Elektronika va Sxematexnika fanning maqsad va vazifalari

^Uc h i q
^Uc h i q . m a x
_b К_и, dB
⁶⁰ 3 dB

а)
^Uc h i q . m i n ^{a
0 U}k i r . m i т n


^Uk i r . m a x


b)
^Uвх
40
φ
20
0 _{1 fн}


Δ f
10 ₁₀²
10³
10^{4 fv}

lg f

4.2-rasm. Amplituda va Faza-chastota xarakteristikalari

Punktir chiziq bilan benuqson (ideal) kuchaytirgichning amplituda xarakteristikasi ko‘rsatilgan. Real xarakteristikaning idealdan farqlanishi zaif va katta kirish signallarida kuchaytirgich elementlarida shovqin va nochiziq xarakteristikalarning mavjudligi bilan izohlanadi.

Kuchaytirgichning detsibellardagi dinamik diapazoni deb kirish kuchlanishi maksimal qiymatinining ab amplituda xarakteristikasining chiziqli qismidagi minimal qiymatiga nisbatiga aytiladi (4.2a-rasm).

_{D  20 lg} ^Ukir.max
^Ukir.min

. (4.1)

Bu qismdagi kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti:



u
_{K } ^Uchiq.max ^Uchiq.min _ ^Uchiq _.

^Ukir.max ^Ukir.min ^Ukir
(4.2)

Kuchaytirgichning amplituda-chastotaviy xarateristikasi (AChX) – K_u
kuchaytirish koeffitsientining, misol uchun kirish signali f chastotasiga
^{bog‘liqlidir, ya’ni Ku(f) bunda u}_chiq ^{ Um sint, Um  const;}   var ^.

^Zkir
^{ U}kir ^{/ I}kir
 R_kir 
jX _kir ;
(4.3)

^Zchiq
^{ U}chiq ^{/ I}chiq
^{ R}chiq ^
jX chiq^.
(4.4)

R_n yuklama qarshiligida chiqish quvvati

^Pchiq ^{ R}н
2

I

.
chiq

(4.5)

Bipolyar (ikkiqutbli) tranzistorli kuchaytirgichlar

Bizga ma’lumki tranzistorlarning uch xil ulanish sxemalari mavjud bular UE-umumiy emitterli, UB- umumiy bazali, va UK- umumiy kollektorli. Ulardan keng tarqalganni bu umumiy emitter (UE) li tranzistorli kuchaytirgichlardir. Bu turdagi kuchaytirgichda emitter kirish va chiqish zanjiri uchun umumiy elektrod bo‘lib xizmat qiladi (4.3a- rasm). R_c ichki qarshilikli signal manbaining U_kir kirish kuchlanishi VT bipolyarning tranzistorning signal manbaidan tokning doimiy tuzuvchisini o‘tishini oldini oluvchi aloqa sig‘imi orqali kuchaytiruvchi pog‘ona (kaskad)ga uzatiladi. Kuchaytirilgan chiqish kuchlanishi ajratuvchi S₂ kondensator orqali R_n yuklamaga¹ uzatiladi, ya’ni U_chiq kuchlanishning faqat o‘zgaruvchan tuzuvchisi beriladi.

E_c


^Uk i r
^Ik i r


С₁


I_К R_К

С
^RB 1 ²
VT ⁱ²
I_B
I
U_{n En}


R

Э _Rн
^{Rc R}B 2
R_{Э СЭ}
а)
^Uc h i q

4.3-rasm Bipolyar tranzistorli kuchaytirgich (umu miy emitter) sxemasi

R_E rezistor yordamida kuchaytirgichning doimiy tok bo‘yicha teskari aloqasi hosil etiladi va u kuchaytirish rejimining harorat turg‘unligini ta’minlaydi. Shunday qilib, harorat oshishida I_K kollektor va I_E emitter tokining va R_EI_E kuchlanish pasayishining doimiy tuzuvchilari ko‘tariladi. Natijada, U_BE kuchlanish pasayadi, bu esa o‘z navbatida I_B baza tokini kamaytiradi va oqibatda I_K kollektor tokini kamaytiradi va turg‘unlashtiradi.

C_E katta sig‘imli kondensator (o‘nlab mikrofaradalik) R_E rezistor qarshiligini o‘zgaruvchan tok bo‘yicha shuntlaydi (qisqa tutashtiradi), bu esa o‘z navbatida teskari aloqa zanjiridagi kuchaytirilayotgan signalning o‘zgaruvchan tok bo‘yicha zaiflashini oldini oladi.
Kuchaytirgichning ishlashini qulay tahlil etish uchun, uning doimiy (4.3b-rasm) va o‘zgaruvchan tok (4.4-rasm) bo‘yicha almashtirish sxemalari alohida ravishda ko‘riladi. Kuchaytirgichning doimiy tok bo‘yicha ishlash rejimida kuchaytirilayotgan signalning eng kam nochiziq buzilishlarga erishish uchun, quyidagi tenglama bilan ifodalanadigan, yuklama chizi/ining bc orali/ining o‘rtasida joylashgan a (4.4-rasm) ishchi nuqtasi tanlanadi:

I_Кn  (U_n  U_Kn) / R_K,
gde
U_Kn  U_KЭ  R_ЭI_Эn . (4.6)

Yuklama chizi/i quyidagicha tuziladi. Keltirilgan tenglamadan ko‘rinib

turibdiki, agar bo‘ladi.
I_Kn  0,
U_Kn  U_n
bo‘lsa,
U_Кn  0,
^IК.max ^{ U}n ^{/ R}K
ga teng

Ikkita topilgan nuqta orqali to‘g‘ri (yuklama) chizi/i o‘tkaziladi. I_Bn
sokin rejimi (rejim pokoya)da baza tokini uzatib, doimiy tok bo‘yicha yuklama chizi/ining tranzistorning I_B = I_Bp sokinlik nuqtasi (tochka pokoya) a(U_Kn, I_Kn) dagi chiqish xarakteristikasi bilan kesishmasi topiladi.




4.4-rasm Umumiy emitter o‘zgarmas va o‘zgaruvchan tok bo‘yicha
almashtirish sxemasi


R_B1 Rezistorning qarshiligi quyidagi formula orqali hisoblanadi:

_{R } ^Un ^UБЭп ^{ R}Эп ^IЭп _{ 4R}
 h R .
(4.7)

I
Б1
Бп
Б 2 21 К

Bunda U_Bn  0,3 V germaniyli va U_Bn  0,65 V kremniyli tranzistorlar uchun.
a ish nuqtasidagi kollektor va emitterning taxminiy sokin toklari (toki pokoya) quyidagi formulalar bilan hioblanadi:
^I_Кп ^{ 0,5I}_Кmax ^{ U}_n ^{/ 2R}_K ^; I_Эп  I_Кп  I _Бп  I _Бп (1  ) ^{. (4.8)}
Emitterning sokin kuchlanishi: U_Эn  U_n / 2  U_КЭп  (0,1...0,2)U_n.

Qarshilik
R_Э  U_Эп / I_Эп ;
R_К U_n /(2I _Kn ) , sig‘im esa:

C_Э  10 /(2fR_Э ), bunda f – u_vx. kirish kuchlanishining chastotasi.
Kuchaytirgichning o‘zgaruvchan tok bo‘yicha ishlash rejimi quyidagi ko‘rinishni oladi

U_Э  (1/ _cC) i_Э  0
(X_С
 0,1R_Э ) _{, (4.9)}

U_Э  (1/ _cC) i_Э  0
(X_С  0,1R_Э )
qabul qilinadi, ta’minlash manbaining R_vt

ichki qarshiligi va C_n sig‘imi hisobga olinmaydi, ya’ni ta’minlash manbai o‘rinbosar sxemasi qisqa tutashtiriladi(4.5a-rasm).

^С1 I_B
^С2 i₂
VT
_RК R_н

^Uk i r
^RB _СE
i_К
С_n
а)
^Uc h i q


b)

4.5-rasm. Kuchaytirgichning o‘zgaruvchan tok bo‘yicha sxemasi


Kuchaytirgich kirishiga u_kir o‘zgaruvchan kuchlanish berilganda i_B
bazadagi va i_K kollektordagi tok va kolektordagi kuchlanishda

U_K  U_n  R_K i_K
(4.4-rasmga qarang) o‘zgarish ro‘y beradi. O‘zgaruvchan I_mK

kollektor tokining amplitudasi I_mB baza tokining amplitudasidan taxminan h₂₁ barobar katta, U_mK kollektor kuchlanishining amplitudasi esa kirish kuchlanishi amplitudasidan bir necha barobar katta.
4.4-rasmda, tasvirlangan grafiklardan foydalanib, pog‘ona (kaskad) ning kirish qarshiligi va kuchaytirish koeffitsientini aniqlash qiyin emas:

^Rkir
_ ^UmБ _;
^ImБ
K  ^ImК ;

i
^ImБ
K  ^UmK ;

u
^UmБ
K_p  K_i K_u .
(4.10)

Bunda U_kir kirish kuchlanishining musbat (ijobiy) yarim davriga chiqish kuchlanishining manfiy (salbiy) yarim davri mos keladi U_K  U_chiq.. Boshqacha qilib aytganda, kirish va chiqish kuchlanishlari orasida 180^o ga teng fazaviy siljish mavjud, ya’ni umumiy emitterli kuchaytirgich sxemasi aylantiruvchi (invertrlovchi) qurilma bo‘lib, kirish kuchlanishini kuchaytiradi va fazasini 180^o ga o‘zgartadi.
Odatda, ko‘rilgan kuchaytirgich pog‘onasi (kaskadi) zaif signallarni kuchaytirish rejimida ishladi (baza va kollektor toklarining doimiy tuzuvchilari o‘xshash o‘zgaruvchan toklardan ustun kelishadi). Bu xususiyatlar, chiziqli rejimda ishlayotgan tranzistorning past chastotadagi ma’lum h-parametrlari bo‘yicha kuchaytiruvchi pog‘onasining parametrlarini hisoblashda tahliliy usullardan foydalanish imkonini beradi

_{Z } ^U kir _



^RB1 ^{ h}11

kir _I
R  h (1 jC R
₎ . (4.11)

kir
B1 11
К B1

Umumiy emitterli bipolyar tranzistorli kuchaytirgich pog‘onasi odatda bir necha yuz om qarshilikka ega bo‘ladi. Odatda kollektordagi chiqish qarshiligi kirishdagiga qaraganda bir tartibga yuqori bo‘ladi. Kuchaytirgichga yuqori omlik signal manbai ( R_c  R_kir ) va past omlik yuklama ( R_н  R_K ) ulanganda kuchaytirgichning asosiy parametrlari quyidagi formulalar bilan hisoblanadi:

c
u  e
^Rkir
_ ^ec^h11

kir
^Rс ^{ R}kir
R_c  h₁₁
; (4.12)

_{u } ^{ u}chiq^h21^RK ^Rн

chiq
h (R  R

• 
  h R
  

_{R )} ; (4.13)

11 н


K 
K 22 K н
^h21^RK ^Rн

^u h (R
_{ R )} ; (4.14)

K_i 
11 K н
^h21^RK

. (4.15)

R_K  R_н  R_K R_нh₂₂


K_u kuchlanish bo‘yicha real (haqiqiy) kuchaytirish koeffitsienti har doim yuklatilmagan kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsientidan kichik bo‘ladi ( R_н  R_К ). Bu farq chiqish qarshiligining oshishi va R_n

bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti
K_p  K_u K_i
esa, umumiy emitter (UE) li

sxemada ming barovarga erishishi mumkin.

Download 1.15 Mb.