Күшейткіштің түрлері

Транзистор

 

Кіріспе

Кіріспе.

 

 Қазіргі кезде өнеркәсіптік  электроникада негізінен жартылай  өткізгіштен жасалған құрылғылар  қолданылады. Мұның себебі вакуумдық  құрылғыларға қарағанда жартылай  өткізгіштерден жасалған құрылғылардың  тиімділігі жоғары десе болады. Жартылай өткізгішті приборлардың түрлері өте көп. Мысалы: варисторлар, терморезисторлар, фоторезисторлар,тензорезисторлар. транзисторлар, теристорлар, тиринисторлар т.б. Енді осы құрылғыларға тоқталып кеиейік. Кернеуі өскен сайын кедергісі азаятын жартылай өткізгіштен жасалған резисторда варистор деп атайды. Варисторлар ұнтақ силиций карбидін байланыстырушы ретінде саз қосып, жоғары температурада күйдіру арқылы жасайды. Олардың конструкциясы негізінен шыбық не диск түрінде болады. Варисторлар электр тізбектерін немесе әр түрлі элементтерді асқын кернеуден сақтау үшін қолданылады. Кедергісі температурадан тәуелі өзгеріп тұратын жартылай өткізгішті материалдан жасалған резисторды терморезистор деп атайды. Терморезистор екі түрлі болады: термистор және позистор. Температурасы өскенде кедергісі азаятын терморезисторды термистр деп атайды да, ал температурасы өскенде кедергісі де өсетін терморезисторды позистор деп атайды. Кедергісі жарықталынуынан тәуелді жартылай өткізгіштен жасалған резисторды фоторезистор деп атайды. Фоторезисторларды ішкі фотоэффект құбылысы байқалатын камдийдің, висмуттың, германийдің, силицийдің сульфиттерінен жасайды. Кедергісі механикалық деформациясына байланысты өзгеріп отыратын жартылай өткізгіштен жасалған резистрды тензорезистор деп атайды. Енді транзисторлар жайлы айтатын болсақ, ең алғаш электронды және кемтікті өтпелерге сәл тоқталу керек. Электронды және кемтікті екі түрлі жартылай өткізгішті кристаллдың беттері тегістеліп бір-бірімен түйістірілген деп алайық. Түйісу аймағында диффузияның салдарынан диффузиялық ток жүріп кемтіктер мен электрондар рекомбинацияға түседі. Электрондар кемтіктерді толтырады да түйісу аймағында заряд тасымалдаушылар таусылып, төршілттер түйіндерінде орналасқан иондар ғана қалады.. Жалпы алғанда түйісу аймағында жартылай өткізгіш оң зарядты да теріс зарядты да болып шығады. Осындай р-п өтпесінен тұратын екі немесе бірнеше шықпасы бар көптеген жартылай өткізгішті аспаптар бар. Екі шықпасы бар аспаптар жартылай өткізгішті диодтар деп аталады. Жұмыс істеу тәртібіне қарай жартылай өткізгішті диодтардың әр түрлері белгілі. Осы екі р-п өтпеден тұратын үш шықпасы бар аспапты жартылай өткізгішті транзисторлар деп атайды. Транзисторлар электрониканың ең көп тараған элементі. Транзисторларды гермнийден немесе силицийденжасайды. Электр өткізгіштігі электронды және кемтікті заряд тасушылардан түзілетіндіктен мұндай транзисторларды биполяр транзисторлар деп атайды. Транзисторлардың жалғану сұлбасының түрі оның атқаратын қызметіне және параметрлеріне байланысты анықталады. Транзисторлардың кіріс және шығыс кедергілері кернеуді, токты және қуатты күшейту коэффиценттері

 

 

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет

 Мында өту: шарлау, іздеу

 Транзистор (ағылш. transfer – тасымалдау және resistor - кедергі) – бұл электр тербелістерін өзгерту, күшейту және генерациялау үшін арналған жартылай өткізгіштік құрал. Транзистор монокристалл жартылай өткізгіш негізінде жасалады.

 

Транзисторды 1947 жылдың 23 желтоқсанында жасаған, ол кезде Bell Telephone Laboratories лабораториясында үшэлектрондық жартылай өткізгіштік құрал жасалған. Оның авторлары Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Бремен (Walter Brattain) және Уильям Брэдфорд Шокли (William Bredford Chockley).

 

Тізбектегі токты басқару  кірген токтың өзгеруі (биполярлы транзисторда), не болмаса кіріс қуат көзі арқылы жүзеге асырылады. Кіріс шамасының азғана өзгерісі шығыс тогы мен қуат көзінің көп мөлшерде өзгеруіне әкеліп соқтырады. Бұл транзистордың күшейткіш құралы аналогтық техникада қолданылады (аналогтық ТД, радио, байланыс және т.б.).

 

Қазіргі таңда аналогтық  техникада биполярлық транзисторлар  басым келеді  (халықаралық термин — BJT, bipolar junction transistor).

 

Транзисторларды қолданудың тағы бір маңызды түрі сандық техника  болып табылады (логика, жады, процессорлар, компьютерлер, сандық байланыс және т.б.).

 

Барлық қазіргі заманауи сандық техникалар МОЖ (металл-окисел-жартылай өткізгіш) транзисторларға (МОЖТ) негізделген. Кейде оларды МДЖ (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) транзисторлар (МОЖТ) деп  атайды. Халықаралық термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor).

 

Транзисторлар бір кремний  кристалда (чипта) интегралдық технология шеңберінде дайындалады және жады, процессор, логика және т.б. құрастыру  үшін қарапайым «кірпіштен» тұрады. Заманауи МОЖТ көлемі 130-дан 60 нанометрге дейін құрайды. Бұл миллиметрдің он мыңнан бір бөлігі. Бір чипке (әдетте өлшемі – 1-2 квадрат сантиметр) ондаған миллион МОЖТ орналасады. Ондаған жылдың ішінде МОЖТ-ның көлемдері кішірейді (миниатюризация) және олардың санын бір чипте арттыру жүргізіледі (интеграция дәрежесі), жақын арада интеграция дәрежесін чипте жүз миллион транзисторға дейін арттыру қарастырылуда. МОЖТ-ның көлемін кішірейтк процессорлардың жылдам әрекет етуін арттыруға әкеліп соқтырады. Әрбір секунд сайын дүниежүзінде жарты миллиард МОЖ транзисторлары дайындалуда.

 

Ерекшеліктері:

 

Екінші буын бірнеше  прогрессивті архитектуралық шешімдермен  және әрі қарай программалау технологиясын  дамытумен сипатталады. Мәліметтерді сақтау және өңдеу құралы ретінде  вакуум лампасының орнына транзисторлар шықты. Транзистор жұмысы вакуум лампасына қарағанда едәуір нәтижелі болды. Транзисторлар жылуды аз шығарған және энергияны аз қолданған. Әрбір транзистор баспа платасына дәнекерлеу қажет болған жеке бұйым – бұл баяу, көп еңбекті сіңіретін процесс.

 

Мәліметтерді сақтау құралы ретінде магнит өзектегі жады технологиясы қолданылған. Ол кішкентай  магнит сақинадан тұрады (шамамен  диаметрі 1 мм). Бұл жады қолмен жиналған және сол себепті өте қымбат болған. Екінші буынның компьютерлерінің оперативтік жадылары 32 Кбайтқа дейін, ал есептеу жылдамдығы секундына 200000-нан 300000-ға дейін операция орындаған.

 

Программамен қамтамасыз етуді  дамыту ЭЕМ-мен байланыс деңгейін арттыратын макроассемблерді құрастырумен сипатталады. Ассемблерде алғаш рет бөлек құрастырма және программалардың орнын алмастыратын құрал пайда болады, арнайы аралық тілдердің пайда болуына және ресурстарды виртуализациялауға, сондай-ақ жаңа  программа жүйелерін құрастыруға деген алғашқы қадам болып табылады. 50-ші жылдың аяғы программалауды автоматтандырудың бастапқы кезеңімен сипатталады, ол кезде  B0,Commercial Translator,FACT, MathMatic секілді программалау тілдері туындайды және

 

жоғары деңгейдек программалаудың  мақсатты-бағдарлы тілдері: Fortran (1957 ж.), Algol-60, АКИ-400 секілді алғашқы программалау тілдері шығады. Әрі қарай программалық Есептеу техникасын дамыту әр түрлі программалау тілдерінде стандарттық программалардың библиотекасын, ЭЕМ жұмыс режимін басқару үшін монитор мен диспетчерлер құрастыру болды.

 

Екінші буын 1959 жылы АҚШ-та пайда болған және жартылай өткізгіш элемент базасында құрылған RCA-501 ЭЕМ-нан басталады. Сонымен қатар, 1955 жылы континентальды баллистикалық  ракета ATLAS үшін борттық транзисторлық  ЭЕМ құрылады. Жаңа элементтік технология есептеуіш техникасының нәтижесін арттыруға, оның габариттерін және қолданылатын қуатын төмендетуге, сондай-ақ өнімділігін едәуір арттыруға мүмкіндік берген. Бұл үлкен логикалық мүмкіндіктер мен өнімділігі жоғары ЭЕМ-ларын құруға мүмкіндік берген, ол ЭЕМ-н жоспарлы-экономикалық есептерді шешу, өндірістік процестерді басқару үшін ЭЕМ-н қолдану саласын таратуға септігін тигізген.

 

Сонымен қатар ғасырдан ғасырға компьютерлік информатиканың бұл компоненті үлкен роль атқарады, көп жағдайда ЭЕМ-мен тұтынушы арасындағы интерфейс деңгейін анықтай отырып және оларға мәліметті өңдеу бойынша мүмкіндіктер бере отырып үлкен роль атқарады.

 

Екінші буындағы шетелдік ЭЕМ-дің ішінде атақты американдық IBM 7090, LARC (1960 ж.), Stretch (1961 ж.) үлгілерді және ағылшындық ATLAS (1962 ж.) үлгісін көрсетуге болады. Сонымен қатар, егер Stretch сөзді нақты және айнымалы ұзындық бойынша қолданатын алғашқы үлкен ЭЕМ болса, онда LARC оперативтік жадыны тек ондық сандарды сақтау үшін ғана қолданатын соңғы үлкен жоба болды. ATLAS ЭЕМ-да көптеген жаңалықтар қолданылған, әрі қарай келесі ұрпақтың үлгілерінде дамыған: виртуальды жады тұжырымдамасы және үзгіш аппарат жүйесі.

 

КСРО-да екінші буын РАЗДАН ЭЕМ-ның (1960ж) құрылуымен басталады және оны мынадай атақты ЭЕМ сериялармен сипаттауға болады: Наири, Мир (шағын ЭЕМ); МИНСК, Урал, РАЗДАН, М-220, БЭСМ-4 (орташа ЭЕМ) және Днепр, М-4000 (басқарушы ЭЕМ). Екінші буындағы ең жақсы отандық ЭЕМ 1966ж  құрылған БЭСМ-6 үлгісі болып табылады, оның негізгі және аралық (магниттік барабандағы) жадыдан тұрады, оның көлемі сәйкесінше 128К және 512К, әрекет етуі 1 млн.оп/сек және көптеген периферияға ие (магнит ленталары және дискілер, графқұрушылар, әр түрлі енгізу/шығару құралдары). Екінші буындағы Едәуір жаппай қолданыстағы кеңестік ЭЕМ-дер МИНСК-22 және МИНСК-32 үлгілері болды.

 

 

 Транзисторлар (жанындағы  сызғыш арқылы олардың өлшемдерін  білуге болады.)

 

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.Мазмұны  [жасыру]

1 Тарихы

2 Түрлері

3 Қолданылуы

4 Тағы қараңыз

5 Пайдаланған әдебиет

 

[өңдеу]

Тарихы

 

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.

[өңдеу]

Түрлері

 

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.

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.

[өңдеу]

Қолданылуы

 

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.

[өңдеу]

Тағы қараңыз

Электронды лампы Ортаққорда бұған қатысты таспа санаты бар: Transistors