Транзистордың шығыс және кіріс сипаттамалары

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 28 бет
Таңдаулыға:

Нұр-Сұлтан қаласының білім басқармасы
Нұр-Сұлтан қаласы әкімдігінің ШЖҚ Жоғары көлік және коммуникация колледжі МКК

Курстық жоба тақырыбы:
Электронды күшейткішінің жобасын құру
1306000 Радиоэлектроника және байланыс

Орындаған: Зарпек Алмас
Тексерген: Мерихан Алтынай

2020 жыл

КУРСТЫҚ ЖОБАҒА ТАПСЫРМА
Астана қаласындағы және коммуникация колледжінің
1306000 Радиоэлектроника және байланыс мамандығының студенті
Зарпек Алмас

Жобаның тақырыбы: Электронды күшейткішінің жобасын құру
1.1 Жобаның мазмұны
Кіріспе
1. Күшейткіштің структуралық схемасын таңдау
2. Күшейту каскадтарының санын анықтау
3. Принциптік схеманы таңдауын негіздеу
4. Күшейткіштің ақырғы каскадын есептеу
5. Тұрақты ток бойынша схема элементтерін есептеу
6. Ортақ кері байланысы бар тереңдікті есептеу
7. Жалпы тізбек ұзақтығын есептеу
8. Ортақ кері байланысы бар тізбек ұзақтығын есептеу
9. Есептеу бойынша қортынды жасау
10. Қолданылған әдебиет тізімі
Жобаның сызба бөлімі:
Қүшейткіштің структуралық сызбасы
Қүшейткіштің принципиалды сызбасы
Транзистордың шығыс және кіріс сипаттамалары

БЕРІЛГЕН ШАМАЛАР:
Нұсқа №7
1.Жүктемеге берілетін қуат, Pн, 25 мВт
2.Жұмыс диапазонының төменгі жиілігі, fн, 60 кГц
3.Жұмыс диапазонының жоғарғы жиілігі,fВ, 552 кГц
4.Күшейткіштің номинал күшейтілуі, S, 35 дБ
5. Нөлдік деңгейіндегі екінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝2го 75 дБ
6. Нөлдік деңгейіндегі үшінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝3го,94 дБ
7.Күшейтудің тұрақсыздығы ,∆St, 0,7 дБ
8.Жүктеме мен сигнал көзінің кедергісі,Rист=Rн, 145 Ом
9.Күшейткіштің кірісі мен шығысындағы шағылу коэффициенті,д=двх=двых 0,08
10.Күшейткіштің кірісіне келетін өз кедергілердің деңгейі, Pкк, ,Б, = - 129,5
11. Схеманың берілген параметрлері.
1. 1-ші каскадтың тыныштық нүкте координатасы, Uko, В,Iко . mA.
2. 2-ші каскадтың тыныштық нүкте координатасы,Uko, В,Iко mA
Берілген күні: 26.10.2020 ж.
Аяқтау мерзімі: 08.11.2020 ж.
Курстық жоба жетекшісі:_____________ Мерихан А

Кіріспе

2
2
Электронды күшейткіштер - кіріс сигналы (кернеу, ток) жүктемеге келіп түсетін күші басым энергия ағынын басқаратын құрылғы. 1
1
3
3
Электр тербелістері сигнал көзінен (1) күшейткішке жетеді (2), оның
4
4
шығысына жүктеме (3) қосылған, күшейткіш пен
жүктемеге қажетті энергия қоректендіру көзінен (4) беріледі.
Электр сигналдары ЭҚК-тің ток пен қуаттың гармоникалық тербелістері, тік бұрышты, үшбұрышты немесе басқа түрлі сигналдар болуы мүмкін.
Күшейткіштер активтік және пассивтік элементтерден тұрады. Активтік элементтерге электрондардың кірісіндегі басқарылатың сигналдардың әсерінен шығыс электрондарының арасындағы электрөткізгіштікті өзгерту қасиеті бар транзисторлар электрондық шамдар және басқа да сызықты емес элементтер жатады. Күшейтудің бөлігінің бір сатылы күшейтілуін, каскад деп атаймыз.
Пассивтік элементтерге резисторлар, конденсаторлар, индуктивтік катушкалар және басқа да тербелістерді, фазалық ығысуды қалыптастыратын және күшейтетін параметрлер жатады. Каскад қажетті активтік және пассивтік элементтердің жиынынан тұрады. Жүктеме болып саналатындар: дауыс зорайтқыштары, электр қозғалтқыштары, сигналдық шамдары, қыздырғыштар және т.б.
Күшейткіштерді классификациялау. Күшейткіштер көптеген белгілерімен ажыратылады: қолданылатын күшейткіш элементтердің түрлері және олардың арасындағы байланыстар, күшейтілетін жиіліктердің диапазондары: каскадтар саны, тағайындалуы және т.б. бойынша.
Сигналдардың түріне қарай күшейткіштер төменгі, жоғарғы және аса жоғарғы жиілікті, кең жолақты және импульстік күшейткіштер, сол сияқты тұрақты токтың күшейткіштері деп бөлінеді. Нөлден басталатын жиілігі өте аз сигналдардың күшейткіштері тұрақты токтың күшейткіштері деп аталады.
Кіріс мәліметтеріне кіріс сигналдарының мәндері, кіріс R1 кедергісі,C1 кіріс сыйымдылығы немесе L1 кіріс индуктивтігі жатады.
Шығыс мәліметтеріне шығыс U2 кернеуінің, I2 тогының, P2 шығыс қуатының және шығыс кедергісінің номиналдық мәндері.
Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштері. Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштеріне жататындар: кіріс және шығыстық мәліметтері, күшейту коэффициенті, жиіліктер диапазоны, бұрмалау коэффициенті, п.ә.к және басқа да параметрлері. Қуаты аз күшейткіштердің қуаты 0,5 Вт-қа дейін болады, ал жоғарғы жиілікті қыздырғыш құрылғылар үшін күшейткіштердің қуаты бірнеше жүз киловатқа дейін барады. Күшейту коэффициенті деп, шығыс параметрінің кіріс параметріне қатысын айтады. Кернеу бойынша К=U2U1, ток бойынша K=I2I1 және қуат бойынша K=P2P1 деп, күшейту коэффициенттерін бөледі.
Күшейткіштің сипаттамалары олардың белгілі бір дәрежеде, әртүрлі жиілікті және пішінді, сигналдарды дәл күшейтіп бейнелеу мүмкіндігінде болып табылады. Маңызды сипаттамалары қатарыны: амплитудалық, амплитуда-жиіліктік, фаза-жиіліктік және ауысу жатады.
Амплитудалық сипаттама белгілі бір жиілікті тербеліс амплитудасы кіріс кедергісі мен шығыс кедергісінің арасындағы тәуелділікті сипаттайды.
Амплитуда және фаза-жиіліктік сипаттамалары күшейту коэффициентінің жиіліктен тәуелділігін бейнелейді. Күшейткіштерде реактивтік элементтердің болмауына байланысты әр түрлі жиіліктің сигналы бірдей күшейтілмейді, ал шығыс сигналы кірісіне қарағанда әртүрлі бұрыштарға ығысады.
Фаза-жиілікті сипаттама деп, шығыс сигналының фаза ығысу бұрышының бұрыштық тәуелділігінің кірісінің фазасына қатысын айтады.
Ауысу сипаттамасы деп, күшейткіштің кіріс кернеуінің жекелеген секірмелеріне шығыс кернеуінің лездік мәніне үн қатуын немесе реакциясын айтады.
Күшейткіштерде сигналдардың бұрмалануы, яғни шығыс сигналының кіріс сигналының түрінен өзгеше болуы әр түрлі себептерден болады. Бұрмалану сызықты және сызықты емес деп бөлінеді.

1. Күшейткіштің структуралық схемасын таңдау

Күшейту кұрылғысының жобасын структуралық схемасынан бастау керек. Структуралық схема күшейткіш туралы тек қана жалпы көрінісін береді. Структуралық схеманың дұрыс құрылуы принципиалды схемасын құруға көмек береді.
Күшейткіштің кіріс және шығыс құрылғысы ретінде трансформаторлы дифференциалды жүйе қолданылады.
Күшейткіштің соңғы каскады берілген сигналдың қуатын рұқсат етілген қысымда қамтамасыз етеді.
Тоқтың жеткілікті көлемі (кернеу) сигналдың, соңғы каскадты басқару үшін қажет, қосымша күшейткіштің каскадымен қамтамасыз етіледі.
Сапалық көрсеткіштерінің мағынасын (сызықтық емес өшу, тұрақсыздық және т.б) ортақ кері байланыс максималды тереңдігімен анықталады.
Барлық ортақ кері байланыс тізбегіне күшейткіш аумағының өшуі және амплитуда-жиілікті желіге мыналар қосылады:
айнымалы ұзартқыш;
бастапқы көлдеу контуры;
автоматты реттеу контуры.
Сигнал көзі мен жүктемесінің қызметін байланыс желісі атқарады.

Транзистор -- электр тербелістерін күшейтуге, оны тудыруға және түрлендіруге арналып жартылай өткізгіш кристалл негізінде жасалған электрондық прибор. Транзистор ағылш. transfer -- тасымалдау және resistor -- кедергіш деген мағынаны береді.
Алғашында транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Көпшілік те, ғалымдар да бұл нәрсенің қалай істейтінін түсіндіре алмады, ол құрал арқылы тек радио тыңдады.
Алғаш өріс эффектсіне негізделген транзисторге патентті Канадада Julius Edgar Lilienfeld 1925 жылы 22 қазанда тіркеді. Бірақ ол өзінің құрылғысы туралы мәлімет таратпағандықтан, жетістігі ескерілмеді. Кейін, 1934 жылы неміс ғалымы Oskar Heil өріс эффектсіне негізделген басқа тразисторге патент алады. 1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді. Алғашқы жұмыс істейтін транзистордың көшірмесі.
Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.
Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.
Өрістік (арналық) транзистор - жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Ол транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы - электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі, оқшауланған, жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.
Құрастыру және технологиялық дайындау жолдары бойынша өрістік транзисторды екі топқа бөлуге болды: басқарушы р-п ауысуы бар өрістік транзистор және оқшауланған затворы бар транзистор. Басқарушы p-n ауысуы бар өрістік транзторлар сызықтық сұлбалар, сызықтық күшейткіштер, аналогты кілттер және т.б жасауда қолданылады. Бекітпесі оқшауланған МОП- транзисторлар екіге бөлінеді: орнатылған арналы (біріккен тип) және индуцияланған арналы (қанықан тип). Соңғысы цифрлық интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.
Артықшылығы: Статикада қолданылатын (p) қуатының аздығы, Rкір= 1012-1014 Ом кіріс кернеуінің жоғарылығына байланысты кіріс Uбекітпе бастау кернеуі мен алынатын (p) қуаттың аздығы. Кіріс және шығыс кернеулер деңгейлері тең: Uкір= Uшығ. Жоғары температура кезінде бекітпе тоғының аздығы. Логикалық сұлбалары каскады арасында тікелей байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Интегралды сұлбаларда қолданылады, бағасы арзан.
Төменде n МОП транзистрлардың шартты графикалық белгіленулері көрсетілген.

1.1-сурет. Өрістік транзистордың сұлбасы

Биполярлық транзистор -- үш рет кезектесіп орналастырылған электрондық (п) немесе кемтіктік (р) типті откізгішті шалаөткізгіш облыстары, екі р-п өткелі бар, яғни п-р-п не р-п-р құрылымды, көбіне үш электроды болатын, электр сигналдарын күшейтуге, түрлендіруге арналған шалаөткізгіш аспап. Биполярлық транзистордың жұмысы база деп аталатын ортаңғы облысы арқылы ағып өтетін негізгі емес заряд тасымалдаушылардың ағынын басқаруга негізделген, әдетте, тікелей бағытта ығысқан және базаға негізгі емес заряд тасымалдаушылардың инжекциясын қамтамасыз ететін электронды-кемтіктік өткел эмиттерлік деп аталады, ал осы өткелмен базадан бөлінген сол жактагы шалаөткізгіш облыс эмиттер деп аталады. Кері бағытта ығысқан және эмиттерден инжекция жасап, база арқылы өзіне тақаған негізгі емес заряд тасымалдаушыларды жинауды қамтамасыз ететін өткел коллекторлық деп аталады. Осы өткелмен базадан бөлінетін және транзисторлық құрылымның он жақ шетінде орналасқан шалаөткізгіш облыс коллектор деп аталады. Биполярлық транзистор - қуатты күшейтуге арналған электрөткізгіштік түрлері алмасатын үш саладан құрылған электр түрлендіргіш аспап. Биполярлық транзисторда ток екі түрлі заряд тасушылардың қозғалысымен белгіленеді.Биполярлық транзисторда үш қабатты жартылай өткізгішті құрылымының көмегімен әр түрлі электр өткізгіштері бар жартылай өткізгіштерін екі р-п өткелдер құрылады. Екі үш қабатты құрылым болуы мүмкін: кемтікті-электронды-кемтікті және электронды-кемтікті-электронды.
Әр түрлі электр өткізгіштері бар участіктері алмасуға сәйкесті барлық биполярлық транзистор екі түрге бөлінеді: p-n-p жіне n-p-n. Әр аймақтан тоқ жүретін шықпалар (электродтар) шығарылып, олар эмиттер(Э), коллетор(К) және база(Б)деп аталады.Латын тілінен аударганда emitto- эмиттер- шығарушы,ол тарнзситорды заряд тасымалдаушылармен қамтамасыз ететін электрод бол.таб. collector- колектор жинақтаушыэмиттердан шыққан заряд тасушыларды қабылдайды.ал заряд тасушылардын эмттердан коллеторға қарай қозғалысын реттейтін - база.Ол реттеуші, басқарушы элетроды болып саналады. n-p-n және p-n-n-p тр-ның жұмыс істеу принциптері бірдей, айырмашылық тоқ түзетін заряд тасушыларында. Біріншісінде электрондар, екіншісінде кемтіктер. Б.Т. - әр жақты тағайындауы бар жартылай өткізгіштік күшейткіш аспатар, ал сол себептен әртүрлі күшейткіштерде, генераторларда, логикалы және серпінді құрылғыларда кең қолданылады.

1.2-сурет. n-p-n ауыспалы биполярлы транзистор мен оның құрылымдық

Күшейту каскадтарының санын анықтау

Күшейту каскадтарының санын келесі формула бойынша анықтауға болады
N=Sбез ОСSкаск=каскад

Sбез ОС - кері байланыссыз күшейту, дБ:
Sбез ОС =S+Aб, где S- күшейткіштің күшейтуі (1 кесте)
Aoc- кері байланыстың тереңдігі (2030дБ);
Sкаск - бір каскадтың күшейтүі (2025дБ).
Sбез ОС=

S каскад = 20ДБ;

S = 35 ДБ;

Aa = 25 ДБ;

S без Ос = 35ДБ + 25ДБ
N=6020=3 Каскад
Электронды күшейткіштер оның кірісіне келетін электр сигналының тогы немесе кернеуін, қуатын күшейтетін радиотехникалық құрылғылар болып табылады. Олар радиобайланыс, радиоболжау, автоматика, өлшеуіш техника, телекөрініс, тұрмыстық приборлар және т.б. құрылғыларда қолданылады. Күшейту эффектісі күшейтілетін сигналдар энергиясын күшейткішпен түрлендіретін басқарылатын энергия көзінің болуы кезінде ғана мүмкіндік береді. Мұндай көз қоректендіру көзі болып табылады. қоректендіру көзінің энергиясы күшейткіш көмегімен пайдалы сигнал энергиясына түрленеді. Жоғарыда айтылғанға сүйенсек, сигналдарды күшейту процессі 2.1 суретте келтірілген келесі құрылымдық схемамен көрсетілуі мүмкін.

2.1 сурет - Электр сигналдарын күшейтудің құрылымдық схемасы
Күшейткіш кірісіне сигнал әр түрлі құрылғылардан берілуі мүмкін, олар - микрофон, магнитофон, фотоэлемент бастауын орындайтын детектор және т.б. Бұл құрылғылардың барлығы төменқуатты, себебі олар күшейтусіз орындалу үшін жеткіліксіз төмен амплитудалы электр сигналын береді. Кіріс сигналының амплитудасын жоғарылату үшін жүктемесі магнитофон бастауын жазатын дауысжаңылтқыш, осциллограф, автоматикада қозғалтқыштар және басқа құрылғылар болып табылатын күшейткіштер қолданылады.
Күшейткіштің құрылымдық схемасы 2.2 суретте келтірілген түрде болады және кіріс және шығыс құрылғыларын, алдын-ала күшейту және қуатты күшейту каскадтарын кіргізеді.

2.2 сурет - Күшейткіштің құрылымдық схемасы
Кіріс құрылғысы сигналдың тасымалын сигнал көзінен кіріс тізбегіне орындайды. қосылатын сигнал көзі мүмкін емес жағдайында немесе күшейткіш кірісіне мақсатты түрде қосу жағдайында қолданылады. Алдын-ала күшейту каскадтары келесі блоктың дұрыс жұмысын қамтамасыз ететін қажетті деңгейге дейін кернеу, ток, қуат бойынша сигналды күшейту үшін арналған. қуатты күшейту каскадтары сигналдың шуы және формасынның бұрмалануының мүмкін деңгейінде жүктемеде талап етілген қуат мәндерін қамтамасыз ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.