Analog IMSlar. Barqaror tok generatori (BTG) sxemasi Darlington juftligi. Uilson tok kо‘zgulari sxemasi Analog IMSlar. Barqaror tok generatori (BTG) sxemasiDarlington juftligi. Uilson tok ko‘zgulari sxemasi Reja: 1. Ideal tok generatori 2. BTG ta’rifi 3. Sodda BTG sxemasi Ideal tok generatori Ideal tok generatorining yuklamaga uzatayotgan tok qiymati yuklama qiymatiga bog‘liq bо‘lmaydi. 3.1.-rasm. Ideal tok generatori sxemasi va VAXi. BTning UE ulanish sxemasidagi chiqish xarakteristikalar oilasi real tok generatori VAXsiga aynan о‘xshaydi. Shu sababli tok generatorlarini yasashda BTlar qо‘llaniladi. 3.2.-rasm. BTning UE ulanish sxemasidagi chiqish xarakteristikalar oilasi BTG ta’rifi Ixtiyoriy zanjirdan avvaldan belgilangan qiymatli tok oqishini ta’minlovchi elektron qurilma barqaror tok generatori (BTG) deb ataladi. Yuklamadan oqayotgan tokning qiymati kuchlanish manbai, zanjir parametrlari va temperatura о‘zgarishlariga bog‘liq bо‘lmaydi. BTGning vazifasi kirish kuchlanishi va yuklama qiymati о‘zgarganda chiqish toki qiymatini о‘zgarmas saqlashdan iborat bо‘lib, ular turli funksional vazifalarni bajaruvchi analog va raqamli mikrosxemalarda ishlatiladilar. 3.3.-rasm. Sodda BTG sxemasi Sxemada I1 tok zanjiriga tо‘g‘ri siljitilgan diod ulanishli VT1 tranzistor ulangan (tayanch tranzistor). U juda kichik qarshilikka ega. Shuning uchun VT1 kuchlanish generatori vazifasini о‘taydi. U RYU boshqariluvchi zanjir bilan ketma – ket ulangan VT2 tranzistorning emitter – baza о‘tishini kuchlanish bilan ta’minlaydi. VT2 tranzistor emitter – baza kuchlanishi bilan boshqarilgani uchun uning xususiyatlari UB sxemaning xususiyatlariga mos keladi. Ma’lumki, UB ulangan sxemada aktiv rejimda kollektor toki kollektordagi kuchlanishga deyarli bog‘liq bо‘lmaydi. Shuning uchun ixtiyoriy RYU dan о‘tayotgan tok I2 tayanch kuchlanish UEB2 bilan aniqlanadi. Amalda I2 = I1. IE1 va IE2 toklar yuqori aniqlikda I Э I 0 exp(U БЭ / Т ) (1) ifoda bilan approksimatsiyalanadi, bu yerda I0 – teskari siljitilgan EО‘ning tо‘yinish toki. Tranzistorlarning IE0 va φT parametrlari aynan bir xil bо‘lgani uchun UBE1= UBE2 shartdan (2) I Э1 I Э 2 Sxemadan I1 I Э1 I Б 2 va I 2 I K 2 I Э 2 I Б 2 kelib chiqadi. (2)ni e’tiborga olgan holda I 2 I1 2I Б 2 (3) yozish mumkin. Baza toki kollektor tokidan 50÷100 marta kichik bо‘ladi. Shuning uchun, hisoblashlarda I2 = I1 deb olish mumkin. Bundagi xatolik 1÷2% dan oshmaydi. Demak, RYU yuklama zanjiridagi chiqish toki, zanjir qanday bо‘lishidan qat’iy nazar, kirish tokini ham qiymat, ham yо‘nalish bо‘yicha takrorlaydi. Kirish toki qiymatiga kelsak, u yetarli aniqlik bilan I1 ( EМ 1 0.6) / R (4) ga teng. I1 tokning о‘zgarmasligi barqarorlashgan kuchlanish manbai YEM1 dan foydalanish hisobiga erishiladi. Natijada I2 tokning zanjir parametrlari YEM2 va RYU ga bog‘liqligi yо‘qotiladi. Lekin bunday BTGda I2 tokning temperatura bо‘yicha barqarorligi ta’minlanmaydi, chunki baza toki IB2 temperatura о‘zgarishlariga juda bog‘liq. I2 tokning temperatura bо‘yicha barqarorligini ta’minlash uchun murakkabroq sxemalardan foydalaniladi. Barqaror tok generatori Barqaror tok generatori yoki manbai (BTG) katta nominalga ega bо‘lgan rezistorning elektron ekvivalenti hisoblanadi. BTG qarshiligi RYU yuklamaga ketma – ket ulangan maksimal bо‘lishi mumkin bо‘lgan qarshilikdan ancha katta bо‘lishi kerak. Bu vaqtda BTG yuklamadan kattaligi uning qarshiligi va boshqa ta’sirlarga bog‘liq bо‘lmagan tok oqib о‘tishini ta’minlaydi. Ma’lumki, qarshiligi birlik MOm ga teng bо‘lgan rezistorlarni integral sxema kо‘rinishida yasash mumkin emas. 8.6 a - rasmda BTG prinsipial sxemasi keltirilgan. a) b) 8.6 – rasm. Bu yerda YU elementi nochiziqli yuklama, YE1 – barqarorlangan kuchlanish manbaini bildiradi. Rezistor R0, hamda diod ulanish sxemasidagi VT1 tranzistor VT2 tranzistor sokinlik rejimini ta’minlash va barqarorlash uchun hizmat qiladi. VT2 uchun ishchi nuqta uning chiqish xarakteristikasining pologoy qismida joylashadi (UB sxemadagi BT chiqish xarakteristikasi rasmiga qarang). UB ulanish sxemasida tranzistor juda katta chiqish differensial qarshiligiga ega bо‘ladi (birlik MOm gacha). Ulanish sxemasiga kо‘ra ikkala tranzistorning ham baza – emitter kuchlanishlari UBE bir xil bо‘ladi. IB2 toki IE2 tokidan yuz martaga kichik. Shu sababli, bu tokni hisobga olmasak, IE1 IE2 ga teng bо‘ladi, demak I2= I1. Natijada I2 chiqish toki I1 tokni aks ettiradi. I2 toki deyarli VT2 tranzistor kollektor о‘tishidagi kuchlanishga bog‘liq bо‘lmaganligi sababli, YE2 kuchlanish yoki yuklamadagi qarshilik qiymatlari о‘zgarsa ham bu tok qiymati deyarli о‘zgarmas qoladi. Kirish toki I1 ni о‘zgartirib, chiqish toki I2 ni boshqarish mumkin. Buning uchun tranzistorlarning emitter zanjirlariga R1 va R2 rezistorlar ulanadi. Bunday qurilma aktiv tok transformatori deb ataladi (8.6 b - rasm). 8.6 b – rasmdan quyidagi tengsizlik kelib chiqadi: U1 IE1R1 U2 IE2R2 Agar R1 va R2 qarshiliklar nominallari bilan farq qilsalar, u holda I2 tok I1 tokni yoki “kattalashgan” yoki “kichraygan” masshtabda “aks ettirishi” mumkin. 8.5. О‘zgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmasi Integral kuchaytirgichlar bevosita bog‘langan bosqich sxemalari kо‘rinishida quriladilar. Bu vaqtda bosqichdan bosqichga о‘tganda signal doimiy tashkil etuvchisining о‘zgarishi kuzatiladi. Bu holat esa keyingi bosqichlarni ishlab chiqarishda qiyinchiliklar tug‘diradi. Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida о‘zgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmalari qо‘llaniladi. Ular sath transformatorlari deb ham ataladilar. Bu vaqtda sath siljitish qurilmasi signal о‘zgarmas tashkil etuvchisini keyingi bosqichga о‘zgarishlarsiz uzatishi kerak, ya’ni kuchlanish bо‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti KU 1 bо‘lishi kerak. Operatsion kuchaytirgichlarda UCHIK sathini siljitish VT1 tranzistorda bajarilgan emitter qaytargich asosida amalga oshiriladi. Uning emitter zanjiriga R1 rezistor va VT2 hamda VT3 tranzistorlarda bajarilgan barqaror tok generatorlari ulanadi (8.7 - rasm). Signal mavjud bо‘maganda UKIR kirish potensiali oldingi bosqich chiqish kuchlanishining о‘zgarmas tashkil etuvchisi qiymatiga teng bо‘ladi. UCHIK chiqish potensiali siljitish sxemasi hisobiga U UBE1 IE1R1 kattalikka kamayadi. IE1 tok barqaror bо‘lganligi sababli U siljish kuchlanishi ham о‘zgarmas bо‘ladi. R1 Ixtiyoriy UKIR qiymatidaUCHIK chiqish potensiali nisbatlarni tо‘g‘ri R0 tanlash natijasida nolga teng qilinishi mumkin. BTG dinamik chiqish qarshiligi R1 dan ancha katta bо‘lganligi sababli, siljish sxemasida signal deyarli sо‘nmaydi. 8.7 – rasm. 8.6. Differensial kuchaytirgichlar Differensial kuchaytirgich (DK) deb ikki kirishga ega bо‘lgan kuchaytirgichga aytiladi. Uning chiqishidagi signal kirish signallari farqiga proporsional bо‘ladi. 8.8 – rasmda sodda simmetrik DK sxemasi keltirilgan. Kuchaytirgich ikkita simmetrik yelkaga ega bо‘lib, birinchi yelka VT1 tranzistor va RK1 rezistordan, ikkinchi yelka esa VT2 tranzistor va RK2 rezistordan tashkil topgan. Sxemaning dastlabki ish rejimi IE toki yordamida ta’minlanadi. Bu tokning barqarorligi esa barqaror tok generatori (BTG) tomonidan ta’minlanadi. 8.8 – rasm. Mazkur sxema 8.5 – rasmdagi sxemaga aynan о‘xshashligini kuzatish mumkin. Buning uchun R2 va R3 rezistorlarni VT1 va VT2 tranzistorlar bilan almashtirish va R1= RK1, R4= RK2 deb hisoblash kerak. Agar RK1 va RK2 qarshiliklar bir – biriga teng bо‘lsa va VT1 tranzistor parametrlari VT2 niki bilan bir xil bо‘lsa, u holda bu sxema simmetrik bо‘ladi. Amaliyotda tо‘rtta ulanish sxemalardan ixtiyoriy biridan foydalanish mumkin: simmetrik kirish va chiqish, simmetrik kirish va nosimmetrik chiqish, nosimmetrik kirish va simmetrik chiqish, nosimmetrik kirish va chiqish. Simmetrik kirishda kirish signali manbai DK kirishlari orasiga (tranzistorlarning bazalari orasiga) ulanadi. Simmetrik chiqishda yuklama qarshiligi DK chiqishlari oralig‘iga (tranzistorlarning kollektorlari orasiga) ulanadi. Shuni ta’kidlash kerakki, DK kuchlanishlari qiymati (moduli bо‘yicha) bir – biriga teng bо‘lgan ikkita manbadan ta’minlanadi. Ikki qutbli manbadan ta’minlanish sokinlik rejimida umumiy shinagacha tranzistor baza potensiallarini kamaytirishga imkon beradi. Bu holat DK kirishlariga signallarni qо‘shimcha sath siljitish qurilmalarini kiritmasdan uzatishga imkon yaratadi. Ikkala yelka ideal simmetrikligida kirish signallari mavjud bо‘lmaganda (UKIR1=0, UKIR2=0) kollektor toklari va tranzistorlarning kollektor potensiallari bir xil bо‘ladilar, chiqish kuchlanishi esa UCHIK1,2 =0. Sxema simmetrik bо‘lganligi sababli, tranzistor xarakteristikasining sabablarga bog‘liq bо‘lmagan ravishda ixtiyoriy о‘zgarishi, ikkala yelka toklarinig bir xil о‘zgarishiga olib keladi. Shu sababli sxema balansi buzilmaydi va chiqish kuchlanishi dreyfi deyarli nolga teng bо‘ladi. DK ikkala kirishiga fazasi va amplitudalari bir xil bо‘lgan signal (sinfaz signal) berilsa UKIR1=UKIR2 , yelkalarning simmetrikligi va BTGning mavjudligi tufayli kollektor toklari о‘zgarmaydi va ular о‘zgarishsiz va bir - biriga tengligicha qoladi. IK1 IK2 0,5 IE bu yerda - emitter tokining uzatish koeffitsiyenti. Demak, kollektor potensiallari tengligicha qoladi, chiqish kuchlanishi esa UCHIK UK1 UK2 0. Bu deganiki, idel DK sinfaz kirish signallariga sezirsiz. Agar kirish signallari amplitudasi bо‘yicha bir xil, lekin fazalari qarama – qarshi bо‘lsa, u holda ular differensial deb ataladi. Differensial signal ta’siri natijasida bir yelkadagi tok ikkinchi yelkadagi tok kamayishi hisobiga ortadi IE1 IE2 , chunki toklar yig‘indisi doim IE(IE1 IE2 IE) . Bir tranzistor kollektori potensiali kamayadi, ikkinchisiniki esa xuddi shu qiymatga kamayadi. DK chiqishida potensillar farqi hosil bо‘ladi, demak, chiqish kuchlanishi UCHIK1,2 UCHIK1 UCHIK2 . Umumiy emitter ulanish sxemasida ishlaydigan kuchaytirgich tahlili natijalaridan foydalangan holda, differensial signal (simmetrik kirish va chiqishga ega bо‘lgan) ning kuchaytirish koeffitsiyenti qiymatini olamiz KU S(RK // rKE) Ideal DKlarda sinfaz signallarni sо‘ndirish natijasida nol dreyfi mavjud bо‘lmaydi. Turli temperatura о‘zgarishlari, shovqinlar va navodkalar sinfaz signal bо‘lishi mumkin. Real DKlarda yelkalarning absolyut simmteriyasiga erishish mukin emas, shuning uchun nol dreyfi mavjud bо‘lib, u juda kichik qiymatga ega bо‘ladi. Differensial kirishda, ya’ni kirish simmetrik bо‘lganda, DK kirish qarshiligi sxemaning chap va о‘ng yelkalari kirish qarshiliklari yig‘indisiga RKIR1 RKIR2 teng bо‘ladi, chunki bu qarshiliklar signal manbaiga nisbatan ketma – ket ulanadi. Shunday qilib, RKIR12 RKIR1 RKIR2 2rKIR, bu yerda rKIR - UE sxemasida ulangan tranzistorning kirish qarshiligi. rKIR kattaligi tranzistorning sokinlik toki Ib ga bog‘liq bо‘ladi. Shuning uchun kirish signalini oshirish uchun kuchaytirgichni kichik toklar rejimida ishlatish kerak. Differensial kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsiyenti kirish signallar generatorining ulanish va chiqish signalining о‘lchanish usuliga bog‘liq. DK kuchaytirish koeffitsiyenti simmetrik kirishda ham, nosimmetrik kirishda ham bir xil bо‘ladi. Nosimmetrik chiqishda yuklama qarshiligi bir uchi bilan bir tranzistor kollektoriga, ikkinchi uchi bilan esa – umumiy shinaga ulanadi. Bu vaqtda KU simmetrik chiqishdagiga nisbatan 2 martaga kichik bо‘ladi. Yuklama qarshiligi ikkinchi chiqish va umumiy shina oralig‘iga ulangan bо‘lsin. Agar kirish signali 1 kirishga uzatilsa, u holda chiqish signali fazasi kirish signali fazasiga mos keladi. Bu vaqtda 1 kirishga “inverslamaydigan” kirish nomi beriladi. Agar kirish signali 2 kirishga uzatilsa, u holda chiqish va kirish signallari fazasi bir – biriga qarama – qarshi bо‘ladi va 2 kirish “inverslaydigan” kirish deb ataldi. Kichik kirish toklariga ega bо‘lgan maydoniy tranzistorlar qо‘llash natijasida differensial kuchaytirgich kirish qarshiligini sezilarli oshirish mumkin. Bu vaqtda r–n bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorlarga katta e’tibor qaratiladi. r–n bilan boshqariladigan, kanali n–turli maydoniy tranzistorlarda bajarilgan DK sxemasi 8.9 – rasmda keltirilgan. Barqaror tok generatori VT3 va RI da bajarilgan. RSIL1 i RSIL2 rezistorlari VT1 va VT2 tranzistor zatvorlariga boshlang‘ich siljishni berish uchun mо‘ljallangan. 8.9 – rasm.