Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Қ. И. Сәтбаев атындағы

Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті

­­­

­­­­­­________ЭЭТ____________кафедрасы

Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Транзисторлы каскадтың жұмысын зерттеу.

№	Жұмысты орындау сапасы	Баға диапазоны	Орындалған %
1	Орындалған жоқ	0%
2	Орындалды	0-50%
3	Материалдық өзіндік жүйелендіру	0-10%
4	Талап етілген көлемде және көрсетілген мерзімде орындау	0-5%
5	Қосымша ғылыми әдебиеттерді пайдалану	0-5%
6	Орындаған тапсырманың ерекшілігі	0-10%
7	Реферат қорғау	0-20%
	Қорытынды:	0-100%

Оқытушы: Сейдалиева Ұлжалғас

Студент: Жұбанов Азамат______

Мамандығы: РЭТб-15-1k______

Тобы: ­­­­­______1________________

Алматы 2017 ж

Зертханалық жұмыс №6. Транзисторлы каскадтың жұмысын зерттеу.

Мақсаты:

1.Жалпы эмиттерлі және жалпы коллекторлы күшейткіштің кернеуі бойынша күшейту коэффицентін зерттеу.

2.Күшейткіштердегі сигналдың фазалық ығысуды анықтау.

3.Күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілерін өлшеу және олардың кернеу бойынша күшейту коэфицентіне әсерін зерттеу.

4.Кернеуге қатысты күшейту коэффицентіне жүктеменің әсеріне талдау жасау.

6.1 Қысқаша теориялық мәлімет

Күшейткіш каскадының схемасы әртүрлілікпен сипатталады.

Бұған қоса күшейткіш каскадының басты (негізгі) тізбегін жасау принципі бірдей, ол 6.1 а-суреттегі құрылымдық схемада көрсетілген.

6.1-сурет. Күшейткіш каскадтың құру принципі (а) және уақытша диаграмма (б).

Каскадтың негізгі элементтері басқарылатын элемент (БЭ) болып табылады. Негізгі функциясын биполярлық (далалық) транзистор мен резистор R атқарады. Е қоректендіру кернеуімен бірге бұл элементері шығыс тізбекті құрайды 6.1 а - суретте қабылданған күшейтілген сигнал Uкіріс, кіріс БЭ-ге беріледі. Шығыс сигнал Uшығ. БЭ-нің шығысы мен R резисторынан алынып тасталады. Күшейту процесі тұрақты кернеу E көзінің энергиясын кіріс сигналмен берілген заң бойынша басқарылатын элементтің кедергісін өзгерту арқылы шығыс тізбектегі айнымалы кернеуге түрлендіруге негізделеді.

Тұрақты кернеу көзін қоректендіру үшін пайдаланылатын каскадтың шығыс тізбегіндегі Еток і бір бағытта (6.1-а сурет) болып табылады.

Осыдан шығыс тізбектегі кернеу мен айнымалы токты ( кіріс сигналдың кернеуі мен тогына пропорцианалды қосынды ток пен кернеудің құраушы айнымалы және оларға салынған тұрақты құраушы (6.1. б – сурет) ретінде қарастырылады. Тұрақты және айнымалы құраушының арасындағы байланыс айнымалы құраушының мәндері тұрақты құраушыдан аспауы тиіс, яғни және .

Егер де бұл шарттар орындалмаса, шығыс сигналдардың формаларының бұрмалануына алып келетіндей, нөлге тең болады. Осылайша, шығыс тізбекте айнымалы кіріс сигнал кезінде күшейткіш каскадтың жұмысын қамтамасыз ету үшін тұрақты кернеуі болуы керек. Есепті каскадтың кіріс тізбегіне тұрақты кернеуге сәйкес келетін тұрақты ( немесе сәйкес тұрақты кіріс тоғы тұрақты) күшейту сигналымен бірге беру арқылы жүреді. Ток пен кернеудің тұрақты құраушылары күшейткіш каскадтың тыныштық режимі деген атқа ие болған режиммен анықталады. Кіріс тізбек ( тұрақты ) пен шығыс тізбек ( ) бойынша тыныштық режимінің параметрлі кіріс сигнал болмаған кездегі схеманың электрлік жағдайын сипаттайды.

Күшейткіш каскадтың көрсеткіштері басқарылатын элементтің рөлін атқарушы транзисторды қосу тәсіліне байланысты. Биполярлы транзисторларда күшейткіш каскадтарға талдау жасау қосудың үш тәсілі үшін; жалпы эмиттерлі (ЖЭ), жалпы коллекторлы (ЖК) және жалпы базамен (ЖБ) жүргізіледі.

Жалпы эмиттерлі күшейткіш каскадтар. Жалпы эмиттерлі күшейткіштің схемасы 6.2-суретте көрсетілген.

6.2-сурет. ЖЭ күшейткіш каскадтың схемасы

ЖЭ-лі күшейткіштің кернеу бойынша күшейту коэффиценттері эмиттердің тізбегіндегі кедергі мен коллектор тізбегіндегі r_k кедергінің қатынасына тең болады.

K_U=r_К/ r_Э,

Мұндағы r_k-коллектордың кедергісі R_k мен жүктеменің кедергісін R_ж –параллель жалғануымен анықталатын коллектор тізбегіндегі кедергі.

r _э - 25 мВ/I_э-ге тең эмиттерлік ауысудың дифференциалдық кедергісі:

r_К = R_К· R_Н /(R_К+R_Н)

Эмиттер тізбегінде R_э кедергісінің күшейткіші үшін күшейту коэффициенті мынаған тең:

K_U=r_К/ (r_Э+R_Э)

Айнымалы ток бойынша күшейткіштің кіріс кедергісі амплитуданың синусоидальды кіріс кернеуі U_кіріс пен кіріс тогының I_кіріс қатынасы ретінде анықталады.

r _ВХ= U_BX/ I_ВХ

Транзистордың кіріс кедергісі r_i мына формуламен анықталады:

r_i=β∙r_э

Айнымалы ток r_кіріс бойынша күшейткіштің кедергісі r_i кедергісін параллельді жалғау R₁ мен R₂ арқылы есептеледі

1/r_ВХ= 1/R1+1/R2+1/r_i

Схеманың дифференциалды шығыс кедергісінің мәні келесі теңдеуден салыстырмалы түрде шешілетін rшығ

Uкір/Uxx=Rж/Rж+rшығ

Rж берілген жүктеме кедергісі үшін өлшенген Uшығ кернеу бойынша және 20кОм-нан асатын жүктеме кедергісіне кернеудің түсуі ретінде өлшенуі мүмкін күшейткіштің шығысында бос жүрістің Uxx кернеуі арқылы табылады.

Rж 300 кОм кедергісін жүктеме тізбегіндегі алшақтық деп есептеуге болады.

Жалпы коллекторлы күшейткіш каскад

Жалпы коллекторлы немесе эмиттерлік қайталану күшейткішінің схемасы 6,3 суретте көрсетілген.

Ж.К-күшейткіш кернеуі бойынша күшейту коэффициенті келесі өрнек арқылы анықталады:

Кu=rэ/(rэ+Rэ)

6.3-сурет – ЖК күшейтілген каскадтың схемасы

Өрнектен көрінгедей , жалпы коллекторлы каскадтың күшейту коэффициенті бірге тең , R_э әдетте r_э кедергісімен салыстырғанда аз болады. Осыған байланысты ЖК каскадтың қасиетін эмиттерлік қайталауыш деп атады. Айнымалы ток бойынша r_кіріс кіріс күшейткіш кедергісі амплитуданың синусоидалы кіріс кернеуі U_кіріс мен кіріс токтың I_кіріс қатынасы ретінде анықталады: r_кіріс =U_кіріс/i_кіріс бойынша эмиттерлік қайталануыштың кіріс кедергісі келесі өрнекпен анықталады:

riэ = β (r_Э + R_Э).

Бұл жағдайда каскадтың кіріс кедергісін анықтау үшін R1 мен R2 резистор кедергісіне назар аудару керек.Бұл жағдайлардан мына өрнекті аламыз:

1/R_ВХ= 1/R1+1/R2+1/riэ

Схеманы есептеу кезінде эмиттердің кедергісіне R_Э

Параллель қосылған жүкетеме кедергісін есепке алу қажет.Кіріс кедергі үшін берілген өрнектен эмиттерлік қайталауыш ЖЭ- лі каскадпен салыстырғанда жоғары кіріс кедергіге ие болады.Жалпы жағдайда эмиттерлік қайталаушының шығыс кедергісі эмиттерлік қайталауыш кірісіндегі сигнал көзінің R_{сиг.көзі} кедергісінен β_AC+1-есе аз болады.

R_шығ = Rсиг.көз/(β_AC +1)+ r_Э

Егер эмиттерлік қайталауыштың кірісіндегі сигнал көзінің Rсиг.көз кедергісі аз болса,онда эмиттрлік қайталаушының шығыс кедергісі.База-эмиттерге ауысудың дифференциалды кедергісіне r_шығ = rэ тең болады.

r_{сиг.көз} кедергісі кірісте өте үлке болса (β_ACRэ- мен салыстырғанда) R_Э кедергісі эмиттерлік қайталауыштың шығыс кедергісіне қосылған сиякты есептеледі.

Каскадтың экспериментальды шығыс кедергісін екі өлшеу нәтижелері бойынша :бос жүріс кернеуін Uxx(каскадтың шығысына 200 кОм кедергі қосылады және ондағы кернеудің төмендеуі өлшенеді және жүктеме Rж кедергісі болғанда Uшығ кернеуді өлшеу жүргізіледі.Өлшеуден кейін шығыс кедергіні мын формуламен есептеуге болады:

R_шығ = R_ж /( Uxx - Uшығ)/ Uшығ

Жоғары кіріс және төменгі шығыс кедергісінің арқасында жалпы коллекторлы каскадты жұктеме мен дереккөздер арасындағы келістіруші ретінде жиі пайдаланады.