BT da yasalgan barqaor tok generatorini tadqiq etish

|
BT da yasalgan barqaor tok generatorini tadqiq etish
|
bet | 6/9 | Sana | 21.05.2024 | Hajmi | 0,98 Mb. | | #248318 |
Bog'liq 1-tajriba E va S2 SIRTQIBT da yasalgan barqaor tok generatorini tadqiq etish.
Ishdan maqsad: Bipolyar tranzistordan yasalgan kuchaytirgich kaskadini tadqiq qilish va dinamik xarakteristikalari va differentsial parametrlarini o‘lchash.
Qisqacha ma’lumot. Elektr zanjiridan muayyan bir oldindan belgilangan tok qiymatini doimo ta’minlab turuvchi elektron qurilma barqaror tok generatori (BTG) deb ataladi. Bunda nagruzkadan o‘tayotgan tokning qiymati kuchlanish manbai, zanjirning boshqa parametrlari va temperatura fluktuatsiyalariga bog‘liq bo‘lmaydi.
5.5.1-rasm. Ideal BTG Volt-amper xarakteristikasi.
BTG ning asosiy vazifasi kirish kuchlanishining qiymati va nagruzkaning qiymati o‘zgarganda chiqish toki qiymatini o‘zgarmas ushlabturishdan iborat bo‘lib, ular turli funktsional vazifalarni bajaruvchi analog va raqamli mikrosxemalarda keng qo‘llaniladi.
Ma’lumki, o‘zgarmas tok qiymatini faqatgina cheksiz katta dinamik qarshilikka ega bo‘lgan ideal tok manbalari ta’minlab beradi. Ideal tok manbai volt-amper xarakteristikasi 5.5.1-rasmda ko‘rsatilganidek gorizontal AB to‘g‘ri chiziqdan iborat bo‘ladi. Tranzistor umumiy bazali sxemada ulanganda uning chiqish xarakteristikasi ideal tok generatori volt-amper xarakteristikasiga juda yaqin bo‘ladi. Demak, UB sxemada ulangan tranzistor amalda tok generatori vazifasini bajarishi mumkin. Amalda BTG larda temperaturaning barqarorlikni hamda keng dinamik diapazonni ta’minlash maqsadida ikkita yoki undan ko‘p tranzistorlar ishlatiladi.
Amalda qo‘llash mumkin bo‘lgan eng sodda BTG sxemasi 5.5.2-rasmda ko‘rsatilgan. Bu sxemada I1 tok zanjiriga to‘g‘ri siljitilgan diod ulanishli, tayanch tranzistor deb ataluvchi VT1 tranzistorga ulangan. U juda kichik qarshilikka ega. Shu sababdan VT1 kuchlanish generatori vazifasini o‘taydi. U RYu boshqariluvchi zanjir bilan ketma-ket ulangan VT2 tranzistorning emitter-baza o‘tishini kuchlanish bilan ta’minlaydi.
VT2 tranzistor emitter-baza kuchlanishi bilan boshqarilgani munosabati bilan uning xususiyatlari UB sxemaning xususiyatlariga mos keladi. Ma’lumki, UB ulangan sxemada aktiv rejimda kollektor toki kollektordagi kuchlanishga deyarli bog‘liq bo‘lmaydi (5.5.2-rasm). Shuning uchun ixtiyoriy RYu dan o‘tayotgan tok I2 tayanch kuchlanish UEB2 bilan aniqlanadi. I2 = I1 ekanligini amalda ko‘rsatamiz.
5.5.2-rasm. Sodda barqaror tok generatorining sxemasi.
IE1 va IE2 toklar yuqori aniqlikda quyidagi ifoda bilan approksimatsiyalanadi:
(5.5.1)
bunda, I0 – teskari siljitilgan emitter o‘tishning to‘yinish toki qiymati.
Tranzistorlarning IE0 va φT parametrlari aynan bir xil bo‘lgani uchun UE1= UB2 shartdan quyidagi ifoda kelib chiqadi:
. (5.5.2).
5.5.1-rasmdan ayonki , .
(5.5.1) ni e’tiborga olgan holda, yozish mumkin.
Bunda baza tokening qiymati kollektor toki qiymatidan 50÷100 marta kichik bo‘ladi. Shu sababdan hisoblashlarda I2 = I1 deb olish mumkin bo‘ladi. Bundagi xatolik 1÷2% dan oshmaydi. Demak, RYu yuklama zanjiridagi chiqish toki I2 , zanjir qanday bo‘lishidan qat’iy nazar, kirish tokini ham qiymat, ham yo‘nalish bo‘yicha takrorlaydi. Kirish toki qiymatiga kelsak, u yetarli aniqlik bilan ga teng.
I1 tokning o‘zgarmasligi barqarorlashgan kuchlanish manbai EM1 dan foydalanish hisobiga erishiladi. Natijada, I2 tokning zanjir parametrlari EM2 va RYu ga bog‘liqligi yo‘qotiladi.
Lekin bunday BTG da I2 tokning temperatura bo‘yicha barqarorligi ta’minlanmaydi, chunki baza toki IB2 temperatura o‘zgarishlariga juda bog‘liq. I2 tokning temperatura bo‘yicha barqarorligini ta’minlash uchun murakkabroq sxemalardan foydalaniladi.
Masalan, 5.5.3-rasmda BTG ning uchta tranzistorli sxemasi (Uilson tok ko‘zgusi) keltirilgan. Unda boshqaruvchi VT1 va VT2 tranzistorlarnig baza toklari qarama-qarshi yo‘nalgan.
Sxemadan , ko‘rinib turibdi.
Bu yerda VT1 va VT2 tranzistorlar aynan bir xil tranzistorlardir. Ularning ishlash rejimlari odatda kollektor-baza kuchlanish bilan farq qiladi. VT1 tranzistorning kollektor-baza kuchlanishi VT2 tranzistorning emitter-baza kuchlanishiga teng, ya’ni qiymati kichik. VT2 tranzistorning kollektor-baza kuchlanishi esa R rezistordagi va RYu zanjirdagi kuchlanish pasayishlari bilan aniqlanadi va sezilarli darajada katta bo‘lishi mumkin.
Lekin baza toki kollektor-baza kuchlanishi qiymatiga sust bog‘langan, shuning uchun IB1= IB2. Emitter toklari ham 5.5.2-rasmdagi holat sabablariga ko‘ra bir-biriga teng IE1= IEZ.
Natijada, biz ni olamiz.
Ushbu formuladan 5.5.2-rasmda keltirilgan sxemada kirish va chiqish toklarining qaytarilishi 5.5.3-sxemadagiga qaraganda yuqoriroqligi ko‘rish qiyin emas.
Qator integral sxemalarda tayanch toki I1 (I2 << I1) qiymati katta bo‘lgan kichik tokli BTG lar talab etiladi. Ushbu hollarda sodda BTG ning takomillashgan sxemasidan foydalaniladi (5.5.4- rasm).
Bu 5.5.4-rasmdagi sxema tok transformatori sxemasi deb ataladi. Uning uchun quyidagi ifoda o‘rinli:
; (5.5.3).
5.5.3-rasm. Uilson tok ko‘zgusi deb nomlanga qurilma sxemasi.
|
5.5.4-rasm. Aktiv tok transformatori sxemasi.
|
Ideallashtirilgan o‘tish volt-amper xarakteristikasi (5.5.1) dan foydalanib quyidagini ifodani yozish mumkin:
; (5.5.4).
(5.5.3) va (5.5.4) ifodalardan quyidagini hosil qilamiz:
(5.5.5)
Bundan I2 tokning berilgan qiymatlari asosida RE rezistorning qarshiligini aniqlash mumkin:
. (5.5.6)
Bu sxema soddaligiga qaramasdan, temperatura bo‘yicha barqarorlikni juda yaxshi ta’minlay oladi, chunki RE rezistor orqali manfiy teskari aloqa (TA) ga ega. Hisoblashlardan temperatura bir gradusga o‘zgarganda tokning nobarqarorligi ∆I2=2,5 mkA ni tashkil etishi ma’lum. Bundan tashqari, RE=1 kOm (statik qarshilik) bo‘lganda BTG ning dinamik qarshiligi 1 MOm ga yaqin bo‘ladi.
5.5.5-rasm. Bipolyar tranzistordan yig‘ilgan generator sxemasi.
O‘lchash va hisoblash natijalari asosida 5.5.1-jadval to‘ldiriladi.
5.5.1-jadval.
Ry, Оm
|
0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
1
|
1,1
|
1,2
|
1,3
|
1,4
|
1,5
|
Ury, V
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IН, mА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iy
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |