Физика ва электроника асослари

Maydon tranzistorlarining ko‘rinishlari

S S S S
Z
I I I I
a) b) v) g)
S S

I I
d) e)
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.

71

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 fyu / fp.
   
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
Ki=Uchiq./Ukir.
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:
K_u = K_u1 ⋅ K_u2 ⋅  ⋅ K_un . (41)
Kuchaytirish koeffitsiyentining o‘lchov birligi yo‘q. Ayrim paytlarda logarifmik birlikda – desibelda aniqlanadi.
KDb = 20 lg (Uchiq./Ukir).
Buning teskarisi К_u =10^{2Db / 20} . 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:
К_IDb = 20 lg (I_chiq./I_kir)
va quvvat bo‘yicha
К_PDb = 10 lg (R_chiq./R_kir)
Ba’zi paytlarda kuchlanishning qancha kuchayganligini desibeldagi qiymatidan foydalanib hisoblamoqchi bo‘lsak, unda К_u =10^{KuDb / 20} formuladan foydalanamiz. Agar К_uDb =1 desak, u holda К_u =10^{KuDb / 20} =10^{1/ 20} =1,12. 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.

Кu	2	3,16	10	31,6	100	1000	10000
КuDb	6	10	20	30	40	60	80

Quvvat kuchlanishning yoki tokning kvadratiga proporsional (P = U² / R =
= I² ⋅ R).
Chiqish quvvati. Aktiv yuklamadagi sinusoida ko‘rinishdagi kuchlanish uchun
Uchiq2 . (Uchiq._m / ²⁾2 ^U 2
P_chiq. = = = ^chiq.m = Uchiq._m ⋅ Ichiq._m ,
R_n R_n 2⋅ R_n 2
bu yerda, U_chiq. va ^U_chiq.m – ta’sir etuvchi chiqish kuchlanishining amplituda
qiymati;
^I_chiq.m – nagruzka tokining amplitudasi.
Foydali ish koeffitsiyenti quyidagi formula bilan topiladi:
η= (P_chiq. / P_λ) ⋅100%,
bu yerda, P_λ – 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.
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
Kn = P2 + P3 ++ Pn ,
P₁ + P₂ + P₃ ++ P_n
yoki unga yaqin garmonika koeffitsiyenti bilan
K_Г =
topiladi, bu yerda U₁, U₂, ... , U_n – birinchi, ikkinchi va boshqa chiqish kuchlanish garmonikalarining ta’sir etuvchi qiymatlari.

t
27-rasm.