7 – Amaliy mashg’ulot. Bipolyar tranzistorlar asosidagi kalitlar sxemalarini hisoblash

7 – Amaliy mashg’ulot. Bipolyar tranzistorlar asosidagi kalitlar sxemalarini hisoblash

Tranzistor kaliti raqamli elektronika qurilmalarining asosiy elementi hisoblanadi. Elektron kalitlar impulsli diodlar, unipolyar va bipolyar tranzistorlar asosida quriladi.

Umumiy emitterli sxema bo’yicha ulangan bipolyar tranzistorda kalit sxemasi –rasmda ko'rsatilgan. Umumiy emitterli sxema bo'yicha ulangan bipolyar tranzistordagi asosiy sxemalar boshqarish quvvatini talab qiladigan darajada tez-tez ishlatiladi.
Yuklama qarshiligi (R_yuk) berilganda, asosiy boshqaruvchi kalitni belgilash va baza qarshiligi (R_b) ni hisoblash muhim vazifa hisoblanadi. Kalitning statik rejimlarni batafsil hisoblash uslubiy ko'rsatmalarda keltirilgan
E lektron kalitning to’yinish toki hisoblangan yuklama tokini aniqlash bilan boshlanadi:
.

26-rasm. Bipolyar tranzistor asosidagi kalit sxemasi.
Keyinchalik tranzistorni to'yinganlik rejimiga kiritish uchun tranzistor bazasiga taqdim etilishi kerak bo'lgan to'yinganlik bazasining tok kuchni aniqlaymiz:
,
bu yerda – umumiy emitterli sxemada bipolyar tranzistorni tok bo’yicha statik uzatish koeffitsienti.
To'yinganlik darajasining tanlangan qiymatini hisobga olgan holda (s) biz bazaning tokini topamiz:

To'yinganlik darajasining pastligi bilan kalitning ishlashi barqaror emas, uning yuklama hajmi kamayadi, to'yinganlik darajasi yuqori bo'lsa, kalit tezligi kamayadi. O'zaro kelishuv nuqtai nazaridan to'yinganlik darajasining qiymati s=1...4 tomonidan tanlanadi. Nihoyat, biz asosiy qarshilik topamiz:

bu yerda, U_kir – yuqori pog’onali kirish kuchlanishi; U_chiq – p-n o’tishda to’g’ri kuchlanish, kremniyli tranzistorlarda taxminan 0,7 V ga teng.
R_b ning qiymati E24 nominallar standarti qatorida keltirilgan bo’lishi mumkin. Quyidagi rasmda ikkita o’zaro ta’sirlashuvchi elektron kalitning sxemasi keltirilgan:

27-rasm. Ikkita o’zaro ta’sirlashuvchi elektron kalitning sxemasi.

Shubhasiz, birinchi kalit yoqilganda (VT1 tranzistorida) ikkinchi kalit (VT2 tranzistorida) o'chadi. Birinchi kalit o'chirilgan bo'lsa, quvvat manbaidan tok kuchi R1 qarshilik orqali o'tadi va ikkinchi kalitni ochadi. Birinchi kalit ochilganda, R1 orqali o'tadigan tok kuchi VT1 ochiq tranzistor sxemasiga aylantiriladi, VT2 tranzistoridagi kuchlanish VT1 to'yingan tranzistoridagi kuchlanishiga mos keladi va kalitni ochish uchun ytarli emas (past quvvatli tranzistorning to'yinganlik kuchlanishi odatda 0,2 V dan oshmaydi, tranzistorni ochish uchun kremniy tranzistorlar uchun taxminan 0,7 V ni tashkil etuvchi U_chiq chegarasini yengib o'tish kerak).

Ushbu sxemada birinchi kalitning (R1) kollektorli tranzistori VT2 tranzistorining baza toklari beriladi.
Ikkinchi kalitni hisoblash bilan kalitni hisoblashni boshlaymiz:
.
Keyin VT2 to'yinganlik bazasining tok kuchini aniqlang:
,
bu yerda, ₂ – VT2 tok kuchi bo’yicha statik uzatish koeffitsienti.

Ikkinchi kalitning baza qarshiligini topamiz:
.
R1 qarshiligi bir vaqtning o'zida birinchi kalitning yuklamasidir, shuning uchun VT1 to'yingan kollektor tok kuchi tengdir:

ya’ni:
,
,

Ushbu holatda (ikkita tranzistorni ishlatganda) xuddi shu yuklama qiymati (R_yuk) bilan, boshqarish quvvati bir tranzistorda oddiy kalit bilan solishtirganda ancha past bo'ladi, bu esa kuchli yuklamani boshqarish uchun kam quvvatli elementlardan (masalan, raqamli integral davrlardan) foydalanishga imkon beradi.
Boshqarish quvvatini kamaytirish uchun biz murakkab tranzistorlar asosida kalitlardan foydalanishimiz mumkin (27-rasm).
Bunday holda, Darlington sxemasiga asoslangan murakkab tranzistor ishlatiladi, tranzistorning umumiy koeffitsienti quyidagicha ta'riflanadi: _ = ₁₂ va ₁ ₂ - ga mos ravishda VT1 va VT2 tok kuchlarining statik uzatish koeffitsientlari.
Bunday kalitni hisoblash quyidagicha bo’ladi:


I_б = (s+1)I_бн.

Bu yerda kirish kuchlanishidan ikkita U_chiq qiymatini olib tashlash kerak.


Mavzu yuzasidan topshiriqlar:

1. 
   Bipolyar tranzistorning asosiy xarakteristikalarini sanab o’ting?
   
2. 
   Umumiy emitterli sxema bo’yicha elektron kalitni ulashda chiqislar bo’yicha ishchi nuqtaning ko’chishini tasvirlab bering?
   
3. 
   27-rasmda berilgan =150 li p-n-p tranzistori asosidagi elektron kalitning hisobini keltiring. Bunda boshqaruvci signal va manba qutbi qanday o’zgaradi? Hisoblashlarda manba kuchlanishi 12 V, yuklama qarshiligi 100 Om, boshqaruvchi kuchlanishi esa 5 V ga teng qo’llang.
   

Tranzistorlar katalogining ma’lumotlaridan foydalanib, 27-rasmda berilgan КТ315, КТ815 tranzistor asosidagi sxemani hisoblang. Hisoblashlarda manba kuchlanishi 15 V, yuklama qarshiligi 10 Om, boshqaruvchi kuchlanishi esa 5 V ga teng qo’llang.