Жартылай өткізгіш аспаптар: транзисторлар, интегралды микросхемалар

Сабақ өткізілетін күні «       »             І курс № 11­15 топ             2016 жыл «Бекітемін» Директордың оқу өндірістік жұмыстары жөніндегі орынбасары              А. Романкулов               Өндірістік сабақ жоспары №        Сабақтың   микросхемалар.   тақырыбы:  Жартылай     өткізгіш   аспаптар:   транзисторлар,   интегралды Сабақтың білімділік мақсаты:  Білім алушыларға жартылай өткізгіш аспаптарының  негізгі бөліктерінің сипаттамалары және транзистор, интегралды микросхемалардың параметрлерін өлшеу жайлы түсінік беру.   Транзисторлардың негізгі бөліктерінің жұмыс істеу тәртібімен таныстыру.       Сабақтың   тәрбиелік   мақсаты:  Жартылай   өткізгіштің     негізгі   бөлігі   жұмысын   түсіндіре отырып,  оқушыларды ұқыптылыққа, техникалық қауіпсіздік ережесін есте сақтауға, өз ойын толық жеткізе білуге тәрбиелеу.  Сабақтың дамытушылық мақсаты:  Білім   алушылардың  теориялық  білімдерін   практика жүзінде ұштастыруын ұйымдастыру, жартылай өткізгіш аспаптарды   игерте отырып, жұмыс орнында техника қауіпсіздігі ережелерін қатан сақтауға дағдыландыру. Сабақтың   материалдық­техникалық   жабдықталуы: микросхемалар жайлы бейне көрсетілімдер, технологиялық карта.  Транзистор,   интегралды Сабақ барысы: І. Ұйымдастыру кезеңі: 1.Білім алушылардың сабаққа қатысуы мен дайындығын тексеру 2.Білім алушылардың арнаулы киімдерін тексеру ІІ. Кіріспе нұсқау: 1. Білім алушыларға сабақтың тақырыбы мен мақсатын хабарлау және түсіндіру 2. Өткен сабақ бойынша білім алушылардың білімін тексеру: Сұрақ­жауап. 1. Жалғағыш   жабдықтар?   (бұл   кәбілдердің   жалғануын,   тарату   және   бекітуін,   бау сымдарды   немесе   мойнақтарды   қосуды   қамтамасыз   ететін   пассивті   жабдық   немесе құрылғы). 2. Таратқыш   құрылғылар?   (бұл   кәбілдерді   орнықтыру,   тарату,   бекіту   және   кәбілдік желілерді коммутациялау үшін қолданылатын пассивті жалғағыш жабдық). 3. Сым бау түрлері ҚКЖ байланысты?( телекоммуникациялық розеткаларға қосылатын абоненттік;     телекоммуникациялық   бөлмелерде   орнатылған   активті   жабдықтарға қосылатын   аппараттық;     телекоммуникациялық   бөлмелерде   орнатылған   таратушы құрылғылардың арасындағы коммутацияны қамтамасыз ететін коммутациялық).  4. Тестердің символды белгілері және олардың мәні?5. Кәбілдік жүйе ?  (бұл элементтері кәбілдер және құраушылары болып келетін кәбілмен байланысқан жүйе).   6. Қол құралдарының қызметтері?  Білім алушыларға  жаңа сабақ бойынша нұсқау беру: Көптеген күрделі техникалық мәселелерді шешуде электронды құрылғыларды қолдану олардың электр тізбектерінің шиеленісуіне алып келеді. Сонымен қатар жартылай өткізгішті құрылғылардың өлшемдері бір шама кішірейген. Бір актив элементтің өлшемі 1х1х0,2 мкм – ге   дейін   кішірейіп,   бір   микросхеманың   ішіне   106(миллион)   элементке   дейін   сыйдыру мүмкіншілігіне ие болды. Соңғы кезде сансыз көп элементті жаңа электронды құрылғылар құрумикроэлектрониканегізінде жүзеге асуда. Микроэлектроника дегеніміз электрониканың жаңа   ғылыми­техникалық   микроминиатюралық   электронды   құрылғылар   құру   мәселесімен шұғылданатын   бағыты   болып,   бұл   құрылғылар   сенімді,   арзан   бағалы,   тезәрекетті   және энергияны   аз   пайдаланатындығымен   ерекшеленеді.   Микроэлектрониканың   негізгі конструктивті­техникалық принципі ­ элементтік интеграциясы ­ бұл күрделі миниатюралық элементтің ішінде бірнеше қарапайым элементтердің (диодтар, транзисторлар, резисторлар және т.б.) біріктірілуі. Осындай күрделі түрдегі микроэлементтер жиынтығын интегралды микросхемалар(ИМС) деп атайды. Интегралды   микросхема–   бір   технологиялық   үрдіспен   жасалған,   өзара   электрлік   жалғанған, құрамында бесеуден кем болмаған актив (транзисторлар, диодтар) және пассив (резисторлар,   конденсаторлар,   дроссельдер)   элементтері   бар   бүтін   бір   корпустың   ішінде орналастырылған микроэлектронды құрылғы.     болып жинақталу тығыздығыменинтеграция   дәрежесі саналады.Жинақталу   тығыздығы­   интегралды микросхемалардың   бірлік   көлеміндегі   элементтер   санын,   алинтеграция   дәрәжесі­ интегралды   микросхема   құрамына   кіруші   элементтер   санын   сипаттайды.   Интегралды микросхемалар   жасалу   технологиясы   бойынша   жартылай   өткізгішті,   гибридті   және қабыршақты болып бөлінеді.   Жартылай   өткізгішті интегралды   микросхемалар   ­барлық   элементтері   мен элементтер   ара   байланыстары   жартылай   өткізгіштің   бетінде   немесе   бүкіл   көлемінде орналастырылатын құрылғы.   Гибридті интегралды микросхемадеп пассив элементтері шыны, керамика, ситалл немесе сапфир сияқты  диэлектрик  қабаттың үстіне әртүрлі қабрышақты  жалату жолымен орналастырылған,   ал   актив   элементтері   корпуссыз   іліндірілген   жартылай   өткізгішті құрылғыларды атайды. Микроэлектрониканың дамуы барысында дискретті электрондық схемаларға тән емес,   дискретті   аспаптар   ретінде   шығарылмайтын п­р­п транзисторлардың   бірнеше   түрі   пайда болды. Төменде осылардың ең маңыздылары қарастырамыз. Интегралды   микросхемалардың   негізгі   параметрлері Интегралды   микросхемалардың   параметрлері. Жартылайөткізгіш   диодтар   мен транзисторларға   қарағанда   интегральды   микросхемалар   жеке   элемент   емес,   электр сигналдарын   өзгертуге   арналған   біртұтас   функциональдық   құрылғы.Қолдануына   қарай интегралды микросхемалар сызықтық­импульстік және логикалық болып екіге бөлінеді. Сызықты   ­   импульстік микросхемаларға кірмелі   және   шықпалы   сигналдары арасында шамамен пропорциалық тәуелділікке әкелетін микросхемаларды жатады. Кірмелі сигнал ретінде кернеу болады, ал кірмелі тоқ өте сирек болады, шықпалы сигнал ­ шықпалы кернеу. Логикалық интегралды микросхемалар, бірнеше кірмесі және шықпасы бар құрылғы. Оларда кірмелі, шықпалы кернеулері тек бір қалыпты көрсеткішке ие болады, ал шықпалы кернеуі   әртүрлі   кірмесіндегі   құрылғылардағы   кернеудің   бар   немесе   жоқ   болғанынабайланысты   болады.   Бұл   микросхемалардың   басты   параметрлері   кірмелі   және   шықпалы кернеуі және жылдамдығы. Керісінше   жағдайларда   инверсиялық   режимде   эмиттерлерде   кері   кернеу,   ал коллекторларда тура кернеу болады. Коллектормен инжектірленген электрондар керісінше жылжуына   қарамастан   жоғары   мөлшерде   эмиттерге   жетуге   тырысады,   паразиттік   эффект жоғарыдағы айтылғандардай болады. Көпколлекторлы п­р­п транзисторлар. Көпколлекторлы   транзисторлардың   (ККТ)   құрылымы КЭТ­дың құрылымынан еш айырмашылығы жоқ. Айырмашылығы тек құрылмын пайдалануда   ғана.   ККТ —   бұл   инверсиялық   режиміндегі КЭТ: эпитаксиалдық n­ қабат ортақ эмиттермен болады, ал коллектор ролін жоғары қоспалы  кіші өлшемді n+­қабат атқарады. Бұндай шешім ең бір атақты класс И2Л схемасы деп аталатын цифрлық интегралды схемалардың   негізін   құрайды.   ККТ­ды   жасағанда   негізгі   мәселе   ол   шамаға   сай   тоқ   беру коэффициентінің артуы (жалпы n ­ эмиттерден әрқайсысына n+ ­ коллекторлардан).    Әрине бұл КЭТ­ға керісінше мәселе болып тұр, онда n­қабаттан берілетін қоэффицентін n+­қабатына азайтуға   тырысқан   болатын.   Бұл   жағдайда n+­қабат   базаға   жақын   орналасып   немесе онымен басқарылса,   жақсы   болады.   Онда   бұл   жоғары   қоспалы,   болашақ   эмиттер n+­қабат жоғары   инжекция   коэффициентімен   қамтамасыз   етеді.   Беріліс коэффициентінің n+­ коллекторын жоғарылату үшін, базаның пассивті облысын қысқарта отырып, бір­біріне жақын орналастыру керек. Бұл екі жолда конструктивті­техникалық факторлармен шектелген жөн болады.   бүткіл коллекторлардың   жиынтығына   беріліс   коэффициенттерін α=0,8­0,9немесе   күшейту коэффициенттері  =   410 болады.   Ток   тасушылардың   басқарушыға   түсетін   мөлшері коллектордың ауданының, эмиттердің ауданына формальді қатынасының есебінен әлде қайда көп болады. Сондықтан нақты коэффициент  жоғарыда көрсетілгендей салыстырмалы түрде өте   үлкен   мәнге   ие   болады.   Осыған   орай α және  коэффициенттерін   есептегенде геометриялық емес, эффекті аудандарды пайдалану маңызды болады.  Диффузияның орташа уақыты   КЭТ­дан   және   бөлек   транзисторлардан   қарағанда   өте   аз   болады.   Ұшу   уақыт айырмашылығы   ККТ   базасы   ауданында   инжектрленген   ток   тасушылар   үшін   үдемелі   емес керісінше тежейтін болғандықтан, арта түседі. Ұшу уақыты tұш =510 нс­тен, ал шектік жиілігі fт =20 50 МГц ­тен аспайды.   Шоттки тосқауылды транзисторында Шотки диодымен транзистордың үйлесу мақсаты жақсы   көрсетілген: р­   қабаттың   омдық   контактімен,   коллекторлықn–   қабат   жағына   қарай алюминийлік   металлдауды   қамтамасыз   етеді.   Бір   қарағанда   коллекторлық   қабат   база қабатымен   қысқартылған   болды.   Негізінде   алюминийлік   металлдау   база р ­   қабатпен түзетпейтін омдық контакт, алn­ қабатпен түзеткіш Шотки контактін құрайды.   Әйткенмен   коллекторлардың   зарядсыз   орналасуына   қарамастан, Кіріспе нұсқауды пысықтау: Транзистор электр   тербелістерін күшейтуге,   оларды   тудыруға   және   түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық құрал.  Электрондық   шам   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 радиоқабылдағыштардыкөбінесе транзисторлар деп дұрыс атамайды;   оның   дұрыс   атауы   — транзисторлы   қабылдағыш немесе   транзистор   негізінде жасалған қабылдағыш. Интегралды   микросхема–   бір   технологиялық   үрдіспен   жасалған,   өзара   электрлік жалғанған, құрамында бесеуден кем болмаған актив (транзисторлар, диодтар) және пассив(резисторлар,   конденсаторлар,   дроссельдер)   элементтері   бар   бүтін   бір   корпустың   ішінде орналастырылған микроэлектронды құрылғы. ІІІ. Ағымдық нұсқау: 1. Білім алушыларды жұмыс орындарына бөлу 2. Тексеру мақсатында білім алушылардың  жұмыс орындарын аралау 3. Білім алушылардың жаттығу жұмыстарын орындау үшін технологиялық нұсқау  картамен жұмыс жасауларын ұйымдастыру 1­аралау. Білім алушылардың жұмыс орындарын ережеге сай ұйымдастырылуын тексеру 2­аралау.Жұмыста қолданылатын  жұмыс құралдарының жұмысқа жарамдығын тексеру 3­аралау.Жұмыстың уақытылы басталуын білім алушылардың, іс­қимылдарының  дұрыстығын, құралдарды қолдану әдіс тәсілінің   дұрыстығын тексеру 4­аралау.Жаттығу жұмыстарын орындау барысында қауіпсіздік ережелерінің сақталуын  қадағалау 5­аралау.Жұмысты орындау кезінде білім алушылардың жіберген қателіктерін ескертіп,  түзету және қосымша нұсқау беру. 6­аралау. Білім алушылардың орындаған жұмыстарын қабылдап алу, тексеру, 7­аралау. Жұмыс орындарының тазалығын, құрал­аспаптардың дұрыс жиналуын тексеру ІV. Қорытынды нұсқау: 1.Сабақты қорытындылау ,бағалау. 2. Тапсырманы орындау және сабаққа қатысу белсенділігін сараптай отырып  білім  алушылардың  жақсы жұмыстарын атап өту. 3. Үйге тапсырма беру: Телефон аппараты туралы түсінігін дамыту.                                                  Өндірістік оқыту шебері:               І. Қуанышова