Kurs ishi Ilmiy rahbar : A. Qo’chqorov Imzo: Topshirdi: M. Minavvarova Imzo: mundarija

2.2.Yarmo’tkazgichli diod. Diodning ish rejimi.

— oʼtish hodisasi asosida ishlaydigan eng sodda yarim oʼtkazgichli asbob yarimo’tkazgichli diod deb ataladi. Diod bir tomonlama elektr o’tkazuvchanlik xossasiga ega bo’lgan ikki elektrodli asbob.Elektr vakuumli, yarmo’tkazgichli diod, gazotron xillari bor.Radiotexnika,elektronika energetika va texnikaning boshqa sohalarida asosan, o’zgaruvchan tokni to’g’rilash, ditektorlash, chastotani qayta o’zgartirish ,elektr zanjirlarni almashlab ulashda ishlatiladi.

Shunga koʼra oʼtishning volt-amper xarakteristikasi yarim oʼtkazgichli diodning volt-amper xarakteristikasidir. Uning shakli juda koʼp faktorlarga bogʼliq.

14.rasm.Doidning VAX xarakteristikasi

Masalan, tashqi temperaturaga, kontakt sohasining geometrik oʼlchamlariga, tok tashuvchilar miqdoriga, teskari kuchlanish kattaligiga va h.k.Аmaliy jihatdan bu faktorlarning teskari tokka boʼlgan taʼsiri katta ahamiyatga ega. Masalan, muhit haroratining koʼtarilishi yoki teskari kuchlanishning biror qiymatgacha oshirilishi teskari tokning birdan koʼpayib ketishiga, natijada oʼtishning buzilishiga (kuyishiga) sabab boʼladi.

Umuman olganda oʼtishning buzilish (yemirilish) turlari xilma-xil boʼladi. Shulardan issiqlik va elektr buzilishiki koʼraylik.Issiqlik buzilishi solishtirma qarshiligi yetarlicha katta va oʼtish sohasi keng boʼlgan yarim oʼtkazgichlarda kuzatiladi. Sababi yarim oʼtkazgichning qizishi bilan kristall panjaraning issiqlik harakati ortadi va koʼplab elektronlar valent bogʼlanishlarini uzib erkin elektronga aylanadi. Natijada kristallning xususiy oʼtkazuvchanligi ortadi. Bunda yarim oʼtkazgichning qizishi faqat tashqi muhit ha|roratining ortishi bilan belgilanmayd. oʼtishdan oʼtadigan tok ham uning qizishiga olib keladi. Аgar oʼtishda ajraladigan issiqlikni yoʼqotish chorasi koʼrilmasa, issiqlik buzilishi maydon kuchlanganligining kichik qiymatlarida ham sodir boʼlishi mumkin.

.
Elektr buzilishi asosiy boʼlmagan tok tashuvchilar sonining yarim oʼtkazgich hajmidagi elektr maydon kuchlanganligi ortishi tufayli koʼpayishiga bog’liq. Bunda maydon kuchlanganligi ortishi bilan tok tashuvchilarning harakat tezligi ortadi. Natijada urilish tufayli ionlanishning koʼchkisimon koʼpayishi vujudga keladi. U oʼtishnnng buzilishiga olib keladi. Ikkinchi tomondan, maydon kuchlanganligining ortishi avtoelektron emissiya hodisasiga ham sabab boʼladi. Buning natijasida ham buzilish sodir boʼladi.Keng oʼtishli diodlarda urilish ionlanishi tufayli, tor oʼtishli diodlarda esa, avtoelektron emissiya tufayli buzilish sodir boʼladi.Elektr buzilishining issiqlik buzilishidan farqi shundaki, unda kuchlanish oʼzgarishining biror oraligʼida teskari tok kuchlanishga bogʼliq boʼlmay qoladi va jarayon qaytar boʼladi, yaʼni maydon kuchlanganligi yoʼqolishi bilan boshlangʼich holat tiklanadi.14-rasmda yarim oʼtkazgichli diodning toʼliq volt-amper xarakteristikasi koʼrsatilgan. Unda 1—chiziq issnqlik buzilishi, 2—chiziq esa, elektr buzilishini koʼrsatadi.Kontakt sohasining kengligiga qarab yarim oʼtkazgichli diodlar nuqtaviy va yassi diodlarga ajratiladi. Biz tanishgan diodlar yassi diodlardir. Ularda toʼgʼri tokning kattaligi kontakt yuzasi kengligiga bogʼliq boʼlib, qiymati bir necha milliamperdan bir necha yuz ampergacha yetadi. Nuqtaviy diodlarning kontakt yuzasi juda kichik boʼladi. Ular nuqtaviy kontaktli pay- vandlash yoʼli bilan hosil qilinadi.


3.
Nuqtaviy diodlarning yassi diodlardan afzalligi shundaki, ularning oʼtish sigʼimi juda kichik boʼladi. Shuning uchun ularni yuqori chastotali qurilmalarda ishlatish mumkin.Yarim oʼtkazgichli diodlar bir qancha kattaliklar bilan xarakterlanadi. Masalan, toʼg’ri ulanish kuchlanishining qiymati 1V yoki 0,5V boʼlgandagi toʼgʼri tokning kattaligi; buzilish kuchlanishining 80% ni tashkil qiladigan teskari kuchlanishning kattaligi; oʼtish sigʼimi; Toʼgʼrilash xususiyatn saqlanadigan chastota va temperatura diapazoni; Toʼgʼrilashda hosil qilinadigan tokning mumkin boʼlgan eng katta qiymati va boshqalar. Bu kattaliklarni baholashda diodning ekvivalent sxemasidan foydalaniladi..

Diodga qoʼyilgan kuchlanish oʼzgarishi oʼtishning kengligini oʼzgartiradi. Bu oʼzgarish kondensator qoplamalari orasidagi masofaning oʼzgarishiga mos keladi. oʼtishning bu xususiyati diodni boshqariluvchi sigʼimli element qilib ishlatish imkonini beradi. Bunday diodlar varikallar deb ataladi. Varikallar uchun tashqi kuchlanishning toʼgʼri ulanishi emas, balki teskari ulanishi katta aqamiyatga ega. Teskari kuchlanishning ortishi bilan oʼtish kengligi orqadi va sigʼim kichrayadi. Bu bogʼlanish varikalning voltfarada xarakteristikasi deyiladi.

2.3.Filtrlar.Tranzistor.Tranzistor turlari.

Elektr filtrlari murakkab signallar orasida ma’lum chastotalar oralig’iga ega bo’lgan signallarni ajratib olish, belgilangan chastotalar oralig’idagi signallarni bartaraf qilish va shunga o’xshash vazifalarni bajaradi. Radiotexnika qurilmalari zanjirlarida yuqori chastotadan past chastotagacha, hattoki nol chastota toki bo’lgan chastotalardagi tok o’tadi. Mana shu chastotalardan ayrimlarining toki navbatdagi elementlariga ta’sir etishi kerak, boshqa chastotalardagi toklarning ta’siri zararli bo’ladi va qurilmaning normal ishlashiga halaqit beradi. Shuning uchun bir xil chastotadagi toklarni boshqa xil chastotadagi toklardan ajratish zarurati tug’iladi. Bu masala elektr filtrlar deb ataladigan maxsus qurilmalar yordami bilan hal etiladi.

Filtrlarning asosiy parametrlaridan biri , yaoni signal amplitudasining chastotaga bog’liqliq grafigi, ko’pincha amplituda o’rniga chastota o’tkazish koeffisiyentining chastotaga bog’liqligi olib ko’riladi.

Filtrning chastota o’tkazish polosasi deganda, filtrning o’tkazish koeffisiyenti maolum bir belgilangan qiymatdan katta bo’lgan chastotalarni o’z ichiga oladigan oraliq tushunilad. Filtrning chastota to’sish polosasi deganda, filtrning o’tkazish koeffisiyenti ma’lum bir belgilangan qiymatdan kichik bo’lgan chastotalarni o’z ichiga oladigan oraliq tushuniladi.

Ideal filtrlar uchun o’tkazuvchi polosada =1, to’suvchi polosada =0 bo’lishi kerak.

O’tkazuvchi va to’suvchi polosalarni o’zaro ajratuvchi chastota qirqish chastotasi deyiladi.

Real filtrlar uchun 0< <1 bo’lganligidan o’tkazuvchi va to’suvchi polosalar orasidagi masofa keskin o’zgarmaydi va bir qiymatdan ikkinchi qiymatga bir tekisda o’zgarib turadi. Bu quyidagi rasmda ko’rsatilgan.

16–rasm. Filtr chastota xarakteristikasi. ₁-₂ – to’suvchi; ₃-₄ – o’tkazuvchi polosa. ₂ – to’suvchi, ₃ – o’tkazuvchi polasaning qirqish chastotasi.

Hozirgi zamon radioelektron filtrlari passiv va aktiv elementdan iboratdir. Passiv fiptrlarda R, –L, –C – passiv elementlar bo’ladi. Aktiv filtrlar tarkibida R, –L, –C – lardan tashqari aktiv elementlar – tranzistorlar, integral mikrosxemalar, kuchaytirgichlar yoki maxsus asboblar bo’ladi. Fiptrlar bir va ko’p tarmoqli bo’ladi. Filtrlar tarkibidagi elementlarga qarab elektrik, ppyezoelektrik va elektromexanik fiptrlarga bo’linadi.

Elektrik filtrlarda R, –L, –C passiv elementlar bilan birga elektron asboblar ishlatiladi. Pyezoelektrik filtrlarda pyezoelektrik effektga asoslanib ishlaydigan qurilmalar – kvars rezanatorlar ishlatiladi. Elektromexanik filtrlarda ham rezanatorlar ishlatilib, ular orasidagi aloqa – elektr va mexanik usulda bo’ladi. Radioelektron qurilmalarda quyidagi filtrlar qo’llaniladi:

17 – rasm. Past chastotali RC – filtr va chastota xarakteristikasi.

1. 
   PChF – past chastotali filtrlar.
   
2. 
   YuChF – yuqori chastotali filtrlar.
   
3. 
   PF – polosali filtrlar.
   
4. 
   TF – to’suvchi filtrlar.
   

Bir zvenoli filtrning qirqish chastotasi bo’ladi.

18 – rasm. Yuqori chastotali CR – filptr va uning chastota xarakteristikasi.

.

19 – rasm. To’sivchi filtr va uning chastota xarakteristikasi.

Tranzistor kuchaytirish rejimida ishlatilganda, uning kirishiga EYuK li manba, chiqishiga R_N yuklama ulanadi (20-rasm ).

20-rasm. Tranzistorni kuchaytirish rejimida ishlatilishi.

Bunda to’rt qutbli sistemaning kirish va chiqish kuchlanishi, mos ravishda,

(4.1)

bo’ladi. Buni to’rt qutblining quyidagi tenglamasiga qo’ysak,

(4.2)

u quyidagi ko’rinishga keladi:

(4.3)

bundan sistemaning kirish va chiqish zanjiridangi tokning qiymatini aniqlash mumkin:

(4.4)


ular tranzistorning uch xil ulanishi asosida hosil bo’ladigan yarim o’tkazgichli kuchaytirgichning asosiy kattaliklarini aniqlash va baholash imkoniyatini beradi. Masalan ning ifodasini quyidagicha yozsak:

(4.5)

Kuchaytirgichning kirish qarshiligi ifodasi hosil bo’ladi:

(4.6)

Demak, kuchaytirgichning kirish qarshiligi tranzistor parametrlaridan tashqari unga ulanadigan yuklama qarshiligiga ham bog’liq bo’lar ekan. Yuklama qarshiligi ortishi Bilan kuchaytirgichning kirish qarshiligi kichrayadi.

Kuchaytirgichning chiqish qarshiligini aniqlash uchun chiqish zanjiri uzuk bo’lgan holdagi chiqish kuchlanishini bilish kerak. Shuning uchun =0 bo’lsa (4.3) ifoda quyidagi ko’rinishga keladi:

(4.7)

Undan chiqish zanjiri uzuk bo’lgandagi kuchlanish ni aniqlash mumkin:

(4.8)

Bu ifodani hisobga olgan holda tok ifodasini quyidagicha yozamiz.

(4.9)

Bundan chiqish qarshiligini aniqlaymiz:

(4.10)

Yarim o’tkazgichli kuchaytirgichning chiqish qarshiligi tranzistor materiallaridan tashqari yana kuchaytirgichning kirishiga ulanadigan signal generatorining R_r ichki qarshiligiga ham bog’liq bo’lar ekan.

Yarim o’tkazgichli kuchaytirgichlarda R_r va R_N kattaliklarni tranzistor parametrlari bilan sozlashga kata ahamiyat berish kerak. Maksimal energiya uzatish shartiga asosan R_r =R_chiq va R_N =R_chiq bo’lishi lozim. Ko’rilayotgan hol uchun qulay (optimal) qiymatlari ifodasi quyidagicha bo’ladi:

(4.11)

Kuchaytirgichlarning uchchala ulanish turi uchun kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffistienti

(5.1)

Tok kuchi bo’yicha kuchaytirish koeffistienti

(5.2)

Quvvat bo’yicha kuchaytirish koeffistienti

(5.3)

ko’rinishda ifodalanadi.

Tranzistorlar radiosxemada ishlatilganda uning elektrodlaridan biri hamma vaqt zanjirning kirishi va chiqishi uchun umumiy bo’lgan simga — yerga ulangan bo’ladi. Shunga ko’|ra bipolyar tranzistorlarning uch xil ulanish sxemasi mavjud (21-rasm).

1 Umumiy bazali sxema — UB. ,

2 Umumiy emitterli sxema — UE. ,

3 Umumiy kollektorli sxema — UK..

Bular ichida UB sxema tranzistorlarning xususiyatlarini tekshirishda eng qulayi hisoblanadi. Shuning uchun tranzistorlarning fizik kattaliklari shu sxema

21-rasm. Tranzistorlarning sxemaga ulanish turlari: a — UB sxema, b — UE sxema, v — UK sxema.

Sxema asosida tekshiriladi va u qolgan ikki ulanish sxemasiga ta’sir etiladi. 21-rasmda keltirilgan sxema UB sxemadir. Undagi emitter o’tishining kavak tokini va elektron tokini deb belgilasak, emitter toki uchun quyidagi ifoda o’rinli bo’ladi:

(6.1)

Bu tok butun emitter o’tishi davomida doimiy bo’ladi. Uning tashkil etuvchisi bazadan emitterga elektronlarning o’tishidan hosil bo’ladi. U emitter o’tishidan biror masofaga uzoqlashgach (4÷5 diffuzion uzunlikda) emitterdagi kovaklar bilan to’la rekombinasiyalanadi va nolgacha kamayadi. Natijada kovak toki ortadi.

Xuddi shunga o’xshash kollektor o’tishi toki ham ikki tashkil etuvchiga ega bo’ladi: — kavak toki va

— elektron toki. ning kattaligi emitterdan bazaga o’tib kollektor o’tishga yetib keladigan kovaklar miqdori bilan, esa, kollektordan bazaga o’tadigan elektronlar soni bilan xarakterlanadi.

Emitter o’tishining kuchlanishi o’zgarsa, emitter toki o’zgaradi. Buning natijasida kollektor tokining tashkil etuvchisi o’zgarib, tashkil etuvchi o’zgarishsiz qoladi. ning o’zgarishi kollektorning hajmiy qarshiligi o’zarishiga bog’liq bo’ladi. Shuning uchun kollektor tokining tashkil etuvchisi boshqariluvchi foydali tok, — boshqarilmaydigan zararli tok deb qaraladi va hamma vaqt bo’ladi. Umuman olganda natijaviy kollektor toki kollektor o’tishi uzunligi bo’yycha doimiy tok hisoblanadi:

(5.2)

Agar 21-rasmda keltirilgan sxemaning emitter utishi uzilsa (E₁ manba uzilsa), kollektor o’tishidan I_KT ga teng teskari tok o’tadi. Uning qiymati kollektorning I_kp elektron tokidan katta bo’ladi. Chunki bunda I_kp ga bazadan kollektorga o’tib turuvchi (muvozanatdagi) kovaklar toki I_bp ham qo’shiladi.

I_KT boshqarilmaydigan kollektor toki yoki temperatura toki deb ataladi. Uni kollektorning isokinlik tok deb ham ataladi. Bu tokning kattaligi kollektor kuchlanishining yetarlicha katta o’zgarishlarida ham doimiy qoladi. Lekin tashqi muhit haroratiga juda bog’liq bo’ladi:

(5.3)

Bunda δ koeffisiyent yarim o’tkazgichning materialiga bog’liq bo’lib, germaniy kristali uchun 8400 ga teng.

I_KT tokning ixtiyoriy temperaturadagi ifodasi

(5.4)

ko’rinishda bo’ladi. Demak, germaniyli triodning sokinlik toki temperatura har 10⁰ ga o’zgarganda ikki baravar o’zgarar ekan. Masalan, temperatura 20⁰C dan 50⁰C ga ortsa, I_KT sokinlik toki 2³=8 marta o’sadi.

I_KT sokinlik tokining temperaturaga bunday kuchli bog’liq bo’lishi tranzistor parametrlarining keskin o’zgarishiga olib keladi. Shuning uchun tranzistorni ishlatishda buni albatta hisobga olish kerak.

Shunday qilib, umumiy holda kollektor tokining kattaligi boshqariluvchi I_kr va boshqarilmaydigan I_kt toklarning yig’indisidan iborat bo’ladi: