Mavzu: bipolyar tranzistorlar asosidagi tok va kuchlanish kuchaytirgichlarni tekshirish ishdan maqsad

Download 15.14 Kb.
Sana	19.04.2024
Hajmi	15.14 Kb.
	#201138

Bog'liq
8-TAJRIBA ISHI (1)
ETM 2-ma\'ruza, Birinchi tartibli differensial tenglamaning maxsus yechimi, 4445, 9-TAJRIBA ISHI

8-TAJRIBA ISHI
MAVZU: BIPOLYAR TRANZISTORLAR ASOSIDAGI TOK VA KUCHLANISH KUCHAYTIRGICHLARNI TEKSHIRISH
Ishdan maqsad: Bipolyar tranzistorlar tuzilishi va ishlash prinsipi ,bipoyar tranzistorlarni asosiy xarakteristikasi vab ipolyar tranzistorlarni ulash sxemalari o’rganish.
Elektr signallarni kuchaytirish, generatsiya qilish va o’zgartirish uchun mo`ljallangan yarim o’tkazgichli electron qurilmaga taranzistor deyiladi Tranzistor bu kamida uchta chiqishga ega bo’lgan va tashqi quvvat manbai enargiyasi tufayli quvvatni kuchaytirishga qodir bo`lgan yarim o`tkazgich o`zgartirgich qurilmasi bo`lib xisoblanadi. Tranzistor – chiziqli bo`lmagan faol elemanti bo`lib xisoblanadi. Tranzistor uchta soxadan iborat yarim o‘tkazgichli asbobdir. Urta kismi baza deb deb atalib aralashma kontsentratsiyasi chetki kismlariga nisbatan kam va yupka bo‘ladi. Baza kalinligi LБ elektron yoki kovakning rekombinatsiyalashgunga kadar erkin yugurib utgan masofasi Lд ga nisbatan kichik LБ < LД.bulsa yupka baza deb yuritiladi. LД shuningdek, diffuziya siljish uzunligi deb ham ataladi. Chetki kismlaridan biri emitter, ikkinchisi kollektor deb ataladi. Tranzistorning tuzilishi triodga kiyoslansa, emitter – katodga, baza- turga, kollektor - anodga uxshatiladi. Emitter degan nom elektronlar bazaga purkaladi in’ektsiya, ya’ni injektsiyalanadi degan ma’noni anglatadi. Mana shu xususiyati bilan elektron lampadagi katoddan termoelektron emissiya xodisasi tufayli elektronlar hosil bulishi orasidagi fark tushuntiriladi. Tranzistor va vakuumli triod ishlash printsipi jihatidan ham fark kiladi. Triodda turga kuchlanish berilsa ham, anod toki hosil bo‘ladi. Tranzistorda esa baza toki bulmasa, kollektor toki ham bulmaydi. Diskret tranzistorda r-n utishlar yarim o‘tkazgichli plastinaning karama – qarshi tomonlarida joylashgan. Utishlari bir tomonga joylashgan tranzistorlar ham mavjud. Bunday tranzistorlar integral tranzistorlar deb ataladi. Emitter soxasida aralashma miqdori ko‘p rok bo‘ladi. Kollektor zaryad tashuvchilarni ekstraktsiyalash (sugurib olish) vazifasini bajaradi. Tranzistorning bazasi n yoki р utkazuvchanlikka ega bulishi mumkin. Shunga kura chetki kismlari р yoki n utkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Demak, tranzistor р – n - р yoki n- р- n strukturali bo‘ladi. Tranzistorda ikkita р-n utish mavjud. Buni xisobga olgan holda tranzistorni ketma –ket ulangan ikkita boglangan diod sifatida qarash mumkin. Uning chetki uchlariga kuchlanish ulanganda r-n utishlarning biri tugri utish bo‘lsaikkinchisi teskari bulganligidan xar ikkala yunalishda ham sistemadan tok utmaydi. Tranzistorni ikkita tok manbaiga ulaylik. K kalit ochik bo‘lganda emitter zanjirida tok bulmaydi.
Kollektor zanjirida esa oz miqdorda teskari р-n utish toki ( IкБт, т- teskari demak) bo‘ladi. K- kalit ulanganda emitter zanjirida tok hosil bo‘ladi. Chunki Еэ. manba kuchlanishi emitter – baza yo‘nalishida tugri р-n utish hosil kiladi. Bunda ko‘pchilik kovaklar emitterdan bazaga utganda LБ > LД. bulganligidan kollektor o‘tishiga yetib boradi. Natijada kollektor toki ortadi. Umuman olganda tranzistorning asosiy xossasi bazada borayotgan jarayonlar bilan belgilanadi. Bazada chet moddalar taksimlanishi natijasida unda asosiy bo‘lmagan zaryadlarni emitterdan kollektorga o‘tishiga yordam beruvchi elektr maydon bo‘lsabunday tranzistor dreyfli tranzistor deyiladi. Agar bazada xususiy maydon bulmasa, asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar baza orqali asosan diffuziya tufayli utsa bunday tranzistor dreyfsiz tranzistor deb ataladi.Tranzistorning chikish xarakteristikasida Iэ = 0. ga mos kelgan xarakteristika K kalit ochik bulgan holni

ifodalaydi. Harakteristikadan kurinadiki kollektor - bazaga quyilgan manfiy kuchlanish qiymati ortishi bilan tokning sezilarli darajada ortishi kuzatilmaydi. Buni tushuntirish uchun tranzistorning potentsial diagrammasi bilan tanishib chikaylik. Unda tranzistorning zaryadlarga kambagallashgan soxalari ham ko‘rsatilgan. Emitter va kollektor soxalarida zaryadlangan zarrachalar kontsentratsiyasi katta bulganligidan kambagal soxa asosan baza katlamida bulib, ikki soxa orasidagi masofa ya’ni bazaning effektiv kalinligi baza kalinligidan kichik bo‘ladi. Kollektordagi manfiy kuchlanishning ortishi kollektor o‘tishidagi kambagal katlamning kengayishiga olib keladi. Natijada bazaning effektiv kalinligi kamayadi. Bu xodisa baza kalinligining modulyatsiyasi deb ataladi. Emitter toki fakat kovaklar xarakati tufayli hosil bulmasdan elektronlar xarakati bilan ham boglik. Kollektorda esa tok fakat kovaklar xarakati tufayli vujudga keladi. Shu sababli emitterning samadorligi
=Iэр/Iэр+Iэн

orqali aniklanadi. Bu yerda Iэр - kovaklar xarakati tufayli hosil bulgan emitter toki; Iэн -. elektronlar xarakati tufayli hosil bulgan emitter toki. Emitterning bazaga injektsiyalangan (purkalgan) bir kism kovaklar bazadan asosiy zaryad tashuvchilar – elektronlar bilan rekombinatsiyalanadi. Baza orqali o‘tib boruvchi kovaklar, baza uchun asosiy bo‘lmagan tok tashuvchi zarrachalar xisoblanadi. Kuyidagi  = Iк- IКБТ./ Iэр nisbat bilan aniklanadigan kattalik baza orqali utuvchi asosiy bo‘lmagan zaryad tushuvchilarni utkazish koefftsenti deb yuritiladi.Emitterning samaradorligi va utkazish koeffitsiyenti tranzistor katta signal bilan ishlagandagi tok uzatish koefftsenti.h21Б. ni belgilaydi. Bu koeffitsent h21Б= = - da teng. Kollektorga kirib keluvchi tok yo‘nalishi musbat yo‘nalishi musbat yunalish deb qabul qilinganligidan «minus» ishora quyiladi. h21B koeffitsiyenti tranzistorning muxim parametrlaridan biri xisoblanib sifatli tayorlangan tranzistorlarda birga yakin bo‘ladi. Tranzistorni zanjirga ulash umumiy bazali(UB) sxema deb yuritiladi. Bu sxema buyicha ЕЭБ va ЕКБ manbaalarning ulanish usuliga kura tratzistorlar turli rejimda ishlashi mumkin. Shulardan tranzistor aktiv rejimda ishlaganda undan utuvchi tokni boshkarish samarali bo‘ladi. Umuman olganda tranzistorlar zanjirga uch xil usulda ulanishi mumkin. Е1 va Е2. batariyalar hosil kilinadigan tok zanjirida emitter xar ikkalasi uchun umumiydir. Shu sababli bunday ulash umumiy emitterli sxema deb yuritiladi. Xuddi shunday umumiy kollektorli sxemalarni ham tuzish mumkin. Tranzistorlardan signallarni kuchaytirish, impulsli sxemalar tuzish va x larda foydalanish mumkin. Shu sababli tranzistorlarlarga signal ta’sir ettirilganda uning parametirlari qanday o‘zga rishga aloxida ahamiyat beriladi. Tranzistorlarga kichik signal ta’sir ettirilganda uni chiziqli aktiv nosimmetrik turt kutbli deb qarash mumkin. Kichik signal ta’sir ettirish deyilganda signal amplitudasi 1,5 barabor orttirilganda tranzistor parametrlari 10 % dan ko‘p ga ortmaydigan hol kuzda tutiladi. Shunda turt kutbli parametrlarni xisoblash usulini kullash mumkin. Odatda tranzistorlarning h parametrlarini UB va UE sxemalari uchun xisoblanadi. Bu sxemalar yordamida topilgan parametrlar o‘zaro quyidagicha boglangan. ;
Shularning eng ko‘p ishlatiladigan UB sxemada h12б = -  = Iк / Iэ Uкб соnst va UEsxema uchun h21э=-=Iк/IбUкэсоnst Bo`lib ular o‘zaro quyidagicha bog`langan =/1- Tranzistordan utuvchi toklarni kuchlanishga boglikligi statik volt - amper xarakteristikalari orqali ifodalanadi. Ular kirish va chikish xarakteristikalariga ajratiladi. Kirish xarakteristikasi deyilganda chikish
zanjirining kuchlanishi o‘zgarmas saklangan holda, kirish zanjiridagi tokning kirish kuchlanishiga bogliklik grafigi tushuniladi. Tranzistordan kuchaytirgich sifatida foydalanilganda umumiy emitterli sxemada signalni kuchlanish buyicha 10-200 marta kuchaytirish mumkin. Shu sabali UE sxema boshkalariga nisbatan ko‘prok kullaniladi. Lekin UE sxemada qarshiligi 500-1000 Om, chikish qarshiligi 2-20 kOM atrofida bo‘ladi.Kirish qarshiligi kichik bulganida boshka kurilmalarga moslash davrida kiyinchiliklar tugiladi. UK sxemada kuchlanish buyicha kuchaytirish UE niki bilan bir xil. UB sxemada tok buyicha kuchaytirish bir atrofida kuchlanish buyicha kuchaytirish UE niki kabi bo‘ladi. Kirish qarshiligi bu sxemada juda kichik 10-200 Om atrofida bulganligidan ko‘pincha elektr signallarini generatsiyalash va shunga uxshash kurilmalarda ishlatiladi. Kuchаytirgich kаskаdining sxеmаsi 1.1 – rasmdа kеltirilgаn. Sxеmаning аsоsiy Еk elеmеntlаri tа’minot mаnbаi, bоshqаruvchi elеmеnt - T trаnzistоr vа Rk rеzistоr hisоblаnаdi. Mazkur elеmеntlаr kuchаytirish kаskаdining аsоsiy zаnjirini tаshkil qilishаdi. Kаskаdning qоlgаn elеmеntlаri yordаmchi vаzifаni ^bаjаrаdi.^Ca1^,^Ca2 ^{kоndеnsаtоrlаr}^аjrаtuvchi^{hisоblаnаdi.}^{Kоndеnsаtоr}^Ca1 o‘zgаrmаs tоk bo‘yichа kаskаdning kirish zаnjirini kirish signаli mаnbаi zаnjiri bilаn pаrаllеl ulаnishining оldini оlаdi, bu esа birinchidаn o‘zgаrmаs tоkning ^Еk^–R1^–Rg^zаnjir^bo‘yichа^kirish^signаli^mаnbаi^оrqаli^оqib^o‘tishini^bаrtаrаfetаdi, ikkinchidаn, tinch hоlаt rеjimidа Ubt bаzаdаgi kuchlanishni eg kuchlаnish ^mаnbаining^RG ^ichki^{qаrshiligiga}^bog‘liq^{bo‘lmasligini}^{tа’minlаydi.}^Ca2 kоndеnsаtоrning vasifasi yuklаmа zаnjirigа chiqish kuchlаnishining o‘zgаruvchаn tаshkil etuvchilаrini o‘tkаzib, o‘zgаrmаs tаshkil etuvchilаrini ^{ushlаb qоlishdаn ibоrаt. R}1 ^{vа R}2 ^{rеzistоrlаr kаskаd uchun sokinlik hоlаt rеjiminini}berishda
ishlatiladi. Bipоlyar trаnzistоrning tоk bilаn bоshqаrilishini hisоbgа оlsаk, ^{bоshqаruvchi}^{elеmеntning}^tinchlаnish^tоki^(Ikt^),^tinchlаnish^bаzа^tоkiningbеrilishi bilаn hosil qilinadi. R1 rеzistоr Ibt tоkini oqib o‘tishi uchun zаnjirni ^hоsil^qilаdi.^R1 ^vа^R2 ^{rеzistоrlаr}^birgаlikdа^{tа’minlаsh}^{mаnbаsining}^“+”^{qutbigа nisbаtаn}^bаzаdа^Uket ^{bоshlаng‘ich}^{kuchlаnishini}^{tа’minlаydilаr.}Re rеzistоr mаnfiy tеskаri bоg‘lаnish elеmеnti bo‘lib, harorat o‘zgаrgаndа ^{kаskаdning tinchlаnish hоlаtini stаbillаsh uchun mo‘ljаllаngаn. Kоndеnsаtоr C}e o‘zgаruvchаn tоk bo‘yichа mаnfiy tеskаri bоg‘lаnishni bаrtаrаf etаdi vа o‘z nаvbаtidа kuchаytirish kоeffitsiyеnti kаmаyishining оldini оlаdi. Trаnzistоrning emittеr chiqish o‘zgаruvchаn tоk bo‘yichа kirish hаmdа chiqish zаnjirlаri uchun umumiy bo‘lgаnligi sаbаbli, kuchаytirgich sxеmаsi “umumiy emittеr” sxеmаsi dеb yuritilаdi. UE kuchytirish kaskadining sxemasi Kаskаdning o‘zgаrmаs tоk bo‘yichа tahlili, grаfik qurishdan vа hisоbiy nisbatlardan foydalanishga аsоslаngan grаf-аnаlitik usul bilаn аmаlgа оshirilаdi. Grаfik qurish trаnzistоrning chiqish (kоllеktоr) tavsiflаri yordаmidа аmаlgа оshirilаdi. Usulning qulаyligi shundаn iboratki, kаskаdni ^tinchlаnish^hоlаti^rеjimi^{pаrаmеtrlаrining}^(Uket ^vа^Ikt⁾^kаskаdni^{hisоblashdа}bоshlаngich dеb qаbul qilingаn o‘zgаruvchаn tаshkil etuvchilаri аmplitudаlаri ^bilаn^(chiqish^kuchlаnishi^Uchiq ^vа^Ikm ^tоki)^{bоg‘likligi}^yaqqоl^ko‘rinаdi^vаtоpilаdi. Chiqish tavsiflаridа o‘zgаrmаs tоk bo‘yichа yuklаmа chizig‘i (а-b) o‘tkаzilаdi. U kaskadning tinchlanish nuqtasi ega bo‘lishi mumkin ^bo‘lgan^qiymatlariga^mos^keluvchi^Uket ^va^Ikt ^{koordinatalarning}^geometrikjoyidir.:
analitik bog‘liqlik kaskadning chiqish zanjirida kuchlanishlar muvozanatini ifodalovchi quyidаgi tеnglаmа bo‘yichа aniqlanadi. Α birga yaqin bo‘lganligi uchun quyidagini yozishimiz mumkin:

Mazkur tеnglаmа to‘g‘ri chiziqning grafik tеnglаmаsi hisоblаnаdi. O‘zgarmas tok bo‘yicha kaskadning yuklama chizig‘ini qurish uchun kaskadning chiqish zanjirini salt yurish (a nuqta) hamda qisqa tutashuv (b nuqta) rejimlarini tavsiflovchi ikkita nuqta bo‘yicha o‘tkazish qulaydir. “а” ^nuqtа^uchun^,^Ikt^=0,^Uke^t=-Ek ^vа^“b”^nuqtа^uchun^Ukt=0,^Ikt^=Ek^/(Rk^+Re^{) Kirish (bаzа) tavsifi I}b^=ƒ(Ube^{)bo‘yicha tinchlanish bаzа tоkining I}bt ^{kеrаkli qiymаtini tаnlаb, chiqish tavsifida I}b^=Ibt ^{tоkka mos kеluvchi kаskаdning o‘zgаrmаs tоk bo‘yichа}yuklаmа chizig‘i bilаn kеsishgаn T nuqtаsining (tinchlаnish nuqtаsi) kооrdinаtаsini аniqlаymiz. Tranzistorning kollektor (a) va baza (b) tavsiflarida UE kaskadining tinchlanish rejimini grafik ko‘rinishda aniqlash Kaskadning chiqish kuchlanishi va tranzistor kollektor tokining o‘zgaruvchan tashkil qiluvchisini aniqlash uchun o‘zgaruvchan tok bo‘yicha kaskadning yuklama chizig‘i ishlatiladi. O‘zgaruvchan tok bo‘yicha tranzistor emitter zanjiridagi qarshilik nolga teng bo‘lishini hisobga olish kerak bo‘ladi. ^Bunga^sabab^Re ^rezistor^Ce ^kondensator^bilan^shuntlangan^bo‘ladi.^{Kollektor zanjiriga}^yuklama^ulanadi.^Bunga^sabab^{o‘zgaruvchan}^tok^bo‘yicha^Ca2 ^kondensator^qarshiligi^juda^kichikdir.^Agar^ta’minot^manbai^Ek ^{o‘zgaruvchan}tok bo‘yicha qarshiligi nolga yaqinligini hisobga olsak, kaskadning ^{o‘zgaruvchan}^tok^bo‘yicha^qarshiligi^parallel^ulangan^Rk ^va^Ryu ^{rezistorlar qarshiligi}^bilan^aniqlanadi,^ya’ni^Ryu^=Rk^ǁRyu ^.^O‘zgarmas^tok^{bo‘yicha kaskad yuklamasining qarshiligi R}yu^=Rk^ǁRe ^{o‘zgaruvchan tok bo‘yicha R}yu^=Rk^ǁRyu qarshilikka qaraganda katta bo‘ladi. Kirish signali mavjud bo‘lganda tranzistor kuchlanishi va toki o‘zgarmas va o‘zgaruvchan tashkil qiluvchilarning yig‘indisi bo‘lganligi uchun o‘zgaruvchan tok bo‘yicha yuklama chizig‘i T nuqta orqali o‘tadi. O‘zgaruvchan tok bo‘yicha yuklama chizig‘ining og‘ishi o‘zgarmas tok bo‘yicha qaraganda katta bo‘ladi. O‘zgaruvchan tok bo‘yicha yuklama chizig‘i kuchlanishni tokga nisbatan o‘zgarishi bo‘yicha quriladi:
^∆Uke^/∆Ik^=Rk^ǁRyu ^Kaskad^kirishiga^Ukir ^kuchlanish^berilganda^{tranzistorning}^baza^{zanjirida tranzistorning kirish tavsifidagi ukir kuchlanish bilan bog‘langan i}b^{~ tokning}o‘zgaruvchan tashkil qiluvchisi hosil bo‘ladi (1.2, b – rasm). Kollektor toki ß koeffitsiyent orqali baza tokiga proporsional bog‘liq bo‘lganligi uchun ^{tranzistorning}^kollektor^zanjiridaⁱk^~^tokning^{o‘zgaruvchan}^tashkil^{qiluvchisi hamda o‘zgaruvchan tok bo‘yicha yuklama chizig‘i toki i}k^{~ bilan bog‘langan o‘zgaruvchan chiqish kuchlanishi u}chiq ^{hosil bo‘ladi. O‘zgaruvchan tok bo‘yicha yuklama chizig‘i kollektor toki i}k ^{vatranzistordagi kuchlanish uke qiymatining oniy o‘zgarishini}ifodalaydi, ya’ni
ishchi nuqtaning ko‘chishini ko‘rsatadi.

Download 15.14 Kb.