بررسی تجربی اثر باریکه الکترون با انرژی ۱۰MeV بر ترانزیستورهایBJT نوع NPN

این یادداشت پژوهشی به بررسی رفتار ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی (BJT) از نوع NPN در برابر باریکه الکترونی پرانرژی ۱۰ مگا الکترون ولت حاصل از شتاب دهنده رودوترون مرکز پرتوفرآیند ایران مرکزی (یزد) می پردازد. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی تغییرات پارامترهای الکتریکی و مشخصه ولتاژ-جریان پنج نوع ترانزیستور سیلیکونی شامل KSP2222A، BD135، 2N3904، BC550 و BC109 در ۱۰ سطح دز مختلف از صفر تا ۴۳.۲۸ کیلوگری است.

 برخلاف ترانزیستورهای سیگنال کوچک و کم قدرت که به دلیل ابعاد کوچک نواحی پایه ای خود زودتر به اشباع می رسند، در این پژوهش ترانزیستورهای نیمه قدرت نیز مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش میزان دز تابشی، ضریب تقویت جریان یا همان بهره جریان در تمامی نمونه های ترانزیستور کاهش یافته، در حالی که روند تغییرات آن صعودی است.

 این تغییرات و افت بهره جریان در دزهای کمتر از ۱۰ کیلوگری بسیار چشمگیر و قابل ملاحظه گزارش شده است، در حالی که در دزهای بالاتر شیب تغییرات ملایم تر می شود. تابش پرتو الکترونی با تاثیرگذاری مستقیم بر مولفه عرض ناحیه تهی و بر هم زدن تعادل حامل های اقلیت و اکثریت، جریان های کلکتور و بیس را تحت تاثیر قرار داده و پارامترهای الکتریکی قطعه را دگرگون می کند.

 در این میان، بررسی جامع رفتار نمونه ها نشان داد که ترانزیستور نیمه قدرت مدل BD135 به دلیل داشتن ساختار داخلی عریض تر و حجیم تر، عملکرد به مراتب بهتری از خود نشان می دهد. به طوری که تغییرات بهره جریان در ترانزیستور BD135 نسبت به تغییرات دز پرتو تابشی به صورت کاملا خطی و پایدار انجام می پذیرد.

 بنابراین، این ویژگی منحصربه فرد باعث می شود تا ترانزیستور BD135 به عنوان گزینه ای مناسب، دقیق و کارآمد جهت ساخت و کالیبراسیون دزیمترهای پرتویی در بازه وسیع ۱۰ تا ۵۰ کیلوگری معرفی شود.