1- Laboratoriya Topilgan 𝐸10 qiymatidan foydalanib dastlabgi hisoblashlar uchun berilgan formulalar yordamida hisob-kitob qiling Kuchaytirgich ishchi rejimini o‘rnatish. I B 0 Е1 U BE 0 RB I К 0 Е2 U КE 0 Kollekter toki RК I K 0 I B 0 Baza toki va baza tokini statik uzatish koeffisiyenti BTda yasalgan UE kuchaytirgich sxemasini tadqiq etishda NI Multisim daturiy muhitida foydalanish tavsiya etiladigan tranzistor BC547A; 𝐸1𝐴 (𝜔𝑡) = 𝐸10 (1 + 0,2 sin(𝜔𝑡) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 𝜔𝑡, 𝑔𝑟𝑎𝑑 1 𝐸1𝐴 (𝜔𝑡), 𝑉 0.1 0.33 0.15 0.1 0.7 0.8 0.25 0.1 1 6 1.6 2.5 1 3.3 6.6 𝐼𝑏 (𝜔𝑡), 𝑚𝐴 1 3.3 1.5 1 4 5 4.5 4 1 1.2 5 5 3 𝐼𝑘 (𝜔𝑡), 𝑚𝐴 6 15 12 12 15 12 15 16 15 𝑈𝑒 (𝜔𝑡), 𝑉 12 15 11 12 13 14 15 0.5 0.5 0.6 1 1 3.3 1 1.2 3.3 6.6 3.5 5 5 3 2.5 12 13 15 14 15 3) Olingan natijalar asosida quyidagi grafiklarni chizing 4 - o‘lchash sxemalari (asboblari); Oʻlchash asboblari — oʻlchanadigan kattalikning qiymatini (yoki miqsorini) bevosita aniqlashga imkon beradigan vositalar. Analog, raqamli, koʻrsatuvchi va qayd qiluvchi, integrallovchi, jamlovchi va boshqalar turlarga boʻlinadi. Analog Oʻlchash asboblarida kattaliklarni oʻlchash shkala boʻyicha, raqaml i Oʻlchash asboblarida raqamli hisoblash qurilmasi boʻyicha amalga oshiriladi. Koʻrsatuvchi Oʻlchash asboblari oʻlchash natijalarini faqat koʻrib turib aniqlash uchun moʻljallangan. Qayd qiluvchi Oʻlchash asboblari oʻlchash natijalarini qogʻozga qayd qilib borish qurilmasi bilan taʼminlanadi. Bunday asboblar yozib boruvchi (qaydlar qogʻozga diagramma tarzida chizib boriladi) va bosuvchi (oʻlchash natijalari qogʻozga raqamlar tarzida bosib boriladi) turlarga boʻlinadi. Integrallovchi Oʻlchash asboblarida oʻlchanadigan kattalik vaqt yoki boshqa mustaqil oʻzgaruvchan miqdor boʻyicha integrallanadi (mas, elektr va gaz hisoblagichlari). Jamlovchi Oʻlchash asboblari turli kanallar boʻyicha keluvchi ikki yoki bir necha kattalik qiymatini jamlab koʻrsatadi (mas, bir necha elektr generatorining quvvatini jamlovchi vattmetr). Oʻlchash asboblari korxonalarida texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish maqsadida Oʻlchash asboblari koʻpincha rostlash, hisoblashechish va boshqarish qurilmalari bilan taʼminlanadi. Ular maxsus tuzilgan dasturlar boʻyicha ishlaydi. Oʻlchash maʼlumotlarini uzatish, oʻzgartirish yoki avtomatik boshqarish tizimlarida foydalanish uchun qulay boʻlgan shakldagi signalni ishlab chiqish uchun moʻljallangan oʻlchash vositasi oʻlchash qurilmasi deb ataladi. Bu qurilma Oʻlchash asboblarini, oʻlchash oʻzgartirgichlari (oʻlchanadigan kattalikni uzatish uchun qulay signalga oʻzgartiruvchi vosita) ni, kuchaytirgichlar va boshqalar moslamalarni oʻz ichiga oladi. Chiziqlar va burchaklarni oʻlchash qurollari (chizgʻichlar, transportirlar va boshqalar) oʻlchash vositalari, vazn (ogʻirlik) oʻlchanadigan vositalar (mas, tarozi) oʻlchov vositalari deb ataladi. Elektr taqsimlash qurilmalarida va yuqori kuchlanishli oʻzgaruvchan tok zanjirlarida tok kuchi, kuchlanish, quvvat va energiyani oʻlchash xavfsizligini taʼminlash uchun elektr oʻlchash transformatori qoʻllanadi. Uning birlamchi chulgamiga oʻlchanadigan kattalik (tok, kuchlanish va boshqalar) taʼsir qiladi, ikkinchi (pasaytiruvchi) chulgʻami esa Oʻlchash asboblariga va himoya relesiga ulanadi. Oʻlchash transformatori yordamida elektr Oʻlchash asboblari (voltmetr, ampermetr va vattmetr) bilan elektr kattaliklarning turli qiymatlarini oʻlchash mumkin. Keng maʼnoda — Oʻlchash asboblari turli kattaliklar (fizik, mexanik, elektr va magnit kattaliklar) ni oʻlchash bilan bogʻliq boʻlgan barcha oʻlchash apparatlari, qurilmalari va vositalarini oʻz ichiga oladi. Hozir impulsli va raqamli oʻlchash apparatlari keng qoʻllanilmoqda. 5) 5.1 BTli sodda kuchaytirgich bosqichi ishlash prinsipini tushuntiring. Bipolyar tranzistorlar asosidagi kuchaytirgich kaskadlar. Kuchaytirgich kaskadlarining ishlatiladigan sxema turlari har xil bo'lishi mumkin. Bunda tranzistor UE, UK yoki UB sxemada ulangan b o ’lishi mumkin. U E sxemada ulangan kaskadlar keng tarqalgan. UK sxemada ulangan kaskadlar ko’p kaskadli kuchaytirgichlarda asosan chiqish kaskadi sifatida ishlatiladi. UB ulangan kaskadlar ultraqisqa toiqinli (UQT) va o'ta yuqori chastota (O'YCh) to ’lqin diapazonida ishlovchi generator va kuchaytirgichlarda keng q o ’llaniladi. UE sxemada ulangan bipolyar tranzistor asosidagi kuchaytirgich kaskadimwg prinsipial sxemasi rasmda keltirilgan. UE sxemada ulangan ВТ asosidagi sodda kuchaytirgichni hisoblaymiz. UE sxemada ulangan ВТ asosidagi kuchaytirgich sxemasi. Kirish signali manbayi R(a) ichki qarshilikka ega kuchlanish generatori Ue sifatida koTsatilgan. Signal manbayi va yuklama Rya kuchaytirgichni kaskadga ajratuvchi С I va C2 kondensatorlar orqali ulangan. Kondensatorlar, kuchaytirgichning sokinlik rejimini buzmagan holda, kirish va chiqish signallarining faqat o ‘zgaruvchan tashkil etuvchilari o ‘tishini ta ’minlaydi. R(b) rezistor yordamida, kuchaytirishning berilgan sinfi uchun, bazaning I(bo) sokinlik toki qiymati belgilanadi. U shbu kaskad uchun aytib o ‘tilganlarning barchasi p-n-p tranzistor asosidagi kaskadlar uchun ham oTinli bodadi. Bunda kuchlanish manbayining qutbini va toklar yo‘nalishini o ‘zgartirish yetarli bo'ladi. K uchaytirgich kaskadning kirish kuchlanishi deltaU(k/r) miqdorga o'zgardi deb faraz qilaylik. Bu baza tokining ortishiga olib keladi. Tranzistorning emitter va kollektor toklari hamda kaskadning chiqish kuchlanishi deltaU(chiq) orttirma oladi. Shunday qilib, kirish kuchlanishi (toki)ning har qanday o ‘zgarishi chiqish kuchlanishi (toki)ning p ro p o rsio n a l o ‘zgarishiga olib keladi. Q iy m at jih a td a n ushbu o ‘zgarishlar kaskadning kuchaytirish koeffitsienti bilan aniqlanadi. 5.2.BT sodda kuchaytirgich bosqichi ishchi nuqtasini qaysi parametr belgilaydi? Bipolar tranzistorning sodda kuchaytirgich bosqichi ishchi nuqtasini belgilash uchun parametri, bazasi (base) va emitterining (emitter) potensial farqi bilan aniqlanadi. 5.3 Kuchaytirgich differensial parametrlarini keltiring. Bu parametrlar tajribada qanday o`lchanadi. Bipolar tranzistorning sodda kuchaytirgich bosqichi ishchi nuqtasini belgilash uchun parametrlar quyidagilardir: 1. Bazasi (base) va emitterining (emitter) potensial farqi (Vbe): Bu parametr, bazasi va emitterining potensial farqini o`lchadi va tranzistorning ishchi nuqtasini belgilashda muhim ahamiyatga ega. Vbe, tranzistorning ishchi nuqtasini belgilashda muhim bir faktorga ega bo`lgan, u holda tranzistorning kuchaytirish ko`rsatkichlari o`zgarishi mumkin. 2. Kuchaytirish faktori (hfe): Bu parametr, bazasi va emitterining potensial farqi orqali kuchaytirish nisbati hisoblanadi. U holda, bazasi va emitterining potensial farqining o`zgarishi bilan tranzistorning kuchaytirish ko`rsatkichlari o`zgarishi mumkin. 3. Kuchaytirish darajasi (hie): Bu parametr, bazasi va emitterining potensial farqi orqali kuchaytirishning elektrik rezistansi hisoblanadi. U holda, tranzistorning kuchaytirish ko`rsatkichlari o`zgarishi bilan tranzistorning elektrik rezistansi o`zgarishi mumkin. Bu parametrlar tajribada elektronik qurilmalarni loyihalashda qo`llaniladi. Ular tranzistorning ishchi nuqtasini belgilash va kuchaytirish ko`rsatkichlarini o`lchash uchun muhimdir. 5.4 Past chastotalarda sodda kuchaytirigich bosqichi kirish va chiqish qarshiliklari sxemaning qaysi parametrlariga bog'liq? Past chastotalarda sodda kuchaytirigich bosqichi kirish va chiqish qarshiliklari, sxemaning elektrik xaritasi, qurilma xususiyatlari va bosqichning ishlab chiqarilgan materialiga bog'liqdir. Bosqichning ishlab chiqarilgan materiali, uning qattiq yoki yumshoqligi, tizimi, yopiq qismi, o'lchami va shakli kabi xususiyatlari kirish va chiqish qarshiliklarini ta'sir qiladi. Qurilma xususiyatlari esa, bosqichga kuchaytiruvchi kuchni, bosqichning o'lchamini, bosqichning shaklini va qurilmani qanday ishlatishni ta'sir qilishi mumkin. Elektrik xarita esa, bosqichning kuchini, bosqichning o'lchamini va uchuvchi tizimning xususiyatlarini ta'sir qiladi. 5.5 BT sodda kuchaytirgich bosqichining tok, kuchlanish va quvvat bo'yicha kuchaytirish koeffisiyentlari nimalarga bog'liq? BT sodda kuchaytirgich bosqichining tok, kuchlanish va quvvat bo'yicha kuchaytirish koeffisiyentlari bosqichning ishlab chiqarilgan materialiga bog'liqdir. Koeffisiyentlar uning tizimi, qattiq yoki yumshoqlik, o'lchami va shakli kabi xususiyatlari bilan bog'liqdir. 2- Laboratoriya Ishchi rejimda USI>0, shuning uchun kanal orqali elektronlarning istokdan stokka yo‘nalgan dreyf harakati boshlanadi, ya’ni kanal orqali stok toki IS oqadi. USI kuchlanish manbaining ulanishi p–n o‘tish kengligiga ham ta’sir etadi. Tranzistor umumiy istok sxemada ulanganligi uchun stok potensialini USI ga teng deb qabul qilamiz. Endi kanalning ixtiyoriy kesimida p–n o‘tishdagi kuchlanishlar yig‘indisi UZI (x)= UZI + USI (x) ga teng, ya’ni istokdan stokka ortib boradi. Natijada, p–n o‘tish kengligi ortadi, kanal kengligi esa stokka yaqinlashgan sari ponasimon ko‘rinishda kamayib boradi. Shunday qilib, kanaldan oqayotgan tokni UZI va USI kuchlanishlarni o‘zgartirib boshqarish mumkin. Bunda UZI kanal ko‘ndalang kesimini, USI esa kanal uzunligi bo‘ylab ko‘ndalang kesim va tokni o‘zgartiradi. Istok tomonda kanal kengligi berilgan UZI qiymati bilan, stok tomonda esa UZI +USI kuchlanishlar yig‘indisi bilan aniqlanadi. USI qiymati ortishi bilan kanalning «ponasimonligi» ko‘payib, kanal qarshiligi ortadi. a) b) v) g) UZI va USI kuchlanishlarning turli qiymatlarida zatvorlar orasidagi kanal ko‘ndalang kesimining o‘zgarishi. UZI ning berilgan qiymatida USI shartni qanoatlantiruvchi USI.TO‘Y qiymatga ortganda, kanalning stok tomondagi ko‘ndalang kesimi nolga teng bo‘ladi. USI.TO‘Y kuchlanish to‘yinish kuchlanishi deb ataladi. UZI = 0 bo‘lgan xususiy holda USI.TO‘Y = UZI.BYeRK. Shunday qilib, USI =USI.TO‘Y bo‘lganda kanal qarshiligi eng katta qiymatga erishadi. Kanal berkilishi bilan stok toki to‘xtamaydi, balki ortishi to‘xtaydi. USI > USI.TO‘Y bo‘lganda kanalning berkilish nuqtasi stokdan istokka qarab siljiydi (2,g-rasm) va kanal uzunligi ∆L qiymatga kamayadi. Bu kanal uzunligi modulyatsiyasi hodisasi deyiladi.Kanal berkilish sohasi ∆Lda o‘tish maydoni va kuchlanish mavjud. Ushbu maydonlarning har biri berkilish sohasiga o‘tuvchi elektronlar uchun tezlatuvchi maydonni tashkil etadi va elektronlarni stokka o‘tkazadi, natijada, stok toki hosil bo‘ladi. MTlarning ulanish sxemalari 3-rasmda ko‘rsatilgan: umumiy istok (UI), umumiy stok (US) va umumiy zatvor (UZ) ulanish. Asosiy ulanish sxemasi bo‘lib UI ulanish xizmat qiladi. Maydoniy tranzistorda yasalgan barqaror tok generatorini tadqiq qilish va parametrlarini oʻlchash. Shovqin koeffitsiyentining kichikligi kuchsiz signallarni kuchaytirishda afzallik beradi; - termobarqaror ishchi nuqtada barqarorlik yuqori. UI sxemada ulangan kuchaytirgich kaskad. n – kanali p – n oʻtish bilan boshqariladigan UI ulangan kuchaytirgich kaskadning prinsipial sxemasi 6.1rasmda keltirilgan. Kirish signali manbai UG ajratuvchi kondensator S1 orqali, yuklama qarshiligi RS esa, kaskadning chiqishiga S2 ajratuvchi kondensator yordamida ulangan. Zatvorning umumiy shina bilan galvanik bogʻlanishi RZ≈1 MOm rezistor orqali amalga oshi-riladi. Bu galvanik aloqa zatvordagi manfiy siljituvchi kuch-lanishni hosil qilish uchun zarur. Bunday tranzistor ishlash prinsipi kanal qarshiligini p–n oʻtishga teskari siljitish berib oʻzgartirishga asoslanadi. n– kanalli tranzistor uchun kuchlanish manbai +YEM, zatvorga esa RI dagi manfiy kuchlanish pasayishi beriladi. Bitta kuchlanish man-bai ishlatilganda zatvordagi UZI kuchlanishni sokinlik rejimida avtomatik siljituvchi RISI taʼminlaydi. UZI kuchlanish RI qar-shilik orqali IS sokinlik toki oqib oʻtishi hisobiga hosil boʻladi: UZI = - IS ·RI. Keng dinamik diapazonga ega boʻlgan kuchaytirgich ho-latida, yaʼni kirish signali amplitudasi bir necha voltni tashkil etganda, tabiiyki UZI kuchlanishning sokinlik rejimdagi qiy-mati UZI.BERK va UZI.maks (tranzistor pasport koʻrsatmalari) kuch-lanishlar yigʻindisining yarmiga, yaʼni UZI = 0,5(UZI.BERK+UZI.maks). UZI va IS larning sokinlik rejimdagi qiymatlarini stok-zatvor xarakteristikasidan aniqlab, RIning qiymatini topish qi-yin emas. Koʻrilayotgan sxemada RI rezistor ikkita vazifani bajaradi. Birinchidan, u sokinlik rejimida ishchi nuqta boshlangʻich hola-tini taʼminlaydi va ikkinchidan, unga yuklama toki boʻyicha (UE ulangan sxemada RE dek) ketma-ket manfiy TAni kiritadi. Bu oʻz navbatida kaskad kuchaytirish koeffitsiyentining kamayishiga olib keladi va sokinlik rejimini temperatura boʻyicha barqarorlaydi. Oʻzgaruvchan tok boʻyicha manfiy TAni yoʻqotish uchun RI rezistor SI kondensator bilan shuntlanadi. A rejimda ishlovchi kuchaytirgichlar uchun sokinlik rejimida tranzistorning istoki va stoki orasidagi kuchlanish USI = IS·RS teng qilib olinadi. Bunda YEM = USI + IS RS + IS RI ning qiymati USI.maks (pasport koʻrsatmasi) dan ortmasligi kerak. Katta signal rejimi uchun kuchaytirgichning statik uzatish xarakteristikalarini uchta paramertlarini IS, UZI, UKSI oʻzaro bogʻ-lovchi umumlashgan grafik sifatida ifodalash mumkin. VS264D tranzistorli kaskadning parametrlari YEM=15V, RS=2,5 kOm boʻlgan-dagi umumlashgan garfigi keltirilgan. Bu yerda A nuqta koordinatalari bir vaqtning oʻzida barcha uchta parametrlar: chiqish toki hamda kirish va chiqish kuchlanish-larini aniqlaydi. Berilgan signal amplitudasi uchun kuchlanish boʻyicha kuchaytirish koeffitsiyentini topish mumkin. DK kirish qarshiligini kichik kirish tokiga ega MTlarni qoʻllab ham oshirish mumkin. Bunday sxemalarni yaratishda r–n oʻtish bilan boshqariluvchi MTlar afzal hisoblanadi, chunki ular xarakteristikalarining barqarorligi yuqoriroq. Kanali r–n oʻtish bilan boshqariladigan n–kanalli MTlar asosidagi DKning anʼanaviy sxemasi 6.3-rasmda keltirilgan. Tok belgilovchi BTG VT3 tranzistor bilan RI=1 kOM rezistor asosida hosil qilingan. RSIL1=100 MOm va RSIL2=10MOm rezistorlar VT1 va VT2 tranzistorlar zat-voriga boshlangʻich siljitish berish uchun xizmat qiladi. DKning kirish qarshiligi teskari siljitilgan r–n oʻtishning diffe-rensial qarshiligidan iborat boʻladi va 108 ÷ 1010 Om ni tashkil etadi. Baʼzan DK kirish qarshiligini oshirish uchun n–kanalli r–n oʻtish bilan boshqariladigan MT va n–p–n tuzilmali BTlardan tashkil topgan tarkibiy tranzistorlardan foydalaniladi. DKlar-ning barcha koʻrilgan turlari har xil OKlarning kirish kaskadlari sifatida ishlatiladi. R1 R2 R3 R4 R o’zgaruvchan V1 milli V2 V3 E manba Volt 1k ohm 2k ohm 100M ohm 10M ohm 1k ohm/50% 431.9 195.3 212.8 13 Xulosa.Maydoniy tranzistotdan yasalgan barqaror tok generatori - Maydoniy tranzistor - Qarshilik -Tok manbasi - Voltmetr - Yer Barqaror tok generatori vazifasiIxtiyoriy zanjirdan avvaldan belgilangan qiymatli tok oqishini ta’minlovchi elektron qurilma barqaror tok generatori (BTG) deb ataladi. Yuklamadan oqayotgan tokning qiymati kuchlanish manbayi, zanjir parametrlari va temperatura o‘zgarishlariga bog'liq bo'lmaydi. BTGning vazifasi kirish kuchlanishi va yuklama qiymati o‘zgarganda chiqish toki qiymatini o‘zgarmas saqlashdan iborat bo‘lib, ular turli funksional vazifalarni bajaruvchi analog va raqamli mikrosxemalarda ishlatiladi. 𝜔𝑡, 𝑔𝑟𝑎𝑑 𝑈𝑍𝐼 (𝜔𝑡), 𝑉 0 30 60 90 0 8 42 53 120 72 150 84 180 93 210 125 240 181 270 262 300 297 330 320 360 347 𝐼𝑆 (𝜔𝑡), 𝑚𝐴 𝑈𝑆𝐼 (𝜔𝑡), 𝑉 0 4 38 47 68 96 85 140 189 268 288 299 347 0 12 45 63 78 91 95 154 197 277 298 320 358 Xarakteristika tikligi: USI = const bo‘lgandagi S I S ; U ZI Ichki (differensial) qarshilik: UZI = const bo‘lgandagi Ri U SI I S ; Kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffisiyenti: IS = const bo‘lganda, U SI yoki U ZI SRi . 4) O‘rganilgan tranzistorning parametrlari – tranzistor nomi: 2N4416; – tranzistor turi: maydoniy tranzistor (JFET); – tipi: n; – maksimal quvvat tarqatishi (power dissipation): 0,3 Vt; – maksimal USI (Uds): 30V; – maksimal UZI(Ugs): 30V; – maksimal IS(Id): 0.03A; – kanal maksimal tempraturasi (Tj): 200 °C; – stok-istok manbasiga o‘rnatilgan maksimal qarshilik: 150 Ohm; – korpus turi: TO18, TO72 5. Nazorat savollari. 5.1. Zatvori p-n o'tish bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorni tasvirlang va ishlash mexanizmini tushuntiring. Maydoniy tranzistor, zatvori p-n o'tish bilan boshqariladi. Bu tranzistorning burchagi uchta qismdan iborat: emitor (E), bazis (B) va kollektor (C). Emitor va kollektor p-tipdagi silikondan tuzilgan, bazis esa ntipdagi silikondan tuzilgan. Tranzistor ishlash mexanizmi quyidagicha: 1. Baza va emitor orasida qurilgan p-n o'tishli dioda elektronlarini aylanib o'tkazadi. 2. Baza va emitor orasidagi o'tishli dioda elektronlarining ko'pgina kollektor tomoniga o'tkaziladi. 3. Kollektor tomonida elektronlar ko'p tomoshada to'planadi va bu tranzistorni ishga tushiradigan kuchi hosil qiladi. Bunday tranzistorlar amplifikatsiya uchun keng qo'llaniladi, chunki baza tomonidan kiritiladigan kichik kuchli signalni emitor va kollektor tomoniga o'tkazish orqali katta kuchli signal hosil qilinadi. 5.2. Maydoniy tranzistor ish rejimlarini aytib bering. Har qaysi rejimda tranzistor zatvori va stoki orasidagi kuchlanish munosabalari qanday bo'ladi? Maydoniy tranzistorning ikki asosiy ish rejimi: aktiv va oqimli. Aktiv rejimda, baza tomonidan kiritiladigan kuchik kuchli signal emitor va kollektor tomoniga o'tkaziladi va tranzistor amplifikatsiya qiladi. Bu rejimda, tranzistorning zatvori va stoki orasidagi kuchlanish munosabalari o'zgarishi yo'q. Oqimli rejimda, baza tomonidan kiritiladigan katta kuchli signal tranzistorning emitor va kollektor tomonida oqim yaratadi. Bu rejimda, tranzistorning zatvori va stoki orasidagi kuchlanish munosabalari o'zgarishi bilan birga oqimli kuch hosil bo'ladi. Tranzistorning oqimli rejimi qurilishiga qarab, u tepalik oqimli (saturation) va pastlik oqimli (cut-off) bo'lishi mumkin. Tepalik oqimli rejimida, tranzistorning zatvori va stoki orasidagi kuchlanish munosabalari maksimal darajada bo'ladi, va tranzistor kuchli oqim yaratadi. Pastlik oqimli rejimida esa, tranzistorning zatvori va stoki orasidagi kuchlanish munosabalari minimal darajada bo'ladi, va tranzistor ishlashni to'xtatadi. 5.3. Maydoniy tranzistorlarda qanday differensial parametrlar tizimi qo'llaniladi va nima sababli? Maydoniy tranzistorlarda, differensial parametrlar tizimi (DC parametrlari) quyidagi parametrlarni o'z ichiga oladi: emitentdan kollektorga to'yinganlik kuchlanishi (Vce), emitentdan bazaviy kuchlanishga (Vbe), kollektordan bazaviy kuchlanishga (Vcb), kollektor oqimi (Ic), va asosiy oqim (Ib). Bu parametrlar tranzistorning ishlab chiqarilishida va ishga tushirilishida o'zgarishi mumkin bo'lgan o'zgaruvchilarga bog'liq. Bu o'zgaruvchilar esa, tranzistorning fizikaviy xususiyatlari, qurilishi, ishlab chiqarish materiallari va boshqa omillarga bog'liq. Differensial parametrlar tizimi tranzistorlarni o'rganish va ulardan foydalanishni osonlashtiradi. Bu tizimda tranzistorning har bir parametri uchun maxsus qiymatlar beriladi, shuningdek, ularning nomzodlari ham ko'rsatiladi. Bunday tizimlar, tranzistorlar bilan ishlashda to'g'ri va samarali natijalarni olish uchun zarur bo'ladi. 5.4. Zatvori p-a o'tish bilan boshqariladigan maydoniy tranzistor uzatish xarakteristikasini tasvirlang va tushuntirib bering. Maydoniy tranzistorning uzatish xarakteristikasi, bazasi va emitterining potensial farqi orqali tranzistorning kuchaytirish darajasini o`lchadi. Bu xarakteristikada, emitentdan bazaga kuchlanish (Veb) o`xshash o`qlar bilan chizilgan grafikda kuchaytirish darajasi ko`rsatiladi. Bu xarakteristikada kuchaytirish faktori ham ko`rsatilishi mumkin, ammo u boshqa grafikda ko`rsatiladi. Kuchaytirish darajasi (hie) tranzistorning elektrik rezistansini ifodalaydi. Bu rezistans, tranzistorning ishchi nuqtasini belgilashda va kuchaytirish ko`rsatkichlarini o`lchashda muhim ahamiyatga ega bo`ladi. Kuchaytirish faktori (hfe) esa, bazasi va emitterining potensial farqi orqali tranzistorning kuchaytirish nisbatini ifodalaydi. Barcha xarakteristikalar, tranzistorning to`g`ri ishlashi uchun muhimdir va elektronik qurilmalarni loyihalashda qo`llaniladi. 5.5. Zatvori p-n o'tish bilan boshqariladigan maydoniy tranzistor chiqish xarakteristikalar oilasini tasvirlang va tushuntirib bering. Zatvori p-n o'tish bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorning chiqish xarakteristikalari, emitentdan kollektorga kuchlanish va emitentdan bazaga kuchlanish orqali tasvirlanadi. Bu xarakteristikalarda, emitter to`g`risida o`xshash o`qlar bilan chizilgan grafikda, kollektor oqimi o`xshash o`qlar bilan ko`rsatiladi. Chiqish xarakteristikalarida, tranzistorning maksimal kuchaytirish darajasi (hfe) va maksimal kuchaytirish kuchli ko`rsatkichlari (hfe max) ko`rsatiladi. Bu xarakteristikalar, tranzistorning ishchi nuqtasini belgilashda va kuchaytirish ko`rsatkichlarini o`lchashda muhim ahamiyatga ega bo`ladi. Barcha xarakteristikalar, tranzistorning to`g`ri ishlashi uchun muhimdir va elektronik qurilmalarni loyihalashda qo`llaniladi. 3- Laboratoriya ishi 9.4– rasmdagi inverslamaydigan OK sxemasini elektron stendda (Multisim dasturiy muhitida) yig‘ing. Generatorni sozlashda chastota qiymatini 1 kHz, amplitudasini 100 mV qilib o‘zgaruvchan signalga sozlang. = R2, kOm 1 2 3 4 Dastlabki hisoblash K 2 7 5 3 O‘lchash natijalari K 7 3 4 8 Ukir, V 1 6 2 6 Uchiq, V 7 2 3 8 3) 9.5-rasm. Inverslamaydigan OKni NI Multisim dasturiy muhitida yig‘ilgan sxemasi. OK ni xarakterlovchi parametrlar soni bir necha o‘n qiymatga yetadi. Ularga quyidagilar kiradi: - teskari aloqasiz OK kuchaytirish koeffitsiyent - KU. KU ning teskari aloqasiz qiymati bir necha o‘n – yuz mingni tashkil etadi; - sinfaz kirish signallarning so‘nish koeffitsiyenti – KTA.SF. OKning ikkala kirishiga berilayotgan signallarni so‘ndirish qobiliyatini baholaydi. Odatda, KTA .SF detsibellarda ifodalanadi: - siljituvchi kirish kuchlanishi - USIL . Bu kattalik, OK chiqishida kuchlanish nolga teng bo‘lishi uchun, kirishga berish kerak bo‘lgan kuchlanish qiymatini belgilaydi. Bu kattalik OK ning ideal emasligini xarakterlaydi va kirish kaskadidagi tranzistorlarni bir xil emasligiga asoslangan. Odatda USIL qiymati millivolt- o‘n millivoltlarda bo‘ladi; - kirish toklari - IKIR. Chiqishdagi kuchlanish nolga teng bo‘lganda kirishlarda oqib o‘tadigan tokni bildiradi. Bu toklar kirishdagi bipolyar tranzistorlarning baza toklari yoki OK kirish kaskadida maydoniy tranzistorlar qo‘llanilgan bo‘lsa zatvordagi sizish toki bilan tushuntiriladi. Odatda IKIR qiymati nanoamper – o‘n mikroamper (10-10.....10-15A) larda belgilaydi; - kirish toklarining farqi IKIR – 10...20% ga yetishi mumkin. Bu kattalik OK kirish kaskadining simmetrik emasligini ifodalaydi; - chiqish kuchlanishining ortib borish tezligi Vu.ChIQ - bu kattalik UChIQ qiymatini o‘zining nominal qiymatidan 10% dan 90% gacha o‘zgarishining, shu o‘zgarishlarga ketgan vaqtga nisbatiga teng; - birlik kuchaytirish chastotasi - f1. Bu kattalik OKda kuchlanishni kuchaytirish koeffitsiyenti birga teng bo‘ladigan kirish signali chastotasini bildiradi. Bu kattalik OK kuchaytirishi mumkin bo‘lgan signallarning chastota diapazonini belgilaydi. a, b – rasmlarda OKning sxemalarda beriladigan shartli belgisi va chiqishlarning vazifalari tasvirlangan. 1 – OKning inverslamaydigan kirishi; 2 - OKning inverslaydigan kirishi; 3,4 – amplituda bilan ulanish uchun xizmat qiladigan chiqishlar; 5,6 – balanslovchi tashqi elementlar bilan ulanish uchun xizmat qiladigan chiqishlar; 7 – OK chiqishi; 8 – kuchlanish manbaining musbat ishorali elektrodiga ulanish chiqishi; 9 – kuchlanish manbaining manfiy ishorali elektrodiga ulanish chiqishi; 10 – sxemanining nol shinasiga (nol potensial) ulanish chiqishi. Laboratoriya ishida tadqiq etilayotgan OKning chiqishlarining joylashishi, parametrlari va tahrirlovchi sxemalar ilovada keltirilgan. Shuni yodda tutish kerakki, OK asosidagi prinsipial sxemalarda mavjud manba zanjirlari va standart tahrirlash sxemalari keltirilmasligi mumkin. Laboratoriya ishini bajarish uchun topshiriq: Ilovadan tadqiq etilayotgan OK shartli belgisini chizib oling (chiqish raqamlari va tahrirlash elementi bilan), chegaraviy qiymatlarini yozib oling. 2.1. OK kuchaytirish koeffitsiyentining chegaraviy qiymatini aniqlang. Qancha katta qiymatga ega bo‘lsa, uni bevosita o‘lchash qiyin. Shu sababli KU qiymati hisoblash natijasida olinadi. 9.4 – rasmda keltirilgan sxemani yig‘ing (OK tsokoli ilovada keltirilgan). (Shuni eslatib o‘tmoqchimizki, chatotani tahrirlovchi sxema yig‘ilgan bo‘lsa ham uning sxemasi ko‘rsatilmagan. Keyinchalik E3 manba elementi ham tushirib qoldiriladi). Generator chiqishida (1) amplitudasi Ug=l V va chastotasi fr=l0..20 Gts bo‘lgan sinusoidal signal o‘rnating. Bu vaqtda ossillograf ekranida (2) shakli buzilmalgan signal kuzatillishi kerak (agar buzilishlar mavjud bo‘lsa, Ur ni kamaytirish kerak). 9.1–rasm. O‘lchash sxemasi. Z. Voltmetr (3) yordamida o‘zgaruvchan U1 kuchlanish (“A” nuqta bilan umumiy sim orasida) va UChIQ ni o‘lchang, so‘ngra KU quyidagi formula yordamida aniqlang: OK siljituvchi kuchlanishi (USIL) va kirish toki (IKIR )ni hisoblab toping. Bu kattaliklar kichik qiymatga ega bo‘lganligi uchun ularni bevosita o‘lchash mushkul. Shu sababli ular hisoblash yordamida aniqlanadi. 9.4 – rasmga mos ravishda sxemani yig‘ing (sxemada manba va tahrirlash zanjirlari ko‘rsatilmagan). OK inverslamaydigan kirishini (sxemada “+” ishora bilan ko‘rsatilgan) umumiy sim bilan ulovchi P1 qayta ulagichni o‘rnating (R1 rezistor o‘rniga). Voltmetr ko‘rsatayotgan UChIK1 o‘zgarmas kuchlanish qiymatini yozib oling. P1 qayta ulagichni olib tashlang va uni OKning inverslamaydigan kirishi bilan R1 rezistor umumiy simi o‘rtasiga o‘rnating. Bu vaqtda voltmetr ko‘rsatmasi o‘zgaradi. Bu qiymatni UChIK2 deb belgilab, yozib oling. UChIK1 va UChIQ2 qiymatlarning ishorasiga e’tibor bergan holda siljitish kuchlanishi va OK kirish toki IKIR 9.1-rasm. O‘lchash sxemasi. OK chiqish kuchlanishining ortib borish tezligi Vu.ChIQ ni o‘lchash. 9.1–rasmga mos ravishda sxemani yig‘ing (sxemada manba ko‘rsatilmagan). Generator chiqishidagi signal (Ug) shunday o‘rnatilishi kerakki, OK kaskadi chiqishidagi kuchlanish UChIQ maksimal chegaraviy qiymatga yaqin bo‘lsin, ya’ni chiqishdagi sinusoidal signal chegaraviy qiymatga yaqin bo‘lsinu, lekin chegaralanmasin. Bu vaqtda generator chastotasini ancha kichik qilib tanlang (0,1...1kGts). 15.4-rasm. O‘lchash sxemasi. Generator chastotasini orttirib borib, chiqish signali ossilogrammasini kuzatib boring. Kengayish kamaygan sari uchburchak shaklga yaqinlashib boradi (9.1 - rasm). 3. Generator chastotasini bir necha o‘n kGts tartibda o‘rnatib, hamda kanaldagi kuchlanish “Y” va yoyish tezligi (mks/bo‘l)ni kalibrlab, olingan ossilogramma tikligini o‘lchang (15.5 - rasm). 9.1–rasm. Chiqish signali ossilogrammasi. Hisobot mazmuni: - tadqiq etilayotgan OK pasport ko‘rsatmalari va tahrirlash sxemalari; - OK parametrlarini o‘lchash sxemalari va olingan natijalar. 4. Nazorat savollari. 4.1) OKlarda DK kirish kaskadi hisoblanadi. Shuning uchun OKIar DKlar parametriari bilan xarakterlanadi. Bu parametrlar S-bobda to‘liq ko‘rib chiqilgan, Ularga: kuchaytirish koeffitsienti sinfaz xalaqitlarni so'ndirish koeffitsienti KSFS0.S, siljitish kuchlanishi Us/L va uning temperaturaga sezgirligi £,,, o ‘rtacha kirish toki l KJSL0.RT, siljitish toklari A /m kiradi. Bundan tashqari, manba kuchlanishi EM, iste’mol toki / OT,va quwati R/sr maksimal kirish va chiqish kuchlanishlari, maksimal chiqish toki va boshqalar ko'rsatiladi. Kirish va chiqish qarshiliklari har doim ham asosiy parametrlar tarkibiga kiritilmaydi, ularni kirish va chiqish toklari qjymatlaridan aniqlash mumkin. OK tezkorligi chiqish kuchlanishining o ‘sish tezligi yoki birlik kuchaytirish chastotasi f . bilan xarakterlanadi. Bu yerda /^kuchlanish bo'yicha kuchaytirish koeffitsienti birga teng bo'ladigan chastota qiymati ( Kv ( f) =1). OKning asosiy xarakteristikalaridan biri bo‘Hb uning amplituda xarakteristikasi (AX) hisoblanadi. U berilgan chastotada chiqish kuchlanishining kirish kuchlanish iga bog‘liqligi UclflQ~J[Um ) ni ifodalaydi (9.18-rasm). Inverslamaydigan kirishga signal berilsa, AX 1-egri chiziq ko'rinishiga, inverslaydigan kirishga berilsa 2 — egri chiziq ko‘rinishiga ega boladi. Uhm ~ 0 bo'lganda ideal OK AXsi koordinata boshidan o'tadi. Amaliyotda OK kirishlariga siljitish kuchlanishi Usn beriladi. AX qiya va gorizontal sohalarga ega. Xarakteristikaning qiya sohalari ishchi sohalar bo‘lib, uning og‘ish burchagi A'fI qiymati bilan belgilanadi. UKn~(Vchiqmax/' ^tr) + ^sil bo'lganda chiqish kuchlanishi o ‘zgarishsiz qoladi. UCH,Qma4iymati doim kuchlanish manbayi fi^qiymatidan kichik bo'ladi. AX chiziqli sohaiari kengligi kirish kaskadi dinamik diapazoni bilan aniqlanadi va ± 4.2) Operatsion kuchaytirgich (OK) – bu kuchlanish bo‘yicha yuqori kuchaytirish koeffitsienti (104÷106), yuqori kirish (104107 Om) va kichik chiqish (0,1÷1 kOm) qarshiliklariga ega bo‘lgan o‘zgarmas tok kuchaytirgichi. OK ikkita kirish va bitta chiqishga ega. Chiqish va kirishdagi signallarning qutbiga ko‘ra kirishlarning biri inverslaydigan (“-” ishorasi bilan belgilanadi), ikkinchisi – inverslamaydigan (“+”ishorasi bilan belgilanadi) deb ataladi. OKning shartli belgisi 8.10 a, b - rasmda keltirilgan. Manba qiymatlari bir – biriga teng, lekin umumiy shinaga nisbatan ishoralari teskari bo‘lgan ikkita manbadan ta’minlanadi. Bu bilan kirish signali mavjud bo‘lmaganda chiqishda nol potensial ta’minlanadi va chiqishda ham musbat, ham manfiy signal olish imkoniyati yuzaga keladi. Real OKlarda kuchlanish manbai qiymati ±3 V ÷ ±18 V oralig‘ida yotadi. Signal umumiy shinaga ulangan simmetrik signal manbaidan 1 va 2 kirishlarga, yoki ikkita alohida manbalardan uzatilishi mumkin. Bu kirishlardan biri inverslaydigan kirish va umumiy shinaga, ikkinchisi esa – inverslamaydigan kirish va umumiy shinaga ulanadi. OK doim teskari aloqa zanjirlari bilan qamrab olinagan bo‘ladi. Teskari aloqa zanjiri turiga ko‘ra OK analog signallar ustidan turli amallarni (operatsiyalarni) bajarishi mumkin. Bunday amallarga yig‘indi olish, integrallash, differensiallash, solishtirish, logarifmlash va boshqalar kiradi. Shuning uchun bunday kuchaytirgichlar – operatsion deb ataladi. OK ideal kuchaytirgich element hisoblanadi va butun analog elektronikaning asosini tashkil etadi. OK yetarlicha murakkab tuzilmaga ega bo‘lib, yagona kristall yuzasida bajariladi va birvarakayiga ko‘p miqdorda ishlab chiqariladi. Shuning uchun OKni diod, tranzistor va x.z. kabi elektron sxemalarning sodda elementi kabi qarash mumkin. Hozirgi kunda OKlarning yuzlab turi ishlab chiqariladi, kichik o‘lchamga ega va juda arzon hisoblanadi. Katta kuchaytirish olish uchun OKlar ikki yoki uch bosqichli o‘zgarmas tok kuchaytirgichlari asosida quriladi 4.3) OKlarda kirish bosqichi sifatida differensial kuchaytirigich qo‘llaniladi, bu kuchaytirish dreyfini maksimal kamaytirishga va ancha yuqori kuchaytirish olishga imkon yaratadi. U bilan kuchaytirgichning yuqori kirish qarshiligi, sinfaz signallarga sezgirlik va siljish kuchlanishi aniqlanadi. Oraliq (muvofiqlashtiruvchi) bosqichlar kerakli kuchaytirishni ta’minlaydilar va differensial kuchaytirgich chiqishidagi kuchlanish siljishini nolga yaqin qiymatgacha kamaytiradi. Oraliq bosqichlarda differensial kuchaytirgichlar kabi, bir bosqichli kuchaytirgichlar ham qo‘llaniladi. Chiqish bosqichlari OKning kichik chiqish qarshiligi va katta chiqish quvatini ta’minlashi kerak. Chiqish bosqichlari sifatida odatda AV rejimda ishlaydigan komplementar emitter qaytargich qo‘llaniladi (8.4 - rasmga qarang). Birinchi avlod operatsion kuchaytirgichlari, masalan K140UD1, uch bosqichli tuzilmasi sxema asosida n– p-n tranzistorlarda bajarilgan. Birinchi kuchaytirish bosqichi klassik differensial kuchaytirgichda bajarilgan (DK rasmiga qarang). Ikkinchi bosqich ham differensial kuchaytirgichda bajarilgan bo‘lib, bu bosqichda BTG qo‘llanilmaydi. Chiqish bosqichi A rejimida ishlaydi, ya’ni emitter qaytargich vazifasini bajaradi. Mazkur operatsion kuchaytirgichlarninng kamchiligi bo‘lib uncha katta bo‘lmagan kuchaytirish koeffitsienti (KU0=300÷4000) va kichik kirish qarshiligi (RKIR4 kOm) hisoblanadi. Aytib o‘tilgan kamchiliklar ikki bosqichli sxemada yasalgan ikkinchi avlod OKlarda bartaraf etilgan. Xarakteristikalarni yaxshilash tarkibiy tranzistorlar, yuqori omli rezistorlar qo‘llash va differensial bosqich yuklama rezistorlarini dinamik yuklamalarga almashtirish hisobiga amalga oshirilgan. Bir qator ikkinchi avlod OKlari maydoniy tranzistorlarda bajarilgan, buning natijasida kirish qarshiligi yanada oshirilgan. 140UD7 turdagi kuchaytirgich keng tarqalgan ikki bosqichli OK hisoblanadi. Bu OK kuchaytirish koeffitsienti KU0=45000, kirish qarshiligi esa RKIR= 400 kOm. Ma’lumotnomalarda KU0, RKIR i RChIQ qiymatlari MTAsiz OK lar uchun keltiriladi. OK chiqish bosqichini yana maksimal chiqish toki (tez ishlaydigan keng polosali OKlar uchun IChIQ,max 20 mA va quvvati katta OKlar uchun IChIQ,max 500 mA) va yuklamaning minimal qarshiligi (RYu.min 1 kOm) parametrlari ham keltiriladi. OKning asosiy xarakteristikalari bo‘lib uning amplituda (uzatish) xarakteristikalari hisoblanadi. Ular 8.12 – rasmda keltirilgan. Xarakteristikaning qiya (chiziqli) sohasi ishchi soha hisoblanadi, uning og‘ish burchagi KU0 qiymati bilan aniqlanadi. UChIQ,max - maksimal chiqish kuchlanishi bo‘lib, manba kuchlanishi Ye qiymatidan ozgina kichik bo‘ladi. OKning chastota xossalari uning AChXsida aks ettiriladi. Bu xarakteristikani qurishda KU0 dBlarda ifodalanadi, chastota esa logarifm masshtabida gorizontal o‘q bo‘ylab o‘rnatiladi. 4.4) OK ikkita kirishga ega: inverslaydigan (aylana yoki “-” ishora bilan belgilangan) va inverslamaydigan. Agar signal OKning inverslaydigan kirishiga berilsa, u holda chiqishdagi signal 1800 ga siljigan, ya’ni inverslangan bo‘ladi. Agar signal OKning inverslamaydigan kirishga berilsa, u holda chiqishdagi signal kirish signali bilan bir xil fazada bo‘ladi. OKda ikki qutbli (±3 V... ±20 V) kuchlanish manbai qo‘llaniladi. Bu manbalarning ikkinchi qutblari, odatda, kirish va chiqish signallari uchun umumiy shina bo‘lib hisoblanadi va ko‘p hollarda OKga ulanmaydi. OKlar o‘z xususiyatlariga ko‘ra ideal kuchaytirgichlarga yaqin. Ideal kuchaytirgich: cheksiz katta kuchaytirish koeffitsientiga; cheksiz katta kirish qarshiligi; nolga teng bo‘lgan chiqish qarshiligiga; inverslaydigan va inverslamaydigan kirishlarga, bir xil signal berilganda nolga teng bo‘lgan chiqish kuchlanishiga, cheksiz katta keng o‘tkazish polosasiga ega. OKlar rivojlanishning uch bosqichidan o‘tdilar. Birinchi bosqichda universal OKlar ishlab chiqilgan. Birinchi avlod OKlari n – p – n turli tranzistorlar asosida uch kaskadli tuzilma sxemasi bo‘yicha qurilgan bo‘lib, ularda yuklama sifatida rezistorlar qo‘llanilgan. Bunday OKlarga K140UD1 va K140UD5 turdagi kuchaytirgichlar kiradi. Bu OKlarning asosiy kamchiligi uncha katta bo‘lmagan kuchaytirish koeffitsienti (KU = 300÷4000) va kichik kirish qarshiligi (RKIR ≈ 4 kOm) edi. 4.5) Ikkinchi bosqich OKlarida bu kamchiliklar yo‘qotilgan, chunki ular ikki kaskadli sxemalardan tuzilgan. Tok bo‘yicha katta kuchaytirish koeffitsientiga ega bo‘lgan tarkibiy tranzistorlar qo‘llash va yuklamadagi rezistorlarni dinamik yuklamalarga almashtirish yo‘li bilan xarakteristikalarning yaxshilanishiga erishilgan. Barqaror tok generatorlari dinamik yuklamalar bo‘lib, ular o‘zgaruvchan tokka nisbatan katta qarshilik qiymatini ta’minlaydilar. Ikkinchi avlod ba’zi OKlarida kirish kaskadi p – n o‘tish bilan boshqariladigan n – kanalli MTlar asosida differensial sxema bo‘yicha bajarilgan. Bu holat OK kirish qarshiligini oshirishga imkon berdi. Ikkinchi avlod integral OKlariga KU = 45000 bo‘lgan K140UD7 turdagi kuchaytirgich kiradi. Uning kamchiligi – tezkorligining chegaralanganligi. Uchinchi bosqich OKlari bir vaqtning o‘zida yuqori kirish qarshiligi, katta kuchaytirish koeffitsienti va yuqori tezkorlikka ega. Bunday OKlarning o‘ziga xosligi shundaki, ularda tok bo‘yicha juda katta kuchaytirish koeffitsienti (β = 103 ÷ 104) ga ega bo‘lgan tranzistorlar qo‘llanilgan. Uchinchi avlod integral OKlariga K140UD6 turdagi kuchaytirgichlar kiradi. To‘rtinchi avlod (maxsus) OKlarining ba’zi parametrlari rekord qiymatlarga ega. Ularga, masalan, kuchlanish bo‘yicha juda katta kuchaytirish koeffitsienti (KU = 106) ga ega bo‘lgan K152UD5 turdagi, chiqish kuchlanishining ortish tezligi yuqori (75 V/mks dan katta) bo‘lgan K154UD2 turdagi va kichik iste’mol toki (0,5 mA dan kam) ga ega bo‘lgan K140UD12 turdagi OKlar kiradi.