38
hazırladılar. Müxtəlif ölkələrin alimləri tərəfindən yaradılan
tədqiqat proqramı əvvəlcə nöqtəvi, sonra isə müstəvi
tranzistorun yaranmasına səbəb oldu.
Elektronikanın üçüncü inkişaf mərhələsi – nöqtəvi tranzis‐
torun kəşfi və diskret yarımkeçirici cihazların yaradılması ilə
başlanır. 1946‐cı ildə Bell telefon laboratoriyasında Uilyam
Şoklinin başçılığı ilə bir qrup alimlər Si və Ge yarımke‐
çiricilərinin xassələrini nəzəri və təcrübi yolla öyrənməyə
başladılar. Təcrübələr müxtəlif elektrik keçiriciliyinə malik iki
yarımkeçirici sərhədində aparılırdı. Çoxsaylı təcrübələr
nəticəsində üçelektrodlu yarımkeçirici cihaz – tranzistor ixtira
edildi. Yükdaşıyıcıların müxtəlifliyinə görə tranzistorlar iki
qrupa bölündü:
−
unipolyar (eyniadlı yükdaşıyıcıya malik sahə tranzistoru);
−
bipolyar (yükdaşıyıcıları elektronlardan və deşiklər‐dən
ibarət olan tranzistor).
Sahə tranzistorlarının yaradılması ideyası bipolyar tran‐
zistorların yaradılmasından xeyli əvvəl irəli sürülmüşdü.
Lakin praktiki olaraq bu ideyanı həyata keçirmək mümkün
deyildi. İlk müvəffəqiyyət 1947‐ci il 23 dekabr tarixində
Şoklinin rəhbərliyi altında Bell telefon laboratoriyasının
əməkdaşları Bardin və Bratteyn tərəfindən qazanıldı. Bardin
və Bratteyn çoxsaylı təcrübələrdən sonra bu yarımkeçirici
cihaz haqqında məlumatı 1948‐ci il iyul ayında The Physical
Review jurnalında verdilər. Müəlliflər yazırdılar: «Əsası
yarımkeçiricidən ibarət olan üçelementli elektron qurğusu
təsvir edilir. Qurğu gücləndirici, generator kimi işləməkdən
əlavə, həm də məlum elektrovakuum lampalarını əvəz edə
bilər. Qurğu Ge – germanium blokunda yerləşdirilmiş üç
elektroddan ibarətdir (şəkil 2.2). Elektrodlardan biri emitter
39
(E), digəri kollektor (K) adlanır və tranzistorun yuxarı hissə‐
sində nöqtəvi kontakt şəkilində yerləşir. Üçüncü elektrod isə
baza (B) adlanır və tranzistorun əsasını təşkil edir. Tranzis‐
torların hazırlanmasında n–tipli Ge‐dan istifadə edilirdi.
Nöqtəvi kontaktlar həm volframdan, həm də fosforlu latun‐
dan hazırlanırdı. Düzləndirici cərəyan deşiklər vasitəsi ilə ya‐
radılır. İki nöqtəvi kontakt bir‐birinə yaxın olduqca, onlar ara‐
sında qarşılıqlı təsir meydana çıxır. Bu təsirdən istifadə edərək
tranzistorlar dəyişən cərəyanın gücləndirilməsində tətbiq
edilə bilər. Şəkil 2.2‐dən göründüyü kimi, emitterə müsbət
potensial, kollektora isə mənfi potensial verilir. Bu halda nə‐
zərə almaq lazımdır ki, elektrodlardan keçən cərəyan
e
k
Ι
≥
Ι
şərtini ödəməlidir. Kollektor emitterdən gələn deşikləri özünə
cəzb etdiyinə görə, cərəyanın çox hissəsi onun üzərinə düşür.
Kollektor yarımkeçiricidən axan elektronlara qarşı böyük
müqavimət göstərir və əksinə deşiklərin hərəkətinə mane
olmur. Yuxarıdakı şərt daxilində emitter cərəyanını modullaş‐
dırsaq, onda kollektordakı cərəyan dəyişəcək və çıxış gərginli‐
yinin giriş gərginliyinə olan nisbəti artacaq. Yəni çıxışda
alınan siqnal bir neçə dəfə güclənəcəkdir. Bu üsulla tranzis‐
tordan keçən siqnalları 100 dəfə artırmaq mümkündür.
Yaradılan cihaz 10 MHs tezliklərdə də normal işləyə bilər».
Şəkil 2.2. Tranzistorun elektrik dövrəsinə qoşulması.
-
+
-
+
Б
Е
К
Р
й
Эе
40
Bardin və Bratteyn tərəfindən yaradılan tranzistor nöqtəvi
tranzistor adlandırıldı (şəkil 2.3). Nöqtəvi tranzistor germani‐
um kristalından (1), emitter çıxışından (2), bazadan (3) və
kollektordan (4) ibarətdir. Çıxış yüksəkomlu (əks istiqamət‐
də), giriş isə aşağıomlu (düz istiqamətdə) işlədicidən ibarət
olduğundan siqnalda güclənmə alınırdı. Bütün bu xassələrə
görə yaradılan cihaz qısa olaraq – tranzistor (ingilis dilindən
tərcüməsi «müqavimət çeviricisi» deməkdir) adlandırıldı.
Şəkil 2.3. Nöqtəvi tranzistor
Müstəvi bipolyar tranzistorun ixtirası. 1947‐ci ilin aprelin‐
dən – 1948‐ci ilin yanvarına qədər olan ərəfədə Şokli müstəvi
bipolyar tranzistorların nəzəriyyəsi haqqında məlumatı açıq
mətbuatda dərc etdi. O, p‐ və n‐keçidli yarımkeçirici diodların
düzləndirmə xassələrinin olmasını aşkar etdi (şəkil 2.4).
Şəkil 2.4‐də göstərilmiş müstəvi yarımkeçirici qurğuda p‐
oblastına müsbət, n‐oblastına mənfi potensial verdikdə cihaz
özünün düzləndirmə xassəsini üzə çıxarır. Nöqtəvi düzləndi‐
3
1
2
4
41
riciyə nisbətən müstəvi düzləndirici daha böyük yük müqa‐
vimətə malikdir. Müstəvinin sahəsini artırdıqda şuntlayıcı
kontakt tutumu da artır.
Şəkil 2.4. Yarımkeçirici diodun
iki ölçülü sxemi
Şəkil 2.5. p‐n‐p tipli Yarımkeçi‐
rici tranzistorun iki ölçülü sxe‐
mi E – emitter, K – kollektor, B
– baza, n – oblastı isə bazadır.
Yarımkeçiricilər üzərində tədqiqat işlərini davam etdirən
Şokli çox keçmədən, iki p‐n keçidli yarımkeçiricidən ibarət
müstəvi tranzistor nəzəriyyəsini irəli sürdü. Şəkil 2.5‐də təsvir
edilmiş p‐n‐p tipli tranzistorda müsbət p‐oblast emitter, mənfi
p‐oblast kollektor, n‐oblast isə baza adlanır. Göründüyü kimi,
nöqtəvi metal kontaktlar əvəzinə iki p‐n oblastı istifadə edilir.
Baza oblastının qalınlığı 25 mkm‐dir. Nəzəri olaraq müstəvi
tranzistorlar daha asan təhlil olunur, küylərin səviyyəsi aşağı,
gücləndirmə keyfiyyəti isə yüksəkdir. Tranzistorun normal
işləməsi üçün bazaya nisbətən emitterə düz, kollektora isə əks
potensial verilməlidir. Məsələn, p‐n‐p tip tranzistorda
emitterə müsbət, kollektora mənfi, n‐p‐n tip tranzistorda isə,
emitterə mənfi, kollektora müsbət potensial vermək lazımdır.
Elektronikanın inkişaf tarixində tranzistorların ixtirası
elmdə böyük inqilab idi və ona görə də onun müəllifləri Con
Bardin, Uolter Bratteyn və Uilyam Şokli 1956‐cı ildə Nobel
mükafatına layiq görüldülər.
н
п
В
К
Е
п
н
п
Шякил 2.4. Йарымкечириъи диодун
ики юлчцлц схеми