Namangan muhandislik-qurilish instituti «Enеrgеtika va sanoatni axborotlashtirish» fakultеti

1. Masalaning qo`yilishi va uning amaliy ahamiyati
Menga kurs ishi sifatida quyidagi mavzuga oid quyidagi vazifalar berildi.
“Umumiy emitterli kuchaytirgichni tahlil qilish.Umumiy kollektorli kaskadni hisoblash” mavzusi berildi. Meni bu mavzuni yoritishimdan asosiy maqsadim mamlakatimizda axborotlashtirish, Sxematexnikani rivojlantirishda olib borilayotgan ishlarga o`z hissamni qo`shish.
Ushbu maqsadni amalga oshirish uchun quyidagi vazifalarni amalga oshirishim kerak.
-Kirish;
- Asosiy qism;
-Masalaning qo’yilishi va uning amaliy ahamiyati;


- Umumiy emitterli kuchaytirgichni tahlil qilish.Umumiy kollektorli kaskadni

hisoblash mavzusi bo’yicha nazariy ma’lumotlar tahlili;

-Mavzuni yaratishda foydalanilgan dasturiy vosita tahlili ;


- Topshiriqni yaratish texnologiyasi ;


-Topshiriqni yaratish jarayonining ekran ko’rinishlari ;
- Natija;
- Xulosa;


-Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati;


- Ilova;

2. Umumiy emitterli kuchaytirgichni tahlil qilish.Umumiy kollektorli


kaskadni hisoblash mavzusi bo’yicha nazariy ma’lumotlar tahlili
Kuchaytirgichni berilgan ish rejimini ta’minlash uchun tipli sxema asosida struktura sxemasi tuziladi.( rasm 1)
Qurilma tarkibida kirish qurilmasi mavjud (Kir.U) signal manbaidan kirishni birinchi kaskadiga uzatish uchun xizmat qiladi. Undan signal manbaini kuchaytirgichni kirishiga bevosita ulab bo’lmaganda foydalaniladi. Odatda kirish qurilmasi transformator yoki RS zanjircha ko’rinishida ishlanadi va ular tokni doimiy tashkil etuvchisini manbadan kuchaytirgichga o’tishini oldini oladi yoki aksincha.
Dastlabki kuchaytirgich ( Dast.U ) bir yoki kuchaytirishni bir necha kaskadidan iborat. U kirish signalini quvvat kuchaytirgichini ishlashi uchun yetarli kattalikkacha kuchaytirish uchun xizmat qiladi. Ko’pincha dastlabki kuchaytirgich sifatida tranzistorlarda yig’ilgan kuchlanish kuchaytirgishlaridan foydalaniladi.

1-rasm. Kuchaytirgichning struktura sxemasi.

Kuchaytirgichi (U) iste’molchiga kerakli quvvatdagi signalni berish uchun xizmat qiladi. Beradigan quvvatiga bog’liq ravishda u bir yoki bir necha kuchaytirish kaskadlaridan iborat bo’ladi[2].

Chiqish qurilmasi (CHIQ) kuchaytirilgan signalni quvvat kuchaytirgichini chiqish zanjiridan iste’molchiga (YU) uzatishda foydalaniladi. Undan shunday holatlarda foydalaniladiki qachonki iste’molchiga bevosita ulanish mumkin emas. Shunda chiqish qurilmasi vazifasini ajratuvchi kondetsator yoki transformator bajarishi mumkin, ular tokni doimiy tashkil etuvchisini kuchaytirgich chiqishidan iste’molchiga o’tkazmaydi. Transformatordan foydalanilayotganda kuchaytirgich chiqishi bilan iste’molchi orasidagi qarshilikni muvofiqlashtirishga erishiladi, bu FIK ni maksimal qiymatiga erishish va chiziqli bo’lmagan kichik xiralashishga erishish maqsadida qilinadi. IMS asosidagi kuchaytirgichlarda transformatordan foydalanishni tavsiya etilmaydi, chunki ularni o’lchamlari katta va tayyorlash qiyin.
Ta’minot manbai (TM) kuchaytirgichni faol elementlarini manba bilan ta’minlaydi. Talab qilinadigan parametrlarni stabillash uchun manfiy teskari bog’lanish zanjiri kiritiladi. Kuchaytirgichlarni sinflarga ajratishdagi asosiy belgilari bo’lib hisoblanadi: ishchi chastotalar diopazoni va uni kuchaytirish xususiyatini ifodalovchi parametrlar: tok, kuchlanish, quvvat. Kuchaytirgichni
kerakli texnik ko’rsatkichlari bo’lib: kuchaytirish koeffitsenti, kirish va chiqish qarshiligi, kuchaytirilayotgan chastotalar diopazoni, dinamik diopazon, nochiziqlik chastotali va fazali xiralashish. Kuchaytirgichlari chiqish quvvati va FIK bilan xarakterlanadi. Dastlabki ma’lumotlarni tahlil qilib texnik topshiriq ikki kaskadli quvvat kuchaytirgichini maydon va bi qutbli tranzistorlaridan foydalanilgan kuchaytirgich chastotalar spektrini TCH kanaliga mos keladi[2-5].
Kuchaytirishni asosiy kaskadi rezisotrli hisoblanadi (rasm.2) u VT1 maydon tranzistorida yig’ilgan bo’lib p-n o’tishda p-turdagi boshqaruvga ega, u umumiy istok OI sxemasiga ko’ra ulangan, bu chiqishda maksimal quvvatga va yuqori chiqish qarshiligiga erishish imkonini beradi, bundan kirish signalini yuqori omli manbai bilan ishlash imkonini beradi. Doimiy tashkil etuvchini signal manbai zanjirida tushushiga yo’l qo’ymaslik uchun kirishda ajratuvchi kondetsator Sp1 ko’zda tutilgan. Rvx=2MOm sxemaga muvofiqlashtirish uchun zatvor zanjiriga resistor ko’zda tutilgan Rz. Maydon tranzistori nolli siljishda ishlaydi A sinfida ishlaydi ( chiziqli rejim ). Kaskadni doimiy tok bo’yicha iste’molchisi bo’lib stok rezistori Rs,unga parralell qilib korreksiyalovchi kondensator Ck, o’tkazish kengligini yuqori chastotalar sohasida kengaytirish uchun xizmat qiladi. Kaskadlar orasida bevosita galvanik aloqa ko’zda tutilgan[3].
Ikkinchi kaskad VT2 tranzistorida yig’ilgan. U p-n-p turli bo’lib umumiy emitter OE va umumiy kollektor sxemasi bo’yicha yig’ilgan. Bunday iste’molchini ulanish yo’li chiqishni simmetrik bo’lishini ta’minlaydi. Kaskad iste’molchisi ajratilgan degan nomga ega VT2 rejimini o’rnatish uchun bu yerda yuqori o’mli rezistorlar Rd1 va Rd2 talab qilinadi. Rd1va Rd2 bo’luvchi zanjirdan foydalanish gibrid IMS topologiyasini murakkablashtiradi va uni narxini oshiradi, shu sababli ular sxemada yo’q. Kollektor qarshiligi Rk o’zgarmas tok bo’yicha ish rejimini chiqish zanjirida berilishi uchun kerak. Emitter zanjiridagi resistor Re teskri bog’lanish va bir vaqtni o’zida avtomatik siljish elementi hisoblanadi. Mahalliy teskari bog’lanish kaskadni ish rejimini stabillashda qo’llaniladi. Manfiy teskari bog’lanish elementini qisqacha harakteristikasi: ishorasi bo’yicha manfiy, tok bo’yicha ketma-ket, chastotaga bog’liq bo’lmagan, signalni ikkala tashkil etuvchisi bo’yicha.
Iste’molchi bilan kuchaytirgich orasidagi aloqa chiqish qurilmasi orqali amalga oshiriladi.Chiqish qurilmasi sifatida ajratuvchi kondetsatordan Cp2, Cp3 foydalanilgan.
Sxemada signal manbai Ug (generator) ichki qarshiligi bilan Rg ko’zda tutilgan. Kuchaytirgich ta’minot manbaisiz Up normal faoliyat yurita olmaydi.
Simmetrik bo’lmagan kirishli va simmetrik chiqishli kuchaytirgichni tamoyilli sxemasi ( rasm.2) da ko’rsatilgan.

2-rasm. Simmetrik bo’lmagan kirishli va simmetrik chiqishli kuchaytirgichni tamoyilli sxemasi.
Birinchi kaskad n- kanalga ega bo’lagan va boshqariladigan p-n o’tishli zatvori izolyatsiyalanmagan maydon tranzistorida yig’ilgan. Shunga o’xshash kaskad MDF tranzistorida ham yig’ilishi mumkin. Birinchi kaskadni kerakli ish rejimi avtomatik siljitish elementlari yordamida amalga oshiriladi: Ru rezistori va Su sig’imi va Ru bilan pastgi ishchi chastotada shuntlanishi kerak. Hisoblashlarga ko’ra bu odatda katta sig’imli elektrolitik kondetsatordan foydalanish bilan ta’minlanadi. Tinch rejimni tanlash ( Uçéï) nuqtai nazaridan sxemali yechimini soddaligidan maydon tranzistorini o’rnatilgan kanalligidan foydalanish qulayroq va u qashshoqlashtirilgan zaryad tashuvchilari to’yingan rejimlarda ham ishlay oladi, bu esa bunday tranzistor Uçéï=0 da ishlashiga ham imkon beradi. p-n o’tishda boshqariladigan maydon tranzisotlari ham Uçéï ishlay oladi. IMS uchun elementlar sonini kamaytirish xohishga hos bu esa uni murakkabligini kamaytiradi va tayyorlash tehnologiyasini soddalashtiradi. Shu sababli avtomatik siljitish zanjiridan vos kechib nolli siljitishda ishlatsa ham bo’ladi. Shunda kuchaytirishni chizililigi saqlanishi uchun maydon tranzistori kirishidagi kuchlanish ampletudasi p-n o’tishni boshqaradigan ( 0,3 dan 0,4 gacha ) V dan oshmasligi kerak.
Kuchaytirgichni kirishi va chiqishida, shuningdek kaskadlar orasida ajratuvchi sig’imlar Cp1, Cp2 va Cp3 kirish- Cp1 va chiqishdagi Cp3 ajratuvchi sig’imlardan vos kechish mumkin emas, kaskadlar orasidagi ajratuvchi sig’imdan esa Cp2 dan bizning holatimizda vos kechish mumkin. Bu holatda kasadlar orasida galvanik aloqa paydo bo’ladi va Ry qarshiligi orqali bi qutbli tranzistorni ba’zasiga ta’minot manbai kuchlanishi uzatiladi. Shu sababli rejimli yuqori omli kuchlanishni bo’luvchi Ra1va Ra2 rezistorlarga ehtiyoj yo’q; o’zgarmas tok bo’yicha tinch rejimda (Ian) VT2 tranzistori uchun rezistorlar Rs va Ru rezistorlar qiymati aniqlanadi[3].
Yuqori chastotalardagi chastota harakteristikasi Sk sig’im bilan korreksiyalanadi va u stok qarshiligiga Rs parralell ulangan. Tehnik topshiriqqa mos holda kuchaytirgichni chiqishi simmetrik yoki simmetrik emas bo’lishi mumkin. Simmetrik bo’lmagan chiqish umumiy kollektorli ( OK ) yoki umumiy emitterli ( OE ) sxema bo’yicha bo’lishi mimkin.

Rasm 3. Chiqishi simmetrik bo’lmagan umumiy kollektorli sxema bo’yicha ulangan bi qutbli tranzistorda yig’ilgan kuchaytirgich.

Rasm 4. Chiqishi simmetrik bo’lmagan umumiy emitter kollektorli sxema bo’yicha ulangan bi qutbli tranzistorda yig’ilgan kuchaytirgich.

Rasm 5. Simmetrik chiqishga ega bo’lgan kuchaytirgich.
Chiqishi simmetrik bo’lmaganda OK yoki OE li sxemani tanlash umumiy kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsenti Ku qiymati bilan aniqlanadi. Iste’molchi Ri bilan muvofiqlashtirish nuqtai nazaridan OK ni sxemasini tanlash hohishga ko’ra, ammo emitter takrorlagichini kuchaytirish koeffitsenti 1 dan kam, maydon tranzistorili birinchi kaskad Ku bo’yicha qattiq ramkaga tushib qoladi. Avtomatik siljitish yo’q bo’lganda maydon tranzistorida VAX ni chiqish harakteristikalarini silliq sohasida ishchi nuqtani tanlash yetarli darajada murakkab, Rc ni kamaytirish zarur shunda kuchaytirish koeffitsenti teng bo’ladi:

Tikligi (stok harakteristikalari oilasida joylashadi)
Agar ishchi nuqta muvaffaqiyatsiz tanlansa ( chiqish harakteristikalarini tik sohasida ), shuningdek ikkinchi kaskadning kirish qarshiliklari kichik bo’lganda birinchi kaskadni kuchaytirish koeffitsenti teng bo’ladi:

Bu yerda qavs ichidagi joylashgan qarshiliklar parralell ulanganligini namoyish etadi[6-7].
Harakteristikani tikligi chiqish harakteristikalarini tik sohasida ekanligini hisobga olsak kuchaytirish koeffitsienti anchaga kamayadi.Shu sababli Ku<7da ikkinchi kaskad sxemasini OE bo’yicha tanlash yaxshi bo’ladi (rasm. 4.) undagi kuchaytirish koeffitsenti OK kaskaddagidan katta va 1dan katta bo’ladi. Bu holatda emitter zanjiriga o’zgaruvchan tok bo’yicha shutlanmagan qarshilik Ru qo’yiladi, bu esa OE lik kaskadni sifat ko’rsatkichini yomonlashtiradi ammo birinchi kaskad chiqishini ikkinchi kaskad kirishi bilan muvufiqlashtira oladi chunki bu holatda :

OE lik kaskadni kuchaytirish koeffitsenti (rasm. 4.) dagi sxema uchun formula bilan aniqlanadi:

Agar Êu 7 bo’lganda tipli sxema sifatida (rasm 3.) da ko’rsatilgan kuchaytirtish sxemsini chiqishida emitterli takrorlagichi bo’lgan sxemani olish foydali.OK li kaskad uchun kuchlanish bo’yicha kuchaytirish koeffitsenti:

Emitter takrorlagichini kirish qarshiligi formula bo’yicha aniqlanadi:

Simmetrik chiqishi bo’lgan ( alohida iste’molchisi bo’lgan kaskadlarda kollektor va emitter zanjiridagi qarshiliklar ko’pincha iste’molchi qarsiligiga teng qilib tanlanadi ( Rï= Rê= Rŷ ) alohida iste’molchilin kaskadni kuchaytirish koeffitsenti emitter takrorlagichni kuchaytirish koeffitsenti va OE sxemasi bo’yicha ulangan tranzistorni kuchaytirish koeffitsenti yig’indisidan iborat:

Bu holatda emitter takrorlagichni (ET)ni kuchaytirish koeffitsenti formula bilan aniqlanadi:

OE sxemasi bo’yicha ulangan tranzistorni kuchaytirish koeffitsenti formula yordamida aniqlanadi:

Alohida iste’molchiga ega bo’lgan kaskadni kirish qarshiligi formula yordamida aniqlanadi:

Barcha ko’rib chiqilayotgan tranzistorli kuchaytirgichlarni tipli sxemalarida kirish kaskadi maydon tranzistorida, chiqish kaskadi bi qutbli tranzistorda, ularni tanlash birinchi navbatda ta’minot manbaini qutblari bilan bog’liq. Agar musbat bo’lsa n-kanalli maydon tranzistori va n-p-n tipli bi qutbli tranzistor kerak; manfiy bo’lsa p- kanalli maydon tranzistori va p-n-p tipdagi bi qutbiy tranzistor zarur.
Gibrid IMS larda korpusi yo’q tranzistorlardan foydalaniladi. 1-ilovada ba’zi korpussiz bi qutbiy va maydon tranzistorlarini ma’lumot to’plamlari ko’rsatilgan. 2-ilovada esa n-kanalli maydon tranzistorlarini chiqish VAX oilasi.3-ilovada p- kanalli maydon tranzistorlarini VAX oilalari ko’rsatilgan.
Sxemani hisoblashni boshlashni chiqish kaskadini bi qutbli tranzistorini tanlashdan boshlash kerak.
Bunda hisobga olish kerakki eng yaxshi ko’rsatkichlar h21ŷ tranzistorni erishiladi va manba kuchlanishi Uïêò tranzistor Uïŷò katta bo’lsa hohishga qarshi. Undan tashqari kollektorni tinch holat toki iste’molchi tokidan 2 5 marta katta bo’lishi kerak, uni chiqishdagi nominal kuchlanish qiymatidan topish mumkin
Tranzistori tanlanganidan keyin Ku2va Râò2 aniqlaymiz. Bi qutbli tranzistorlani statistik chiqish VAX lari mavjud bo’lganda kaskadni grafoanalitik hisoblashni o’tkazish maqsadga muvofiq, iste’molchi to’g’ri chizig’ini qurish bilan tinch holat rejimini aniqlaymiz va chiqish tokini hamda chiqish kuchlanishini o’zgarishini aniqlaymiz. Bi qutbli tranzistorni VAX bo’lmaganda birinchi kaskadni kuchaytirish koeffitsentini aniqlashga o’tish mumkin Ku1 o’tish mumkin va maydon tranzistoridagi kaskadni hisoblashga ham o’tsa bo’ladi.