- •В.А. Корнев, к.А.Елеусизова аналогты құрылғылардағы элекроника мен сұлбатехника
- •5В071900 «Радиотехника, электроника мен телекоммуникациялар» мамандығының студеттеріне арналған дәрістер курсы
- •1 Материалдардың электрөткізгіштігі
- •1 Сурет – 4 валентті жартылайөткізгіштің жазық графикалық моделі [6]
- •2 Сурет – Электрондық өткізгіштікті жартылайөткізгіш [6]
- •3 Сурет - Акцепторлы байланысты кристаллдық тордың жазық моделі [6]
- •1.1 Жартылайөткізгіштердегі токтар. Дрейф және диффузия.
- •4 Сурет – Заряд тасымалдаушылардың дрейфтіу механизмі [6]
- •2 Жартылайөткізгіш материалдардағы
- •5 Сурет – Материалдардағы ауысу түрлері
- •2.2 Тепе-теңдік күйдегі p-n-ауысуды алу
- •6 Сурет – p-n-ауысудың тепе-теңдік күйі [6]
- •2.3 Сыртқы кернеу бар кездегі р-n-ауысу
- •7 Сурет – p-n-ауысудағы кері жылжу
- •8 Сурет – p-n-ауысудағы тура жылжу
- •9 Сурет – p-n-ауысудың вас-ы
- •3.1 Жартылайөткізгіштік диодтар
- •10 Сурет – Жартылайөткізгіштік диодтың белгіленуі
- •11 Сурет – Идеал және реал диодтың вас-ы
- •3.4 Импульстік диодтар
- •3.5 Шоттки диоды
- •15 Сурет – Шоттки диодының вас-ы
- •3.6 Варикаптар
- •3.7 Стабилитрондар және стабисторлар
- •3.8 Туннельдік диодтар
- •3.9 Кері диодтар
- •3.10 Жартылайөткізгіштік диодтарды маркалау
- •16 Сурет – rc-тізбектегі ауысу үрдістері
- •5 Биполярлы транзистор
- •17 Сурет – Транзисторлардың схемадағы белгіленуі
- •18 Сурет – Әртүрлі типті транзисторлардағы токтар мен кернеулер
- •19 Сурет – Транзистордың түрліше қосылу схемалары.
- •20 Сурет – Транзистордың температуралық токтарының таралуы
- •21 Сурет – оэ схемасымен қосылған (а)
- •6 Өрістік транзистордың құрылымы мен
- •22 Сурет - Өрістік транзистордың конструкциялық-схемалық моделі
- •6.1 Басқарушы p-n ауысулы n-арналы өрістік транзистордың статикалық вас-ы
- •23 Сурет – n арналы өрістік транзистордың вас-ы
- •6.3 Орнатылған арналы мдж-транзистор
- •7 Биполярлы транзисторлар негізіндегі аз қуатты төменгі жиілікті күшейткіштерді есептеу
- •28 Сурет – Транзситордың амплитуда-жиіліктік және фазалық сипаттамасы
- •29 Сурет – Тізбектей-параллель кб
- •33 Сурет – в кластық режимдегі күшейткіш каскадтың жұмысы
- •8.1 Есептеулерге арналған практикалық ұсыныстар
- •34 Сурет – Ортақ эмиттерлі күшейткіш каскады схемасы [2]
- •8.2 Шектік шамаларды бағалау және транзисторды таңдап алу
- •9 Тұрақты ток бойынша күшейткішті есептеу
- •35 Сурет – а класты күшейткіш каскад режиміндегі транзистордың кіріс сипаттамасы
- •36 Сурет – а класты күшейткіш каскад режиміндегі транзистордың шығыс сипаттамасының графикалық баламасы
- •10 Күшейткіштің динамикалық есептеулері
- •37 Сурет – Динамикалық және статикалық жүктемелік сипаттамалар арасындағы байланыс
- •11 Күшейткіштің жиіліктік және қуаттық шамаларын есептеу
- •11.1 Күшейткіштің қуаттық шамаларын анықтау
- •12 Қуатты күшейту күшейткіштерінің есебі
- •12.1 Қорек көзін таңдау
- •12.2 Графиктік талдау әдісі
- •13 Кілттік сызбалар
- •39 Сурет –Электрондық кілт сызбасы
- •14 Ауыспалы кернеу түзеткіштері
- •40 Сурет – жартыпериодты түзеткіш сызбасы
- •41 Сурет – Кернеудің жартыпериодты түзеткіш диаграммасы
- •42 Сурет –Екі жарты периодты түзетіліну сызбасы.
- •44 Сурет –Бір фазалы түзеткіштің көпір сызбасы
- •45 Сурет – Түзеткіштің көпір сызбасындағы кедергіден өтетін ток диаграммасы
- •14.1 Тегістеу сүзгілері
- •46 Сурет – Түзетілген кернеу пульсаций тегістеу сүзгісінің сызбасы
- •47 Сурет – Түзетілген кернеудің пульсаций тегістеу сүзгілері Бірақ сүзгі қандай сапалы болмасын кернеу бұл жағдайда оте аз қолданылады және оны екінші процедураға, яғни түзету керек.
- •15 Кернеу стабилизаторы
- •48 Сурет- жартылайөткізгішті стабилитронның вольтамперлік сипаттамасы
- •49 Сурет - Параметрлік стабилизатор
- •50 Сурет - Жүйелі кернеу стабилизаторы
- •51 Сурет– Компенсационный стабилизатор сызбасы
7 Биполярлы транзисторлар негізіндегі аз қуатты төменгі жиілікті күшейткіштерді есептеу
Жалпы мәліметтер мен анықтамалар. Ғылым мен техниканың көпетеген салаларында, әсіресе басқару жүйелерінде қайсыбір электр сигналдарын күшейту қажеттігі туындайды, ол сигналдар уақыт өтуімен айнымалы немесе тұрақты болуы мүмкін. Осы мақсатта қолданылатын қондырғылар күшейткіштер деп аталады.
Бірінші реттік сигналдардың (күшейтілетін кіріс сигналдарын) көзі датчик деп аталады, олардың негізгі функциясы (қызметі) физикалық тегі әртүрлі өлшенетін параметрлерді электр сигналдарына айналдыру. Датчиктердің физикалық принциптері мен құрылымдары әр алуан, мысалы, индукциялық, индуктивтік, резистивтік, сиымдылық, пьезоэлектрлік, магнитострикциялық, фотоэлектрлік және т.б. [1].
Күшейткіштерді классификациялау көрсеткіштері де әртүрлі. Күшейтілетін сигналдардың тегіне қарай олар айнымалы (гармониялық, импульстік, күрделі пішінді) сигналдар күшейткіштері және тұрақты ток күшейткіштері болуы мүмкін. Қуаты жағынан аз қуатты, орта қуатты және қуатты күшейткіштер болып бөлінеді. Күшейтетін сигналдардың жиілігіне қарай төменгі жиілікті – дыбыс жиілігіндегі күшейткіштер, аралық жиіліктер күшейткіштері, жоғары жиілікті күшейткіштер болып бөлінеді. Сонымен қатар, кіші жолақты және кең жолақты болып бөлінеді. Көбінесе өте жіңішке жолақты күшейту қажеттігі туындайды, ондай кезде қолданылатын күшейткіштер селективті күшейткіштер деп аталады [9]. Күшейткіштер электрондық лампалар, биполяр және өрістік транзисторлар, туннельдік диодтар, магниттік элементтер және т.б. негізінде жасалады.
Күшейткіштердің техникалық сипаттамаларына мыналар жатады: сигналдың шығыс қуаты, шығыс кернеуі немесе тогы, күшейту коэффициенті, ПӘК-і, өткізу ені, тұрақтылық температурасы, бейсызықтық қисаю коэффициенті, шулық көрсеткіштері, сезімталдығы, кіріс кедергісі және т.б.
Шығыс кернеуі, тогы, қуаты сияқты шығыс параметрлері күшейткіштің пайдалану мақсаты мен жүктеменің типіне байланысты болады. Егер жүктеме активті болса, аталған параметрлер былай анықталады:
.
Кіріс шамалары мына формулалармен есептеледі:
.
Күшейту коэффициенті күшейткіштің шығыс кернеуінің кіріс кернеуіне қатысы ретінде анықталады:
.
Көпкаскадты күшейткіштер үшін жалпы күшейту коэффициенті әр каскадтың күшейткіш коэффициенттерінің көбейтіндісі ретінде анықталады:
.
Күшейткіштің шығыс тізбегінің ПӘК-і шығыс тізбегінен берілетін сигнал қуатының оның қорек көзінен алатын қуатына қатынасы:
.
Күшеткіштің ПӘК-ін басқаша да – жүктемедегі қуаттың барлық қуат көздерінің қуаттарының қосындысына қатынасы ретінде есептеу түрі бар:
.
Күшейткіш тізбегінде реактив элементтер (сиымдылықтар, индуктивтіліктер) бар болса, сигналдың жиіліктік спектрінің біркелкі емес күшеюіне әкеп соғады, яғни жиілік және фаза бойынша қисаюлар пайда болады. Қисаю дәрежесі күшейткіштің жиіліктік сипаттамасымен анықталады, ол осы жиіліктегі күшейту коэффициентімен сипатталады. 28 суретте күшейткіштің шартты амплитудалық-жиіліктік сипаттамасы (АЖС) келтірілген.
28 Сурет – Транзситордың амплитуда-жиіліктік және фазалық сипаттамасы
Күшейткіштің белгілі бір жиіліктегі жиіліктік қисаюы салыстырмалы күшеюмен немесе жиіліктік қисаю коэффициентімен анықталады:
, .
Жиіліктік сипаттаманың орта тұсында бұл шамалар өзара тең және мәні бірге тең болады:
.
Бұл шамалар бірден қаншалықты ауытқыса, қисаю да соншалықты күшті болады.
Жиіліктік қисаюдан басқа бейсызықтық қисаю болады. Ол схеманың әрбір элементінің сипаттамасының бейсызықтығына негізделген, мысалы, транзистордың кіріс сипаттамасының бейсызықтығына байланысты. Cипаттаманың бейсызықтығынан транзистордың кірісіне берілген идеал синусоида транзистордан шыққанда берілген синусоидадан басқа жоғары гармоникалар бар болатын басқа сигналға айналады. Бейсызықтық қисаю деңгейі (гармоникалар коэффициенті) бірінші гармоника амплитудасының барлық гармоникалар амплитудаларының квадраттарының қосындысының квадрат түбіріне қатынасымен анықталады:
.
Күшейткіштерде теріс кері байланыс (КБ) маңызды роль атқарады. Кері байланыс сигналын шығыстан алып, оны күшейткіштің кірісіне беру тәсілдеріне қарай кері байланысты төр түрге бөлуге болады [6.9]. КБ түрлерінің атауы екі сөзден тұрады: бірінші сөз кіріске сигналдың қалай берілетінін білдіреді, екіншісі – шығыстан қалай алынатынын анықтайды. КБ-тың түрлерін қарастырайық: