O‘zbekiston respublikasi madaniyat va sport ishlari
Download 0.8 Mb. Pdf ko'rish
|
fizika va elektronika asoslari
- Bu sahifa navigatsiya:
- 9.4. Maydon tranzistori
- 10.1. Bipolyar tranzistoridan yig‘ilgan past chastotali kuchaytirgich kaskadi
p n p I К U chiq. R n I E G a) – I Б U kir. U К U К I E 69 parametrlarini aniqlashda qo‘llaniladi. Tranzistorning emitter, baza va kollektor toklari bir-birlariga juda bog‘liq bo‘lgani uchun, uning statik xarakteristikasi ulanishiga bog‘liq bo‘ladi. 9.4. Maydon tranzistori Maydon tranzistorining ishlashi bir xil ishorali zaryad tashuvchilarga asoslangan. Maydon tranzistori deb atalishiga asosiy sabab, uning bipolyar tranzistoriga o‘xshab tok bilan emas, balki elektr maydonida boshqarilishidir. Maydon tranzistorlarining har xil turlari mavjud. p–n o‘tishli maydon tranzistorlari 24a-rasmda p–n o‘tishli maydon tranzistorining ishlashi ko‘rsatilgan. 24-rasm. p–n o‘tishli maydon tranzistorini ishlash prinsipi (a), kuchlanish hamda tokining chiqish xarakteristikasi (b). Maydon tranzistorining tuzilishi: to‘g‘ri burchakli n-tipidagi yarim o‘tkazgich plastinadan (2), uning chekkalarida juda kichik qarshilikka ega bo‘lgan kontaktlardan (1 va 4) iborat. Uning ikkala keng tarafidagi plastinalar (3) p o‘tkazuvchanlik qalinligini tashkil qilib, bu qalinlik material bilan umumiy elektrodni hosil qiladi va zatvor (Z) deb yuritiladi. Birinchi va to‘rtinchi kontaktlar (1 va 4) ta’minlovchi E 1 manbasiga ulangan va alohida kontaktlarni tashkil qiladi. Asosiy eletronlar harakatlanadigan kontaktni istok (I), ikkinchi kontaktni esa – stok (S) deb yuritiladi. Shuningdek n-tipli maydon tranzistorining stoki istokka nisbatan musbat ishoraga ega va p–n o‘tishiga manfiy kuchlanish beriladi. b) ~ + + – 1 N G a) – U kir. E z К 1 К 2 I С N 2 3 4 + – I S Z – + E l U З – R n U chiq. 30 20 10 10 20 30 40 I S , ma v U S 1 2 0 U z0 =-40 v U z =0 v U z =-10 v U z =-20 v U z =-30 v Z S I 70 Maydon tranzistorini (24a-rasm) bipolyar tranzistor bilan solishtirganda ularning oyoqchalari (stok, zatvor va istok) bipolyar tranzistorining kollektor, baza va emitter oyoqchalariga o‘xshashdir. Kalit K 1 uzilganda E 1 manbasi tashkil etgan elektr maydon ta’sirida yarim o‘tkazgichning n-tipidagi elektronlari istokdan stok tomon harakatlanadi va stok I S tokini hosil qiladi. Stok bilan istok oralig‘ida nagruzka qarshiligi R N ulanganligi uchun stok toki I S chiqish hisoblanadi. Tok I S bilan kuchlanish U S o‘rtasidagi bog‘lanish, zatvor zanjiridagi kuchlanish U 3 =0 bo‘lganida, 24b-rasmda keltirilgan ko‘rinishda bo‘ladi. Boshlanishida I S =f (U S ) chiziqli bo‘lib, keyinchalik bu chiziqli bog‘lanish 0 nuqtada buziladi. 25-rasm. Maydon tranzistorini p-n o‘tishli umumiy istok bilan ulanishi. Maydon tranzistorlarining ko‘rinishlari a) p kanalli p-n o‘tishli; b) n kanalli p-n o‘tishli; v) ajratilgan p kanalli; g) ajratilgan n kanalli; d) induksiyalangan p kanali boyitilgan va s) induksiyalangan n kanali boyitilgan tipdagi maydon tranzistorlari. ~ + + – G – U kir. I Z R n U chiq. Z S I I Z I S I S Z S I Z S I Z S I Z S I a) b) v) g) d) e) Z S I Z S I 71 72 10. KUCHAYTIRGICHNING UMUMIY XARAKTERISTIKASI Kuchaytirgich avtomatika, telemexanika va hisoblash texnikasining asosiy qismlaridan biri hisoblanadi. Kuchaytirgichlarni sinflashda asosan ularni tashkil etuvchi elementlariga qaraladi: elektron lampali, tranzistorli, integral mikrosxema, operasion elementlar va optik elementlar bazasidagi kuchaytirgichlar mavjud. Elektron kuchaytirgichlarni elektr signallarini kuchaytirishini chastota diapazoniga qarab tasniflash qulay: 1. Kichik chastotali kuchaytirgich. Signal chastotasining spektri bir necha o‘nlab Hz dan bir necha kHz gacha. Yuqori chastotaning past chastotaga nisbatiga f yu / f p . 2. Doimiy tok kuchaytirgichi yoki sekin o‘zgaradigan kuchaytirgich. Bunda chastota diapazoni f p =0 dan f yu ba’zi paytlarda o‘nlab va yuzlab kHz ga yetadi. Bunday kuchaytirgichlar asosan hisoblash texnikalari va axborotga ishlov berish texnikalarida ko‘proq ishlatiladi. 3. Rezonans kuchaytirgichlari. Bu xil kuchaytirgichlar tor chastota oralig‘idagi signallarni (f yu / f p < 1,1) kuchaytirishda va radioto‘lqinlarni qabul qilish qurilmalarida, axborot uzatishda keng qo‘llaniladi. 4. Keng oraliqli (impulsli) kuchaytirgichlar. Ularning chastotalari bir necha kHz dan bir necha MHz gacha bo‘lishi mumkin. Bunday kuchaytirgichlar aloqa vositalarida, radiolokasiya qurilmalarida, televidenie va hisoblash texnikalarida axborotni videomonitor ekraniga kichraytirib chiqarishda ishlatiladi. Kuchaytirgichlarning yuklama xarakteristikalari va ishlatilish joylariga qarab, ularning asosiy parametrlari va xarakteristikalarini ko‘rab chiqaylik. Kuchaytirish koeffitsiyenti Kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti har xil kuchaytirgichlarda bir necha ming bo‘lishi mumkin K i =U chiq. /U kir. Ko‘p hollarda kuchaytirish koeffitsiyenti K i ni oshirish uchun ko‘p kaskadli kuchaytirgichlardan foydalaniladi. Buning uchun birinchi kuchaytirgichning chiqishi (U chiq ) ikkinchi kaskad uchun kirish (U kir. ) hisoblanadi va umumiy kuchaytirish koeffitsiyenti alohida olingan kuchaytirish koeffitsiyentlarining ko‘paytmasiga teng bo‘ladi: n u u u u K K K K ⋅ ⋅ ⋅ = 2 1 L . (41) Kuchaytirish koeffitsiyentining o‘lchov birligi yo‘q. Ayrim paytlarda logarifmik birlikda – desibelda aniqlanadi. 73 K Db = 20 lg (U chiq. /U kir ). Buning teskarisi 20 / 2 10 Db u К = . Ko‘p kaskadli kuchaytirgichlar uchun (41) ni logarifmlab quyidagini hosil qilamiz: K Db = K 1Db + K 2Db + ⋅⋅⋅ + K nDb . (42) Bundan tashqari tok va quvvat bo‘yicha ( K I , K P ) kuchaytirish koeffitsiyentlarini ham desibelda ifodalash mumkin: Db I К = 20 lg ( I chiq. /I kir ) va quvvat bo‘yicha Db P К = 10 lg ( R chiq. /R kir ) Ba’zi paytlarda kuchlanishning qancha kuchayganligini desibeldagi qiymatidan foydalanib hisoblamoqchi bo‘lsak, unda 20 / 10 Db u K u К = formuladan foydalanamiz. Agar Db u К =1 desak, u holda 12 , 1 10 10 20 / 1 20 / = = = Db u K u К . Bu shuni ko‘rsatadiki, kuchaytirish bir desibelga teng bo‘lganida, chiqishdagi kuchlanish 1,12 marotaba ortadi va kirish kuchlanishidan 12% katta bo‘ladi. Quyidagi jadvalda ayrim kuchaytirish koeffitsiyentlarini desibelga o‘tkazish ko‘rsatilgan. 7-jadval. u К 2 3,16 10 31,6 100 1000 10000 Db u К 6 10 20 30 40 60 80 Quvvat kuchlanishning yoki tokning kvadratiga proporsional ( P = U 2 / R = = I 2 ⋅ R ). Chiqish quvvati. Aktiv yuklamadagi sinusoida ko‘rinishdagi kuchlanish uchun P chiq. = 2 2 ) 2 / ( . . 2 . 2 . 2 . m m m chiq chiq n m chiq n chiq n chiq I U R U R U R U ⋅ = ⋅ = = , bu yerda, U chiq. va m chiq U . – ta’sir etuvchi chiqish kuchlanishining amplituda qiymati; 74 m chiq I . – nagruzka tokining amplitudasi. Foydali ish koeffitsiyenti quyidagi formula bilan topiladi: % 100 ) / ( . ⋅ = λ η P P chiq , bu yerda, λ P – kuchaytirgichning manbadan oladigan umumiy quvvati. Shuni aytish kerakki, kuchaytirgich qaysi energiya asosida ishlamasin u R chiq. quvvati uchun regulyator rolini o‘ynaydi va manbadan yuklamaga quvvatni o‘tkazadi. Kirish signali esa shu quvvatni boshqarish uchun ishlatilib, R kir. quvvatini sarflaydi. Nominal kirish kuchlanishi. Nominal kirish kuchlanishi deb, kuchaytirgichning kirishiga berilib, chiqishida juda katta bo‘lgan quvvatni olishga aytiladi. Bu kuchaytirgichni qancha quvvatga hisoblanganligiga ham bog‘liq. Kuchaytirgichning kuchaytirish chastota oralig‘i (o‘tkazish oralig‘i). Kuchaytirish koeffitsiyenti u yoki bu kuchaytirgich uchun ko‘p o‘zgarmaydi (past chastotali kuchaytirgich uchun kuchaytirish koeffitsiyenti K=3 Db dan oshmaydi), ya’ni bu kuchaytirish chastotasi oralig‘ini nisbatan torroq bo‘lishini talab qiladi. Chastota oralig‘ini kengayishi kuchaytirgich sxemasining murakkablashishiga olib keladi, shuning uchun chastota diapazoni ma’lum bir oraliqqa qisiladi va kuchaytirgichning ishi yaxshilanadi. Amplituda-chastota xarakteristikasi. Bu xarakteristika kuchaytirish koeffitsiyentini (kuchlanish bo‘yicha) kuchaytirilayotgan signalning chastotasiga bog‘liqligini ifodalaydi (26-rasm, a). Fazachastota xarakteristikasi. Bu – kuchaytirgichning kirish va chiqish kuchlanishlari orasidagi chastota o‘zgarishi natijasida hosil bo‘ladigan siljish burchagi α ga aytiladi (26-rasm, b). a) b) 26-rasm. ideal xarakteristika f f ϕ ideal xarakteristika 75 Kuchaytirgichning chiqish signalining buzilishiga sabab, asosan uni tashkil etuvchi elementlarning xarakteristikalarini to‘g‘ri chiziqli emasligidadir. Misol uchun, 27-rasmda umumiy emitter bilan ulangan tranzistorning kirish xarakteristikasi berilgan. Baza tokining I B (t) yoki kuchaytirgichning kirish tokining formasini buzilishini aniqlash uchun u o‘zgaruvchan kirish kuchlanishining formasiga taqqoslanadi I kirish (t). Kirish kuchlanishining ushbu chiziqsiz buzilishlari kuchaytirgichning chiqishida qo‘shimcha yuqori chastotali garmonikalarni hosil qiladi. Kuchaytirgichning chiziqsiz buzilish darajasi chiziqsiz buzilish koeffitsiyenti bilan baholanib, yuqori garmonikali quvvatning chiqish signalini, uning to‘la chiqish quvvatiga kvadrat ildiz ostidagi nisbati bilan n n n P P P P P P P K + + + + + + + = L L 3 2 1 3 2 , yoki unga yaqin garmonika koeffitsiyenti bilan 1 2 2 3 2 2 1 3 2 U U U U P P P P K n n Г + + + = + + + = L L topiladi, bu yerda U 1 , U 2 , ... , U n – birinchi, ikkinchi va boshqa chiqish kuchlanish garmonikalarining ta’sir etuvchi qiymatlari. 27-rasm. I B I B t t U BE U kir. I’ m I’ m 76 10.1. Bipolyar tranzistoridan yig‘ilgan past chastotali kuchaytirgich kaskadi Bipolyar kuchaytirgichlarda asosan umumiy emitter bilan ulangan sxema ishlatilib (28-rasm), u yordamida kuchlanish yoki tok kuchaytiriladi (8- jadvalga qarang) 28-rasm. 8-jadval Ulanish tiplari Kuchaytirish koeffitsiyentlari Kirish qarshiligi, Om Umumiy baza bilan ≈ 1 1000 1000 birdan o‘ngacha Umumiy emitter bilan 10 ÷ 100 100 ÷ 1000 10000 yuzlab Umumiy kollektor bilan 10 ÷ 100 ≈ 1 10 ÷ 1000 o‘n minglab Sxemada (28-rasm) turgan R 1 va R 2 korpus bilan +E orasiga ulanib, kuchlanishni bo‘luvchi qarshilikni tashkil etadi. Kuchlanish R 2 qarshiligida tushib, baza-emitter U BE kuchlanishini tashkil qiladi va ish nuqtasi P 1 ni aniqlaydi (29- rasm). Taqsimlagich tokining chegarasi I t ≈ (2 ÷ 5) / 1 B I . Taqsimlagich asosida bo‘lingan tok qiymati qancha katta bo‘lsa, kuchaytirish kaskadining ishi shuncha turg‘un (stabil) bo‘ladi. Tranzistorning baza toki I B = I K – I E ga teng bo‘lib, siljish kuchlanishiga katta ta’sir ko‘rsatmaydi. Taqsimlagich qarshiligi tarafidan bo‘lingan tok qiymatini haddan tashqari ko‘p olinishi kuchaytirish kaskadining foydali ish koeffitsiyentini pasaytiradi. Bu pasayish taqsimlagich qarshiligida energiyaning yo‘qolishi hisobiga bo‘ladi. I 0,1 U BE U kir. -I Bm 0,2 0,3 v 29-rasm 0,2 0,5 +I Bm 1 BE U 1 B I P 1 I B ma I Т U kir. I Т R 2 R 1 R К I Т +I B I BI I E +E К U chiq. U BEI Cr 1 Сr 2 77 Aytaylik, kirish kuchlanishi U kir =0. Baza-emitter kuchlanishi U BE tranzistorning pn-ochiq o‘tishidan «emitter-baza» baza toki I B oqib o‘tadi. Ajratuvchi kondensator Cr 1 doimiy tokning kirish signali orqali o‘tishiga yo‘l bermaydi. Bu holda tranzistor ochiq bo‘lib, aktiv holatda bo‘ladi. Uning holatini ish nuqtasi P 1 bilan E K nuqtasidan o‘tkazilgan yuklama to‘g‘ri chizig‘i (E K /R K ) belgilaydi. U asosan shu tranzistor bazasiga berilayotgan tok qiymatiga bog‘liq (30-rasm). 30-rasm. Kollektordagi doimiy tok I KI kuchlanishning kamayishiga sabab bo‘ladi – I KI ⋅ R K , bu esa kollektor-emitter kuchlanishini U KEI ko‘rsatadi. Shunday qilib, ajratuvchi Cp 2 kondensatoridan doimiy kuchlanish o‘tmaydi, chunki chiqish kuchlanishi –U chiq. =0. Sxemaning bu holati doimiy tok tartibidagi holati deb yuritiladi. Misol uchun, tashqaridan sinusoida amplitudali U kirish signali berilayotgan bo‘lsin. Uning ta’siri, kirish xarakteristikasiga asoslanib (29-rasm), baza tokining o‘zgaruvchan tashkil etuvchi kondensator Cr 1 dan o‘tib, emitter-baza zanjiri – Cr 1 ga berilayotgan signal +I Bm va –I Bm amplituda signali tranzistorning kollektor zanjiridagi tok holatini o‘zgartiradi. Kollektor tokining o‘zgarishi I Kr +I Km dan to I Kr –I Km tushish kuchlanishining pulsasiyasini oshishiga olib keladi – I Km ⋅ R K , shuningdek, kuchlanish pulsasiyasi U KE va amplitudasini U KEm =E K –I Km ⋅ R K o‘zgarishiga ham olib keladi. Bu pulsasiya Cr 2 kondensator orqali o‘tib kuchaytirgichning chiqishida paydo bo‘ladi U chiq. = U KEm . Bu holat o‘zgaruvchan tok rejimida ishlash deyiladi. 28- rasmda ko‘rsatilgan sxema ma’lum bir siljish kuchlanishida ishlab, u ancha turg‘un hisoblanadi, biroq tashqi temperaturani o‘zgarishi ish nuqtasi R ni o‘zgarishiga olib 10 5 0 I К ma I BI +I Km I BР +I Кm E К U КE I B0 -I Km v -I Кm I КI -I K U КE U КE =U chiq. 78 keladi. Shuning uchun, ularning ishlashini har xil termostabilizasiya qilish elementlaridan foydalanib yaxshilanadi. Kuchaytirish kaskadida temperaturaning oshishi, masalan har 10 ° da tranzistorning boshqarilmaydigan I K tokini ikki martagacha oshirishi mumkin. Ko‘p ishlatiladigan R E C E elementi bilan termostabilizasiya qilingan kaskad 31- rasmda ko‘rilgan. Siljish kuchlanishi U b qarshilik R 2 da paydo bo‘ladi va bunga R E qarshiligida hosil bo‘layotgan kuchlanish ta’sir etib, u orqali doimiy ta’sir etuvchi emitter toki I E oqib o‘tadi. Temperaturaning ortishi bilan doimiy ta’sir etuvchi I K toki oshadi. Shunday qilib I E =I K +I BI va kollektor tokining o‘zgarishi doimiy ta’sir etuvchi emitter I E tokining o‘zgarishiga va kuchlanishning pasayishiga (tushishiga) olib keladi R E ⋅ I E , E E B KE I R U U ⋅ − = 1 . Bu o‘z navbatida tranzistorning baza I BI tokini kamayishiga ham sabab bo‘ladi. Kollektor zanjiridagi R E qarshilikdan o‘zgaruvchan tok qoldig‘ini ayirish uchun, zanjirga shunt kondensatori ulanadi. Bu kondensatorning sig‘imi o‘nlab mikrofarada bo‘lib, reaktiv qarshiligi – E c C f x ⋅ = π 2 1 , bu qiymat o‘zgaruvchan tok uchun juda kam miqdordagi qarshilik hisoblanadi. 31-rasm. Тermostabilizasiya qilingan (R E С E – elementi) tranzistorli kuchaytirish kaskadi. R 2 R 1 R К I E Сr 1 Сr 2 I К С E I E + – + – |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling