O’zbekiston respublikasi oliy va orta maxsus ta’lim vazirligi

1.Bipolyar tranzistorning elektr modeli.

Modellashning asosiy vazifasi Bipolyar tranzistor elektr Xarakteristikalari bilan fizik parametrlari orasidagi bog'lanishni aniqlashdan iborat. Buning uchun bipolyar tranzistor elektr model ko‘rinishida keltiriladi. Uning modeli ba’zan ekvivalent sxema yoki almashlash sxemasi deb ham ataladi.

Elektr modelda Bipolyar tranzistor oddiy elementlar (diod, tok manbayi,resistor va kondensatorlar) yoki to‘rt qutbli bilan almashtiriladi. Tranzistor modellari elektron sxemalar param etrlari va xarakteristikalarini hisoblashda va eng muhimi, integral sxemalarni ishlab chiqarishda, murakkab sxemani sodda va aniq modellar asosida tahlil qilish zarur bo‘lganda ishlatiladi.

Ba’zi modellar tranzistorning statik rejimi uchun, boshqalari esa —Dinamik rejimi uchun ishlab chiqilgan. Bipolyar tranzistor elektrodlaridagi kuchlanishlar vaqt bo‘yicha o‘zgarmas bo‘lgan rejim statik rejim deyiladi. Bu vaqtda rejimning barcha parametrlari vaqt davomida o‘zgarmas qoladi. Tranzistor ishlaganda, uning elektrodlari zanjirlariga o‘zgarmas kuchlanish manbalaridan tashqari, kuchaytirilishi yoki o‘zgartirilishi zarur bo‘lgan signal manbayi ham ulanadi. Signal berilganda transistor elektrodlaridan birida kuchlanish (tok) vaqt davomida o‘zgaruvchan bo‘lib, tranzistor dinamik rejim holatida bo'ladi. Umumiy holda, tok va kuchlanishlarning o‘zgaruvchan tashkil etuvchilari orasidagi bog‘lanish bilan ularning o‘zgarmas tashkil etuvchilari orasidagi bog‘lanish bir-biridan farq qiladi . Buning ikkita sababi bor. Birinchidan, tranzistor p-n o‘tishlarining barer sig‘imlari mavjud, kollektor va baza sohalari sezilarli hajmiy qarshilikka ega. Shular hisobiga p-n o'tishlardagi kuchlanishlar tranzistor elektrodlaridagi kuchlanishlar bilan sinfaz o‘zgarmaydilar va amplitudasi bo‘yicha elektrodlardagi kuchlanishlarga nisbatan doim kichik qiymatga ega bo‘ladi. Kuchlanishlar qiymatidagi farq signal chastotasi ortishi bilan ortadi. Ikkinchidan, zaryad tashuvchilaming baza orqali o‘tishi, ya’ni EO ‘ diffuziya sig‘imining qayta zaryadlanishi inersion jarayondir. Shuning uchun, dinamik rejimda elektrodlar toklarining oniy qiymatlari p-n o‘tishlardagi kuchlanishlarning oniy qiymatlariga mos kelmay qoladi, zaryad tashuvchilaming emitterdan kollektorgacha yetib borishi uchun, kollektor tokining kechikishi deb ataluvchi m a’lum vaqt zarur bo‘ladi. Shunday bo'lishiga qaramasdan, agar kechikish vaqti o'zgaruvchan kuchlanishning o‘zgarish davriga nisbatan juda kichik bo'lsa, o'zaro bog'lanishlarning farqi kata bo‘lmaydi, ya’ni oniy qiymatlar bog'lanishlari amalda statik rejimdagi o'zgarmas qiymatlar orasidagi bog'lanishlar kabi bo‘ladi. Bunday chastotalarni past chastotalar deb atash, past chastotalardagi dinamik rejimni esa — kvazistatik rejim deb atash qabul qilingan.

Signal qiymati, ya'ni o'zgaruvchan tashkil etuvchilari katta yoki kichik bo'lishi mumkin.Kirish va chiqish signallari o'zgaruvchan tashkil etuvchilari orasida chiziqli bog'lanish kuzatiluvchi signal kichik signal deb ataladi. Agar kirish signali amplitudasi ikki marta kamaytirilsa, o'lchanayotgan parametr qiymati, masalan, kuchaytirish koeffitsienti, ga o'zgarsa, shartli ravishda signal amplitudasi yetarlicha kichik deb hisoblanadi. Kichik signalning boshqa ta’riflari ham mavjud.

O'zgaruvchan va o'zgarmas tashkil etuvchilar turli modellar yordamida hisoblanadi va tahlil qilinadi. O'zgarmas tashkil etuvchilarni tahlil qilishda u yoki bu sonli integral parametrlarga ega nochiziqli Ebers — Moll modelining turli variantlari ishlatiladi. Ularning nochiziqli deyilishiga sabab, katta signal rejimida diod va sig'imlarning nochiziqli xarakteristikalarga egaligidadir. Kichik o'zgaruvchan tashkil etuvchilarni tahlil qilishda nochiziqli modellardan foydalanishning ma’nosi yo'q, chunki differensiallar deb ataluvchi kichik o'zgarishlar orasidagi bog'lanishlar funksiyalarning o'zi bilan emas, balki ularning differensiallari bilan belgilanadi. Shu sababdan o'zgaruvchan tashkil etuvchilarni tahlil qilishda maxsus kichik signalli (chiziqli) dinamik m odellardan foydalaniladi. Bunday modellarda tok va kuchlanishlarning kichik o'zgarishlarini bog'lovchi kattaliklar tranzistorning differensial parametrlari deb ataladi. Statik rejimda Bipolyar tranzistorning nochiziqli elektr modeli (Ebers-Moll modeli). Ebers-Moll modeli tranzistor p-n o'tishlari orqali aktiv
va invers rejimlarda oquvchi toklar uchun yozilgan tenglamalarga asoslanadi.

bu yerda: va mos ravishda, aktiv va invers rejimlarda emitter tokini uzatish integral koeffitsienti . n-p-n tranzistor uchun modelning eng sodda varianti 1-rasmda korsatilgan .

1-rasm . Bipolyar tranzistor uchun Elbers – Moll modeli.

Model ikkita qarama-qarshi ulangan tok manbalari va ikkita dioddan tashkil topgan. VD1 diod E 0 ‘ xususiyatlarini, VD2 diod esa K ‘O xususiyatlarini modellashtiradi. va tok manbalari mosdiodlar bilan boshqariladi. Tok manbalarining ichki qarshiligi juda yuqori bo‘lgani sababli, zanjir qarshiligi qiymatiga bog'liq bo‘lmagan holda,zanjirdan oqayotgan tok qiymatini belgilaydilar.

D
iodlar VAXlari muvofiq approksimatsiyalanadi.bu yerda: , — model parametrlari,

E
mitter, kollektor va baza toklari modelning ichki toklari bilan
quyidagicha bog‘langan.

Ushbu tenglamalar Bipolyar tranzistorning matematik modellaridir. Ular asosida

turli ulanish sxemalarda statik VAXlarning ixtiyoriy oilasi uchun analitik ifodalarni topish mumkin. Masalan tenglama UB ulangan sxema uchun statik kirish xarakteristikalarni bevosita aniqlaydi. UB ulanish sxemasida ulangan Bipolyar tranzistorning statik chiqish xarakteristikalarini aniqlovchi ifoda tenglamani e’tiborga olgan holda o‘zgartirish yo‘li bilan hosil qilinadi

UE ulangan sxema uchun kirish xarakteristikalarni ifodalovchi munosabatlar da deb olinadi. Sxemada ulangan Bipolyar tranzistorning chiqish xarakteristikalarini ifodalovchi munosabatlar da va o‘zgaruvchini almashtirish orqali topiladi. ,bo‘lganda u quyidagi ko‘rinishga keladi:

S


hunday qilib, modelning to‘rtta parametri bor , parametrlar emitter va kollektor toklarini mos ravishda aktiv va invers rejimlarda o‘lchash va quyidagi formulalar bo‘yicha hisoblashlar orqali topiladi:

Ushbu formulalarda tok normal aktiv rejimda, em itter zanjiri uzilgan holda KO‘ning teskari tokini, esa — aktiv rejimda, kollektor zanjiri uzilgan holda EO‘ning teskari tokini tashkil etadi.

2-rasm Ebers –Moll modelidagi emitter diodining yarim logarifmik masshtabda qurilgan VAXi Parametr EO‘ VAXning teskari shoxobchasi orqali o‘lchanilmaydi. Shuning uchun ni aniqlashda = const bo‘lgandagi bog‘liqlik ko'rsatilgan, yarim logarifmik masshtabda quriladi. Tok bo‘lganda tokining qiymatiga teng bo‘ladi. Invers rejimda xuddi shunga o‘xshab ) o‘lchashlarni bajaribva grafik qurib bo‘lganda ni aniqlash mumkin. Eng sodda Ebers-Moll modelida , , ,lar o‘zgarmas,ya’ni elektrodlardagi tok va kuchlanishlarga bog4liq emas deb hisoblanadi.Modelning aniqligini oshirish uchun unga emitter, baza va kollektor sohalarining hajmiy qarshiligi qo‘shlib, Yerli effekti inobatga olinadi. Bu esa, o‘z navbatida, model parametrlari sonining oshishiga, transistor modelining murakkab bo’lashuviga olib keladi. Bundan tashqari, ushbu model tranzistorning statik xarakteristikalarini aniqlaydi va unga yuqori chastotali signallar ta’sir etgandagi inersiya xususiyatlarini aks ettirmaydi.