және тағы басқаларды дербес дайындалғандардың
бірнеше мыңдаған немесе он мыңдаған дара құрылғыларды қолдану, оларды
құрастыруы шығару бөлігін дәнекерлеу және пісіру жолдарымен қосқанда
құрылғыны үлкен, дайындаганда ыңғайсыз, жұмыста беріктілігі жеткіліксіз,
электроэнергияны шамадан тыс қажет ететін. Бұл кемшіліктерді жою
кезіндегі ізденіс жаңа конструктивті-технологиялық бағытын пайдаланып
электронды құрылғыларды жасады: баспа монтажын, модульдарды және
микромодульдерді, сонынан интегралды сұлбаларды(схема) (даярлаудың
топтасқан түріндегі әдісімен)
Физика облысындағы қатты дене және жартылай өткізгіштердің
жетістіктерін қолданып, микроэлектроника көрсетілген кемшіліктерін
электрондық элементтердің бір бөлігін ғана кеміту жолымен емес, ал
конструктивті, технологиялық және электрлік байланысқан электрондық
құрылымдар – ол функционалды блоктар мен түйіндер. Бұл бойынша
принциптік сұлба көп микроминиатюрлі элементтердің конструктивті
байланыстарын және олардың электрлік байланыстарын, бір технологиялық
үрдісте дайындалған.
Интегралдық сұлба. Кремнийлік пластина
Сурет 1а Интегралдық схема. Кремнийлік пластина

2. Кремнийлік пластина
Сурет 1б Кремнийлік пластина
1959 жылы жоспарлы үрдіс жартылай өткізгішті құрылғылардың алу жолы,
бірнеше бірдей электронды функционалды түйіндер үшін, бір уақытта
бірінен сон бірі бірнеше технологиялық операцияның бір жағдайда өтуін
бастапқы ортақ дайындаудың қолдануын болжады (1-сурет). Сонда әр бір
осындай түйін дискретті элементтердің жиыны нәтижесінде емес, бір
пластинадағы бірнеше ұқсас түйіндердің кезеңді топтастырған интегралды
өңдеудің нәтижесінде алынады. Жартылай өткізгіш материалдардың бөлек
бөліктерін өңдеу үрдісінде әр түрлі элементтердің және олардың
қосылуының қасиеттерін, және жалпы дайындалған түйіндерді құрушылар
келтіріледі. Алынган микроминиатюрлі түйін пластинадан бөлініп және
корпусқа орналастырылғанды микросхема деп атайды, немесе интегралды
схема (ИС). Осының көмегімен микроэлектроника элементтінің мәні өзгерді.
Тәжірибеде элемент- интегралды схема, бөлшектенбейтін зат. Ол 5 немесе
одан да көп элементтерден тұрады. Интегралды схема интеграция деңгейімен
– оның қарапайым элементтер сандарыменсипатталады.
Күштің ерекшелігі – технологиялық үрдістер мен көп операцияларды жогары
нақтылықпен өткізілген- микроэлектрондық заттарды дайындау үшін әр
түрлі жоғары сапалы жартылай өткізгіштер және басқа материалдар және
прецизиондық технологиялық жабдықтау кажет. Негізгі жартылай өткізгіш
материалы болып монокристалдық кремний саналады. Технологиялық
жабдықтау интегралды схема элементтерінің өлшемі бірлік шегі және
микрометр үлесінің нақтылығымен дайындалуын жүзеге асырукерек.
Микроэлектроникада конструктивті-технологиялық және физикалық
принциптерге сәйкес бір-бірінің бағыттарын орын басатын және
толықтыратын бірнеше ерекшеліктері көрсетуге болады: интегралды
электроника, вакуумды микроэлектроника, оптоэлектроника және
функционалды электроника. Ең жақсы дамығаны болып интегралды

3. электроника саналады. Бұнын шыққанынан бастап радиоэлектронды
аспаптарды микроминиатюризациялаудың улкен мүмкіндіктері ашылды,
үшінші кезеңнің аспаптың жасаудың үрдісі интегралды схеманы қолданумен
басталды.(бірінші кезеңде – электрвакуумдық аспаптарда, екіншісі –
жартылай өткізгіштер аспаптарында). Интегралдық схеманың қолдану
саласы есептеуіш техника және ғарыштықтардың жүйесінен тұрмыстық
аспаптарына дейін алынып жатыр. Интегралдық схема өңдірісінің өсу
қарқыны өте жоғары.
1972 жылы Дүниежүзілік өнеркәсіп 1млрд.астам ИС шығарды. Жасаудың
топтасқан бөлімдегі әдісінде электрондық элементтерінің кажетті санын құру
және электрлік байланыстардың арасында көлемі бір жартылай өткізгіштің
кристаллы алғашқы рет (1959-61) жартылай өткізгіш ИС болып шығарылды.
Бұларды шығарған кездегі жоспарлы-эпитаксиальная технология көп
қолданып, өндірістегі дискретті жартылай өткізгішті аспаптардан алынған
және одан айырмашылығы жартылай өткізгіш пластинасының бөлек
элементтері электрлік оқшалаудың қосымша операциясымен және бардық
кристалдағы элементтердің бір функционалдық түйінге қосады. Оқшаулау
үшін жартылай өткізгіш материалының облысына қарама-қарсы өткізгіштік
типімен( бұнымен қатар оқшауланған p-n ауысуы пайда болады) немесе
диэлектрик қабатымен элементтің айналасында жасалатын әдістері
қолданады. Мысалы кремнийдің екі қышқылы.
ШАЛА ӨТКІЗГІШ АСПАПТАР
ШАЛА ӨТКІЗГІШТЕРДІҢЭЛЕКТРӨТКІЗГІШТІГІ
Электр өткізгіштігі жағынан өткізгіштер мен диэлектриктердің
(оқшауламалаушы материалдың) аралығынан орын алатын материалдарды
ш а л а ө т к і з г і ш т е р деп атайды. Электр зарядтарын тасушылар болып
табылатын ( еркін ) электрондардың болуы металл өткізгіштерге тән қасиет.
Диэлектриктердееркін электрондар жоқ, сондықтанда олар ток өткізбейді.
Шала өткізгіштердің өткізгіштердің өткізгіштерден айырмашылығы
олардың температураға, жарықталынуға, сығылуға, электр өрісіне және басқа
себептерге күшті дәрежеде тәуелді болатын электрондық қана емес және де
“кемтіктік” өткізгіштігі бар.
Екі көрші атомның орбитада ортақ қос электрон түзіп жасайтын химиялық
байланысын ( 130, а-сурет) коваленттік немесе қосэлектрондық байланыс деп

4. атап, шартты түрде электрондарды қосып тұратын екі сызық арқылы
бейнелейді ( 130, б-сурет). Мысалы,германий Д. И. Менделеевтің
элементтердің периодтық системасының төртінші группасы элементіне
жатады да жоғарғы орбитасында
төрт валенттік электрондары болады. Германийдің кристалында әрбір атом
көрші төрт атоммен коваленттік байланыс жасайды (130, в-сурет). Қоспалары
жоқ болса және абсолюттік нольге жақын температурада, германийдің
кристалындағы атомдардың барлық валенттік электрондары өзара
байланысқан және еркін электрондар жоқ, сондықтан да германийдің
өткізгіштігі болмайды. Температура артқанда немесе сәулелендірілгенде
электрондардың энергиясы өседі,бұл жағдай кейбір коваленттік
байланыстардың бұзылуына және еркін электрондардың пайда болуына әкеп
соғады. Тіпті бөлме температурасының өзінде сыртқы электр өрісінің
әсерінен еркін электрондар орындарынан қозғалып, кристалда электр тоғы
пайда болады. Еркін электрондардың қозғалысы себеп болатын электр
өткізгіштік шала өткізгіштің э л е к т р о н д ы қ ө т к і з г і ш т і г і немесе n-
ө т к і з г і ш т і к (n-ө т к і з г і ш т і к) деп аталады.
Еркін электрондар пайда болған кезде коваленнтік байланыстарда
электронмен толтырылмаған бос (воканттық) орын –“электрондық кемтік”
пайда болады. Кемтік атомнан жұлынған электронның орнында пайда
болғандықтан онда ол пайда болған аймақта артық оң заряд қалады. Кемтік
бар кезде көрші байланыстардағы электрондардың қандай да болмасын біреуі
кемтіктің орнын басып алуы мүмкін де бұл арада қалыпты коваленттік
байланыс байырғы қалпына келеді, бірақта электрон кеткен жердегі
байланыс бұзылады. Жаңа кемтікті тағы да қандай да болмасын электрон
басып алуы мүмкін т.с.с. Кемтіктің пайда болуы және оның орнының

5. толтырылуы шартты 131-суретте көрсетілген. Көлбеу орналасқан тақтайшада
төрт тесік (кемтік) бар, олардың үстіне төрт шар ( электрон ) қойылған. Егер
1-шар оңға қарай орын ауыстырса, онда ол тесікті (кемтікті) тастап
тақтайшадан құлап кетеді, ал осы шар алып тұрған тесікке 2-шар орнын
ауыстырады. 2-шардыңтесігін (кемтігін) 3-шар ал оныкін 4 басыпалады.
Кемтіктердің орын ауыстыруы оң зарядтардың орын ауыстыруы сияқты,
сондықтан кемтіктік электр өткізгіштік деп аталады. Сыртқы электр өрісінің
әсерінен кемтіктер өріс қүшінің бағытымен, яғни электрондардың қозғалысы
карама-қарсы жаққа қозғалады. Кемтіктердің қозғалысының нәтижесінде
пайда болатын өткізгіштік к е м т і к т і к ө т к і з г і ш т і к немесе p-
өткізгіштік (p-тектес өткізгіштік) деп аталады.
Сонымен, электрондық өткізгіштікте бір еркін электрон кристалда бүкіл
жолды жүріп өтеді, ал кемтіктік өткізгіштікте электрондардың көп мөлшері
кезек-кезек бірін-бірі коваленттік байланыстарда алмастырады және
әрқайсысы өзінің жеке жол кесіндісін жүріп өтеді.
Таза шала өткізгіштің кристалында коваленттік байланыстар бұзылғанда
еркін электрондар мен кемтіктер сан жағынан бірдей пайда болады. Осымен
бір мезгілде кері – процесс рекомбинация жүріп жатады, мұнда еркін
электрондар қалыпты коваленттік байланыстарды қайта құрып, кемтіктердің
орнын басады.Белгілі темтературада шала өткізгіштің көлем бірлігінде еркін
электрондар мен кемтіктердің орташа саны тұрақты болып қалады.

6. Температура көтерілгенде еркін электрондар мен кемтіктердің саны күшті
өседі де германийдің өткізгіштігі де едәуір өседі, яғни шала өткізгіштердің
кедергісінің температуралық коэффициеті теріс таңбалы болады. Шала
өткізгіштің өзінде қоспалар жоқ кездегі электр өткізгіштігі оның м е н ш і к т
і э л е к т р ө т к і з г і ш т і г і деп аталады.
Шала өткізгіштің касиеттері оның ішінде мардымсыз мөлшерде қоспалар
болған кезде күшті дәрежеде өзгереді. Шала өткізгіш кристалға басқа
элементтердің атомдарын ендіре отырып, кристалда еркін электрондардың
кемтіктерден көп болуын немесе керісінше, кемтіктердің еркін
электрондарданасып түсуін қамтамасыз етуге болады. Мысалы
германпийдің кристалдық торында оның атомын бес валентті заттың
(мышьяктың, фосфордың) атомымен алмастырсақ, осы заттың төрт
электроны германийдің көрші атомдарымен толық байланыс жасайды да, ал
бесінші электроны бос қалады (132,а-сурет), міне сондықтан да осындай
қоспа электрондық өткізгіштікті (n-өткізгіштікті) арттырады, оны донарлық
қоспа деп атайды. Германий атомын үш валентті заттың (индийдің,
галлийдің, алюминийдің) атомымен алмастырғанда, оның электрондары
германийдің көрші үш атомымен коваленттік байланысқа түседі, ал германий
төртінші атомымен байланыс болмай қалады,себебі индийдің төртінші
электроны жоқ (132,б-сурет).
Барлық коваленттік байланыстарды қалпына келтіруге мүмкіндік бар, егер
жетіспейтін төртінші электрон жақын маңдағы германийдің атомынан
алынса, бірақта бұл жағдайда германийдің атомын тастап кеткен
электронның орнында кемтік пайда болады, ол германийдің көрші атомының

7. электронымен толтырылдуы мүмкін. Бірінен бірі бос байланыстың
толтырылуы кемтіктердің қозғалысына эквивалентті (дәл келеді). Берілген
шала өткізгіштің атомымен салыстырғанда атомының валенттік
электрондарының саны аз қоспалар кемтіктік өткізгіштікті тудырады да, а к ц
е п т о р л ы қ қоспалдар деп аталады.
Қоспалы шала өткізгіште өздері өткізгіштіктің түрін анықтайтын заряд
тасушылар н е г і з г і (p – шала өткізгіште кемтіктер және n – шала
өткізгіште электрондар), ал қарама-қарсы таңбалы заряд тасушылар – н е г і з
г і е м е с заряд тасушылар деп аталады.
ШАЛА ӨТКІЗГІШТІ ДИОДТАР
Шала өткізгішті диод (вентиль) біреуі электрондық өткізгіштігі(n-тектес) ал
екіншісі кемтіктік өткізгіштігі (p-тектес) бар екі шала өткізгіштердің
түйіспелік қосылысы болып табылады(133,а-сурет). n-шала өткізгіште
электрондардың үлкен концентрациясы (шоғырлығы) болуы нәтижесінде
олар бірінші шала өткізгіштен екіншісіне қарай диффузия жасап өтеді. Дәл
осылай екінші p-тектес шала өткізгіштіктен бірінші n-тектес шала өткізгішке
кемтіктер диффузия жасайды. n-тектес шала өткізгіштің шекаралық
қабатында теріс заряд пайда болады. Осы екі қабат арасында потенциалдар
айырмасы (потенциалдық тосқауыл) пайда болады және электрондар мен
кемтіктердің бір шала өткізгіштен екіншісіне диффузия жасауына бөгет
болатын кернеулігі E n электр өрісі туады. Сөйтіп, екі шала өткізгіштің
шекарасында, заряд тасушылардан (электрондар мен кемтіктер) айрылған
және үлкен кедергісі бар жұқа қабат пайда болады. Бұл қабат жапқыш қабат
немесе p – n ауысуы деп (өткелі) деп атайды.
Жылулық қозғалыстың салдарынан негізгі емес заряд тасушылар (p-
облысының электрондары және n-облысының кемтіктері) p – n ауысуының
электр өрісі ықпалына түседі. p – n ауысуының өрісі күштердің әсерінен
туатын негізгі емес заряд тасушылар қозғкалысы негізгі заряд тасушылардың
диффузиялық тоғының бағытына қарсы бағытта жүреді де д р е й ф т і к
немесе жылулық ток деп аталады. Өйткені ол температураға күшті дәрежеде
тәуелді болады. Сыртқы электр өрісі болмаған кезде дрейфтік ток

8. диффузиялық токпен теңеседі де p – n ауысуы арқылы өтетін қосынды ток
нольге тең болады.
Қоректендіру көзінің оң таңбалы қысқышын n-тектес шала өткізгіштің
металл электродымен, ал теріс таңбалы қысқышын p-тектес шала өткізгіштің
электродымен қоссақ, p – n ауысуы өрісімен E n бағыттас болатын оны
күшейтетін сыртқы электр өрісін E с аламыз (133,б-сурет). Мұндай өріс
жапқыш қабат арқылы негізгі заряд тасушылардың өтуіне бұрынғыдан да
үлкен бөгет жасайды және диод арқылы негізгі емес заряд тасушылар
есебінен пайда болған кішкене кері ток I кері жүреді. Диодтың кері тогы
температураға айтарлықтай тәуелді болады, температура өскен кезде ол да
өседі.
Қоректендіру көзінің полярлығы өзгерген кезде (133,в-сурет) сыртқы
электрт өрісі E с , p – n ауысуы ның өрісіне En қарама-қарсы бағытталады
және осы өрістің әсерінен электрондар мен кемтіктер біріне-бірі қарама-
қарсы қозғала бастайды да , ауысулық (өткелдік) қабатта негізгі заряд
тасушылардың мөлшері көбейеді. Бұл кезде потенциалдық тосқауыл және
өткелдік қабаттың кедергісі кішірейеді. Сонымен, тізбек тура ток I тура
орнығады,ол тіпті қоректендіру көзінің салыстырмалы кішкентай кернеуінің
U өзінде едәуір улкен болады.
134-суретте германийлық диодтың вольт-амперлік сипаттамасы мен оның
шартты белгіленуі көрсетілген. Үлкен көрнектілік ушін сипатаманың тура
тармағы (графиктің оң бөлігі) және кері тармағы(графиктің сол бөлігі)
әртүрлі масштабтарда бейнеленген. Диод қысқыштарындағы кішкене тура
кернеуде U тура =1В оның тізбегінде салыстырмалы үлкен ток өтетінін, ал
айтарлықтай үлкен кері кернеулерде U кері ток I кері тым аз болатындығын
сипаттама көрсетіп тұр.
Демек шала өткізгішті диодтың біржақты өткізгіштігі бар, яғни ол электрлік
вентиль болыптабылады.
Өнеркәсіп германийлік, кремнийлік, селендік және мыстың шала
тотықтықэлектр вентильдерін шығарады. Германийлік және кремнийлік
вентильдерді нүктелік және жалпақ жазықтықты екі түрлі етіп жасайды.
Нүктелік германийлі диодтың (135,а-сурет) ішіне электрондық өткізгіштігі
бар германийдің кристалы 5 қойылған, оған анодтық түйіспелік серіппелі
шығыстық сымының үшкір 3 ұшы кіріп тұрады. Түйіспелік үшкір ұштың
астында арнайы термиялық

9. (жылулық) өңдеудің нәтижесінде кемтіктік өткізгіштігі бар облыс жасалады.
Германийлі жалпақ жазықтықты диодта (135,б-сурет) электрондық
өткізгіштігі бар германийдің пластинасының 5 бетіне индий тамшысы
(таблеткасы) қойылады да ол диодты жасау процесінде 500º дейін
қыздырылып балқытады, сонда индийдің атомдары германийге диффузия
жасап кіріп, кемтіктік өткізгіші бар облыс пайда болады. Екі облыстың
шекарасында (электрондық және кемтіктік өткізгіштігі бар) жапқыш p – n
ауысуы пайда болады. Нүктелік диодтағыдай жалпақ (жазықтықты) диодта
германий 5 дәнекермен 4 кристалл ұстағышқа 6 бекітілген, оған катодтың
шықпасы (төменгі) 7 пісірілген. Анодтың шықпасы 3 те дәнекермен 4
кемтіктік өткізгіштігі бар облысқа бекітіледі және диодтың жоғарғы жағынан
сыртқы шығарылады. Диодтың металлдық сыртқы қабаты (корпусы) 2
кристаллұстағышпен 6 және шыны оқшаулатқышпен (изолятормен) 1 бірге
пісірілген.

10. Кремнийлік диодтар германийлықтардан шала өткізгіштің материалымен
ғана емес және басқа кейбір артықшылықтарымен ерекшеленеді, атап өтсек
олар: тым жоғары шектік температурасы, әлдеқайда кіші кері тогы, тым
жоғары тесіліп-бүліну кернеуі. Бірақ та кремнийлік вентильдің тура
бағыттағы кедергісі германийлыққа қарағанда әлдеқайда үлкен.
Селендік вентиль бір жағынан, кемтіктік өткізгіштігі бар кристалдық
селеннің қабатымен жабылған алюминий дискіден тұрады, ол бір электрод
болыптабылады. Селенге жағылған калий мен қалайының қорытпақабаты
екінші электрод болып табылады, одан селенге кадмийдің атомдары
диффузия жасағанда электрондық өткізгіштігі бар қабат пайда болады.
Селендік вентильдер германийлық және кремнийлік вентильдерге қарағанда,
әлдеқайда кіші кері кернеулер (60 В-қа дейін) мен ток тығыздықтарына (0,1-
02 А)см 2
шыдайды, сондықтан да олардың габариттері мен массалары
анағұрлым үлкен болады. Бірақта селендік вентильдердің сипаттамалары аса
тұрақты, сондықтан оларды кері кернеулер мен тура токтарды арттыру үшін
тізбектеп және параллель қосуға болады. Соныменқатар селендік
вентильдердің қайта қалпына келу қасиеті бар, бұл мынаған тіреледі: егер де
тесіліп-бүлінген шайба арқылы үлкен ток өткізсек, онда селен қызып
балқиды да бүлінген жерін жауып, диодтың вентильдік қасиеттерін қалпына
келтіреді.
Мыстық шала тордың вентильдері мыс тотығы қабаты (1) бар мыс дискіден
тұрады, оған жақсы түйіспе алу үшін үлкен диаметрлі жез радиаторы бар
қорғасын диск жанаса орналасқан. Мыс тотығы қабаты атмосферасында

11. мысты термиялық түрде өндегенде пайда болады. Оттегінің
артықшылығында алынған мыс тотығының сыртқы қатарының (1) кемтіктік
өткізгіштігі, ал оттегінің жетімсіздігіне алынған тотықтың қабатында –
электрондық өткізгіштік бар. Осы екі қабаттың арасында p – n өткелі пайда
болады.
Мыстың шала тотық вентильдерінің кері кернеулері (10В) мен ток
тығыздықтары (0,1 А/ см 2
) шамалы болады, сондықтан олар түрлендіргіш
құрылғыларда пайдаланылмайды. Олардың қолданылуы тұрақты
сипаттамалары бар өлшеуіш аспаптарымен шектелген.
Өте жоғары жиіліктер облысында жұмыс істеу үшін көбінесе көп
функционалды аспап (күшейту, өндіру, генерациялау ауыстырып қосу және
т.б. үшін) туннельдік диод қолданылады. Ол мыстың шала тотық вентиліне
қарағанда тым төменгі жиіліктерде жұмыс істей алады, бірақта мұнда оның
тиімділігі төмендейді.
Туннельдік диодты жасағанда p – обылысын да, қосындылаушы (кірме)
қоспалар өте үлкен концентрациямен енгізіледі (жай диодтарға қарағанда 2 -
3 есе үлкен ), осы себептен p – n өткелінің қалыңдығы өте жұқа болады және
ауысу (өткелі) ішінде жоғарғы кернеулікті электр өрісі пайда болады. 136, а-
суретте туннельдік диодтың вольт-амперлік сипаттамасы бейнеленген, оның
негізгі параметрлеріне мыналар жатады: шың тоғы I 1 ойпат тоғы
(минималды) I2 , шың кернеуі U1 ,ойпат кернеуі U2 , ашылу кернеуі - U 3
жоғары көтерілген екінші тармақтағы шын тоғына I1 тең ток кезіндегі тура

12. кернеу, диодтың сыйымдылығы C – ауысу (өткелі) мен диодтың
корпусының арасындағы U2 ойпат кернеуі үшін анықтаған қосынды
сыйымдылық.
Кері кернеу обылысында кері ток кернеу өскен сайын өте тез арта
бастайды, яғни туннельдік диодтың кері кедергісі кішкентай болады. Тура
кернеулер облысында кернеу өскен кезде, алғашқыды, тура ток шамасы
бірнеше ондаған милливольт U1 кернеуіндегі шың тоғына І, дейін өседі де,
сосын шамалы бірнеше жүз милливольт U2 кернеуіндегі минимальды І2
шамасына дейін (АВ бөлігі) кемиді. Одан әрі қарай тура тоғы тағы да кернеу
өскен сайын өсе бастайды. Тунельдік диод арқылы өтетін токты екі тоқтың
қосындысы І=Iт+Ід ретінде көрсетуге болады, мұндағы Іт=Іп-Ір , Ід=Ідиф-Ідр,
осындағы: Іт- тунельдік ток, І-п- облысының өткізгіштік зонасынан р-
облысының валенттік зонасына тунельдік жолменөтетін электрондардан
туатын ток Ір-р- облысының валенттік зонасынан п- облысының өткізгіштік
зонасына тунельдік жолмен өтетін электрондардан туатын ток Ід- кәдімгі
диодтың тоғы, Ідиф- екі облыстың негізгі тасушыларының р-п ауысуы арқылы
өтетін диффузиялық тоғы, Трр-екі облыстың негізгі емес тасушыларының р-п
ауысуы арқылы өтетін дрейфтік тоғы.
Тунельдік диодтың вольт-амперлік сипаттамасының құлама бөлігінің (АВ
бөлігі) пайда болуын былайша түсіндіруге болады. Кернеудің өсуі тунельдік
токтың өсуіне әкеп соғады, бірақта мұнымен қатар р-п ауысуындағы электр
өрісінің кернеулігі азаяды. Тура кернеудің белгілі бір мәнінде U2 (136, б-
сурет) р-п ауысуындағы электр өрісінің кернеулігі күрт азаяды, тунельдік ток
жойылады, ал р-п ауысуы кәдімгі диодтыңқасиеттеріне ие болады.
Биполярлық транзисторлар
Биполярлық транзистор немесе транзистор деп электр тербелістерін
күшейту мен генерация жасауға арналған және үш облыстан тұратын,
кремний немесе германий пластинасы болып табылатын екі р-п ауысуы бар
шала өткізгішті аспапты айтады. Екі шеткі облыстың әрқашан бірдей текті
өткізгіштігі бар, ал ортадағы облыс қарама – қарсы түрдегі өткізгіштікте
болады. Шеткі облыстарының электрондық өткізгіштігі, ал ортаңғысының
кемтіктік өткізгіштігі бар транзисторлар п-р-п үлгілік (түрлі) транзисторлар
деп аталады (137, а-сурет) ал, ортаңғысының электрондық өткізгіштігі барлар
р-п-р-үлгілік транзисторлар депаталады (137, б-сурет).

13. Екі үлгілік транзисторларға жүріп жататын физикалық процесстер өте
ұқсас, олардың арасындағы айырмашылықтар мынада: олардың қоректендіру
көздеріне қосылу полярлығы қарама- қарсы және де п-р-п үлгілік
транзисторда – кемтіктер түзеді. р-п ауысулар бір – бірінен бөлінген шектес
облыстар, эмиттер Э, база Б және коллектор К деп аталады.
Эмиттер заряд тасушыларды, п-р-п үлгілік транзисторда электрондарды,
ал р-п-р үлгілік транзисторларда кемтіктерді шығаратын (эмиттейтін) облыс
болып табылады, коллектор – заряд тасушыларды жинап алатын облыс; база
– ортаңғы облыс, негіз.
Транзистордың жұмыс істеуі кезінде сол жақтағы р-п ауысуын тура
бағыттағы эмиттер – база кернеуі Uэб беріледі, оң жақтағы р-п ауысуына кері
база – коллектор кернеуі Uэ-к беріледі. Электр өрісінің әсерінен сол жақтағы
облыстан (эмиттерден) заряд тасушылардың көп бөлігі р-п ауысуынан басып
өтіп, өте енсіз ортаңғы облысқа (базаға) өтеді. Заряд тасушылардың көп
бөлігі одан әрі екігші ауысуға қарай қозғала отырып, оған жақындағаннан
кейін, кернеу көзі Uэққ тудыратын электр өрісінің ықпалына түседі. Осы
өрістің әсерінен заряд тасушылар батарея Uэ-к тізбегіндегі токты өсіріп, оң
жақтағы облысқа (коллекторға) тартылып кіреді. Егер Uэ-б кернеуін өсірсек,
онда эмиттерден базаға көшкен заряд тасушылардың саны өседі, яғни
эмиттер тоғы ∆І_э5-ға артады. Бұл жағдайда коллектор тоғыда ∆Іб-к-ға артады.

14. Базаға эмиттерден келген заряд тасушылардың шамалы бөлігі қарама- қарсы
полярлықтағы еркін заряд тасушылармен рекомбинацияланады
(бейтарапталады), олардың азаюын база тоғы Іб-ны құрайтын сыртқы
тізбектен келетін жаңа заряд тасушылар толықтырылып отырады. Сөйтіп,
коллектор тоғы Ік=Іэ-Іб – эмиттер тоғынан шамалы ғана кіші болып шығады.
Uб-к= const болғандағы а=∆Ік/ ∆Іэ қатынасы ток бойынша күшейту
коэффициенті деп аталып, әдеттегі мәндері а=0,9-0,995-ке тең болады.
Егер эмиттер – база тізбегі ажыратылып тұрса және ондағы ток І=0 тең
болса, ал коллектор мен база арасына Uк-б кернеуі түсірілсе, онда коллектор
тізбегінде, негізгі емес заряд тасушылардан қалыптасқан кішкентай кері
(жылулық) ток Іко жүріп жатады. Бұл ток белгілі дәрежеде темперратураға

15. тәуелді болып табылады. Бұл ток қанша кіші болған сайын транзистордың
қасиеттері жақсара түседі.
Эмиттерлік р-п ауысуына тура кернеу берілгендіктен оның кедергісі
кішкентай болады. Коллекторлық р=п ауысуға кері кернеу әсер ететіндіктен,
оның кедергісі үлкен болады. Сондықтан эмиттерге берілетін кернеу тіптен
аз (вольттың бірнеше ондық бөлігі) ал коллекторға берілетін кернеу
жеткілікті түрде үлкен болуы мүмкін (бірнеше ондаған вольт). Кішкене
кернеу Uэ-нің әсерінен эмиттер тізбегіндегі тоқтың өзгеруі, әлдеқайда үлкен
кернеу әрекет ететін коллектор тізбегінде шамамен токтың сондай өзгеруін
тудырады, осыныңнәтижесінде транзистор қуатын күшейтеді.
Транзистор электр тербелістерін күшейткіш ретінде жұмыс істеген кезде
айнымалы кірістік кернеуді Uкір (күшейтілетін сигналды) эмиттер мен база
арасындағы тұрақты ығысу кернеуінің U көзімен тізбектеп қосып береді, ал
шығыс кернеуі Uшығ (күшейтілген сигнал) жүктеме резисторынан Rж
алынады.
п-р-п үлгілік (138, а-сурет) және р-п-р үлгілік (138, б-сурет)
транзисторларды тізбекке үш түрлі схема бойынша қосу мүмкіншілігі бар:
ортақ базамен ОБ ортақ эмиттермен ОЭ және ортақ коллектормен ОК.
Транзисторлардың қай электронды кірістік және шығыстық тізбектеріне
ортақ екендігін схеманың аты көрсетіп тұр. Транзисторларды қосу схемалары
өзінің қасиеттерімен өзгешеленеді, бірақ та тербелістерді күшейту принципі
бәрінде бірдей.
Ортақ базалы схема кірістік кернеудің оң мәнді өсімшесі ∆Uкір эмиттер
тоғының Іэ көбейтеді, ал ол коллектор тоғының Ік мен шығыстық кернеудің
Uшығ өсуіне әкеп соғады, және мұнда ∆Uшығ>∆Uкір ОБ схемасында кірістік
кернеу көзі

16. эмиттер – база тізбегіне, ал жүктеме мен қоректендіру көзі коллектор – база
тізбегіне қосылған. ОБ схемасының кірістік кедергісі аз болады (бірнеше
немесе оншақты Ом), себебі, эмиттерлік ауысу (өткел) тура бағытта
қосылған. Схеманың шығыстық кедергісі керісінше үлкен (жүздеген кило Ом
болады) өйткені, коллекторлық ауысу (өткел) кері бағытта қосылған. ОБ
схемасының кірістік кедергісінің аз болуы күшейткіштерде оны қолдануға
кедергі жасайтын айтарлықтай кемшілігі болып табылады. Бұл схемада
кірістік сигнал көзі арқылы эмиттердің барлық тоғы жүреді де, ток бойынша
күшейту болмайды (ток бойынша күшейту коэффициенті а<1). Бұл схемеда
кернеу мен қуат бойынша күшейту бірнеше жүздегенболуы мүмкін.
Ортақ эмиттерлі ОЭ схемасында кірістік кернеу көзі эмиттер – база
тізбегіне қосылған, ал жүктеме Рп мен қоректендіру көзі эмиттер коллектер
тізбегінеортақ электрод болып табылады. ОЭ схемасының кірістік кекдергісі
ОБ схемасына қарағанда үлкен, себебі мұнда база тоғы кірістік ток болып
саналады, ол эмиттер тоғы мен коллектор тоғынан әлдеқайда кіші болады.
Бұл кедергі жүздеген Ом-ға жетеді. ОЭ схемасының шығыстық кедергісі
үлкен және жүздеген килоомға жетуі мүмкін. Бұл схемадағы ток бойынша
күшейту коэффициенті β, коллектор кернеуі тұрақты болған кезде, коллектор
тоғы өсімшесінің ∆Іқ база тоғы өсімшесіне ∆/қ қатынасы ретінде анықталады,
яғни β=∆Іқ /∆Іб=const болғанда, және әртүрлі транзисторлар үшін β=10-00

17. мәндеріне тең болуы мүмкін. Iэ=Iк+Іб мен α= ∆Ік/∆Іэ теңдіктерін ескере
отырып, β= ∆Ік/(∆Іэ-∆Ік) = (∆Ік/∆І)/ (1-∆Ік/∆Іэ) = α/ (1- α) табамыз.ОЭ схемасы
үшін кернеубойынша күшейту коэффициенті Ки ОБ схемасынікімен шамалас
болады. Қуат бойынша күшейту коэффициенті Кр=βКи ОБ схемасына
қарағанда көп есе артық.
Ортақ эмиттерлі ОЭ схемасында кірістік кернеуді күшейткен кезде
шығыстық кернеуінің фазасы жарты периодқа, яғни 1800 –қа, бұрылады:
кірістік кернеудің теріс мәнді өсімшелерін тудырады және керісінше
болғанда –оңмәнді өсімшелерін тудырады.
Ортақ коллекторлы ОК схемасына кірістік кернеу көзі база тізбегіне, ал
коректендіру көзі мен жүктеме кедергісі эмиттер тізбегіне қосылады. Кірістік
ток болып база тоғы, ал шығыстық –эмиттер тоғы болып табылады. Осы
схема үшін ток бойыншакүшейту коэффициенті
Кi=∆Iэ /∆Іб =∆Іэ / (∆Іэ -∆Ік)=1/(1-α).
ОК схемасының кірістік кедергісі үлкен (оншақты килоом), ал шығыстық
кедергісі аз (1-2 кОм-ға дейін) болады. Схеманың кернеу бойынша күшейту
коэффициенті Ки=0,9-0,95, яғни бірге жақын: бұл схеманы көбінесе
эмиттерлік қайталағыш деп атайды. ОК схемасы жеке күшейту каскадтарын
бірімен бірін, сигнал көзін немесе жүктемені күшейткішпен сәйкестендіру
үшін пайдаланылады.
Транзистордың сипаттамалары деп кірістік және шығыстық тізбектердегі
токтар мен кернеулердің арасындағы тәуелділіктерді айтады. Транзистордың
әрқилы қосылу схемаларында кірістік және шығыстық тізбектері әртүрлі,
сондықтан да әрбір схемасы үшін сипаттамалар әртүрлі параметрлердің
тәуелділіктерін көрсетеді.
Мысалы, ортақ эмиттерлі ОЭ схемасында кірістік тізбек –база тізбегі
болып табылады да , кірістік сипаттамасы ретінде эмиттер мен коллектор
арасындағы кернеу тұрақты болған кездегі база

18. тоғының эмиттер база кернеуіне тәуелділігі алынады, яғни Іб =f (Uэк) Uэ-к
=const болғанда, бұл схеманың шығыстық тізбегі саналады, ал шығыстық
сипаттамасы, база тоғы тұрақты болған кездегі, коллектор тоғының эмиттер –
коллектор кернеуіне тәуелділігін бейнелейді, яғни Іб= const кездегі Іб =f (Uэ-б)
139, а және б-суреттерінде р-п-р транзистордың кірістік және шығыстық
сипаттамаларының үлгілік түрлері көрсетілген. База мен эмиттер арасындағы
кернеудің (Uэ-б) кіші мәндерінде база тоғы р-п ауысуының үлкен кедергісіне
байланысты жәйлапөседі, бұл кедергі ток өскен сайын кемиді. Коллектор
кернеуі (Uэ-к) артқан сайын база тоғы өзгермей қалуы үшін кернеуді көбейту
керек.
Жұмыс облысында Uэ-к кернеуі Ік коллектор тоғына шамалы ғана әсер ететін
шығыстық сипаттамалары көрсетіп тұр, себебі коллектор тоғы негізінен
базаға инжекцияланатын кемтіктер санына тәуелді, яғни эмиттер тоғына
тәуелді Биполярлықтранзисторлар германиймен кремнийден жасалады.
Мысал ретінде р-п-р –типті жазықтықты германийлік транзистордың
құрылысын қарап көрейік (140 -сурет). Электрондық өткізгіштігі бар
кристаллдық германийден жасалған пластина 3 база болып табылады.
Пластинаның екі жағынан эмиттер 6 және коллектор 8 болып қызмет
атқаратын индий электродтар балқытылып жапсырылған. Индий балқығанда
осы электродтардың әрқайсысы мен германийлік– базаның арасында
кемтіктік өткізгіштігі бар облыстар пайда болады және эмиттерлік 7 мен
коллекторлық 2р-п ауысулар жасалады. Коллектор 8 кристалл ұстағышқа 1
бекітілген, одан сыртқа коллектордың шықпасы 9 өтіп тұр. Эмиттердің
шықпасы 5 және базаның шықпасы 4 корпустан шыны өткерме
оқшаулатқыштармен оқшауламаланған. Транзистор металл корпустың ішіне
орналасқан.
Транзисторлардың электрондық шамдармен салыстырғанда мынадай
артықшылықтары бар: қыздыру тізбегі жоқ, сондықтан схема
ықшамдалынады және катодты қыздыру үшін қуат тұтылмайды,
механикалық беріктілігі жоғары және жұмыс атқаратын мерзімі ұзақ, жұмыс
істеп кетуге әрқашанда дайын, ауқымы мен массасы кішкентай, коректену
кернеуі төмен және пайдалы жұмыс коэффициенті аса жоғары.

19. Транзистордың кемшіліктеріне оның жұмыс істеу режимінің қоршаған
ортаның температурасына тәуелділігі, шығыстық қуатының шамалығы,
артық жүктелуге сезімталдығы, параметрлерінің бытыраңқы болуы, соның
салдарынан бір типті жекелеген транзистордың арасында өздерінің
параметрлері бойынша айтарлықтай өзгешеліктердің болуы кірістік және
шығыстықкедергілері арасындағы елеулі айырмашылықтыңболуы жатады.
Өрістік транзисторлар
Өрістік транзисторларда токты негізгі заряд тасушылар бойлық электр
өрісінің арқасында тудырады, ал токты басқару басқарушы электродқа
түсірілген кернеу тудыратын көлденең электр өрісі арқылы іске асырылады.
Негізгі заряд тасушылар ағыны п- немесе р-текті шала өткізгіш болып
табылатын каналда қозғалып жүреді. Негізгі зарядтасушылардың ағынын
басқару басқарушы электродтың электр өрісінің әсерімен каналдың көлденең
қимасын өзгертуарқылы іске асырылады.
Өрістік транзисторлардың үш шықпасы бар: бастау (исток) И, ол арқылы
каналға негізгі тасушылар кіреді; науа ағып кету көзі (сток) С, ол арқылы
заряд тасушылар каналдан шығып кетеді, қақпа (затвор) З, каналдың
көлденең қимасын реттейтін электрод. Шықпалар И,С,З (атап өту ретімен)

20. электр –вакуумдық триодтың катод, анод және торына сәйкес немесе кәдімгі
биполярлықтранзистордыңэмиттер, коллектор мен базасына сәйкес келеді.
Өздерінің құрылымдық ерекшеліктеріне қарай өрістік транзисторларды екі
топқа бөлуге болады. р-п ауысулары бар (каналдық немесе униполярлық)
және оқшауламаланған затворлы немесе МДП – транзисторлар.
141, а-суретте р-п ауысулары бар өрістік транзисторлардың құрылым
схемасы мен оны тізбекке қосу схемасы бейнеленген. Екі жағынан р-п
ауысуларымен шектелген п-тектес (немесе р-тектес) жартылай өткізгіштің
жұқа қабаты канал (арна) деп аталады. Каналдың п- текті де, р-текті де электр
өткізгіштігі болуы мүмкін, олардың арасындағы айырмашылық қоректендіру
көздерінің кернеулерінің полярлығында болады. Кірістік тізбегіне затвор мен
канал арасындағы р-п ауысуына кері ығысу кернеуінің Uзи мен күшейтуге
керекті сигналдың айнымалы кернеуінің көзі Uкір қосылған. Шығыстық
тізбегі тұрақты кернеу көзі Uc мен жүктеме кедергісінен Rж тұрады. Егер
кернеу Uc мен жүктеме кедергісі Rж өзгермейтін болса, онда сыртқы тізбегі
ток каналдыңкедергісіне тәуелді болады.
Кері ығысу кернеуі Uзи өскенде затвор мен канал арасындағы р-п
ауысуыныңқалыңдығы артады да, каналдың ток өткізгіш қимасы кішірейеді,
осының салдарынан исток пен сток арасындағы кедергі үлкейіп, ток Іс
азаяды. Затворға үлкен кері кернеулер берілсе, каналдың қимасы нольге тең
боып, канал арқылы ток жүрмей қалады. Мұндай режим ток тоқтату режимі
деп аталады. Затвордағы кері кернеудің азаюы каналдың ток өткізгіш
қимасының ұлғаюына әкеп соғады, осы себептен оның кедергісі азайып,
транзистордың тоғы өседі. Транзистордың кірісіне күшейтуге жататын
кернеуді Uкір берсек, шығыстық тізбекте ток өзгере бастайды, ол жүктеме
кедергісі Rж арқылы жүріп, онда кірістік кернеудің Uкір өзгеру заңымен
өзгеріп отыратын кернеудің түсуін тудырады. Аталған эффект шала өткізгіш

21. материалдың меншік кедергісі үлкен болған сайын соншама күшейе түседі,
сондықтан да өрістік транзисторларды жоғары омды материалдардан
жасайды.
Оқшауламаланған затворы бар өрістік транзистордың (МДП-
транзистордың) құрылым схемасы 141, б-суретте көрсетілген. Бұл
транзистордың құрылымы металл-диэлектрлік –шала өткізгіш (орысша –
металл –диэлектрик –полупроводник қысқаша –МДП) болып келеді және екі
түрлі: индукцияланған каналды және ендірілген каналды болуы мүмкін.
Ендірілген каналды өрістік транзистордың негізі ретінде р-типті
монокристалды кремнийдің пластинкасы (төсеніші) қызмет атқарады. Исток
пен стоктың зоналары кремнийдің п-типті қоспамен күшті легирленген
облыстары болып табылады. Затвор ретінде шала өткізгіштен диэлектриктің
қабатымен оқшауламаланған металл пластинка қолданылады. Исток пен сток
арасында р-типті кремнийдің енсіз жолағы (канал) жасалады.
Индукцияланған каналы бар транзисторда диэлектрикпен бөлінген металл
затвор мен п-типті шала өткізгіш материал жазық конденсатор құрады. Егер
металл затворға оң кернеу берсек, онда затвордың оң заряды каналдың шала
өткізгіш облысында оған сәйкес теріс заряд индукциялайды. Ендірілген
каналды транзисторда исток пен сток арасында диффузия әдісімен п-типті
өткізгіштігі бар канал жасалады, ал төсеніштің (подложканың) өткізгіштігі р-
типті етіліп жасалады.
Затворда кернеу болмаған жағдайда, сток пен исток арасындағы ток п-
каналдың кедергісімен анықталады. Затворда теріс кернеу болғанда
каналдағы заряд тасушылардың концентрациясы азаяды да, онда сиретілген
қабат пайда болады, осы себептен сток пен исток арасындағы кедергі артып,
транзистордың тоғы азаяды. Затворда оң кернеу болған кезде стоктың тоғы
өседі, өйткені электрондар төсеніштен каналға тартылады, яғни канал заряд
тасушылармен байытылады.
Сонымен, оқшауламаланған затворы бар өрістік транзистор затворға
берілген теріс те, оң да кернеумен, яғни сиретілген каналмен де, байытылған
каналмен де жұмыс істей береді, ал бұған қарағанда р-п ауысулы
транзисторлар тек қана теріс кернеулі затворменжұмыс істейді.
142, а-суретте өрісте оқшауламаланған затворы бар транзистордыңшығыстық
(стоктық) вольт- амперлік сипаттамалар тобының Іс =f (Uc), Uги=const
болғандағы үлгілік түрікөрсетілген.

22. Исток пен затвор арасындағы кернеу Uзи- болған кезде стоктағы кернеудің
Uс өсуі оған пропорционал дерлік сток тоғының Іс өсуін тудырады. Бірақта Іс
өскенде каналдағы кернеудің түсуі артады да р-п ауысуларының кері кернеуі
өседі, бұл Іс токтың өсуін баяулатады. Ақыр аяғында каналдың тарылғаны
соншалықты, Uc кернеудің әрі қарай өсуі Іс токтың артуын қамтамасыз
етпейді де, транзистор қанығу режиміне кіреді, ал қанығу болатын кернеу Uc
қанығу кернеуі Uсқан деп аталады. Бұл кернеу Uзи кернеуіне байланысты
әртүрлі болады. Егер Іс токтың Uс кернеуден, әртүрлі затвор кернеулеріндегі
Uзи тәуелділігін түсірсек, онда өрістікоқшауламаланған затворы бар
транзистордыңшығыстықсипаттамаларыныңтобыналамыз.
Uc=const болғандағы Іс =f (Uзи) тәуелділігі сток затворлық сипаттама деп
аталады (142, б-сурет). р-п ауысулы транзисторлар үшін сток –затворлық
сипаттаманың оң жағы болады, себебі транзисторлардың бұл түрі оң
кернеулі затворыменжұмыс істей алмайды.
Қарастырылып отырған өрістік транзисторлардың каналы п- типтес
өткізгіштігі ал төсеніші р-тектес өткізгіштікті; өзге түрлі үйлестіктегі: р-
типтес өткізгіштігі бар каналы мен п-типті өткізгіштігі бар төсеніш те болуы
мүмкін. Бұл жағдайда затвордағы кернеудің полярлығы қарама –қарсы
таңбалы болады.
Өрістік транзисторлардың биполярлық транзисторларға қарағанда
артықшылығы оларды жасау үшін қажетті шала өткізгіш материалдың алуан
санының әлдеқайда көп болуында. Өрістік транзисторлар тек қана негізгі
заряд тасушылармен жұмыс істейді, сондықтан температуралық және

23. радиоактивтік әсер етулерге орнықты аспаптаржасауға мүмкіндік бар. Бұдан
басқа, өрістік транзисторлардан тағы біререкшелігі бұларда
рекомбинациялықшу пайда болмайды.
Өрістік транзисторлардың кірістік кедергілері өте жоғары болады, ол р-п
ауысулы транзисторларда 106 -109 Ом-ға, ал оқшауламаланған затворлары
бар транзисторларда 1013 – 1015 Ом-ға жетеді. р-п ауысулы транзисторларда
затвор мен исток арасындағы электронды- кемтіктік ауысулары кері бағытта
қосылған, ал оқшауламаланған затворы бар транзисторлардың кірістік
кедергісі диэлектриктің өте үлкен кедергісімен анықталады.
Өрістік транзисторлардыңнегізгіпараметрлерін қарайық.
Сипаттаманың тіктігі S=∆Ic/∆Uзи U=const болған кезде. Бұл параметр
затвордыңбасқаруәсерінің нәтижелігін сипаттайды.
Ток тоқтату кернеуі Uзи т.т. затвордың кернеуіне кері пропорционал, ол
кернеуде ток Іс нольге тең болады.
Затвор мен истоктың арасындағы кірістік кедергісі Rах=∆Uзи/I осы
электрондар арасындағы максимал рұқсат етілген кернеу кезінде
анықталады.
Сток пен исток арасындағы Uзи=const болған кездегі шығыстық кедергісі
Ршығ=∆Uе/∆Iс қанығу режимінде анықталады.
Шығыстық кедергісі сипаттамалардың ток осіне көлбеулік бұрышының
тангенсімен сипатталады. Бұл бұрыш 900-қа жақын болғандықтан, шығыстық
кедергісі жеткілікті дәрежеде үлкен болады (жүздегенкиллоом).
Исток тоғының температуралық тәуелділігі каналдың материалындағы
негізгі заряд тасушылардың қозғалғыштығының өзгеруіне байланысты.
Өрістік транзистордың тіктігі S температурада артқан сайын азаяды. Одан
басқа, температура артқан сайын кірістік кедергі Rкір кемиді, затвор арқылы
өтетін ток Із өседі және де температура әрбір 100С-қа артқан кезде ток 13
шамамен екі еселенеді.
Өрістік транзисторлардың ерекшелігі, олардың жылулық орнықты нүктесінің
болуы. Бұл нүктеде сток тоғы іс жүзінде әртүрлі температурада өзгермейді.
Температура артқан сайын каналдың меншікті өткізгіштігі заряд
тасушылардың қозғалғыштығының төмендеуіне байланысты кішірейеді.
Осымен бір уақытта р-п ауысуының ені қысқарады, каналдың өткізгіш
қимасы кеңейеді де ток І өседі. Осы екі қарама-қарсы процесс, жұмыс

24. нүктесін лайықтап таңдап алған кезде өзара жойылуы (компенсациялануы)
мүмкін.
Тиристорлар
Екі электроды бар (анод және катод) төрт қабатты кремнийлік вентиль,
динистор деп аталады. Егер анод пен катодтан басқа үшінші (басқарушы)
электрод бар болса, онда вентиль басқарылатын болады да, тиристор деп
аталады. Тиристор сонымен қатар динистор төрт қабатты: р-п-р-п болып
жасалады (143-сурет). Тиристордың ортаңғы р облысының шықпасы –
басқарушы электроды у болады. Басқарушы электродты тізбекке қоспаған
кезде тиристор динисторға айналады. Егер вньтилдің аноды мен катодының
арасына тура бағытты кішкентай тұрақты кернеу түсірілсе,
онда А1 және А3 ауысулары ашық болып, олардың кедергісі аз болады. А2
ауысуы кері (өткізбейтін) бағытта қосылады, оның кедергісі үлкен,
сондықтан тиристорға түсірілген барлық кернеу іс жүзінде А2 ауысуына
беріледі де, тізбектегі ток аз болады. Тиристордың кернеуін өсіргенде,
тізбектегі ток шамалы көбейеді, себебі А2 ауысуының үлкен кедергісімен
шектеледі және тиристордың вольт –амперлік сипаттамасы диодтың
сипаттамасының кері тармағына ұқсаса болады (144-суреттегі Оа қисығы).
Егер кернеу ауыстырып қосу кернеуі Uақ деп аталатын, біршама белгілі
мәніне жетсе, онда А2 ауысуындағы электр өрісінің кернеулігі ионизация
және жаңа еркін заряд тасушыларды (электрондар мен кемтіктерді) туғызуғы

25. жеткілікті болады да, өткелдің кедергісі күрт кеміп, тиристор ашылады.
Ашық тиристордағы кернеу (вольт –амперлік сипаттаманың бв бөлігі)
азғантай (1-2 В шамасында) және тұрақты дерлік, сондықтан тізбектегі ток
сыртқы жүктеменің кедергісімен шектеледі.
Тиристордыңең үлкен тоғы, өзі сейілтетін шектік рұқсат етілген қуатпен
шектеледі. Егер ашық тиристор арқылы жүріп жатқан токты кішірейтсек
онда ол А2 өткелінде заряд тасушыларды тудыру процесін қолдауға
тиристордың тоғы жеткілікті болытын кезге дейін ашық болып тұрады.
Ұстап тұру тоғы Іут деп аталатын токтың белгілі мәнінен кіші шамада
тиристор жабылады, яғниөткізбейтін күйіне қайтып оралады.
Егер басқарушы электродқа бөтен ток көзінен оң потенциал берсек, онда
А2 ауысуына басқару тоғы туып, қосымша заряд тасушылар пайда болады,
осы себептен осы ауысудың ауыстырып қосу кернеуі азайып, тиристор
кішілеу кернеуде Uақі ашылады. Басқару тоғы Іб неғұрлым үлкен болса,
соғұрлым А2 ауысуында қосымша зарядтар көп болады және тиристордың
ауыстырып қосу кернеуі кіші болады. Басқару тоғының Ібс бір белгілі мәнінде
тиристор басқарылмайтын вентиль ретінде жұмыс істейді, яғни оның
анодындағы қандай да болмасын оң кернеу де ашық болады. Сонымен,
тиристор не оның анодына ауыстырып қосу кернеуін бергенде, не жеткілікті
мәні бар басқару тоғын Ібс қосқанда ашылады. Тиристор ашылғаннан кейін
басқарушы электрод оның жұмысына әсер ете алмайтындықтан, басқарушы
электрод тізбегіне қысқа уақытты тік бұрыш тәрізді және ұзақтығы шамамен
10мкс ток импульсы жіберіліп тұрады.

26. Тиристор қысқыштарына кері кернеу Uкер берген кезде ол басқару тоғына
тәуелсіз түрде кері қосылған А1 және А3 ауысумен жабылып қалады және
оның вольт-амперлік сипаттамасының басқарылмайтын вентильдің вольт-
амперлік сипаттамасының кері тармағынан іс жүзінде айырмашылығы
болмайды.
Тиристордың екі орнықты күйі бар: жабық тиристорда оның кедергісі өте
зор (R∞) ашығында –азғантай (R~0). Сондықтан да тиристорлар
инвенторларда, реттелетін түзеткіштерде, қорғаныс схемаларында және
т.б.ж. түйіспесіз ауыстырыпқосқыштар ретінде қолданыс тауып отыр.
Қуатты тиристордың құрылысы 145-суретте көрсетілген. Крис-талл
ұстағышта 3 бекітілген төрт қабатты кристалдық құрылым 4, металл
корпусқа 2 салынған, оның төменгі жағында катодтың резь-балық шықпасы 1
бар. Жоғарғы р –қабатқа дәнекермен 5 анодтың өрілген шықпасы 7
бекітілген. Ортаңғы р-облысына басқарушы электродтың шықпасы 8
кіргізіледі. Анод пен басқарушы элек-тродтың шықпаларын корпусқа
оқшаулатқышпен 6 бекітеді.