Абу райхон беруний номидаги тошкент давлат техника университети

2. Биполяр (иккиқутбли) транзисторли кучайтиргичлар
Бизга маълумки транзисторларнинг уч хил уланиш схемалари мавжуд булар УЭ-умумий эмиттерли, УБ- умумий базали, ва УК умумий коллекторли. Улардан кенг тарқалганни бу умумий эмиттер (УЭ) ли транзисторли кучайтиргичлардир. Бу турдаги кучайтиргичда эмиттер кириш ва чиқиш занжири учун умумий электрод бўлиб хизмат қилади (3,а-расм). R_c ички қаршиликли сигнал манбаининг u_кир кириш кучланиши VT биполярнинг транзисторнинг сигнал манбаидан токнинг доимий тузувчисини ўтишини олдини олувчи алоқа сиғими орқали кучайтирувчи поғона (каскад)га узатилади. Кучайтирилган чиқиш кучланиши ажратувчи С₂ конденсатор орқали R_н юкламага узатилади, яъни u_чиқ кучланишнинг фақат ўзгарувчан тузувчиси берилади.
К
учайтиргичда ўзгарувчан сигнал манбаидан ташқари, R_вт ички қаршиликли E_n ЭЮК ли кучланиш манбаи (одатдаги кучланиши U_n = 10…30 В ) ҳам ишлатилади. R_К резисторнинг қаршилиги кириш сигналларини кучайтириш ва VT транзисторнинг I_К коллектор токини чеклашларга қўйиладиган талабларга қараб танланади. Одатда R_K кам қувватли транзисторлар учун 0,2…5 кОм ни ва ўртача қувватли транзисторлар учун эса 100 Ом ни ташкил этади. U_n кучланиш манбаи бўлувчи (делитель)сининг R_Б1 ва R_Б2 резисторлари транзистор базасидаги токни ўрнатиш учун мўлжалланган бўлиб (доимий ток бўйича), юклама чизиғининг ишчи нуқталари (сокинлик нуқталари) мос равишда.
R_Э резистор ёрдамида кучайтиргичнинг доимий ток бўйича тескари алоқаси ҳосил этилади ва у кучайтириш режимининг ҳарорат турғунлигини таъминлайди. Шундай қилиб, ҳарорат ошишида I_К коллектор ва I_Э эмиттер токининг ва R_ЭI_Э.кучланиш пасайишининг доимий тузувчилари кўтарилади. Натижада, U_БЭ кучланиш пасаяди, бу эса ўз навбатида I_Б база токини камайтиради ва оқибатда I_К коллектор токини камайтиради ва турғунлаштиради.
C_Э катта сиғимли конденсатор (ўнлаб микрофарадалик) R_Э резистор қаршилигини ўзгарувчан ток бўйича шунтлайди (қисқа туташтиради), бу эса ўз навбатида тескари алоқа занжиридаги кучайтирилаётган сигналнинг ўзгарувчан ток бўйича заифлашини олдини олади.
Кучайтиргичнинг ишлашини қулай таҳлил этиш учун, унинг доимий (3,б-расм) ва ўзгарувчан ток (5-расм) бўйича алмаштириш схемалари алоҳида равишда кўрилади. Кучайтиргичнинг доимий ток бўйича ишлаш режимида кучайтирилаётган сигналнинг энг кам ночизиқ бузилишларга эришиш учун, қуйидаги тенглама билан ифодаланадиган, юклама чизиғининг bc оралиғининг ўртасида жойлашган а (4-расм) ишчи нуқтаси танланади:
где .
Ю
клама чизиғи қуйидагича тузилади. Келтирилган тенгламадан кўриниб турибдики, агар бўлса, . га тенг бўлади.
Иккита топилган нуқта орқали тўғри (юклама) чизиғи ўтказилади. I_Бn сокин режими (режим покоя)да база токини узатиб, доимий ток бўйича юклама чизиғининг транзисторнинг I_Б = I_Бп сокинлик нуқтаси (точка покоя) а(U_Кn, I_Кn) даги чиқиш характеристикаси билан кесишмаси топилади.
RБ1Резисторнинг қаршилиги қуйидаги формула орқали ҳисобланади:

Бунда U_Бn  0,3 В германийли ва U_Бn  0,65 В кремнийли транзисторлар учун.
а иш нуқтасидаги коллектор ва эмиттернинг тахминий сокин токлари (токи покоя) қуйидаги формулалар билан ҳиобланади:
; .
Эмиттернинг сокин кучланиши:
Қаршилик ; , сиғим эса:
бунда f – u_вх. кириш кучланишининг частотаси.
Кучайтиргичнинг ўзгарувчан ток бўйича ишлаш режими қуйидаги кўринишни олади
,
Бу ерда R_вт-манбанинг ички қаршилиги ва С_n – сиғими ҳисобга олинмайди яни манба 5 а -расмда кўрсатилганидек схемада қисқа туташув билан алмаштирилган
Кучайтиргичнинг ўзгарувчан ток бўйича иш режимида :
қабул қилинади, таъминлаш манбаининг R_вт ички қаршилиги ва С_n сиғими ҳисобга олинмайди, яъни таъминлаш манбаи ўринбосар схемаси қисқа туташтирилади(5,а-расм).
К
учайтиргич киришига u_кир ўзгарувчан кучланиш берилганда i_Б базадаги ва i_К коллектордаги ток ва колектордаги кучланишда (4-расмга қаранг) ўзгариш рўй беради. Ўзгарувчан I_mK коллектор токининг амплитудаси I_mБ база токининг амплитудасидан тахминан h₂₁ баробар катта, U_mK коллектор кучланишининг амплитудаси эса кириш кучланиши амплитудасидан бир неча баробар катта.
4-расмда, тасвирланган графиклардан фойдаланиб, поғона (каскад) нинг кириш қаршилиги ва кучайтириш коэффициентини аниқлаш қийин эмас:

Бунда u_кир кириш кучланишинингмусбат (ижобий) ярим даврига чиқиш кучланишининг манфий (салбий) ярим даври мос келади u_K  u_чиқ.. Бошқача қилиб айтганда, кириш ва чиқиш кучланишлари орасида 180^о га тенг фазавий силжиш мавжуд, яъни умумий эмиттерли кучайтиргич схемаси айлантирувчи (инвертрловчи) қурилма бўлиб, кириш кучланишини кучайтиради ва фазасини 180^о га ўзгартади.
Одатда, кўрилган кучайтиргич поғонаси (каскади) заиф сигналларни кучайтириш режимида ишлади (база ва коллектор токларининг доимий тузувчилари ўхшаш ўзгарувчан токлардан устун келишади). Бу хусусиятлар, чизиқли режимда ишлаётган транзисторнинг паст частотадаги маълум h-па­раметрлари бўйича кучайтирувчи поғонасининг параметрларини ҳисоблашда таҳлилий усуллардан фойдаланиш имконини беради (5,б-расм). Бунда, кучайтиргич киришига берилган сигнал чиқишда деярли (шакл жиҳатдан) бузилмайди.
Кучайтиргичда C₁ и С₂ сиғимларнинг мавжудлиги (3, а - расм) кучайтирилаётган сигналларнинг паст частоталар соҳасида бузилишларга олиб келади: кириш сигнали частотасининг пасайиши билан сиғим қаршилиги ва ундаги u_С1кучланиш пасайиши ошиб боради, ваҳоланки u_вх кириш ва u_вых чиқиш кучланиши пасаяди. Бу эса частота пасайиши билан кучайтиргич коэффициентининг пасайишига олиб келади (2,б-расмга қаранг), кучайтиргичда транзисторнинг электродлараро сиғими ва йиғув (монтаж) сиғимининг мавжудлиги эса кучайтирилаётган сигналнинг юқори частоталар соҳасида бузилишининг туғилишига олиб келади. p-n-ўтишнинг С_К коллектор сиғими ҳисобга олганда, коллектор ва база орасига шартли киритилган, юқори частоталар соҳасида поғона (каскад)нинг кириш қаршилиги:
.
Умумий эмиттерли биполяр транзисторли кучайтиргич поғонаси одатда бир неча юз ом қаршиликка эга бўлади. Одатда коллектордаги чиқиш қаршилиги киришдагига қараганда бир тартибга юқори бўлади. Кучайтиргичга юқори омлик сигнал манбаи ( ) ва паст омлик юклама ( ) уланганда кучайтиргичнинг асосий параметрлари қуйидаги формулалар билан ҳисобланади:
;
;
;
.
K_u кучланиш бўйича реал (ҳақиқий) кучайтириш коэффициенти ҳар доим юклатилмаган кучайтиргичнинг кучайтириш коэффициентидан кичик бўлади ( ). Бу фарқ чиқиш қаршилигининг ошиши ва R_н юклама қаршилигининг пасайиши билан ортиб боради. Амалда K_u поғонанинг ҳақиқий кучайтириш коэффициенти юз мартага, қувват бўйича кучайтириш коэффициенти эса, умумий эмиттер (УЭ) ли схемада минг бароварга эришиши мумкин.