Fan nomi: Elektronika va sxemalar 2 Fakultet

Muhammad al-Xorazmiy nomidagi Toshkent Axborot Texnologiyalari Universiteti Urganch filiali

Mustaqil ish

Fan nomi: Elektronika va sxemalar 2
Fakultet: Kompyuter injineringi
Guruh: 913-21
Bajardi: Satimbayev.F
Tekshirdi: ARTIKOVA.G

Bipolyar tranzistorlar asosidagi kuchaytirgich kaskadlar

Kuchaytirgich kaskadlarining ishlatiladigan sxema turlari har xil bo‘lishi mumkin. Bunda tranzistor UE, UK yoki UB sxemada ulangan bo‘lishi mumkin. UE sxemada ulangan kaskadlar keng tarqalgan. UK sxemada ulangan kaskadlar ko‘p kaskadli kuchaytirgichlarda asosan chiqish kaskadi sifatida ishlatiladi. UB ulangan kaskadlar ultraqisqa to ‘lqinli (UQT) va o ‘ta yuqori chastota ( 0 ‘YCh) toTqin diapazonida ishlovchi generator va kuchaytirgichlarda keng qo‘llaniladi. UE sxemada ulangan bipolyar tranzistor asosidagi kuchaytirgich kaskadining prinsipial sxemasi 8.11-rasmda keltirilgan. U E sxemada ulangan ВТ asosidagi sodda kuchaytirgichni hisoblaymiz.

Kirish signali manbayi Rc ichki qarshiiikka ega kuchlanish generatori U(. sifatida ko‘rsatilgan. Signal manbayi va yuklama /^kuchaytirgichni kaskadga ajratuvchi C l v a C2 k o n d en sato rlar orqali ulangan. Kondensatorlar, kuchaytirgichning sokinlik rejimini buzmagan holda, kirish va chiqish signallarining faqat o ‘zgaruvchan tashkil etuvchilari o ‘tishini ta ’minlaydi. RH rezistor yordamida, kuchaytirishning berilgan sinfi uchun, bazaning IB0 sokinlik toki qiymati belgilanadi. Ushbu kaskad uchun aytib o ‘tilganlarning barchasi p-n-p tranzistor asosidagi kaskadlar uchun ham o'rinli bo'ladi. Bunda kuchlanish manbayining qutbini va toklar yo'nalishini o ‘zgartirish yetarli b oiadi. K uchaytirgich kaskadning kirish kuchlanishi Д UKIR m iqdorga o ‘zgardi deb faraz qilaylik. Bu baza tokining ortishiga olib keladi. Tranzistorning em itter va kollektor toklari ham da kaskadning chiqish kuchlanishi AUCHIQ orttirma oladi. Shunday qilib, kirish kuchlanishi (toki)ning har qanday o ‘zgarishi chiqish kuchlanishi (toki)ning p ro p o rsio n al o ‘zgarishiga olib keladi. Q iym at jih a td a n ushbu o‘zgarishlar kaskadning kuchaytirish koeffitsienti bilan aniqlanadi. Kichik signal rejimida kuchaytirgich kaskad kirish va chiqish qarshiliklarini, kuchaytirish koeffitsientini hisoblash uchun ekvivalent sxemalardan foydalanish qulay. Bunda tranzistorlar ekvivalent modellari orqali ifodalanadi. Elektr modellar qulayligi shundaki, tranzistorlar kuchaytirish xususiyatlari tahlili, ayniqsa kichik signal rejimida, elektr zan jirlar nazariyasi qonuniyatlari asosida o ‘tkazilishi mumkin kutubxonasi Tranzistorlar uchun bir qancha ekvivalent modellar va param etrlar tizim i ta k lif etilg an . U larn in g h ar biri o ‘zin in g afzallik va kamchiliklariga ega. Barcha parametrlarni xususiy (yoki birlamchi) va ikkilamchilarga ajratish mumkin. Xususiy parametrlar tranzistorning ulanish usulidan qat’i nazar fizik xususiyatlarini xarakterlaydi. Ikkilamchi param etrlar tranzistorning fizik tuzilmasi bilan bevosita bog‘lanmagan va turli ulanish sxemalar uchun turlicha bo'ladi.
Birlamchi asosiy param etrlar bo‘lib tok b o ‘yicha kuchaytirish koeffitsienti a , em itterning rE, kollektorning rK va bazaning rB o ‘zgaruvchan tokka qarshiliklari, ya’ni ularning differensial qiymatlari xizmat qiladi. rE qarshilik EO' qarshiligi va em itter soha qarshiligidan, rK qarshilik esa, K 0 ‘ qarshiligi va kollektor soha qarshiligi yig‘indisidan iborat boTadi. E m itter va kollektor sohalar qarshiligi o 'tish lar qarshiligiga nisbatan juda kichik qiymatga ega bo‘lgani sababli ular e ’tiborga olinmaydi. Ikkilamchi parametrlarning (h va у — parametrlar) barcha tizimi tranzistorni to ‘rt qutbli sifatida ifodalashga asoslanadi. UE ulangan kuchaytirgich kaskadning eng muhim parametrlarining qiymatlari 8.2-jadvalda keltirilgan.

Kaskadning kuchaytirish koeffitsienti va boshqa param etrlari faqat tem peratura o‘zgarishlariga emas, balki boshqa uyg'otuvchi ta ’sirlarga ham bog‘liq. Bundaylarga kuchlanish manbayi, yuklama qarshiligining o ‘zgarishi va shunga o ‘xshashlar kiradi. Bu o ‘zgarishlarni kuchaytirgich nolining o'zgarishi tushunchasi bilan ifodalash qabul qilingan. Tashqi ta ’sirlar sokinlik tokini o ‘zgartirib kuchaytirgichni berilgan ish rejimdan chiqaradi. Bu ayniqsa A sinf rejimi uchun xavfii, chunki tranzistor xarakteristikalarni nochiziqli sohasiga chiqarishi mumkin, bu esa nochiziqli buzilishlar koeffitsientini oshishiga olib keladi. Shu sababli kuchaytirgichlarni loyihalashda sokinlik rejimini barqarorlash eng muhim masalalardan biri hisoblanadi.
Kaskad sokinlik rejimini barqarorlashning uchta asosiy usuli mavjud. Termokompensatsiya va parametrik barqarorlash usullari barqarorlikni buzuvchi omillardan faqat birini kompensatsiyalaydi. Bir kaskadli yoki ko'p kaskadli kuchaytirgich param etrlarini barqarorlashning universal usuli teskari aloqa zanjirlarini kiritishdan iborat. Kuchaytirgich xarakteristika va param etrlarini yaxshilash uchun ataylab teskari aloqa kiritiladi. Yuklama toki bo'yicha manfiy TAga ega kuchaytirgich kaskad sxemasi 8.12-rasmda keltirilgan bo‘lib, u mahalliy manfiy TAga ega. Tem peratura o‘zgarganda tranzistorning sokinlik rejimini ta ’minlovchi manfiy TA kuchaytirgichning em itter zanjiriga RE rezistor kiritilishi bilan tashkil etilgan. Em itter toki rezistor orqali oqib, JJ = I I, RE kuchlanish pasayishini hosil qiladi. Bu kuchlanish kirish UKIR kuchlanishiga teskari ta ’sir etadi. Shu sababli, EO‘ga ta ’sir etayotgan kuchlanish kam ayib U = U — I , . R,.ga teng b o ‘lib qoladi. л/, K IR h r. Natijada, ushbu kaskad yuklama toki bo'yicha ketm a-ket manfiy TA bilan ta ’minlanganiga ishonch hosil qilamiz.
Diskret kom ponentlar asosida tayyorlangan kuchaytirgichlarda Kv ning kamayishini oldini olish uchun CE kondensator kiritiladi. Bu kondensator o'zgaruvchan tok bo‘yicha (ya’ni signal bo‘yicha) RE ni shuntlab manfiy TAni yo'qotadi. Bunda kaskad parametrlari ilgari ko‘rilgan ekvivalent sxemalar va formulalar asosida topiladi. Umumiy kollektor ulangan kuchaytirgich kaskad (Emitter qaytargich). Emitter qaytargichning prinsipial sxemasi 8.13-rasmda, keltirilgan. Em itter qaytargichda chiqish signali TA signaliga teng bo'lgani uchun u chuqur (100 %li) ketm a-ket manfiy TAli kaskad hisoblanadi.

Kuchaytirgich kaskadda tranzistorning kollektori o ‘zgaruvchan tok bo‘yicha qarshiligi juda kichik kuchlanish manbayi Eu orqali yerga ulangan. Bunda kirish kuchlanishi baza bilan kollektorga ulangan, chiqish kuchlanishi esa tranzistorning emitteridan olinadi. Shunday qilib, kollektor elektrodi kirish va chiqish zanjirlari uchun umumiy nuqta bo'lib qoladi, sxemani esa UK ulangan sxema deb hisoblash mumkin. UK ulangan kaskadda chiqish kuchlanishi fazasi kirish kuchlanishniki kabi bo‘ladi. Kirish kuchlanishi musbat orttirm a olganda, baza toki ortib em itter tokining ortishiga olib keladi. Bu o ‘z navbatida RE qarshilikdan olingani uchun uning qiym ati ham ortadi. Kirish kuchlanishiga manfiy orttirma berilganda chiqish kuchlanishi ham manfiy orttirma oladi.
Shunday qilib, chiqish kuchlanishi kirish kuchlanishini ham amplituda, ham faza bo‘yicha qaytaradi. Shu sababli UK ulangan kuchaytirgich kaskad emitter qaytargich deb ataladi. Bu kaskadning kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti K v qiymat jihatidan birga yaqin bolishiga qaramasdan, qaytargich kuchaytirgichlar oilasiga kiritiladi. Em itter qaytargich kaskad yuqori qarshilikli signal manbalarini kichik Omli yuklama bilan moslashtirish uchun eng qulay hisoblanadi (RKir — yuqori qiymatga ega, RCHIQ ~ kichik, Kt — yuqori qiymatlarga ega). Ko‘p hollarda Rkir kirish qarshiligini kattalashtirish masalasi turadi. Diskret sxemotexnikada bu masala RE rezistorning qiymatini oshirish yoki p ning qiymati katta bo‘lgan tranzistordan foydalanish bilan hal etiladi. Lekin bu usullarning birinchisi, sokinlik rejimida ilgarigi tok qiy m atin i saqlab qolish u ch u n , kuchlanish m anbayi EM ning k u c h la n ish in i o rttiris h z a ru rlig i b ilan c h e k la n g a n . In te g ral sxemotexnikada RE rezistor o‘rniga em itter zanjirdagi IQ barqaror tok generatoridan (8.14-rasm) yoki Darlington sxemasi asosida tuzilgan (8.15-rasm) tarkibiy tranzistorlardan foydalaniladi

Tarkibiy tranzistorlar. Kaskadlarning kuchaytirish koeffitsientlari va kirish qarshiliklari uchun ifodalarni tahlil qilib, ularning maksimal qiymatlari UE ulangan sxemada tranzistorning differensial tok uzatish koeffitsienti hv =p bilan aniqlanadi deb xulosa qilish mumkin. hVE 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 superbeta tranzistorlar mustasno. Bir nechta (odatda ikkita) tranzistorni o ‘zaro ulab h2]E qiymatini oshirish muammosini hal qilish mumkin. Ulanishlar shunday amalga oshirilishi kerakki, tranzistorlarni yagona tranzistor deb qarash mumkin b o ‘lsin. Bir turli tranzistorga nisbatan sxem alar birinchi m arta Darlington tomonidan taklif etilgan edi, shuning uchun Darlington juftligi yoki tarkibiy tranzistori deb ataladi. Ikkita n-p-n tranzistor asosidagi Darlington tranzistori 8.16-rasmda keltirilgan bo‘lib, bu yerda В, E, К — ekvivalent tranzistor elektrodlari.
Tarkibiy tranzistorda natijaviy tok uzatish koeffitsienti alohida tranzistorlar tok uzatish koeffitsientlarining ko‘paytmasiga teng. Agar va p2 lar bir xil qiymatga ega bo‘lsa, masalan 100 ga, hisoblab topilgan koeffitsient (3=P; 'P 2 = 104 bo‘ladi. Lekin, bir xil VTl va VT2 larda P, va P2 koeffitsientlar IK] va IK2 kollektor toklari bir xil bo‘lgandagina bir-biriga teng bo'ladi. / £/> > /д;= / £2 bo'lgani uchun 1 к 2 » 'кг Shuning uchun P 7< < P 7 va р = р ; • p2 am alda bir necha m ingdan oshmaydi. T arkibiy tra n z isto rla r turli o 'tk azu v ch an lik k a ega b o 'lg an tranzistorlar asosida ham hosil qilinishi mumkin. Bunday tuzilm alar qo'shimcha simmetriyaga ega bo'lgan tarkibiy tranzistorlar deb ataladi. Komplementar BTlar asosidagi Shiklai tarkibiy tranzistori deb ataluvchi sxemaning tuzilishi 8.17, 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, rasm dan ko‘rinishicha, p-n-p tranzistorning toklari yo'nalishiga mos keladi. Tok uzatish koeffitsienti p = p /+()/ -p2 ga teng boMadi va amalda Darlington tranzistorining p siga teng bo‘ladi. Prinsipda tarkibiy tranzistor maydoniy va bipolyar tranzistorlar asosida hosil qilinishi mumkin. 8.17, 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. Injeksion — voltaik tranzistor asosidagi tarkibiy tranzistor sxemasi 8.18, a va b-rasmlarda keltirilgan. Ular tem peratura va kuchlanish manbayi qiymatlari o ‘zgarishiga nisbatan yuqori barqarorlikka ega.


ВТ asosidagi kuchaytirgich kaskadni katta signal rejimida grafoanalitik usulda hisoblash. K atta signal rejim ida to k va k u ch lan ish larn in g o ‘zgaruvchan tashkil etu v ch ilari q iym atlari signallarning o ‘zgarmas tashkil etuvchilari qiym atlariga yaqin b o ‘ladi. Shuning uchun kuchaytirgich xususiyatlariga tranzistor parametrlarining ish rejimlariga bog'liqligi va asosiy xarakteristikalarining nochiziqligi ta ’sir eta boshlaydi. Shu sababli kuchaytirgich hisobi, tranzistorning kichik signal modellaridan foydalanmagan holda, tranzistorning aniq elektrod xarakteristikalari bo'yicha bevosita analitik yoki grafoanalitik usulda am alga oshiriladi. Ushbu usullar tranzistorning nochiziqli xususiyatlarini e ’tiborga olgani munosabati bilan aniqligi yuqoridir. Grafoanalitik usul uzatish xarakteristikalarni chizishga asoslanadi. UE sxemada ulangan kuchaytirgich kaskad sxemasi 8.19-rasmda keltirilgan bo'lib, uning grafoanalitik hisobini ko‘rib chiqamiz. Sxemada RB rezistor sokinlik rejimida (ishchi nuqta) baza toki qiymatini, ya’ni kuchaytirgichning kuchaytirish sinfmi belgilaydi. RK rezistor (bundan buyon uni yuklama deb ataymiz) tranzistorning kollektor — em itter oralig‘i va kuchlanish manbayi EM bilan ketmaket ulangan b o ‘lib, yuklamadagi UR va UKE kuchlanishlar o ‘zaro quyidagi munosabat orqali bog‘langan: