Радиоэлектроника асослари муҳаррир — Қ. Азимов

5.18. Электрон стабилизаторлар


Электрон стабилизаторлар мураккаб стабилизатор бўлиб, уларда чизиқли бўлмаган элемент вазифасини электрон асбоблар — транзисторлар (биполяр ёки уни- поляр) бажаради.
Содда стабилизаторларда бўлгани каби электрон стабилизаторларда ҳам чизиқли бўлмаган элемент наг­рузка резисторига нисбатан кетма-кет ва параллель уланиши мумкин. Параллель уланганда у автоматик шунт, кетма-кет уланганда эса, сўндирувчи қаршилик вазифасини бажаради.
Содда стабилизаторларда чизиқли бўлмаган элемент нагрузка резистори билан кетма-кет уланганда ток ку- чини, параллель уланганда эса, кучланишни стабиллар эдн. Электрон стабилизаторларда бундай чегараланиш бўлмайди. Уларда ток кучи ва кучланишни стабиллаш улаш хилига боғлиқ эмас. У тартибга солувчи тран- зисторнинг базасига (затворга) бериладиган бошқарув- чи кучланиш деб аталадиган кучланишнинг характери билан аниқланади. Агар стабиллаш схемасида бошқа- рувчи кучланиш нагрузкадан ўтадиган токка мутаносиб бўлса, қурилма ток стабилизатори деб, агар у иагрузкадаги потенциал тушувига мутаносиб бўлса, кучланиш стабилизатори деб аталади. Шулардан биз кучланиш стабилизаторлари билан танишамиз. Қулайлик учун уларни оддий қилиб электрон стабилизаторлар деб атаймиз.
Электрон стабилизаторлар асосан икки турга — ки« рншдан ва чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторларга
ажратилади. Киришдан бошқарилувчи стабили- киорларда бошқарувчи кучланиш кириш (манба) кучланишига мутаносиб бўлса, чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторларда у фойдали иагрузкадаги кучланиш ўзгаришига мутаносиб бўлади. Электрон стабилнзаторларда стабилловчи чизиқли бўлмаган элемент тартибга солувчи элемент деб ҳам ата­лади.
5.50а-расмда кириш­дан бошқарилувчи ста- билизаторнинг содда кетма-кет схемаси кўрсатилган.

5.50- расм. Киришдан бошқарилувчи стабилизаторнинг кетма-кет (а) ва параллел (б) схемалари.


Унда даги кучланиш Т транзисторнинг R₁ резисторда- базасига узатилади. Уиинг катталиги U₁ кириш кучланишига му­таносиб бўлиб, бошқарувчи кучланиш бўлиб ҳисобланади. Агар кириш кучланиши ортса, R₁ резисторда ажраладиган кучланиш ҳам ортади. У тескари ишора билан базага узатилгани учун Т транзистор ёпила бошлайди. Бу ўзгармас токка нисбатан транзистор қаршилигининг ортишига эквивалентдир. Натижада бошқарув. чи элемент — транзисторда кучланиш тушуви ортади. Аксинча, кириш кучланишининг камайиши транзистор қаршилигининг камайишига олиб келадики, ундаги куч­ланиш тушуви ҳам камаяди.
Шундай қилиб R, резистор туфайли схемада манфий тескари боғланиш жараёни содир бўладики, у эмиттер на база кучланишларининг қарама-қарши фазада ўзга- ришинн таъминлаб туради. Шунинг учун схема пара- метрларини танлаш йўли билан транзисторда шундай urn режими ҳосил қилиш мумкинки, ундаги кучланиш туи увининг ўзгариши сон жиҳатдан кириш кучланиши ўзгаришига тенг бўлсин. У ҳолда чиқиш кучланиши ўз- гаришеиз бўлади.
Кўрилаётган стабиллаш схемаспнинг сезгирлигини орттириш учун бошкарувчи кучланишни катта қилиб ш;иш керак. Бунинг учун R₁ резистор каршилигини катталаштириш керак. Лекин R₁ нинг ортиши билан ундаги ўзгармас кучланиш ҳам ортади ва у транзисторнинг ишчи нуқтасини унинг ишчи (актив) соҳасидан чиқариб юборади. Ишчи нуқтани ишчи соҳага силжитиш учун схемага қўшимча Е_с манба уланди. Унинг кучланиши таянч кучланиши деб аталади.
5.50б-расмда киришдан бошқарнлувчи стабилизатор, нинг параллель уланиш схемаси кўрсатилган. Тартибга солувчи транзистор билан кетма-кет уланган R₃ резис­тор сундирувчи ёки балласт қаршилик деб аталади.
Электрон стабилизаторнинг бу схемаси тузилиши жихатдан 2.68 б-расмда кўрсатилган содда стабилиза­торнинг схемасига ўхшашдир. Сўндирувчи қаршилик- дан коллектор ва нагрузка токлари ўтади. Агар кириш кучланиши ортса, чиқиш кучланиши ҳам ортиши керак.( Лекин R₁ резистордан транзисторнинг базасига узатиладиган бошқарувчи кучланиш ҳам ортади. У тартибга солувчи элемент — транзисторнинг яхшироқ очилишига, яъни коллектор токининг ортишига олиб келади. Кол­лектор токинйнг ортиши R₃ резистордаги кучланиш тушувини орттиради ва коллектор кучланиши камаяди. Транзистор нагрузка резистори билан параллель улан­ган бўлгани учун чиқиш кучланиши ҳам камаяди. Аксинча, кириш кучланишининг камайиши коллектор куч- ланишининг, яъни чиқиш кучланишининг ортишига олиб келади.
Демак, стабилизаторнинг параллель уланиш схема- сидг кириш кучланиши билан чиқиш кучланишининг ўзгариши қарама-қарши йўналишда бўлар экан. Шунинг учун схема элементларини шундай танлаш мумкинки, кириш кучланишининг ўзгариши билан чиқиш кучлани­ши ўзгаришсиз қолсин. Бунинг учун кириш кучланиши ўзгаришининг абсолют қиймати коллектор токи ўзгариши сабабли R₃ резисторда ҳосил бўладиган кучланиш тушувига сон жиҳатдан тенг бўлиши керак (ΔU₁ =Δ I_к· R₃). Бу стабилизаторнинг юз фоизлик стабиллаш шартидир.
Шундай қилиб, киришдан бошқарилувчи электрон стабилизаторларда юз фоизлик стабиллашга эришиш учун R_н = const бўлиши керак.
Нагрузканинг қаршилиги ўзгариши мумкин бўлган ҳолда чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторлар йиғилади. Бундай стабилизаторларда юз фоизли стабиллашга эришиш мумкин эмас. Чунки тартибга солувчи элементнинг ишга тушиши учун албатта чиқиш кучланишида ўзгариш бўлиши ксракки, унинг бир қисми бошқарувчи кучла­ниш вазифасини бажа- ради. Бу стабилизаторларнинг афзаллиги шундаки, улар кириш ва нагрузкадаги кучланиш ўз- гаришларини бирдек стабиллаб беради.
Чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторларнинг соддалаштирилган схемалари 5.51-расмда кўрсатилган.

5.51-расм. Чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторнинг кетма- кет (а) ва параллел (б) схемалари.


Уларнинг ншлаш принципи кириш­дан бошқарилувчи стабилизаторларникидан деярли фарқ қилмайди. Ҳа- қиқатан ҳам чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторнинг кстма-кет схемасида (5.51 а-расм) бошқарувчи кучла­ниш R_н нагрузка резисторининг клеммаларидаги кучланишга мутаносибдир. Чиқиш кучланиши ортса, R₁ резистордагн кучланиш ҳам ортади ва у транзисторнинг базасидаги манфий кучланишнн камайтиради. Натижада транзисторнинг ўзгармас токка бўлган қаршилиги ортади ва ундаги потенциал тушуви кўпаяди. Бу чиқиш кучланишининг камайишига олиб келади. Аксинча, чиқиш кучланиши камайса, юқорида кўрилган жараён тескари йўналишда содир бўлади ва чиқиш кучланиши ортади.
Чиқишдан бошқарилувчи стабилизаторнинг парал­лель схемасида (5.51 б- расм) чиқиш кучланишининг ортиши R₁ резистордаги кучланишнинг ортишига олиб келади. У транзистор базасидаги мусбат кучланишнн камайтиради ва ундан ток кўпроқ ўтабошлайди. Нати- жада R₃ сўндирувчи резистордаги потенциал тушуви ортиб, чикиш кучланиши камаяди. Аксинча, база куч- ланнши камайса, R₁ резистордаги кучланиш камаяди ва трамзистордан ток ўтиши қийинлашади: R₃ резистордаги кучланиш тушуви камайиб, чиқиш кучланиши ор­тади.
Шундай қилиб, стабилизаторнинг иккала тур схема- сида ҳам чиқиш кучланишининг ҳар қаидай ўзгаришига транзистор акс таъсир кўрсатади. Натижада чиқиш кучланиши бирор ўртача қиймат атрофида ўзгариб туради. Стабиллаш жараёни сифатли бўлиши учун бу ўзаришлар етарлича кичик бўлиши керак. Уни таъминлаш эса, транзисторнинг ишини чиқиш кучланишининг қанчалик кичик ўзгариш амплитудаси бошқара олишига боғлиқ. Шунинг учун қурилманинг сезгирлигини ошириш мақсадида стабиллаш схемасига кучайтириш каскади киритилади. У бошқарувчи кучланишни кучайтириб бериш учун хизмат қилади. Кучайтиргич транзистори боищарувчи элемент деб аталади.
Амалда чиқишдан бошқарилувчи стабили- заторларнинг кетма-кет схемаси кенг тарқалган. Кучайтириш каскадига эга бўлган бундай ста­билизаторнинг принципиал схемаси 5.52-расм­да кўрсатилган.

5.52-расм. Чиқишдан бошқарилувчи кетма- кет турдаги