6– ma’ruza darlington juftligi. Uilson tok ko’zgulari sxemasi reja

6– ma’ruza


DARLINGTON JUFTLIGI. UILSON TOK KO’ZGULARI SXEMASI


Reja: Tarkibiy tranzistorlar haqida tushuncha
Uilson tok ko’zgusi sxemasi
Aktiv tok transformatori sxemasi
Ko’pincha bipolyar va maydoniy tranzistorlarning parametrlarini yaxshilash uchun bir nechta trenzistorlar o’zaro biri biriga ulangan xolda ishlatiladi. Bular tankibiy tranzistorlar deb yuritiladi. Tarkibiu tranzistorlariga:

• 
  Darlington juftligi;
  
• 
  Shiklai juftligi;
  
• 
  Uilson tok ko’zgusi;
  
• 
  aktiv tok transformatori va boshqalar kiradi.
  

Tarkibiy tranzistorlar. Kaskadlarning kuchaytirish koeffitsientlari va kirish qarshiliklari uchun ifodalarni tahlil qilib, ularning maksimal qiymatlari UE ulangan sxemada tranzistorning differentsial tok uzatish koeffitsienti h_21E=β bilan aniqlanadi deb xulosa qilish mumkin. h_21E ning real qiymatlari tranzistor tuzilmasi va tayyorlanish texnologiyasi bilan aniqlanadi va odatda bir necha yuzdan oshmaydi. Bundan asosan operatsion kuchaytirgichlarning kirish kaskadlarida qo’llaniladigan, maxsus tranzistorlar mustasno.

Bir nechta (odatda ikkita) tranzistorni o’zaro ulab h_21E qiymatini oshirish muammosini hal qilish mumkin. Ulanishlar shunday amalga oshirilishi kerakki, tranzistorlarni yagona tranzistor deb qarash mumkin bo’lsin. Bir turli tranzistorga nisbatan sxemalar birinchi marta “Bell Laboratories” firmasi xodimi Sindi Darlington tomonidan 1953 yilda taklif etilgan edi, shuning uchun Darlington juftligi yoki tarkibiy tranzistori deb ataladi.

Sindi Darlington
Ikkita n-p-n tranzistor asosidagi Darlington tranzistori 1 - rasmda keltirilgan bo’lib, bu erda B, E, K – ekvivalent tranzistor elektrodlari.

1 – rasm. Darlington jufligi.
Bunda ikkinchi VT2 tranzistor birinchi VT1 tranzistor uchun emmiter zanjiri qarshiligi hisoblanadi. Ularning emmiterlari esa biri biriga ulangan bo’ladi.
Tarkibiy tranzistorda natijaviy tok uzatish koeffitsienti alohida tranzistorlar tok uzatish koeffitsientlarining ko’paytmasiga teng. Agar β₁ va β₂ lar bir xil qiymatga ega bo’lsa, masalan 100 ga, hisoblab topilgan koeffitsient


β= β₁ ∙β₂ = 10⁴ bo’ladi.
Lekin, bir xil VT1 va VT2 larda β₁ va β₂ koeffitsientlar I_K1 va I_K2 kollektor toklari bir xil bo’lgandagina bir – biriga teng bo’ladi. I_E1>>I_B1=I_E2 bo’lgani uchun I_K2 >> I_K1. Shuning uchun β₁<< β₂ va β= β₁ ∙β₂ amalda bir necha mingdan oshmaydi.
Darlington tranzistorlari chiziqli kuchlanish stabilizatorlari, quvvat kuchaytirgichining chiqish bosqichlari kabi yuqori tok va yuqori kirish qarshiligi va past kirish toklari talab qilinadigan kuchaytirgichning kirish qismlarida qo'llaniladi.
Tarkibiy tranzistorlar turli o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan tranzistorlar asosida ham hosil qilinishi mumkin. Bunday tuzilmalar qo’shimcha simmetriyaga ega bo’lgan tarkibiy tranzistorlar deb ataladi. Komplementar BTlar asosidagi Shiklai tarkibiy tranzistori deb ataluvchi sxemaning tuzilishi 2, a – rasmda keltirilgan.
Bunda kirish tranzistori sifatida p-n-p o’tkazuvchanlikka ega tranzistor, chiqish tranzistori sifatida esa n-p-n o’tkazuvchanlikka ega tranzistor ishlatiladi. Natijaviy toklar yo’nalishlari, rasmdan ko’rinishicha, p-n-p tranzistorning toklari yo’nalishiga mos keladi. Tok uzatish koeffitsienti β= β₁+ β₁ ∙β₂ ga teng bo’ladi va amalda Darlington tranzistorining β siga teng bo’ladi.
Amalda tarkibiy tranzistor maydoniy va bipolyar tranzistorlar asosida hosil qilinishi mumkin. 2, b – rasmda n – kanali p-n o’tish bilan boshqariluvchi MT va n-p-n tuzilmali BT asosida hosil qilingan tarkibiy tranzistor sxemasi keltirilgan. Ushbu sxema maydoniy va bipolyar tranzistorlarning xususiyatlarini o’zida mujassamlashtirgan – bu juda katta kirish qarshiligiga va tok bo’yicha, demak quvvat bo’yicha ham, juda katta kuchaytirish koeffitsientiga egaligidan iborat.

a) b)

2 – rasm. Komplementar BTlar (Shiklai juftligi) (a), BT va MTlar asosidagi (b)

tarkibiy tranzistor sxemalari.

Injektsion – voltaik tranzistor asosidagi tarkibiy tranzistor sxemasi 3, a va b – rasmlarda keltirilgan. Ular temperatura va kuchlanish manbai qiymatlari o’zgarishiga nisbatan yuqori barqarorlikka ega.

a) b)

3 – rasm. Injektsion – voltaik tranzistor asosidagi tarkibiy tranzistor Darlington (a) va Shiklai (b) juftligi sxemalari.
Masalan, 4- rasmda BTG ning uchta tranzistorli sxemasi (Uilson tok ko’zgusi) keltirilgan. Unda boshqaruvchi VT1 va VT2 tranzistorlarnig baza toklari qarama - qarshi yo’nalgan.
Sxemadan
,
ko’rinib turibdi.
VT1 va VT2 tranzistorlar egizak. Ularning ishlash rejimlari bir - birinikidan kollektor - baza kuchlanish bo’yicha farq qiladi. VT1 tranzistorning kollektor - baza kuchlanishi VT2 tranzistorning emitter - baza kuchlanishiga teng, ya’ni qiymati kichik. VT2 tranzistorning kollektor - baza kuchlanishi esa R rezistordagi va R_Yu zanjirdagi kuchlanish tushishi bilan aniqlanadi va sezilarli darajada katta bo’lishi mumkin.
Lekin, baza toki kollektor – baza kuchlanishi qiymatiga kuchsiz bog’langan, shuning uchun I_B1=I_B2. Emitter toklari ham sodda BTG sxemasidagi holat sabablariga ko’ra bir - biriga teng I_E1= I_E3. Natijada


.

Bu ifodadan 2 - rasmda keltirilgan sxemada kirish va chiqish toklarining qaytarilishi 4 - sxemadagiga qaraganda yuqoriroqligi ko’rinib turibdi.

4 – rasm. Uilson tok ko’zgusi sxemasi.

5 – rasm. Aktiv tok transformatori.

Qator integral sxemalarda tayanch toki I₁ (I₂ << I₁) qiymati katta bo’lgan kichik tokli BTGlar talab etiladi. Ushbu hollarda sodda BTGning takomillashgan sxemasidan foydalaniladi (5 - rasm). Bu sxema aktiv tok transformatori deyiladi.
Bu sxema tok transformatori sxemasi deb ataladi. Uning uchun


; (4.1)
ifoda o’rinli.
Ideallashtirilgan o’tish VAX dan foydalanib,


; (4.2)
yozish mumkin.
(2.4) va (2.5) ifodalardan


(4.3)
hosil qilamiz.
I₂ tokning berilgan qiymati asosida (4.3) dan foydalangan holda R_E rezistorning qarshiligini topish mumkin


. (4.4)