№ 1 БИЛЕТ

1-сұрақ. ТТГ бар дифференциалдық күшейткіш.

Синфазалық сигнал (СС) дегеніміз, сұлбаның екі кірісіне бір уақытта әсер ететін сигнал. Ол қоректену кернеуінің өзгеруінен, температураның өзгеруінен және т.б. әсерінен пайда болатын бөгет сигнал. Яғни сұлбада оның әсерін әлсірету қажет. Синфазалық сигналдың әсерін азайту үшін, эмиттер тогын тұрақтандыру керек.

Мысалы, екі кіріске де СС әсер етеді делік. Ол коллектордағы токтарды арттыруға тырысады, ал коллектордағы токтардың қосындысы дегеніміз – ол эмиттердегі токты береді, ал эмиттердегі ток тұрақты шама болып табылады. Сондықтан коллектордағы ток өспейді және UК мен UШЫҒ өзгермейді.

Эмиттердегі токты IЭ-ні тұрақтандыру үшін, RЭ-нің шамасын арттыру керек, ал оны арттырсақ, қоректену кернеуінің де шамасын ұлғайту керек болады, ал оны өзгертуге болмайды. RЭ-нің орнына токтың қоректену көзін немесе тұрақты ток бойынша аз ғана кедергісі бар, ал айнымалы ток бойынша үлкен кедергісі бар, транзистор негізінде жасалған, тұрақталған ток генераторын пайдалануға болады.

ТТГ-ң сұлбасына: VT3 транзисторы, VD диоды, R1, R2 және RЭ кедергілері, EЭ – қоректену көзі кіреді.

1) IЭ = IЭ2 + IЭ1 – тең болады, бұл IЭ VT1 және VT2 транзисторлары үшін IЭ1 мен IЭ2 қосындысын анықтайды, және ол ТТГ-нан, VT3 – негізінде беріледі.

2) Ал оның шығыс кедергісі RЭ-ден біршама үлкен болады.

3) VT3 транзисторының базасына ығысу R1, R2, VD бөлгіші арқылы беріледі.

4) VD диоды термокомпенсация үшін қажет.

5) R1 R2, RЭ деген шарт орындалуы керек. R1 арқылы ағатын ток тұрақты және R1-дің шамасы үлкен болғандықтан температураға тәуелсіз өз кезегінде, I1 = I2+ IБ3 тең болады.

6) Температураны жоғарлатқанда, кіріс сипаттама солға ығысады, яғни IЭ3 үлкейеді. Сонымен бірге VD диодтың кедергісі төмендейді, I2 тогы өседі және IБ3 тогы азаяды, ал ол IБ3 = I1 - I2. Cонымен бірге Iк3= αIБ3 тогыда азаяды. Сондықтан, сол себептен ДК-тің IЭ тогы тұрақты болып тұрады.

t : Iкір = f(Uкір) – солға қарай ығысады, IЭ3 , RVD ⃗⃗⃗ I2 ⃗⃗⃗ Iб3 :Iб3 = I1 - I2

Iб3 -са, Iк3= Iб3 сондықтан Iэ3 тоғы тұрақты болады.

Iэ тоғын, күрделі емес түрлендіруден аналитикалық жолмен алуға болады:

1) Iб3 Iэ болғандықтан Iэ3 Iк3 = Iэдеп есептеуге болады, онда Uб3 + Iэ ·Rэ = I2·R2+ UVD;

2) Iб3 Iэ болғандықтан, онда I1 = I2

UVD Uбэ3, онда Iэ-ні былай табамыз.

яғни Iэ-тоғы температураға аз тәуелді, ТТТ-нан талап етіліп отырғаны да осы.

2-сұрақ. Параметрлік кернеу тұрақтандырғышы.

Импульсті диод – импульсті тізбекте жұмыс жасауға арналған, шағын ұзақтығымен өтпелі үрдістер диоды. Түзеткіш диодтардан рn-өту ауданының аздығымен (пикофарад бөліктерімен) ерекшеленеді және  диодтың өтпелі сипаттамаларын анықтайтын параметрлер қатарымен. Аудан азайтуы  рn-өтуінің ауданының азаюымен жүзеге асырылады, сондықтан рұқсат етілген таралу қуаттары үлкен емес (30-40 мВт).

Импульстік диодтар электронды кілт ретінде  әртүрлі электрлік  сұлбаларда істейді (1.6, а - сурет). Жүкпен дәйекті қосылған диодқа импульсті кернеу беріледі. Оң импульс кезінде диод тік бұрыш кернеу астында болады, демек, оның кедергісі аз (кілт тұйықталған), RH резистор бойымен ток өтіп жатыр.  Теріс импульста диодқа кері кернеу тіркелген, оның кедергісі үлкен (кілт ажыратылған), жүкте ток жоқ.

Импульс ұзақтығы өте аз болу мүмкін. Онда нормалды сұлба жұмысы үшін, диод бір күйден екінші күйге лезде өту керек, бірақ бұл диод инерциалығымен қиындатылған.  Полярлықтың тізуден керіге ауысуы диод кедергісі R_np-дан R_oбp-ға тез ауыса алмайды, бұған белгілі бір уақыт қажет.

Уақыт диаграммасында (1.6, б - сурет) оң импульстің аяғы мен теріс импульстің басы көрсетілген. Инжекция нәтижесінде оң импульс уақытында базада негізгі емес заряд тасымалдағыштарының концентрациясы асады, мысалы n-типті тесік базада. Сонымен рn-өтуінің қасында ол ең үлкен болады.

1.6   – сурет – Диодты кілттің қарапайым сұлбасы және оның жұмысының уақыт диаграммалары 

Рn-өтуінің тікелей жанында базасында бар бірдей салмақты емес тесіктер полярлығын ауыстырғанда, көбісі  алаңмен р-ауданға қайта көшіріледі, содан диод(1.8, в - сурет)арқылы кері ток импульсі пайда болады, бұл  стационарлы мөлшерден оншақты рет асу мүмкін. Кері токтың күрт үлкеюі диод кедергісінің кері өзгеруін білдіреді.

Базада тесіктер концентрациясының жайылуымен (р-ауданға көшу арқасында және негізгі заряд тасымалдағыш рекомбинациясы - бос электрондар арқасында да) кері ток азаяды, ал диод кері кедергісі үлкейеді.

Тесіктер концентрациясы базада тең деңгейге дейін азайғанда, ал кері ток стационарлы мағынасына дейін кемігенде, диодтың кері кернеуі қалпына келеді.

Диод кернеуін тікелейден керіге ауыстырып-қосу  уақыт интервалы моментінен, бұл кезде жартылай өткізгіш диод өту кері кедергісі тұрақты мәнге тұрақталғанда, кері кедергіснің қалпына-келу уақыты (t_восст) деп аталады.

Импульстік диодтар ортақ түзеткіш параметрлермен, және де индивидуалды параметрлермен сипатталады.

3-сұрақ. (есеп)

2 Билет

1Сурак. Түзеткіш диод дегеніміз не? Жұмыс істеу принципі.

Түзеткіш диод – айнымалы токты тұрақты токка түзетуге және түрлендіруге арналған Жартылай Өткізгішті Электронды Аспап.

Оның Вольт-Амперлік сипаттамасы :

1. идеалды-вентильдік сипаттама

2. реалды нақты сипаттама

I- I₀(exp^U/ψt - 1) -ВАС теңдеуі

I₀ – кері қосылу тогы

Ψ_t – kT/q – температуралық потенциал

k- Больцман тұрақтысы

T- Қоршаған ортаның температурасы

U- тура құлау кернеуі

I- түзетілген тура ток

Түзетілген диодтың негізгі техникалық көрсеткіштері:

I _тура - түзетілген максимал тура ток

U _тура- тура құлау кернеуі

U_кері - максимал кері кернеу

R₌ - тұрақты ток бойынша кедергісі

R_~ – айнымалы ток бойынша кедергісі

C_диф – диффузиялық сыйымдылығы

C_тосқ – тосқауылдың сыйымдылығы

Түзеткіш диодтың қосылу сұлбасы Және кіріс пен шығыс кернеулерінің уақытқа тәуелділігінің диаграммалары

2Сурақ. Операциялық күшейткіштердің негізгі көрсеткіштері мен сипаттамалары

Реалды ОК ның негізгі корсеткіштері:

3 Есеп.

№3 БИЛЕТ

1. Стабилитрон және стабистор. Басты ерекшеліктері.

2. Дифференциалдық күшейткіштің (ДК) сұлбасы.

Тұрақты ток күшейткішінің (ТТК) дрейфін азайтудың бір амалы – ол параллельді балансты (дифференциалдық) каскадтарды қолдану болып табылады.

ДК сигналдардың арасындағы айырмасын күшейтеді. Олар негізінен БТ және ӨТ негізінде жасалады.

Б

8.1 Сурет

алансты схема деп аталуы, бұл күшейткіштің шығыс тізбегі балансталған көпір болып табылады,

оның бір диагоналына - қоректену көзі қосылып, ал екінші диагоналына - жүктеме кедергі қосылған. Көпірдің бірінші екі иығындағы біріне-бірі параллель резисторлар R_К1 мен R_К2, біріне-бірі шама жағынан тең де, яғни R_К1 = R_К2. Ал екінші иығындағы біріне-бірі параллель екі транзистор VT1 мен VT2 көрсеткіштері жағынан бірдей болатындай етіп орнатылады.

Сондықтан, жалпы түрде сұлба параллельді – балансты деп аталады.

R_Э резисторы, транзисторлардың тоғын тұрақтандыру үшін қойылады.

1) R_К1= R_К2;

2) VT1 және VT2 – көрсеткіштері бірдей болып алынады;

3) E_К = Е_Э қоректендіру екі қорек көзінен алынады;

4) жалпы сұлбаны қоректендіру Е_ҚОР=Е_К+Е_Э.

Дифференциалдық күшейткіштің кірісіне U_КІР1 және U_КІР2 сигналдарын берсек, онда каскадтың шығысында кернеу:

U_ШЫҒ = U_КІР1 - U_КІР2 = К_Д (U_КІР1 - U_КІР2), (1)

К_Д – дифференциалдық күшейту коэффициенті.

Күшейткіштің дифференциалдық деп аталуы, ол тек қана дифференциалдық (айырмашылдық) сигналдарды күшейтеді, яғни бірінші және екінші кірістер арасындағы сигнал кернеуінің айырмасын күшейтеді, U_КІР1-U_КІР2 айырымын.

1) U_КІР1 мен U_КІР2 кернеулерінің таңбалары әр түрлі болса, яғни фаза бойынша қарама-қарсы болса, U_КІР1-U_КІР2 айырымы өте үлкен болады, өйткені олардың абсолюттік мәндері қосылады, мұндай кіріс сигнал дифференциалдық кіріс сигнал деп аталады.

2) Ал, егер U_КІР1 мен U_КІР2 бірдей фазада болса, онда сигнал синфазалы деп аталады.

Дифференциалдық күшейткіштің кірісіне симметриялы синфазалы сигнал берсек, яғни U_КІР1=U_КІР2, онда олардың айырымы U_КІР1 - U_КІР2 = 0 тең болады, ал ДК-тің шығысында сигнал болмайды (1) формула бойынша.

Сөйтіп, ДК синфазалық сигналды әлсіретіп, дифференциалдық сигналды күшейтеді.

ДК толығымен симметриялы бола алмайды, себебі дәлме-дәл бірдей R_К1 мен R_К2, VT1 мен VT2-ні таңдап алуға болмайды.

Сондықтан, синфазалық сигнал бергенде ДК шығысында кішкентай кернеу U_СФ болады.

Синфазалық сигналды күшейту коэффициенті:

К_СФ = U_СФ/U_КІР.СФ.

ДК синфазалық сигналды мүмкіндігінше көп әлсірету қабілетін синфазалық сигналды әлсірету коэффициентімен сипаттайды:

К_ССӘК = 20 lg(К_СФ/К_Д); ( 60÷100 дБ).

8.1.2 Дифференциалдық күшейткіштің жұмыс істеу режимдері.

а) тыныштық режимі (кіріс сигналдарының көздері жерге қосылған),

U_КІР1 = U_КІР2 =0, сәйкесінше U_БЭ1 = U_БЭ2 = - U_Э.

Өз кезегінде U_Э = -Е_Э + (I_Э1 + I_Э2)R_Э ≤ 0 болады, бұдан мынадай қорытынды жасауға болады, U_БЭ1 = U_БЭ2 ≥ 0.

Екі транзисторда активті режимде жұмыс істейді. Оның бойынан тыныштық токтары ағады. I_К1 = I_К2 ≥ 0, бұл токтар R_К1 мен R_К2-де бірдей құлау кернеулерін туғызады, сәйкесінше U_К1 = U_К2, шығыс кернеуі R_Ж-дан алынады, U_ШЫҒ = U_К1 - U_К2 = 0.

Сұлбаның артықшылықтары:

1. потенциалдарды келістіру үшін ЭҚК компенсациялайтын қорек көзін қажет етпейді;

2. нөльдік дрейфті азайтады.

Мысалы, қоректендіру кернеуінің тұрақсыздығынан пайда болатын дрейфті қарастыратын болсақ: Е_К-ң шамасы үлкейді делік, онда I_К1 = I_К2 коллекторлардағы токтарының шамалары да арта түседі және коллекторлардағы кернеулердіңде шамасы бірдей шамаға өзгереді ∆U_К1 = ∆U_К2 және U_ШЫҒ = 0 болады.

б) кірісте сигналдар бар кездегі режимдер. Сигналды үш түрлі әдіспен беруге болады.

1) Кіріс сигналды базалардың арасына беру:

а) е_С ≥ 0;

ә) онда U_КІР1 = е_С/2; U_КІР2 = - е_С/2;

б) коллектордағы токтардың өсімшесі 0 < I_К1 = - ∆I_К2.

Кернеулердің өсімшесі 0>∆U_К1=-∆U_К2, онда шығыс кернеу U_ШЫҒ = U_К1 + ∆U_К1 - U_К2 + ∆U_К2 = 2∆U_К.

Коллектор тогының өзгерісі, эммиттердегі токты да өзгертеді 0 ≤ ∆I_Э1 = - I_Э2, эммиттердегі жалпы ток I_Э=I_Э1+I_Э2, сәйкесінше I_Э=I_Э1+∆I_Э1+∆I_Э2-∆I_Э2= I_Э1+I_Э2=const – эмиттер тогы тұрақты болады, U_Э=const, ∆U_Э=0.

2) Сигнал ДК бір кірісіне беріледі, ал екіншісі жерленеді. Кірістер дифференциалдық деп аталады.

U_КІР1 = е_С ≥ 0, U_КІР2 = 0.

∆I_Б1 ≥ 0, ∆I_Э1 ≥ 0, ∆U_К1 ≤ 0.

I_Э1 + I_Э2 = const – тұрақты құраушылар бойынша кері байланыстың арқасында эмиттер тогы тұрақты болады. Сәйкесінше ∆I_Э2 = -∆I_Э1, ∆I_К2 = -∆I_К1, ∆U_К2 = -∆U_К1, онда U_ШЫҒ = U_К1-U_К2 = ∆U_К2-∆U_К1=2∆U_К.

2) Екі тәуелсіз қорек көздерінен, сигналдар екі кіріске де беріледі. Мұнда суперпозиция принципі іске асырылады

U_ШЫҒ = К(U_КІР1 - U_КІР2), К – дифференциалдық күшейткіштің күшейту коэффициенті.

Егер шығыс сигналды коллекторлардың арасынан алатын болса (симметриялық шығыс) деп аталады, ал тек бір коллектордан алса (симметриялық емес шығыс) деп аталады.