O’zbekiston respublikasi oliy ta’lim fan va innovatsiyalar vazirligi islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universitetining qo‘qon filiali

O‘rtacha kirish toki I_KIR.O‘RT - ham DKning aniqlik parametrlaridan hisoblanadi. O‘rtacha kirish toki siljish tokidan ancha katta qiymatga ega va turli DK larda 1÷7·10³ nA bo‘ladi. O‘rtacha kirish toki signal manbai qarshiligi R_G orqali o‘tib, unda kuchlanish pasayishi hosil qiladi. Bu kuchlanish o‘zini kiruvchi sinfaz signaldek tutadi. K_U.SF marta so‘ndirilgan ushbu kuchlanish DK chiqishida yolg‘on signal sifatida hosil bo‘ladi.
DK kuchaytirish koeffitsienti kollektor zanjiridagi R_K yuklama qarshiligiga bog‘liq bo‘ladi. Integral texnologiyada R_K qiymatining ortishi bilan, kristallda u egallagan yuza ortadi va tranzistorlar ish rejimlari saqlangan holda, kuchlanish manbai qiymati ham ortadi. SHuning uchun DKlarda kuchaytirish koeffitsientini oshirish uchun, R_K rezistorlar o‘rniga, dinamik (aktiv) yuklamadan foydalaniladi. Dinamik yuklama bipolyar yoki maydoniy tranzistorlar asosida hosil qilinadi. YUklama sifatida ikkinchi BTG ishlatilgan DK sxemasi 7.4 – rasmda keltirilgan. Ikkinchi BTG p – n – p turli VT3 va VT4 tranzistorlar asosida yaratilgan. Birinchi BTG ilgarigidek DK sokinlik rejimini belgilaydi va emitter qarshiligi sifatida ishlatiladi.

7.4 – rasm. Dinamik yuklamali DK sxemasi.

BTGlarning statik qarshiligi differensial qarshiligiga nisbatan ko‘p marta kichik. Bu holda BTGdan sokinlik toki oqib o‘tishi hisobiga kuchlanish pasayishi, uning statik qarshiligi bilan aniqlanadi. Signal berilganda kollektor toklarining o‘zgarishi hisobiga chiqish kuchlanishining o‘zgarishi uning differensial qarshiligi bilan bog‘liq bo‘ladi. SHuning uchun (7.3) formulada R_K o‘rniga R_DIF qo‘yilishi kerak. Bunda kuchaytirish koeffitsientining kaskadda ruxsat etilgan maksimal qiymati topiladi. Tashqi yuklama ulanganda kuchaytirish koeffitsientining absolyut qiymati faqat uning qarshiligi R_YU bilan aniqlanadi, ya’ni (7.3) formulada R_K o‘rniga R_YU qo‘yilishi kerak.

DKning asosiy parametrlariga differensial va sinfaz signallarni kuchaytirish koeffitsientidan, sinfaz tashkil etuvchini so‘ndirish koeffitsientidan tashqari kirish va chiqish qarshiliklari ham kiradi.
Simmetrik chiqishda yuklama qarshiligi R_YU e’tiborga olinmaganda DKning chiqish qarshiligi
.
Simmetrik kirishda DKning kirish qarshiligi chap va o‘ng tomonlar kirish qarshiliklari yig‘indisiga teng bo‘ladi va signal manbaiga nisbatan ketma - ket ulangan bo‘ladi. R_E=0 bo‘lganda:
.


β = 100, r_E = 250 Om va r_B = 150 Om bo‘lsin, bunda R_KIR = 5,35 kOm bo‘ladi.
β ning qiymati tranzistor sokinlik tokiga I_B0 bog‘liq. SHuning uchun kirish qarshiligini oshirish uchun DKni kichik signal rejimida ishlatish kerak. Kaskad kuchaytirish koeffitsienti va DK kirish qarshiligini sezilarli oshirish maqsadida tarkibiy tranzistorlardan foydalaniladi. Ko‘proq Darlington sxemasi ishlatiladi (7.5– rasm). Bunday DKning tok bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti
.
Tarkibiy tranzistorning kirish qarshiligi
.
bo‘ladi. O‘zgartirishlarni kiritib:
.

7.5 – rasm. Tarkibiy tranzistorlar asosidagi DK sxemasi.

Demak, tarkibiy tranzistorlar qo‘llanilganda DK kirish qarshiligi β marta ortar ekan.

Nazorat savollari

1. 
   Differensial kuchaytirgich (DK) haqida ma’lumot bering.
   
2. 
   Simmetrik DK haqida ma’lumot bering.
   
3. 
   Nosimmetrik DK haqida ma’lumot bering.
   
4. 
   DK asosiy parametrlarini sanab bering.
   
5. 
   Real DK qanday parametrlar bilan xarakterlanadi?
   
6. 
   DKlarda kirish signalining sinfaz va parafaz tashkil etuvchilari nima ?
   

10-ma’ruza. Operatsion kuchaytirgichlar
Reja:
1.Operatsion kuchaytirgichlar xakida umumiy ma’lumotlar.
2.OK asosiy ulanish sxemalari.


Tayanch iboralar: operatsion kuchaytirgich, differensial ulanish, kirxgof qonuni, sinfaz signallar, invers ulanish, ok asosiy ulanish sxemalari, tarkibiy tranzistorlar, inverslamaydigan ulanish, integral mikrosxemalar.
1.Operatsion kuchaytirgichlar xakida umumiy ma’lumotlar.
Umumiy maьlumotlar. Operatsion kuchaytirgich (OK) – bu kuchlanish bo‘yicha yuqori kuchaytirish koeffitsienti (10⁴÷10⁶), yuqori kirish (10⁴10⁷ 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 8.1 a, b - rasmda keltirilgan. Manba qiymatlari bir – biriga teng, lekin umumiy shinaga nisbatan ishoralari teskari bo‘lgan ikkita manbadan taьminlanadi. Bu bilan kirish signali mavjud bo‘lmaganda chiqishda nolь potensial taьminlanadi 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.



a) b)
8.1 – rasm.
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 etarlicha murakkab tuzilmaga ega bo‘lib, yagona kristall yuzasida bajariladi va birdaniga ko‘p miqdorda ishlab chiqariladi. SHuning uchun OKni diod, tranzistor va h.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.
8.2 – rasmda uch bosqichli OK tuzilmasi keltirilgan.

8.2 – rasm.
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 nolьga 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 (8.3-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 (K_U0=300÷4000) va kichik kirish qarshiligi (R_KIR4 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 K_U0=45000, kirish qarshiligi esa R_KIR= 400 kOm.
Ma’lumotnomalarda K_U0, R_KIR i R_CHIQ qiymatlari MTAsiz OK lar uchun keltiriladi. OK chiqish bosqichini yana maksimal chiqish toki (tez ishlaydigan keng polosali OKlar uchun I_CHIQ,max 20 mA va quvvati katta OKlar uchun I_CHIQ,max 500 mA) va yuklamaning minimal qarshiligi (R_YU.min 1 kOm) parametrlari ham keltiriladi.
OKning asosiy xarakteristikalari bo‘lib uning amplituda (uzatish) xarakteristikalari hisoblanadi. Ular 8.3–rasmda keltirilgan. Xarakteristikaning qiya (chiziqli) sohasi ishchi soha hisoblanadi, uning og‘ish burchagi K_U0qiymati bilan aniqlanadi. U_CHIQ,max - maksimal chiqish kuchlanishi bo‘lib, manba kuchlanishi E qiymatidan ozgina kichik bo‘ladi.
OKning chastota xossalari uning ACHXsida aks ettiriladi. Bu xarakteristikani qurishda K_U0 DBlarda ifodalanadi, chastota esa logarifm masshtabida gorizontal o‘q bo‘ylab o‘rnatiladi.

8.3 – rasm.

OKning bunday ACHXsi logarifmik amplituda – chastota xarakteristikasi (LACHX) deb ataladi. 8.4–rasmda tez ishlaydigan K140UD10 turdagi OKning LACHXsi keltirilgan. f_YU– chastotadan kichik qiymatlarda kuchaytirish koeffitsienti 20lgK_U0 ga teng bo‘ladi, yaьni LACHX chastota o‘qiga parallel to‘g‘ri chiziqni beradi. Kirish signalining ortishi bilan K_U0 kamaya boshlaydi va f₁ chastotada kuchaytirish koeffitsienti birga teng bo‘ladi.