I bob. Nazariy qism. 1 Stabilizatorlar haqida umumiy ma’lumotlar. II bob. Amaliy qism

2.1.7- rasm. Oddiy parametrik stabilizatorni hosil qilish.

𝑅 va VD diod elementlari yuklamasi VT tranzistorining bazasi hisoblanadigan oddiy parametrik stabilizatorni hosil qiladi. Ko‘rilayotgan sxemada tranzistor yuklama tokining kuchaytirgichi hisoblanadi 𝐼 ≈ 𝛽𝐼 , bunda 𝛽 – tranzistor tokining uzatish koeffitsiyenti. Baza-emitter o‘tishida kuchlanish pasayishining qiymati deyarli doimiy va nisbatan katta emas (germaniyli tranzistorlar uchun 0,5 V gacha va kremniyli tranzistorlar uchun 1,0 V gacha), yukladagi kuchlanish VD tayanch diodining stabilizatsiya kuchlanishiga teng deb hisoblash mumkin. Tranzistorning 𝛽 qiymatini tanlashda shuni yodda tutish kerakki, tranzistor tomonidan stabilitrondan olingan tok qancha kam bo‘lsa 𝐾 shuncha yuqori bo‘ladi. Katta quvvatli tranzistorlar, ma’lumki kichik tok kuchaytirish koeffitsiyentiga ega (10 dan 40 gacha) bo‘ladi. Shuning uchun katta yuklama toklarini olish uchun Darlington sxemasiga muvofiq ulangan ikkita yoki undan ko‘p tranzistorlardan foydalanish mumkin. Stabilizatorni eng oddiy kompensatsion stabilizator sifatida qarash mumkin, chunki unda kuchlanish bo‘yicha manfiy teskari aloqa amalga oshiriladi. Payqash qiyin emaski, rostlovchi element sifatida boshqarish uchun past kuchlanishni (taxminan 0,2 - 0,6) talab qiladigan tranzistor ishlatilgan bo‘lib, bu esa o‘lchash elementi va o‘zgartiruvchi qurilmasiz bajarishga imkon beradi. Stabilizatorning ishlashi shundan iboratki, normal rejimda (beqarorlashtiruvchi omillar bo‘lmaganda) stabilitronda 𝑈 tayanch kuchlanishi hosil qilinadi, ushbu kuchlanish tranzistorning baza-emitteri va yuklama o‘rtasida taqsimlanadi 𝑈 = 𝑈 + 𝑈 , ya’ni VT tranzistorning ochilish darajasini (kollektor-emitterning o‘tishdagi qarshilik 𝑅 ) aniqlaydigan qandaydir 𝑈 = 𝑈 − 𝑈 qiymat o‘rnatiladi. Faraz qilaylik, yuklama qarshiligi o‘zgaradi, bu esa yuklama tokining o‘zgarishiga olib keladi. Ya’ni, ushbu beqarorlashtiruvchi omil chiqish kuchlanishining qiymatini o‘sish yoki pasayish yo‘nalishi bo‘yicha o‘zgartirishga moyildir.

2.1.8- rasm. Chiqish kuchlanishi sozlanadigan parametrik stabilizator

Chiqish kuchlanishini sozlash bilan sxemani hisoblashda stabilizatorning normal ishlashi uchun tok tranzistorning katta bazaviy tokining Rp orqali kamida 3 marta ko‘proq oqishini ta’minlash kerak.

Kompensatsion stabilizatorlar parametrik stabilizatorlarga qaraganda yaxshiroq parametrlarga ega. Ularning ishlash prinsipi yuklamaga ketma-ket yoki parallel ravishda qandaydir 𝑅 kompensatsion qarshilikning ulanganligiga asoslanadi.



2.1.9- rasm. Kompensatsion stabilizatorlar a) ketma-ket; b) parallel.
𝑅 ning ulanish turiga qarab kompensatsion stabilizatorlar ketma-ket va parallel turlarga bo‘linadi.
Ketma-ket stabilizatorda 𝑈 kirish kuchlanishi 𝑅 va 𝑅 o‘rtasida taqsimlanadi: 𝑈 = 𝑅 + 𝑅 . Yuklamada kuchlanish stabilizatsiyaga 𝑅 ni o‘zgartirish orqali erishiladi, shuningdek 𝑅 da kuchlanish pasayishi quyidagi prinsipga muvofiq amalga oshiriladi:
Uy ↑ → Rk↑ → (Uk = Ukir – Uy)↑ → Uy ↓ Uy ↓ → Rk↓ → (Uk = Ukir – Uy)↓ → Uy ↑
Kompensatsion qarshilik va yuklama qarshiligi parallel ulangan holda 𝑈 kirish kuchlanishi ballast rezistor 𝑅 hamda parallel ulangan 𝑅 va 𝑅 lardan iborat bo‘lgan kuchlanish bo‘lgichga beriladi. 𝑈 kuchlanishni stabilizatsiyalash 𝑅 ni o‘zgartirish orqali amalga oshiriladi. Bunda kirish toki o‘zgarishi ballast qarshilikdagi 𝑈 kuchlanish pasayishiga olib keladi va yuklamadagi kuchlanish doimiy saqlanib qoladi:
Uy ↑ → Rk↓ → Ik ↑ → (Ikir = Ik + Iy)↑ → Ub ↑ → Uy ↓
Uy ↓ → Rk↑ → Ik ↓ → (Ikir = Ik + Iy)↓ → Ub ↓ → Uy ↑
Stabilizatorlarda 𝑅 qarshilikning o‘zgarishi 𝐼 , 𝑈 va 𝑈 ning joriy qiymatlariga bog‘liq ravishda avtomatik tarzda sodir bo‘ladi. Ko‘pincha 𝑅 sifatida tranzistorlar ishlatiladi. Bipolyar tranzistordan foydalanilganda 𝑅 qarshilik kollektor-emitter o‘tishining qarshiligini bildiradi ya’ni (𝑅 = 𝑅o ). Tranzistorning bazasi boshqarish elektrodi hisoblanadi. Maydoniy tranzistorlar uchun 𝑅 – stok va istok elektrodlari orasidagi qarshilikdir (𝑅 = 𝑅o ). Bu holda esa boshqarish elektrodi zatvor hisoblanadi. Parallel va ketma-ket stabilizatorlar. Parallel stabilizatorlar kichik FIKga ega shuning kamroq ishlatiladi. O‘zgaruvchan yuklamalarda yuqori kuchlanish va toklarni barqarorlashtirish uchun odatda ketma-ket turdagi kuchlanish stabilizatorlari qo‘llaniladi. Shu bilan birga, ushbu qurilmalarning chiqish zanjiri qisqa tutashuvidan himoyalangan bo‘lishi kerak va 𝑈 > 𝑈o shartni qanoatlantiruvchi kuchlanishli tranzistor tanlanishi zarur. Kompensatsion stabilizatorlarning strukturaviy sxemasi quyida keltirilgan.
Rostlovchi element tranzistor hisoblanadi. Taqqoslash sxemasiga ikkita kuchlanish keladi: tayanch va chiqish kuchlanishi. Ushbu kuchlanishlarning farqi ∆𝑈 = 𝑈 − 𝑈 ga teng bo‘lib, u doimiy tok kuchaytirgichi orqali kuchaytiriladi va bu kuchlanish 𝑈 boshqaruvchi kuchlanish hisoblanadi, hamda REning zaruriy ichki qarshiligini o‘rnatadi.
Ko‘rib chiqilayotgan qurilmalar parametrik stabilizatorlardan farqli o‘laroq, kuchlanish bo‘yicha manfiy teskari aloqaning mavjudligi sababli kichik chiqish qarshiligiga ega va shuning uchun yanada barqarorlashtiruvchi xususiyatlarga ega bo‘ladi.

2.1.10-rasm Kompensatsion stabilizatorlarning strukturaviy sxemalari

RE – Rostlovchi element;

O‘TK – O‘zgarmas tok kuchaytirgichi;
O‘E – O‘lchash elementi;
TKM – Tayanch kuchlanish manbai;
TS – Taqqoslash sxemasi; 𝑅 – yuklama qarshiligi;
𝑅 – ballast qarshilik.
Tayanch kuchlanish manbai (TKM) odatda kremniyli stabilitron diodidagi bir kaskadli parametrik stabilizatordan tashkil topgan bo‘ladi. Stabilizatorning ishlash sifati tayanch kuchlanish manbaining sifatli ishlashiga bog‘liq. Agar biron sababga ko‘ra stabilitronning stabilizatsiya kuchlanishi o‘zgarsa, u holda kompensatsion stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish ham o‘zgaradi. Bu stabilitronni tanlashda hisobga olinishi kerak. Avvalo, quyidagilarga e’tibor berish kerak:
1) stabilizatsiya kuchlanishsh qiymatlarining o‘zgarishi, o‘rtacha 0,1 dan 0,4 V gacha qiymatni tashkil etadi;
2) stabilizatsiya kuchlanishining harorat koeffitsiyenti;
3) stabilizatsiya tokining o‘zgarishi mumkin bo‘lgan diapazoni.
Taqqoslash sxemasining vazifasi chiqish kuchlanishining (yoki uning qismining) belgilangan (tayanch) 𝑈 kuchlanishdan og‘ishini aniqlash va ushbu og‘ishni teskari aloqa zanjiri bo‘yicha o‘zgarmas (doimiy) tok kuchaytirgichiga uzatishdir. Taqqoslash sxemasi bir yoki bir nechta tranzistorlarda bajarilishi mumkin. Kuchlanish stabilizatorlarida uni odatda (moslashmaslik signali kuchaytirgichi) va tayanch kuchlanish manbai bilan birlashtiriladi.
O‘lchov elementi odatda stabilizatorning chiqishiga ulangan rezistiv kuchlanish bo‘lgichidan iborat bo‘ladi. O‘lchash elementlariga bo‘lgan asosiy talab bu – bo‘linish koeffitsiyentining doimiyligidir. O‘lchash elementi sxemasiga o‘zgaruvchan yoki sozlanadigan rezistor kiritilishi mumkin, bu esa ma’lum chegaralarda chiqish kuchlanishini o‘zgartirishga imkon beradi.
An’anaviy stabilizatorlarda doimiy tok kuchaytirgichi taqqoslash sxemasi bilan birlashtirilgan bo‘ladi. Stabilizatsiya koeffitsiyentini oshirish, va haroratning o‘zgarishi va elementlar parametrlarining o‘zgarishi natijasida yuzaga keladigan xatolarni kamaytirish uchun doimiy tok kuchaytirgichida differensial sxemalar qo‘llaniladi. Ko‘p kaskadli yoki operatsion kuchaytirgichlarda bajarilgan stabilizatorlar yanada yaxshiroq xarakteristikalarga egadir.
Rostlovchi element sifatida Darlington sxemasiga muvofiq ulangan bitta yoki bir nechta tranzistorlardan foydalaniladi. Rostlovchi elementning tok bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti zaruriy yuklama toki va doimiy tok kuchaytirgichining quvvati bilan aniqlanadi. 300 – 500 mA dan ortiq yuklama toklarida rostlovchi tranzistorlar issiqlik moslamasiga (radiatorga) o‘rnatiladi, ularning geometrik parametrlari asosan rostlovchi element tarqatayotgan quvvati va radiator hamda atrof-muhit o‘rtasidagi issiqlik almashinuvi shartlari bilan belgilanadi.
Kompensatsion stabilizatorlarda chiqish kuchlanishini o‘zgartirish (yoki uni rostlash) quyidagicha amalga oshiriladi:
1) chiqish kuchlanishi bo‘lgichi orqali;
2) tayanch kuchlanishi bo‘lgichi orqali;
3) chiqish kuchlanishi va tayanch kuchlanishini bir vatqning o‘zida bo‘lish orqali.
Kompensatsiyon stabilizatorlarni tranzistorlar orqali amalga oshirish. Oddiy kompensatsion kuchlanish stabilizatorining prinsipial sxemasi keltirilgan.
2.1.11-rasm. Ikkita tranzistor asosidagi ketma-ket kompensatsion stabilizator.

VT1 tranzistor rostlash elementi vazifasini bajaradi (𝑅 = 𝑅 ). 𝑅 rezistor va VD diod parametrik kuchlananish stabilizatorini (tayanch kuchlanish manbai) tashkil qiladi. 𝑅 va 𝑅 rezistorlari chiqish kuchlanishi bo‘lgichi hisoblanadi. VT2 tranzistorida taqqoslash sxemasi va doimiy tok kuchaytirgichi vazifalari amalga oshiriladi.