Pluss-väljundklemmi külge on ühendatud dioodide plussotsad ja miinus-väljundklemmi külge dioodide miinusotsad. Iga sisendklemmi külge on ühendatud ühe dioodi pluss- ja teise miinusots. TRANSISTOR: Transistor on pooljuhtseadis elektrisignaalide võimendamiseks, muundamiseks ja genereerimiseks. Kui kaks pn-siiret luuakse vastasjärjestuses (nt np ja pn), saadakse transistor. Transistor oleks nagu kahe dioodi ühend, dioodidel on ühine p-poolne (npn-transistoris) või n-poolne (pnp-transistoris) Pnp tüüpi transistor (~) - signaaliallikas R - koormustakisti, millele rakendadakse võimendatud signaal Nooltega on näidatud elektrivoolu suund
Võrreldes bipolaartransistori ühisbaas- ja ühisemitterühendust, selgub, et ÜB-ühenduse korral on sisendvool ja väljundvool peaaegu samad, kuid ÜE-ühenduse korral on sisend- ja väljundvoolude vahe oluliselt suurem. Tundmatutel mõjudel ei olnud võimalik rohkem mõõtmisi teha ning saime ÜB-ühenduse korral mõõta väljundvoolu ainult väljundpinge väärtuse 1V juures. Emitter on transistori üks välimistest kihtidest ning see toimib voolu tekitajana transistoris. See on osa, milles tekitatakse ja vastavalt ka emiteeritakse enamuslaengukandjaid. Transistorit läbiva voolu tugevust aga tüürib keskmine kiht transistoris, mida nimetatakse baasiks. Voolu baasiahelas moodustavad põhiliselt transistori emitterist tulnud augud (n-p- n transistori puhul aga emitterist tulnud elektronid) – see tähendab, et ühendusviis omab väga palju tähtsust. Leidsime ka transistori tunnusjoonte parameetrid ning saadud tulemused ühtisid passiandmetega. Tabel 7
Nende ühinemiskiht ongi pn-siire. 12. pn-siirde põhiomadus on juhtida ühes suunas voolu hästi, teises suunas peaaegu üldse mitte. Seda kasutatakse pooljuhtdioodide valmistamiseks. 13. Kui dioodile rakendada päripinge, hakkab vool pinge tõustes kasvama. Vastupinge korral kahaneb vool nullilähedale. 14. Pärisiire toimub siis, kui vooluallika positiivne poolus on ühendatud p-poolmega. Vastusiire toimub siis, kui poolused on vahetatud. 15. Transistoris on ühisesse kristallipalasse loodud kaks vastasjärjestuses pn-siiret. Ühele siirdele rakendatud signaalipingega saab reguleerida teise siirde takistust. 16. Väljatransistoris tüüritakse klemmide "läte" ja "suure" vahelist voolu siireteta pooljuhis. Tüürib isoleeritud elektroodile "pais" antud signaalipinge. 17. Kiip on pooljuhtplaadike, millesse on tehtud suur hulk pisikesi transistoreid koos lülitusse kuuluvate takistite, kondensaatorite jm vajalikuga. 18
Selline transistor võtab väga vähe ruumi, mille tulemusel saadakse integraallülituses kõrge integratsiooniaste. MOP transistore kasutatakse ka takistina, mistõttu integraallülituse organiseerimiseks ei ole vaja muid elemente kui ainult MOP transistore. 4.5 n-MOP loogika Joonisel on inverteri skeem n kanaliga väljatransistoridel. Ülemine transistor töötab takistina mille takistus sõltub paisule antavast pingest. Kui sisendis X on loogiline üks, siis on alumises transistoris kanal, mis tõttu tema takistus on väike ja väljundis on loogiline null. Kui sisendis on null, siis alumises transistoris kanal puudub, tema takistus on lõpmata suur ja väljundis on loogiline üks. 4.6 Komplementaarne MOP loogika Joonisel on inverter. Üks ja sama sisendpinge mõjub erineva kanaliga transistoridele erinevalt. Kui anda sisendisse loogiline üks, siis alumises transistoris tekib kanal, ülemises transistoris kanal puudub ja väljundis saadakse loogiline null
väljatransistorideks (jutivuses osalevad elektronid või augud). Järgnevalt vaatleme bipolaartransistori (edaspidi transistor) ehitust ja tööpõhimõtet. Transistoridest on enamlevinud räni- või germaaniumtransistorid. Transistori valmistamise aluseks võib olla näiteks p- juhtivusega räni monokristsll. Sinna tehtud süvenditesse sulandatakse kaks eri kaalutist tina (Sn) ja fofori (P) segu, et saada kõrglegeeritud n- piirkonnad (joonis 3.17). Transistoris tekkivad kolm vahelduva juhtivustüübiga ala, mida eraldavad kaks pnsiiret. Transistorid võivad olla kas pnp- või npn-struktuuriga (juhtivusega). Erinevus nende vahel seisneb vaid ühendatavate toiteallikate polaarsuses (voolude suunad vastupidised). Transistori ekvivalendiks on kaks dioodi, mis on ühendatud ühise anoodi või katoodiga. Pingestamata väljundite korral on mõlema siirde läheduses kontsentreerunud lisandioonide ruumlaengud
Aastal 1951 ehitasid Eckert ja Mauchley esimese äri jaoks toodetud arvuti UNIVAC-i, mis kasutas magneetilist linti, et salvestada input/output(sisend/väljund). Juhtivaks arvutitootjaks sai IBM, kelle käes oli 1950ndatel 70% industriaalsest arvutiturust. Foto 1. J.Presper Eckert'i ja William Mauchley ENIAC 6 3. Teise generatsiooni arvutid Aastal 1947 leiutati Belli laboratooriumites transistor, millest sai aluse teise generatsiooni arvutite teke. Aastal 1954 hakati transistoris kasutama germaaniumi asemel silikooni, mille eeliseks oli suurem vastupidavus kõrgele temperatuurile. Uuenduste tõttu kasvas arvutite töökindlus ning vähenes hind, mis aitas veelgi kaasa arvutite niigi üha suureneva populaarsuse kasvule. Aastal 1956 ehitati Belli Laboratooriumites transistoreid kasutades arvuti nimega Leprechaun, peale mida alustasid oma transistorite ehitamist ka Philco, GE, IMB ja RCA. 4. Kolmanda generatsiooni arvutid
Vaadeldavad lülituses toovad need muutused kaasa kollektor vooli muutusi. Kui meil ühel nimetatud võimalusel Kui takistused R1-R3 on võrdsed, siis toimub pingete liitmised ühesugusest mastaabist. suureneb meil esimese astme kollektor vool siis peaks suurenema ka väljund pinge (mitte inventeeriv Automaatikas on vaja aga sageli liita erineva tähtsusega signaale.Taolist erinevate tegurite toime toime). Kuid kui samal ajal tekkib ka teises transistoris, siis püüab see hoopiski väljund pinget liitmist erinevas mastaabis saab teha kui valida sisendite takistused vastavas suhtes. Nii et vähendada, need toimed kompenseerivad teine teist ja praktiliselt triiv kaob. Op võimendeid õhukulumeetri signaal mõjutab väljundit kõige enam ja õhu temperatuuri andur kõige vähem. Op iseloomustatakse terve rea parameetritega: 1
juhitavusega (auk – ja elektronjuhitavusega) kihist ja kahest nendevahelisest pn- siirdest. Transistori seda siiret, millele antakse päripinge, nimetatakse emittersiirdeks, ja sellega külgnevat ala emitteriks. Vastupingestavat siiret nimetatakse kollektorsiirdeks ja sellega külgnevat ala kollektoriks. Keskmine ala – baas – võib olla p- või n-juhtivusega, millele vastavalt on npn- ja pnp- struktuuriga transistore. Npn tüüpi transistoris on enamuslaengukandjateks elektronid ja pnp tüüpi transistorides augud. Sisendvoolu muutmisel muutub ka transistori väljundtakistuse väärtus ja seetõttu on konstantse toitepinge ja transistori väljundi ning toite vahelise takisti väärtuse korral võimalik varieerida väljundpinget. Bipolaarse transistori tüürimiseks on vaja voolu. 2. Millal on vaja kasutada positiivset tagasisidet? PTS tõstab võimendustegurit, aga kaotab stabiilsuses. Vaja näiteks generaatoris,
30. Miks türistori võib nimetada ka juhitavaks dioodiks? Türistor on kolme pn-siirdega pooljuhtseadis, millel on kolm elektroodi: anood, katood ja tüürelektrood. Selle pingevoolu tunnusjoon on muudetav tüürsignaali toimel, mistõttu saab türistori päripingel avada tüürelektroodi läbiva vooluimpulsiga. (türistorit võib nimetada juhitavaks dioodiks, kuna on võimalik ühe ja sama voolu korral saavutada erinevaid pinge väärtusi) 31. Miks transistor võimendab sisendsignaali? Transistoris toimuvatest protsessidest võtavad osa nii elektronid kui ka augud, mille tulemusena suureneb vool ja samas ka pinge. 32. Miks triger mäletab oma eelmist olukorda, aga loogikaelement ei mäleta? Sest triger võimaldab informatsiooni salvestada, aga loogikaelement ei võimalda. Tema väljund sõltub otseselt sisendsignaalist. 33. Miks operatsioonvõimendi võimendustegur sõltub tagasisideahela takistusest?
voolusuund (elektronide liikumise suund miinuse poolt plussi suunas). Aukude liikumise suund on sellele vastupidine. Joonis 3.12. Laengukandjate kulg pingestatud npn-transistoris [3]. Transistori kasutamisel elektrisignaali võimendamiseks võib võimendamisele kuuluva nõrga sisendsignaali anda kas baasile või emitterile. Võimendatud signaal (väljundsignaal) võetakse enamasti kollektoriahelasse ühendatud koormustakistilt RL. Vastupingestatud kollektorsiire toimib vooluallikana, mille sisetakistus on kümnetes kilo- oomides (kui transistor ei ole küllastuses). Täpsemalt võttes moodustub kollektorivool kahest komponendist - emitterist
Põhidioodideks on: alaldusdioodid, lülitidioodid, impulssdioodid. Neid kasutatakse vahelduvvoolu alaldamiseks, moduleeritud elektrivõngete detekteerimiseks (näiteks raadiovastuvõtjates), ka sageduse muundamiseks ja segustamiseks ülikõrgsagedustel. Dioode kasutatakse ka valgustundlike elementidena ja päiksepatareidena. Transistor on kolme väljaviiguga pooljuhtseadis elektriahelate lülitamiseks ja elektrisignaalide võimendamiseks. Transistoris tekkivad kolm vahelduva juhtivustüübiga ala, mida eraldavad kaks pn- siiret. Transistorid võivad olla kas pnp- või npn-struktuuriga. Erinevus nende vahel seisneb vaid ühendatavate toiteallikate polaarsuses (voolude suunad vastupidised). Transistor on elektroonikalülituste tähtsaim koostisosa info- ja sidetehnikas ning samuti jõuelektroonikas. Transistoreid kasutatakse elektrisignaalide muundamiseks, võimendamiseks ja genereerimiseks. 11.Elektrolüüdid
refreshida, sünkroonne süsteemi kellaga, genereerib ise järjestikused aadressid Rambus DRAM multibank DRAM + liideslülitus, edastab infot nii eis kui tagafrondist, kiire Content Adressable Memory, CAM assotsiatiivmälu Double Data Rate DRAM edastab infot nii esi kui tagafrondist SIMM 72 klemmi DIMM 168 klemmi PÕHIMÄLU 23. Püsimälud: Maskiga programmeeritav ROM Progtammeeritav ROM fuse-maatriks tehnoloogia Kustutatav püsimälu Erasable ROM transistoris ujuvpais, mis ei lase laengul välja imbuda. Kustutatakse UV-kiirgusega ujuvpaisul olev laeng hajub Mälu jaotatakse moodulitesse, millest lugemiseks tuleb aktiveerida vastav ChipSelect sisend. Vastavalt CPUs töödeldavate mälusõnade järkudele ehitatakse andmesiinid ja mälu sõnalaiused. BIOS, mikroprogrammid 24. Magnetmälud: Mittemagneetuval alusel magneentuv substants, mille kohal liigub vooluga mähis, milles kitsas pilu
sisendsignaal võib nende olekut vahetada. Selliste lülitustega modelleeritakse binaarkood (0 ja 1). Dioodide ja transistorite sagedamini kasutatav materjal oli varem germaanium, kaasajal räni. Viimasel ajal leiab enam kasutamist ka galliumarseniid. Transistor võimendina. Pnp transistor. Emitteri ja baasi vahele rakendatakse päripinge, baasi ja kollektori vahele rakendatakse vastupinge. Esimene on väikese ja teine suure takistusega. Baasikiht tehakse transistoris hästi õhuke. Päripinge mõjul emitterist baasi suunduvad elektronid suudavad läbida õhukese baasi. Kollektorisiirdes vähendavad lisandunud voolukandjad selle takistust. Jooniselt võib näha transistori võimendusefekti. Kiibid Kiibiks nimetatakse integraal- e. terviklülitust. Sõna on mugandus inglisekeelsest sõnast chip. Kiip on pooljuhtainest plaat, millesse on tehtud palju mikromeetri suurusjärgus transistore koos
refreshida, sünkroonne süsteemi kellaga, genereerib ise järjestikused aadressid Rambus DRAM multibank DRAM + liideslülitus, edastab infot nii eis kui tagafrondist, kiire Content Adressable Memory, CAM assotsiatiivmälu Double Data Rate DRAM edastab infot nii esi kui tagafrondist SIMM 72 klemmi DIMM 168 klemmi PÕHIMÄLU 23. Püsimälud: Maskiga programmeeritav ROM Progtammeeritav ROM fuse-maatriks tehnoloogia Kustutatav püsimälu Erasable ROM transistoris ujuvpais, mis ei lase laengul välja imbuda. Kustutatakse UV-kiirgusega ujuvpaisul olev laeng hajub Mälu jaotatakse moodulitesse, millest lugemiseks tuleb aktiveerida vastav ChipSelect sisend. Vastavalt CPUs töödeldavate mälusõnade järkudele ehitatakse andmesiinid ja mälu sõnalaiused. BIOS, mikroprogrammid 24. Magnetmälud: Mittemagneetuval alusel magneentuv substants, mille kohal liigub vooluga mähis, milles kitsas pilu
Kanal ei muutu kitsamaks ühtlaselt, nimelt toimub neelupoolses otsas suurem ahenemine. Teatud vastupingel UGS(off) sulgub kanal praktiliselt täielikult. Ongi saadud pooljuhtseadis, kus saab paisupinge muutmisega tüürida neeluvoolu. a) Ülekandetunnusjoon; b) Väljundtunnusjooned. 48. MOP väljatransistor, tööpõhimõte, tunnusjooned. MOP-transistor. MOP-(metalloksiid pooljuht)transistoris on paisuks õhuke metallikiht, mis on pooljuhi pinnast eraldatud õhukese dielektriku, tavaliselt ränidioksiidi SiO2, kihiga. Eristatakse kahte tüüpi MOP-transistore. Kui juhtiv kanal on juba pooljuhti moodustatud, siis on tegemist formeerkanaliga väljatransistoriga. Teise klassi moodustavad indutseerkanaliga väljatransistorid, millel tekib kanal alles seadise pingestamisel. Indutseerkanaliga väljatransistorid on rohkem levinud, kuna nende valmistamisel on tehnoloogilisi protsesse vähem
Seda lisandit sisaldavat pooljuhti nim. n-tüüpi pooljuhiks ja temas on pôhilisteks laengukandjateks elektronid. (As) 2) Aktseptorlisand suurendab aukude arvu, sest tema valents on pôhiaine omast väiksem. Seda lisandit sisaldavat pooljuhti nim. p-tüüpi pooljuhiks ja temas on pôhilisteks laengukandjateks augud. (In) pn-siirdeks nim. kahe eri tüüpi pooljuhi kontaktpinda, millel on ühepoolne juhtivus. Seda kasutatakse pooljuhtdioodis ja transistoris. Magnetväli Magnetväli on üks mateeria eksisteerimise vorme, mille tekitavad liikuvad laetud osakesed, seega ka vooluga juhtmetele, magnetnôeltele, rauapurule. Magnetvälja jôujooned on kinnised kôverad, mille sihis paigutub rauapuru ja millede puutuja siht ühtib magnetilise induktsioonivektori sihiga. Nad lähtuvad püsimagneti N-pooluselt ja suunduvad S-poolusesse. Vooluga juhtmete ümber on magnetvälja jôujooned kontsentrilised ringid, mille keset läbib vooluga sirge juhe.
lineaarsusele. Sisend ja väljund tunnusjoontel on võimalik graafiliselt määrata transistori kui neliklemmi sisend- ja väljundtakistusi. Seejuures tuleb eristada takistusi alalis- ja vahelduvvoolule. Transistoris toimivad voolud on enamasti segavoolud, mis sisaldavad nii alalis- kui ka vahelduvkomponenti ja transistoride takistus nendele komponentidele on erinevad. Sisendtakistus alalisvoolule on määratud alaliskomponendi pinge ja voolu suhtega. Talkistus vahelduvvoolule on, aga takistus pinge ja voolu
siirdega, formeeritud paisuga ja indutseeritud paisuga väljatransistor). pn-siirdega väljatransistori neelule ja paisule tuleb rakendada vastandpolaarsed pinged. Et seda tüüpi väljatransistori parameetrid sõltuvad temperatuurist vähe (neeluvool temperatuuri tõustes väheneb ülimalt 3% 10° kohta), siis võib kasutada lihtsaimat automaatse eelpingestuse lülitust takisti RS abil, nagu elektronlambi puhul seda katoodtakistiga tehakse (joonis 6.7 a). Siis osutub nkanaliga transistoris pais lättest negatiivsemaks: paisul on takisti RG kaudu üldjuhtme potentsiaal, kuid läte on üldjuhtmest takistil RS tekkinud pingelangu võrra positiivsem. Paisutakisti RG takistuse võib võtta küllaltki suure, sest paisuvool IG < 0,01...0,1 mA. Et paisuvoolu muutus temperatuuri mõjul siiski ei mõjutaks neeluvoolu, siis ei tohiks paisutakisti takistus olla üle 3...10 MW. Lättetakistiga RS võib ühendada vahelduvvoolu-vastuside kõrvaldamiseks rööbiti
Kuigi transistori konstruktsioon on skemaatiliselt sümmeetriline, ei ole ta seda elektriliselt, st. kollektor ja emitter ei ole vahetatavad. Erinevus on selles, et emitteri juhtivus peab olema tunduvalt suurem kui kollektoril. See saavutatakse lisandite erinevate kontsentratsioonidega transistori eri osades. 6.2. Transistori tööpõhimõte Transistori ehitusest tulenevalt võime seda vaadelda ka kahe omavahel baasis kokkuühendatud dioodina. Seepärast on ka transistoris toimuvad protsessid mõnevõrra samased dioodis toimuvatega. Transistor lülitatakse alati tööle nii, et emittersiire pingestatakse päripingega ja kollektorsiire vastupingega (joonis 6.2). See reegel kehtib transistori tüübist sõltumata, kuid kuna eri tüüpi transistoridel on vastavate osade juhtivused vastupidised, siis on toitepingete polaarsuses erinevus, sõltuvalt sellest, kas n-p-n või p-n-p transistore. Vaatleme enamlevinud n-p-n transistori tööd
vilkuvate signaaltulede käivitamisel. Peale tavalise generaatori reziimi kasutatakse ka multivibraatori ootereziimi, kus lülitus formeerib ühe soovitud paramateetritega impulsi saamisel. Neid lülitusi kasutatakse võimsamate lülituselementide käivitamiseks nagu nt. türistorid, mis vajavad avanemiseks kindla parameetritega impulse. Rakenduselektroonika 29 Kui pingestada taoline lülitus, siis tekivad mõlemas transistoris kollektorvoolud ja kondensaatorid laetakse plussiga kollektorile, miinusega baasile. Kui transistori voolud oleksid rangelt konstantsed, siis jääks lülitus taolise olukorda lõpmata kauaks. Tegelikult tingituna laengu kandjate ebaühtlasest liikumisest on kollektorvoolus alati mingied kõikumisi, mida nim. ka omemüraks. Oletame, et omamürade toimel esimese transistori vool hetkeks suureneb. Voolu suurenemine aga vähendab kollektori pinget
vastasfaasis. See tähendab tagasiside mähise otsad peavad olema õieti valitud. Tuleb kasutada ka sidestus kondensaatorit sest muidu lühistuks baas sidestusmähise kaudu ja rikneks astme tööpunkti fikseerimine. Lülituse pingestamisel tekivad võnkeringis sumbuvad võnkumised sagedusega mis on määratud võnkeringi elementidega. F0=1/2biiLC Tavaliselt on need võnkumised kustuva iseloomuga kuid kuna toimib positiivne tagasiside siis hakkavad transistoris tekivad voolu muutused nendele kaasa aitama ning võnkumised muutuvad püsivateks. Generaatori tööpunkt valitakse mõnevõrra teisiti kui võimendis sest tingituna võnkeringi kasutamisest ei pea kollektorvool järgima võnkeringi võnkumisi ja piisab kui võnkeringi võnkumistele kaasa aidata kollektor voolu impullsidega. See tähendab tööpunkt võib olla valitud küllalt madalale sarnaselt vastastakk lülitusele. 3.4 kvarts generaatorid Joonis 3.4.1
Ka võib töötada multivibraator ootereziimis kus ta toimib impulside formeerijana. St ta ,,ootab" kuni saabub sisendimpulss seejärel formeeritakse soovitava amplituudi ja kestvusega väljundimpulss, ning seejärel ootab multivibraator uute impulside saabumist. Transistormultivibraator Transistormultivibraator kujutab endast kahe astmelist transistorvõimendit, mille teise astme väljund on ühendatud esimese astme sisendiga Kui pingestada taoline lülitus siis tekivad mõlemas transistoris kolektori voolud ja kolektoritega ühendatatud kondensaatorid C1 C2 laetakse pingega. Kui kolektrovoolud oleksid konstantsed siis võiks see lülitus jääda taolisesse asendisse kui tahes kauaks. Tegelikkuses aga on kolektorvoolus kõikumised mis on tingitud põhiliselt laengukandjate korrapäratust liikumisest baasis, ning selle toimel tekivad voolu kõikumised mida nimetatakse oma müraks. Oletame et mingil ajahetkel esimese transistori kolektorvool suurenes,
R 40 sis R välj R t U sis ~ ~ U Välj =KUsis JOONIS 4.2. On soovitav, et igasuguse generaatori sisetakistus oleks võimalikult väike, sest mida väiksem on generaatori sisetakistus seda rohkem me võime generaatorit koormata . 4.3. Transistori tööpõhimõte Transistori ehitusest tulenevalt võime seda vaadelda ka kahe omavahel baasis kokkuühendatud dioodina. Seepärast on ka transistoris toimuvad protsessid mõnevõrra sarnased dioodis toimuvatega. Transistor lülitatakse alati tööle nii, et emittersiire pingestatakse päripingega ja kollektorsiire vastupingega (joonis 4.3). See reegel kehtib transistori tüübist sõltumata, kuid kuna eri tüüpi transistoridel on vastavate osade juhtivused vastupidised, siis on toitepingete polaarsuses erinevus, sõltuvalt sellest, kas kasutame N-P-N või P-N-P transistore. JOONIS 4.3.
JOONIS 4.2. On soovitav, et igasuguse generaatori sisetakistus oleks võimalikult väike, sest mida väiksem on generaatori sisetakistus seda rohkem me võime generaatorit koormata . 28 4.3. Transistori tööpõhimõte Transistori ehitusest tulenevalt võime seda vaadelda ka kahe omavahel baasis kokkuühendatud dioodina. Seepärast on ka transistoris toimuvad protsessid mõnevõrra sarnased dioodis toimuvatega. Transistor lülitatakse alati tööle nii, et emittersiire pingestatakse päripingega ja kollektorsiire vastupingega (joonis 4.3). See reegel kehtib transistori tüübist sõltumata, kuid kuna eri tüüpi transistoridel on vastavate osade juhtivused vastupidised, siis on toitepingete polaarsuses erinevus, sõltuvalt sellest, kas kasutame N-P-N või P-N-P transistore. JOONIS 4.3.
annaabi.ee 
