Мустақил иш Мавзу: “Умумий эмиттер схемасида уланган биполяр транзистор асосидаги кучайтириш каскадини ҳисоблаш”

“Электроника ва схемалар 2” фанидан

Мустақил иш
Мавзу: “Умумий эмиттер схемасида уланган биполяр транзистор асосидаги кучайтириш каскадини ҳисоблаш”
Бажарди: _________грух талабаси

ТАШКЕНТ-2022

Ишнинг мақсади:

Умумий эмиттер схемасида уланган биполяр транзистор (БТ) асосидаги кучайтириш каскадларини ҳисоблаш орқали талабаларнинг кучайтиргичлар бўйича назарий билим ва амалий кўникмаларини мустаҳкамлаш.

Берилган:

Вариант	Транзистор тури	База сокинлик токи , Iбп, мкА	Манбалаш кучланиши Ек, В	Коллектор қаршилиги Rк, Ом	Кучайтиришнинг паст частота чегараси fН, Гц
ххххх	2N2369A	50	5	620	100

1. 2N2369A транзистор параметрларини ҳисоблаш


1.1 Умумий эмиттер (УЭ) схемасида уланган 2N2369A транзистор кириш ва чиқиш статик характеристикалари оилаларини қуриш
УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор I_б = f(U_бэ) ( U_кэ = 0 В ва U_кэ = 10 В да) кириш статик характеристикаси оиласини олиш.
Бунинг учун 1- расмда келтирилган транзистор параметрларини ўлчаш схемасидан фойдаланилади.

1-расм.Транзисторнинг кириш статик характеристикаси оиласини олиш.

I_Б ва U_БЭ ларнинг олинган қийматларини 1 - жадвалга киритилади ва улар асосида 2N2369A транзистор кириш статик характеристикаси оиласи чизилади.

1. 
   жадвал.
   

УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор Iб = f(Uбэ) ( Uкэ = 0 В ва Uкэ = 10 В да) кириш статик характеристикаси оиласи

UКЭ=0В		UКЭ=10В
IБ, мкА	UБЭ, мВ	IБ, мкА	UБЭ, мВ
25	475	25	686
50	495	50	716
75	507	75	733
100	516	100	745
125	523	125	754
150	529	150	761
175	534	175	767
200	538	200	773
250	545	250	781
300	551	300	789
350	557	350	795
400	562	400	800

Ушбу жадвалда келтирилган қийматлар асосида транзистор кириш I_б = f(U_бэ) характеристикаси чизилади.

2-расм. 2N2369A транзисторнинг I_б = f(U_бэ) кириш характеристикаси графиклари.

УЭ схемасида уланган транзисторнинг I_к = f(U_кэ) (I_б = const) чиқиш статик характеристикаси оиласини олиш.

Бунинг учун қуйида келтирилган схемадан фойдаланилади.

Ib = const

3-расм. Транзисторнинг чиқиш статик характеристикаси оиласини олиш

Транзисторнинг I_к коллектор токи ва U_кэ коллектор ва эмиттер орасидаги кучланиш база токининг бир неча доимий қийматларида (I_б = 25 мкА; I_б = 50 мкА; I_б = 75 мкА; I_б = 100 мкА; I_б = 125 мкА; I_б = 150 мкА ) ўлчанади ва 2 жадвалга киритилади. Олинган натижалардан фойдаланиб, 2N2369A транзисторнинг I_к = f(U_кэ) ( I_б = const ) чиқиш статик характеристикаси оиласи қурилади.

2-жадвал.

УЭ схемасида уланган 2N2369A транзисторнинг Iк = f(Uкэ) ( Iб = const ) чиқиш статик характеристикаси оиласи.

UКЭ	IК (IБ=25 мкА)	IК (IБ=50 мкА)	IК (IБ=75 мкА)	IК (IБ=100 мкА)	IК (IБ=125 мкА)	IК (IБ=150 мкА)
0	-0,2609	-0,052726	-0,07986	-0,106091	-0,132894	-0,159651
0,5	2,307	5,440	8,310	10,91	13,296	15,496
1,0	2,313	5,456	8,335	10,943	13,337	15,545
2,0	2,327	5,489	8,385	11,009	13,418	15,639
3,0	2,341	5,522	8,436	11,084	13,499	15,733
4,0	2,362	5,554	8,487	11,152	13,58	15,827
5,0	2,379	5,588	8,540	11,218	13,662	15,922
6,0	2,394	5,618	8,588	11,284	13,743	16,017
7,0	2,407	5,654	8,637	11,35	13,824	16,112
8,0	2,421	5,687	8,693	11,418	13,906	16,207
9,0	2,434	5,720	8,741	11,484	13,985	16,3
10	2,450	5,752	8,789	11,552	14,067	16,396
15	2,517	5,919	9,043	11,884	14,472	16,868
20	2,590	6,086	9,307	12,218	14,882	17,344

Юқорида келтирилган жадвал асосида транзисторнинг Iк = f(Uкэ) чиқиш статик характеристикаси графиги чизилади (4-расм).



4-расм. 2N2369A транзисторнинг Iк = f(Uкэ) чиқиш статик характеристикалари графиги
1.2. УЭ схемасида уланган 2N2369A транзисторнинг вольт – ампер характеристикаларидан фойдаланиб, h – параметрларини график усулида аниқлаш

2N2369A транзистрорнинг h_11э параметрини 1.1 пунктда келтирилган I_б = f(U_бэ) кириш статик характеристакалар оиласидан аниқлаймиз. Транзисторнинг статик иш режимини белгиловчи база сокинлик токининг берилган I_бп=50 мкА қиймати бўйича, U_кэ=10 В га оид графикдан А нуқтани белгилаймиз. А нуқтадан бир хил оралиққлардаги икки нуқталар учун ΔI_б база токи ва Δu_бэ кучланиш орттирмаларини топамиз. h_11э параметрини қуйидаги формуладан топамиз:

5–расмдан I_б1=25 мкА, I_б2=75 мкА, U_бэ1=686 мВ, U_бэ2=733мВ эканлигини аниқлаймиз. Унда h_11э параметр:


5–расм. h_11э параметрини график усулида аниқлаш.
h_12э параметр 2N2369A транзисторнинг I_б = f(U_бэ) кириш характеристикасидан аниқланади. Бунинг учун "А" ишчи нуқтадан горизонтал чизиқ U_кэ=0В га оид график билан кесишгунча ўтказилади. Транзистор коллектори ва эмиттери орасидаги кучланиш орттирмаси қуйидагича аниқлланади:
ΔU_кэ= U_кэ2 – U_кэ1=10В – 0В=10В
Ушбу ΔU_кэ орттирмага тўғри келадиган база ва эмиттерлар орасидаги кучланиш орттирмаси
ΔU_бэ= U_бэп4 – U_бэ3=716мВ – 495мВ=221мВ.

6–расм. h_12э параметрни график аниқлаш.

h_12э параметрни қуйидагича аниқлаймиз:

h_21э параметрни 2N2369A транзисторнинг I_к = f(U_кэ) (Iб = const) чиқиш характеристикалари оиласидан аниқлаймиз. Транзисторнинг чиқиш характеристикасидаги "А" ишчи нуқтани юклама чизиғининг (Ек = 5В, Rк = 620 Ом) I_бп = 50 мкА га оид чиқиш ВАХ билан кесишиш нуқтаси каби топамиз.

I_к токлар ўқида Е_к/ R_к = 8,06 мА қийматни белгилаймиз.
U_кэ кучланиш ўқида Е_кэ = 5В нуқтани белгилаймиз.



7– расм. h_21э параметрни график усулда аниқлаш.

"А" нуқта координаталари қуйидагича: I_кп =5,5 мА, U_кэ=1,6 В. Ишчи нуқтадан вертикал чизиқ ўтказиб, I_б1 = 25 мкА и I_б3 = 75 мкА га оид ВАХ графиклари билан кечишган нуқталарини белгилаймиз. Бу ҳолда ΔI_б база токи орттирмаси:

ΔI_б = I_б3 – I_б1=75 мкА – 25 мкА=50мкА

ΔI_б база токи орттирмасига тўғри келувчи коллектор токи орттирмаси қуйидагича топилади:

ΔI_к = I_к2 – I_к1=8,4 мА – 2,4 мА = 6 мА

h_21э параметр қуйидаги формуладан топилади:

h_22э параметр 2N2369A транзисторнинг I_к = f(U_кэ) чиқиш характеристикалари оиласидан топилпди. Бунинг учун характеристикалар оиласининг I_бп = 50 мкА га оид графигида "А" ишчи нуқта ёқинида бир хил узоқликда икки нуқта белгилаб коллектор ва эмиттер орасидаги кучланиш орттирмаси топилади:

8– расм. h_22э параметрни графиик усулда аниқлаш.

ΔU_кэ = U_кэ2 – U_кэ1= 2,84В – 0,84В = 2 В

U_кэ орттирмасига тўғри келадиган коллектор токининг орттирмаси:

ΔI_к=I_к4 – I_к3=5,5мА – 5,45мА = 0,05 мА

Унда h_22э параметр қуйидагига тенг:

1.3. 2N2369A транзистор кириш ва чиқиш қаршиликлари қуйидаги формулалардан топилади: по формулам:

1.4 2N2369A транзисторнинг β ток бўйича узатиш коэффициенти:

2. УЭ схемали кучатиргич каскади элементлари параметрларини ҳисоблаш



9– расм. УЭ уланган транзисторли кучайтиргич каскади схемаси.


2.1 Каскад резистив элементларини ҳисоблаш
Сокинлик режимида бўлгич токини аниқлаш

Сокинлик режимини таъминловчи қрашиликлар йиғиндисини аниқлаш.

R_э қаршиликдаги кучланиш:

Резистив элемент қаршилигини аниқлаш (Е24 қаршиликлар номигналлари асосида).

Е24 қаршиликлар қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз

Е24 қаршиликлар қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз

Е24 қаршиликлар қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз



2.2 Каскад элементлари сиғимларини ҳисоблаш
Ўзгарувчан ток бўйича R_э қаршиликни шунтловчи конденсатор сиғимини аниқлаш.

Е24 қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз: С_э = 24 мкФ.

Бўлувчи конденсаторлар сиғимларини аниқлаш.

Е24 қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз: С_р1 = С_р2 = 9 мкФ.

2.3. Элементларнинг аниқланган параметрларини қўллаган ҳолда УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор асосидаги кучайтиргич схемасини йиғамиз(10–расм). R₁ ни номинал қаршилиги 2·R1=13,6 кОм бўлган реастат билан алмаштирамиз, Е24 қаршиликлар қийматлари асосида қуйидагига эга бўламиз: 2·R1=13 кОм. U_кир = 0 ни ўрнатамиз(кириш сигнали йўқлик шарти) ва R₁ ўзгарувчан қаршиликни ўзгартириб ( , U_бэп) сокинлиик режими ўрнатилишига эришамиз.

10–расм. Сокинлик режимидаги УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор асосидаги кучайтиргич каскади

Сокинлик режимида , U_бэп= 713 Мв бўлади. Булар берилган қийматларга жуда яқин.
Мослашган қиймат R₁=3,445 кОм.

3. Кучайтиргич каскади параметрларини аниқлаш.

УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор асосидаги кучайтиргич каскади кириш қаршилигини ўлчаймиз. Бунинг учун аввалида схема киришига f_ср=10 кГц частотада 5 мВ сигнал берамиз ва U_кир ҳамда U_чиқ қийматларини қайд қиламиз (схема 4). Бунда вольтметрлар ўзгарувчан кучлланишни ўлчаш режимига қўйилади (AC).

11–расм. Салт ишлаш режимидаги УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор асосидаги кучайтиргич каскади
Кучайтиргич каскадининг кириш кучланиши U_кир=2,599 мВ.
Кучайтиргич каскадининг чиқиш кучланиши U_чиқ=164 мВ.
Кучайтиргич каскадининг кириш кучланишини аниқлаш.
Схеманинг кириш занжирига (11–расм) қўшимча ўзгарувчан қаршилик улаймиз ва унинг қийматини ўзгартириб каскад кириш занжирига уланган вольтметр кўрсатиши U = U_кир/2 бўлишига эришамиз (12–расм).

12–расм. Кириш қаршилигини ўлчаш.
Ўзгарувчан қаршиликнинг қайд қилинган қииймати кучайтиргич кириш қаршилигига тенг бўлади: R_кир=230 Ом.
Кучайтиргич каскадининг чиқиш қаршилигини аниқлаш.
Бунинг учун қасқад чиқиш занжирига ўзгарувчан қаршилик улаймиз ва унинг қийматини ўзгартириб каскад чиқиш занжирига уланган вольтметр кўрсатиши U = Uкир/2 бўлишига эришамиз (13–расм).



13–расм. Каскад чиқиш қаршилигини ўлчаш.
транзистор сопротивление каскад напряжение
Ўзгарувчан қаршиликнинг қайд қилинган қииймати кучайтиргич чиқиш қаршилигига тенг бўлади: R_чиқ=340 Ом.
Каскаднинг кириш ва чииқиш занжирларига уланган мослашган режимидаги вольтметрлар ва амперметрлар (13–расм) кўрсатишлари бўйича кучайтиргич кучайтириш коэффициенти аниқланади:


– қувват бўйича кучайтириш коэффициенти
Построим амплитудно-частотную характеристику усилительного каскада, собранного на транзисторе 2N2369A по схеме с ОЭ.

14– расм. Кучайтиргич каскади АЧХсини ўлчаш.

15– расм. УЭ транзистор схемастидаги кучайтиргич каскади АЧХси.

Келтирилган графикдан кучланиш ва ўтказиш оралиғи Δf бўйича кучайтириш коэффициентларининг максимал қийматлари топилади.

дБ– кучланиш бўйича кучайтириш коэффициенти максимал қиймати.
дБ– кучланиш бўйича кучайтириш коэффициенти чегаравийв қиймати.
Ўтказиш оралиғи:

Δf = fв – fн = 23,878 МГц – 309 Гц = 23,569 МГц

ХУЛОСА

Мен 2N2369A биполяр транзисторасосидаги кучайтиргич каскадини ҳисоблаш ва характеристикаларини ўлчаш бўйича билим ва амалий кўникваларни мустахкамладим.

Мустақил ишни бажариш мабойнида УЭ схемасида уланган 2N2369A транзистор кириш ва чиқиш статик характеристикалари оилаларини қурдим, h – параметрларни ҳисобладим, ва ҳ.к. (ўзингиз ёзасиз) ........................................ .....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................