Классификация және белгілену жүйесі

Жылулық қозғалыстың салдарынан негізгі емес заряд тасушылар р –n ауысының электр өрісі ықпалына түседі, р –n ауысуының өрісі күштердің әсерінен туатын негізгі емес заряд тасушылар қозғалысы негізгі заряд тасушылардың диффузиялық тоғының бағытына қарсы бағытта жүреді де дрейфтік немесе жылулық тоқ деп аталады. Өйткені ол температураға күшті дәрежеде тәуелді болады. Сыртқы электр өрісі болмаған кезде дрейфтік тоқ диффузиялық тоқпен теңеседі де, р –n ауысымы арқылы өтетін қосынды тоқ нольге тең болады.

Қоректену көзінің оң таңбалы қысқышын n- тектес шала өткізгіштің металл электродымен, ал теріс  таңбалы қысқышын р-тектес шала электродымен қоссақ, р –n ауысуы өрісімен Ен бағыттас болатын оны күшейтетін сыртқы электр өрісін Ес аламыз. Мұндай өріс жапқыш қабат арқылы негізгі заряд тасушылардың өтуіне бұрынғыдан да үлкен бөгет жасайды және диод арқылы негізгі емес заряд тасушылар есебінен пайда болатын кішкене тоқ Iкері жүреді. Оны 1-ші әдебиетте 133, в-суретінде көре аласыздар.

Өндірістік электрониканың барлық бағытындағы схематехникалық сұрақтарды шешуде шала өткізгішті диодтар кеңінен қолданылады. Атқаратын міндетіне қарай шала өткізгішті диодтар түзеткіштік, жоғары жиіліктік және өте жоғары жиіліктік, импульстік, стабилитрондар, төрт қабатты ажыратып- қосқышты,фотодиодтар, жарық диодтары болып бөлінеді.

 Көбінесе  төменгі жиіліктегі айнымалы тоқты түзету үшін түзеткіш диодтар  (50-100000 Гц) қолданылады. Одан басқа да түзеткіш диодтар басқару схемаларында, және коммутацияда қолданылады. Жасалатын материалына қарай диодтар екі топқа бөлінеді; германиилі, және кремниилі. Гераманиилі диодты төменгі кернеуде қолданған дұрыс.

Жоғарғы жиіліктегі диодтар – бұлар, әмбебап міндеттегі шала өткізгішті аспап. Олар,  түзеткіш диодтар сияқты электронды құрылғыларда, тек аз электрлік жүктемеде, модуляторларда, детекторларда,  жиілікті түрлендіргіштерде, басқа да электрлік сигналдардың сызықты емес түрлендіргіштерінде қолданылады. Айнымалы тоқтағы түзеткіштер жиіліктің кең диапозонында (бірнеше жүздеген  мегагерц шамасында)  жұмыс істейді.

Импульсті диодтар, импулсьті техника құрылғысының кілтті элементі ретінде қолдануға арналған. Импулсьті диодтың контрукциясы  мен вольт-амперлі мінездемесі жоғарғы жиілікті диодтар сияқты болады.

Стабилитрондар – тұрақты кернеуді тұрақтандыру үшін арналған. Мұндай аспап жазықтық шала өткізгішті диодты білдіреді. Және де тогы өзгергенмен кернеуі тұрақты болып қалатын шала өткізгішті диод. Стабилитрон сонымен, әр түрлі құрылғыларда кернеуді тұрақтандыру үшін. Яғни кернеуді өзгертпей ұстап тұру үшін қолднаылады.

р-n өтпесінің вольт-амперлік сипаттамасының кері бұтағында жұмыс істейді (7-ші әдебиет, 230 бет, 10.12-суретті қараңыз). Вольт-амперлі сипаттаманың АВ бөлігінде тоқ өскенмен кернеудің тұрақты болып қалатындығы көрініп тұр. Стабилитрон тогы осы аралықта жататын жүктемелер үшін пайдаланылады. Тоқ одан әрі өскен кезде р-n өтпесі қатты қызып, электрлік тесілу жылулық тесілуге айналуы мүмкін.

Стабилитронның негізгі параметрлері: сипаттаманың кернеуі тұрақты бөлігіндегі динамикалық кедергісі Rд, кернеудің тұрақты мәніне сәйкес минимал тоғы  Iст. min , кернеудің тұрақты мәніне сәйкес максимал тоғы I cn .max, кернеудің температуралық коэффициенті  TKU. Қазіргі кезде қолданып жүрген стабилитрондардың тұрақтандыру кернеуі    Uст = 1… 1000 В,   минимал тоғы тоғы  Iст. min = 1…10 мА, максимал тоғы I cn .max = 50…2000 мА , динамикалық кедергісі Rд= 0,5 … 200 Ом, ал кернеудің кемпературалық коэффициенті

TKU = dU СТ /dТ * 100 % = ( - 0,5 … + 0,2) % /ºС шамасына жатады.

 

2.2 Варикап.

Бөгеттік қабаттың бір жағында оң, екінші жағында теріс зарядж пайда болатындықтан және осы зарядтар онда электр өрісін тудыратындықтан р-n өтпесінің электрлік сыйымдылығы болады. Жазық конденсатордағы секілді өтпенің сыйымдылығы түйіспенің ауданына тура пропорционал да, ао бөгеттік қабаттың енінге кері пропорционал. Бөгеттік қабаттың ені оған түсірілген кернеуге байланысыт өзгеретіндіктен. Р-n өтпесінің сыйымдылығыда кернеумен байланысты болады. Сыйымдылығы кері кернеуден тәуелді өзгеріп отыратын шала өткізгішті диодты варикап деп атайды. Варикап электрлік сыйымдылығы бар элемент ретінде қолданылады. Варикаптығ негізгі парамерлері ретінде оның жалпы сыйымдылығы Сж мен сыйымдылықтың еселі коэффиценті Кс алынады. Варикаптың көпшілігінің жалпы сыйымдылығы Сж = 10…500 пФ, ал сыйымдылықтың еселі коэффициенті Кс  = Сmax / C min = 5…20 шамасында болады.

 

2.3 Фотодиод

 

 Кері тоғы р-n өтпесінің жарықталуына байланысты өзгеріп отыратын шала өткізгішті диод фотодиод деп аталады. Фотодиодтар екі түрлі жұмыс кезінде пайдаланылады: сыртқы қорек көзінсіз фотогенератор ретінде және сыртқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде. Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір р-n өтпесінен тұрады. Бірақ түйіспенің ауданы басқа диодтарға қарағанда әлдеқайда үлкен юолады, өйткені сәуле осы ауданға перпендикуляр түсуі керек. (7-ші әдебиеттің, 231 бетіндегі 10,13-ші суретті қараңыз). Р-n өтпесіне түскен сәуле фотондары қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік аймаққа өтеді. Осының салдарынан екі шала өткізгіште де зарыд тасушы қос бөлшектредің (электрондар мен кемтіктер) саны көбейеді. Фотогенератор түрінде жұмыс істейтін фотодиодтар күн сәулесінің өнергиясын электр энергиясына түрлендіретін қорек көздері ретінде пайдаланылады. Оларды күн сәулелеік элементтер деп атап, олардын күн сәулелік батарея құрайды. Бірақ мұндай күн сәулелік элементтердің пайдалы әсер коэффициенті өте төмен – 20 % шамасында ғана болады.

 

2.4 INTEL фирмасының микропроцессорлары

МП i 8086. INTEL фирмасы 1978 жылы өзінің бірінші 16-разрядтық прцессор i 8086 шығарады. Ол 1 Мбайт жадыны адрестейалған (ол 20-разрядты шиналы адрес). Оның архитектурасының i 8086 ерекше артықшылығы екі асинхронды жұмыс істеу құрылғысында --өңдеу құрылғысы

Өңдеу құрылғысы каналдық құрылғыларды сәйкестіру.          

INTEL 8086  256 әртүрлі үзілістерлі  басқара алады. Резиденттер жадысында  үзіліссіз векторының арнайы  кестесінде орын алуы керек . кесте құрамында 256үзілістен 32 зарезервтелген . INTEL фирмасында процессордың ішкі қажеттілік аппаратындай , қалғандары бос және бағдарламалық деп аталады.

Микропроцессор 8086 сияқты 16-битті регистр де 20 адресті сызыстан, микрокоманда терімінен тұрады. Артықшылығы дерекші шинасында 8-битке дейін қысқартылған. Бұл сол кездегі кең таралған 8-битті техникалық элементті қамтамасыз етуге қолданылған. Микропроцессор і 8088 кіші компьютерлер жанұясын өңдеу негізі болды. Микропроцессор 8088 және 8086 біртекті бірақ бірін-бірі ауыстыра алмады.

Микропроцессор 80186 . 1982 жылы 8018 микропроцессор шықты.  Бұл чип бір қатар біртекті компьютерлер шығаруға негіз болды. Микропроцессор 80186 жаңартылған вариантын көрсетеді, ішкі генератор синхронизациясымен, үзілістік логикалық басқару, таймер схемасы  ПДП контролер және программалар схемасын кристалды таңдаумен МП 68 контактысы бар және төрт бағытта контакты орнымен корпуста орналасқан.

Микропроцессор і80286 (16- разрядты процессор ) 1982 жылы дербес компьютерлерде қолданылған IBM PC AT . оның негізгі жаналығы ол 16 Мбайт жадыны адрестіде алатындығында және сонымен қатар нақтылы режим болып орналасты і8086 сонымен қатар қорғалған режим жадыны икемді басқаруға жағдай жасады. Процессордың жұмыс істеу жиілік тактісі 8Мгц  тұрады 1.2MIPS

Микропроцессор і80386  1985жылы жолын 32 разрядты процессор і80386, шығуы ерекше қадамы.  Ол 4 Гбайт жадыны (32- разрядтышина адресті ) адрестей алады. Ол ерекше дамыған жадыны басқару жүйесіне ие болды МMU (Memory Managernet Unit ) Оның 16 Мгц жиілігінде шығару мүмкіндігі 6 MIPS тан тұрды. Бұл процессордың шығуымен    MS Windows операциялық жүйесі нақты дами бастады,   IBM PS компьютердің жүйесін айтарлықтай өзгертті.

Процессор 486 DХ (1989ж) математикалық сопроцессор шығуымен шықты, орифметикалық операциялар орындалуын тездетті, және КЭШ – жады, оперативті жадыны ауыстыруын тездетті. Бұл процессордың адрестеу жадысының максималды көлемі -4Г байт жиілік тактісінде 25 Ьгц шығару мүмкіндігі 16,5 MIPS  Pentium  процессоры. 1995 жылы бірінші Pentium процессоры шықты. Олар ішінен 32 разрядты болып, бірақ сыртқыдеректер шинасы 64 разрядты болды. Олардың негізгі артықшылығы супер сколярлы архитектураны қолдану болады. Соған байланысты оның жоғарғы дәл сол тактілі жиеліктегі тез әректтесуі, сол сияқты і486DX. 66 МГц тактілі жиелігінде процессордың шығару мүмкіндігі 112  MIPS. 1986 жылы Pentium-нің тактілі жиілігі 200МГц-ге дейін жоғартылды, ал оның құны күрт төмен түсті,  IBM PS дербес компьютерлер жанұясын қатарлы процессор болды. 1997 жылы Pentium қосымша техналогия ММХ, мультимедия  жеделдетуді қолдану (көрінісін және дыбыстың өнделуі)дәл сол жылы Pentium2 процессоры шықты. Өзіне ММХ техналогиясын қосатын және тез әрект жасаитын үлкен тез әрекет жасау мүмкіндігі болды. Мүмкін болатын тактілі жиілігі 400МГц жетті.

Сонғы жылдары Pentium3 және Pentium4 процессорлары шықты, олар еркше дамыған архитектурасы және тактілі жиілігі 1 ГГц Pentium3 және 3ГГц Pentium4 –те және одан жоғары қасиетке ие болды.

Pentium процессоры 5-ші дәуірге жатады немесе 3-ші дәуірлік 32- разрядтық процессор, өзінң бастапқы архитектуралық принципі 286 немесе 486 процессорлармен бір тұтас.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      

 

 

                                       ҚОРЫТЫНДЫ

 

 

Жартылай өткізгіш диодтар тақырыбында жазылған курстық жұмысты қорытындылай келе, мен электроника және өндірістік электроника жөнінде көптеген деректер мен материалдар жинақтадым.

Кей кезде стабилитрон көшпелі тесіп өту тура бағытта жүмыс істейтін диодқа тізбектей қосылады. Диодта сәйкес келетін температура коэффициенті теріс және ол стабилитронның оң коэффициентін компенсациялайды.

Шоттка диодының жұмысында негізгі емес тасымалдаушы инжекциясы болмайды және сәйкес жинақталу мен тартылу құбылысы да жоқ, сондьщтан Шоттка диоды өте шапшаңдықты құрал болады.

Олар ондаған гигагерц (Г Гц = 1ЧЧ109Гц)жиілігінде жұмыс істейді. Шоттка диодының кремнийлі құралдарға қарағанда тогы және кіші тура кернеуі - 0,5 В шамасында аз болады. Максималды мүмкіндікті тура ток - ондаған және жүздеген амперді құрайды, ал максималды мүмкіндікті кернеу - жүздеген воль.

Шала өткізгішті диод (вентиль) біреуі электрондық өткізгішті n – тектес , ал екіншісі кемтіктік өткізгішті р –тектес бар екі шала өткізгіштердің түйіспелік қосылысы болып табылады. n – шала өткізгіште электрондардың үлкен концентрациясы болуы нәтижесінде олар бірінші шала өткізгіштен екіншісіне қарай диффузия жасап өтеді. Дәл осылай екінші р – тектес шала өткізшгіштегі бірінші n – тектес шала өткізгіштің жұқа шекаралық қабатында оң заряд болады.

Өндірістік электрониканың барлық бағытындағы схематехникалық сұрақтарды шешуде шала өткізгішті диодтар кеңінен қолданылады. Атқаратын міндетіне қарай шала өткізгішті диодтар түзеткіштік, жоғары жиіліктік және өте жоғары жиіліктік, импульстік, стабилитрондар, төрт қабатты ажыратып- қосқышты,фотодиодтар, жарық диодтары болып бөлінеді.

Бұл жұмыста жоғарғы жиіліктегі диодтар – бұлар, әмбебап міндеттегі шала өткізгішті аспап ретінде қарастырылды.   Түзеткіш диодтар сияқты электронды құрылғыларда, тек аз электрлік жүктемеде, модуляторларда, детекторларда,  жиілікті түрлендіргіштерде, басқа да электрлік сигналдардың сызықты емес түрлендіргіштерінде қолданылатындығы анықталды. 

Қазіргі кездегі қолданылатын жартылай өткізгішті диодтар жұмыс қызметі, физикалық қасиеті, негізгі электрлік параметрі және құрылымды-технологиялық белгісі бойынша жіктелуі қарастырылды.

 

 

 

                             Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники.- М.: Лаборатория базовых знаний, 2000.

 

2.Першин В.Т. Основы радиоэлектроники  и схемотехники.- Р.Д.: Высшее образование, Феникс,2006.

 

3.Травин Г.А. Основы схемотехники . (часть 2)- Н.:СибГУТиИ, 2006.

 

4.Микушин А.В., Сединин В.И. Схемотехника цифровых устройств     (часть 1) Н.: СибГУТиИ, 2007.

 

5. Степанов А. Информатика.- М.: Высшая  школа, 2004.

6. Соловьева Л.Ф. Сетевые технологии: Учебник-практикум.- СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

 

7. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники.- М.: Высшая школа, 2004.