Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti elektronika va avtomatika fakulteti texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish va boshqaruv kafedrasi

Bipolyar transistor kuchaytirishining chegaraviy chastotasini hisoblash


Foydalaniladigan tranzistorning xarakteristikalari. Loyihalangan qurilma KT208K bipolyar tranzistoriga asoslangan. Transistor KT208K - kuchaytiruvchi sxemalarda ishlatiladigan kremniy epitaksial-planar p-n-p turli tranzistordir.



Elektr parametrlari

Nomlanishi	Belgilanish	Qiymatlar
		min	max
1.1. Teskari emmiter toki (Ue= Ueb max), mkA	I эбо		1
1.2. Teskari kollektor toki (Uk= Ukb max) , mkA	I кбо		1
1.3. Kichik signal kuchlanishi rejimida teskari aloqa koeffisenti	h21б
1.4. UE bo'lgan zanjirdagi statik tok o'tkazish koeffitsienti (Uk= 1 Ik=30 mA, f=0,27kHz da) Тс=+125 ^0С Тс=-60 ^0С	h21э	80 80 40	240 480 240
1.5. Shovqin koeffisenti, dB (Uk= 3 Ik=0,2 mA, f=1k Gs )	Ksh		4
1.6. UE bo'lgan zanjirdagi kichik signal rejimida kirish qarshiligi Ie=5 mA da (Uk= 5, f=0,27kHz da)	h11э	130	2500
1.7. Kollektor ulanishining sig'imi, pF (Uk= 10 f=500kHz) 1.8 Emitent ulanishining sig'imi, pF (f=500kHz da) 1.9 Kollektori-emmiter to'yingan kuchlanishi, V (Ik=300 mA, Ib=60 mA da) 1.10 Baza-emmiter to’yininsh kuchlanishi, V ( Iк=300 мA, Iб=60 мA da) 1.11 Sxemada UE bilan tok o’tkazish chegaraviy chastota koeffisenti. MGts (Uk= 5 Ik=10, mA da) 1.12. Kichkina signal rejimida chiqish o'tkazuvchanligi, Ie=1 mA da UE bo'lgan sxemada (UK= 5, f=0,27kHz)	СК СЭ UКЭ UБЭ f гр h22э	5 0,15	50 100 0,4 1,5 0,55

2.) Maksimal ruxsat etilgan parametrlar. Atrof muhit haroratida kafolatlangan

Ts=-60…+125 0S

2.1. Ik max – DC kollektor tok, mA	0,3
2.2. Ik va max - kollektor impuls toki, mA t va J100 mks va Qí10 da	0,5
2.3. Ukb max - kollektor-bazao’zgarmas kuchlanishi, V	0,1
2.4. Uke max - kollektor-emitter doimiy kuchlanish (RbJ2 kOm da), V	45
2.5. Ueb max - emitter-baza doimiy kuchlanishi, V	45
2.6. Pk max - doimiy quvvat sarfi, mVt	200
2.7. T p max - O'tish harorati, ^0С	150
2.8. Ruxsat etilgan muhit harorati, ^0С	-60…+125

Elektr ta'minoti va tranzistorning ish rejimini barqarorlashtirish sxemasi

Sxema elementlarining vazifasi:
Rэ – teskari aloqani o’rnatadi;
Rн – yuklama qarshiligi ;
Сс - izolyatsiyalash kondansatori, kirish signalining DC(o’zgarmas tok) komponentini kechiktiradi (bu boshlang'ich tok oqimining buzilishiga olib kelishi mumkin);
Bizning sxemamizda o’zgarmas tokning teskari aloqa salbiy ta’siridan foydalaniladi. Qayta aloqani o'rnatuvchi Re rezistorining qiymati Re=[(0.1yo0.3)Ep]/Ie shartidan aniqlanadi. Keyin shartdan R2 orqali oqib o'tadigan holatdan tok I_d ni tanlaymiz
I_d=(3:10) I_b va R1, R2 rezistorlarining qiymatlarini quyidagi nisbatlarga muvofiq aniqlang:








Ishchi nuqtasida tranzistorning kichik signalli parametrlarini aniqlash

1.) Transistorning chiqishida qisqa tutashuv bilan o'lchangan kirish qarshiligi, tranzistorning chiqish xususiyatlaridan foydalangan holda (4-rasm).

2. Transistorning chiqishida qisqa tutashuv bilan o'lchanadigan oqim uzatish koeffitsienti tranzistorning kirish xarakteristikasi xususiyatlaridan foydalanamiz (5-rasm).





5-rasm

3.) Tranzistorning kirishida bo'sh holatda o'lchanadigan qayta aloqa koeffitsienti:

Bipolyar tranzistorlar va ish nuqtalarining barcha turlari uchun u qabul qilinadi
(DI_b , DI_k ,DU_be , DU_ke - ish nuqtasi 0 ga nisbatan simmetrik ravishda olingan o'sishlar
Transistorlar ekvivalent zanjir qiymatlarini aniqlash
Bipolyar tranzistorning (Джиколетто sxemasi) fizik past signalli yuqori chastotali ekvivalent sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 6-rasm.



6-rasm

Kollektor ulanishining to'siq sig'imi;

Transistorning chiqish qarshiligi;

kollektor ulanishining qarshiligi;

Emmiter toki uchun emmitert ulanishining qarshiligi;

Baza toki uchun emmiter ulanishining qarshhiligi;

Baza qarshilik taqsimoti;

Берем = 100 Ом

Emmiter o’tishining sig’im qarshiligi;

7 нФ

Transistorning ichki vaqt doimiysi;

Tranzistor o'tkazuvchanligi;

мА/В


Bipolyar tranzistorning chegara va cheklovchi chastotalarini aniqlash

1. 
   UE bilan sxemada tranzistorning kuchaytirish chegaraviy chastotasi
   
2. 
   

2. UE bilan sxemada cheklash chastotasi

3. Предельная частота транзистора по крутизне:

4. Максимальная частота генерации:

5-AMALIY ISH
Maydonli tranzistor p-n о‘tishining kirish sig‘imini hisoblash.


Boshqaruvchi p-n о‘tishli maydonli tranzistor
Boshqaruvchi p-n о‘tishli maydonli tranzistor – tambasi kanaldan yopiq
p-n о‘tish bilan elektr ajratilgan.
n -kanalli tranzistorlarda (5.1-rasm) kanaldagi asosiy zaryad tashuvchilar elektronlar bо‘lib, ular past potensialli kirish (K) dan yuqori potensialli chiqish (CH)ga kanal bо‘ylab harakatlanadi va chiqish toki I_CH ni hosil qiladi.
Tamba (T) va kirish (K) orasiga kanalning n sohasi va tamba (T) ning r sohasi bilan hosil qilingan r- n о‘tishni berkituvchi kuchlanish berilgan. n – kanalga ega maydonli tranzistorlarda beriluvchi kuchlanishlar qutbi quyidagicha bо‘lishi lozim:
p- kanalli tranzistorda zaryad tashuvchilar kovaklar bо‘lib, ular potensialning pasayish yо‘nalishida harakat qiladi, shuning uchun maydonli tranzistorlarda beriluvchi kuchlanishlar qutbi boshqacha bо‘ladi: .
n -kanalli tranzistorning ishlashi, shuningdek kanal kо‘ndalang kesimining о‘zgarishi tranzistor elektrodlariga ma’lum kuchlanishlar berilganda yuzaga keladi.

a)

b)
5.1-rasm. Boshqaruvchi p-n о‘tishli ( n-kanalli) maydonli
tranzistorning struktura sxemasi (a) va ulanish sxemasi (b)

Tranzistorning ishlashini quyidagi uchta rasm misolida kо‘ramiz:

Berkituvchi ( teskari) kuchlanish p-n о‘tishga tamba va kanal orasiga berilganda kanal chegaralarida zaryad tashuvchilari kambag‘allashgan va yuqori solishtirma qarshilikka ega bо‘lgan tekis qatlam (5.2 - rasm). Bu kanalning о‘tkazish kengligi qisqarishiga olib keladi.

5.2-rasm.Berkituvchi kuchlanish U_TCH berilganda boshqaruvchi
p-n о‘tishli tranzistorda tekis kambag‘allashgan qatlam hosil qilish

Chiqish (CH) va kirish (K) orasiga berilgan kuchlanish notekis kambag‘allashgan qatlamni ( 5.3- rasm) vujudga keltiradi, tamba(T) va kanal orasidagi potensiallar farqi kirish (K) dan chiqish (CH) ga qarab ortadi va kanalning eng kichik kesimi chiqish (CH) yaqinida bо‘ladi.

5.3-rasm. Kuchlanish U_CHK berilganda boshqaruvchi p-n о‘tishli
tranzistorda tekis kambag‘allashgan qatlam hosil qilish

Agar bir vaqtning о‘zida va kuchlanish berilsa (5.4 - rasm ), kambag‘allashgan qatlam qalinligi, shuningdek, kanalning minimal kesimi bu ikki kuchlanish ta’siri bilan aniqlanadi.

5.4-rasm. Kuchlanishlar U_CHK > 0 va U_TK  0 berilganda boshqaruvchi
p-n о‘tishli tranzistorda noteks kambag‘allashgan qatlam hosil qilish

Kuchlanishlar yig‘indisi berkituvchi kuchlanish qiymatiga yetganda: , kambag‘allashgan soha chaplashib ketadi va kanalning qarshiligi keskin ortadi.

Maydonli tranzistorlar (bipolyar tranzistorlar kabi) uch xil ulanish sxemasiga ega: umumiy kirishli (UK), umumiy chiqishli (UCH) va umumiy tambali (UT).
Amalda umumiy kirishli (UK) sxema (5.5- rasm) boshqalariga qaraganda kengroq qо‘llaniladi.
Umumiy kirishli (UK) sxemada chiqish- kirish zanjiri (n-tipli elektr о‘tkazuvchanlik bilan) kuchaytiruvchi kaskadning chiqish zanjiri hisoblanadi. Bu zanjir manba dan taminlanadi va uning о‘ziga yuklama qarshiligi ulanadi.
Kirish (boshqaruvchi) zanjir boshqa tipdagi (r-tipdagi) elektr о‘tkazuvchanlikga ega bо‘lgan uchinchi elektrod tamba (T) yordamida hosil qilingan.

5.5-rasm.Umumiy kirishli (UK) maydonli tranzistorning ulanish sxemasi

Tamba-kirish kuchlanishi manbasi p-n о‘tishda tambalovchi qatlam kengligini о‘zgartiruvchi (baza kengligi modulyatsiya effekti) teskari kuchlanishni hosil qiladi. Kirish zanjiriga signal manbasi (SM) ulanadi.


4.17.1-masala. Tranzistorlarning p-n-p va n-p-n tiplari uchun umumiy bazali ulanish sxemalarini tasvirlang.
Tranzistorning a) aktiv rejimdagi; b) kesish rejimidagi; v) tо‘yinish rejimidagi; g) invers rejimidagi ta’minlovchi kuchlanish qutblarini kо‘rsating.
Har ikkala sxemada emitter toki , kollektor toki , baza toki larning yо‘nalishlarini barcha ish rejimlari uchun kо‘rsating.
Yechish. Tranzistorlarning p-n-p va n-p-n tiplari uchun umumiy bazali ulanish sxemalari , ta’minlovchi kuchlanish qutblari va toklarning yо‘nalishlari 5.1, (a-g) – rasmlarda kо‘rsatilgan.

v) g)

5.1 – rasm

6-AMALIY ISH