Күшейткіштерді өрістік транзисторларда бағдарламалық тәсілмен әр түрлі компоненттердің өзгерісінде АЖС-тің формасын модельдеу және соны зерттеу


Кіріспе ... ... ..
1Теориялық бөлім ... ..
1.1 Күшейткіштер туралы жалпы түсінік.
1.1.1 Күшейткіштердің түрлері ... .
1.1.2 Қуат күшейткіштері...
1.2 Өрістік транзисторлар..
2.Көп каскадты күшейткіштің техникалық талаптары

2.1 Күшейткіш құрылғылардың негізгі көрсеткіштері мен жіктемесі

Қорытынды ... ...
Қолданылған әдебиеттер тізімі ...
Бұл жұмыста күшейткіштерді өрістік транзисторларда бағдарламалық тәсілмен әр түрлі компоненттердің өзгерісінде АЖС-тің формасын модельдеу және соны зерттеу болып табылады.
Күшейткіштер деп активті (күшейткіш) элементтердің көмегімен электрлік қорек көзі есебінен электрлік сигналдарды(тербелістерді) күшейту үшін арналған құрылғыларды айтады. Күшейткіш элементтері ретінде схемаларда биполярлы және өрісті (МДЖ) транзисторлар қолданылады.
Күшейтілетін сигналдардың жиіліктер мәніне және олардың жолағының тұрақты және айнымалы токты, төменгі және жоғарғы жиілікті, кең жолақты және тар жолақты(таңдалмалы) болып келеді. Тұрақты токты күшейткіштер, тек тұрақты токты ғана емес, сонымен бірге оның баяу электрлік тербелістерін күшейтеді, ал айнымалы токты күшейткіштер тек сигналдардың айнымалы құрамалырын күшейтеді. Бірінші топтағы күшейткіштер автоматика және телемеханикада, өлшеу техникасында және санау-есептеу құрылғыларында, ал екіншілері – радиотехникалық құрылғыларда қолданылады.
Күшейткіштердің қасиеттері бірқатар эксплуатациялық және сапалы көрсеткіштерімен сипатталады. Кернеу, ток немесе қуат бойынша күшейту коэффициенттері күшейткіштің шығысындағы кернеу (ток немесе қуат), оның кірісіндегі кернеуден(токтан немесе қуаттан) қаншалық көп екендігін анықтайды.
Осы жұмыста оқшауланған бекітпемен өрістік транзистор, оның ішінде MOSFET транзисторы қолданылған. Бұл транзистор күшейткіш сұлбасына өте сезімтал болып келеді.
1 Беседин В. «РА на IRF510» // [ Интернет страница журнала “Amateur Radio”]. URL: http://www.cqham.ru/PA_IRF510.htm (дата обращения 10.01.2015).
2 Степанов Б. «QRP – усилитель мощности» // [ Интернет страница портала «radioman-portal»]. URL: http://www.radioman– portal.ru/pages/168/print.shtml ( дата обращения 20.02.2015).
3 Под редакцией Шахгильдяна В.В. Проектирование радиопередатчиков. – 4-е издание, переработанное и дополненное. –М.: Радио и связь, 2003.
4 Бачурин В. В., Ваксембург В. Я., Дьяконов В. П. и др. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник // Дьяконов В. П.. – М.: Радио и связь, 1994.
5 Дьяконов В. П., Максимчук А. А., Ремнев А. М., Смердов В. Ю. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах // Дьяконов В. П.. – М.: СОЛОН-Р, 2002.
6 Изюмов Н.М., Линде Д.П. Основы радиотехники. – М.,Л.: "Энергия",
1965.
7 Под редакцией Андреевская Т.М. Классификация усилителителей. –
РЭ, МГИЭМ, 2004.
8 Под редакцией «FullRef» // [Интернет страница «Өрістік транзисторлардың жұмысы»].
URL:http://fullref.ru/job_be0da4b2d0f5b27392f288c76bbb1fd2.html (дата обращения 11.05.2015).
9 Долин.П.А. Основы техники безопасности в электроустановок: Учеб.Пособие для Вузов – 2-ое изд.,перераб и доп. –М.:Энергоатомиздат,1984.
10 Защита персонала от поражения электрическим током. Методические указания дипломному проекту. Санатова Т.С.,Кошилько Л.П. – Алматы: АЭИ,1996.
11 Холодов Ю.А. Реакция нервной системы человека на электромагнитные поля. – М.: Наука, 1992.
12 Николаева С.А. Принципы формирования и калькулирования себестоимости. – М.: Аналитика – пресс,1997.
13 Бирман Г., Шмидт С. Экономический анализ инвестиционных проектов // Пер. С анг.; Под ред Л.П. Белых. – М.: ЮНИТИ. – Банки и биржи, 1997.
14 Голубицкая Е.А.., Жигульская Г.М. Экономика связи. – М.: Радио и связь,1999.

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 26 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 2000 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2
1Теориялық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3
1.1 Күшейткіштер туралы жалпы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3
1.1.1 Күшейткіштердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1.2 Қуат күшейткіштері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.2 Өрістік транзисторлар ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
10
2.Көп каскадты күшейткіштің техникалық талаптары

17
2.1 Күшейткіш құрылғылардың негізгі көрсеткіштері мен жіктемесі

21
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
Қолданылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24

Кіріспе

Бұл жұмыста күшейткіштерді өрістік транзисторларда бағдарламалық тәсілмен әр түрлі компоненттердің өзгерісінде АЖС-тің формасын модельдеу және соны зерттеу болып табылады.
Күшейткіштер деп активті (күшейткіш) элементтердің көмегімен электрлік қорек көзі есебінен электрлік сигналдарды(тербелістерді) күшейту үшін арналған құрылғыларды айтады. Күшейткіш элементтері ретінде схемаларда биполярлы және өрісті (МДЖ) транзисторлар қолданылады.
Күшейтілетін сигналдардың жиіліктер мәніне және олардың жолағының тұрақты және айнымалы токты, төменгі және жоғарғы жиілікті, кең жолақты және тар жолақты(таңдалмалы) болып келеді. Тұрақты токты күшейткіштер, тек тұрақты токты ғана емес, сонымен бірге оның баяу электрлік тербелістерін күшейтеді, ал айнымалы токты күшейткіштер тек сигналдардың айнымалы құрамалырын күшейтеді. Бірінші топтағы күшейткіштер автоматика және телемеханикада, өлшеу техникасында және санау-есептеу құрылғыларында, ал екіншілері - радиотехникалық құрылғыларда қолданылады.
Күшейткіштердің қасиеттері бірқатар эксплуатациялық және сапалы көрсеткіштерімен сипатталады. Кернеу, ток немесе қуат бойынша күшейту коэффициенттері күшейткіштің шығысындағы кернеу (ток немесе қуат), оның кірісіндегі кернеуден(токтан немесе қуаттан) қаншалық көп екендігін анықтайды.
Осы жұмыста оқшауланған бекітпемен өрістік транзистор, оның ішінде MOSFET транзисторы қолданылған. Бұл транзистор күшейткіш сұлбасына өте сезімтал болып келеді.

1 Теориялық бөлім
1.1 Күшейткіштер туралы жалпы түсінік

Ғылым мен техникада көп кездесетін инженерлік мәселелерді шешкен кезде электрлік емес мәндерді электрлік мәндерге түрлендіріп өлшегенде, технологиялық процесстерді тексеріп және автоматизация жасағанда немесе әр түрлі өнеркәсіптік электрониканың қондырғыларын жасағанда электрлік сигналдарды күшейту үшін биполярлық транзисторлар, өрістік транзисторлар және интегралдық микросхемалар кеңінен қолданылады. Бұл күшейткіштер өте әлсіз электрлік сигналдарды (кернеулері 10-7 В, токтары 10-14 А шамалас) күшейтуге мүмкіндік береді. Транзисторлар арқылы аса үлкен күшейтуге жету үшін бірнеше күшейткіш каскадтар қолданылады.
Сонымен, электрондық күшейткіш деп электр сигналдарды, олардың формасын өзгертпей, қоректену көзінің энергиясының арқасында, қуатын ұлғайтып, күшейтетін құрылғыны айтады. Транзисторлық күшейткіштің электрондық деп аталу себебі, транзисторлардың жұмыс істеу принципі жартылай өткізгіштегі жүріп жататын электрондық процесстермен анықталады. Күшейткіштің кірісіне электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) әрекетестік мәні еr, ішкі кедергісі Rr, кіру сигналының көзі қосылған. Кішкене қуатты кіру сигналы жоғары дәрежедегі қуаты бар қоректену көзін пайдалана отырып, кіріс сигналдың қуатын күшейтуге мүмкіндік бар.
Күшейткіштің шығыс тізбегінде күшейтілген сигнал әсер етеді. kUкір кернеу көзімен анықталады. Күшейтілген сигналдың энергиясын пайдаланатын сыртқы жүктеме Rж күшейткіштің шығысына қосылады.
Күшейтілген сигналдың түріне қарай күшейткіштерді екі топқа бөлуге болады:
а) Гармоникалық сигналдардың күшейткіштері - әр түрлі шамадағы және формадағы гармоникалық және квазигармоникалық (гармоникалық деп есептеуге болатын), яғни периодтық сигналдарды күшейтуге арналған. Мұндай күшейткіштерге: микрофондық, трансляциялық және формадағы сигналдарды күшейтуге арналған.
ә) Импульстік сигналдардың күшейткіштері - әр түрлі шамадағы және формадағы периодтық және периодтық емес сигналдарды күшейтуге арналған. Импульстік күшейткіштерге: байланыс жүйелерінің импульстік күшейткіштерінің, теледидар бейнелеу сигналдарының, импульстік радиолокациялық құрылғылардың, электронды есептеу техникасы негіздерінің, реттеу және басқару жүйелерінің күшейткіштері жатады.
Күшейтілген жиіліктерінің абсолютті мәндеріне және жиілік жолағына ұзындығына (диапазонына) байланысты күшейткіштер:
Тұрақты ток күшейткіштері - төменгі жиілікті fт =0 - ден жоғары жиілігі fж =20 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы электрлік сигналдарды күшейтуге арналған.
Төменгі жиілік күшейткіштері - fт =100 Гц -тен fж =100 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы айнымалы ток сигналдарын күшейтуге арналған. Жоғары жиілік күшейткіштері - fт =100 кГц -тен fж =100 МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған. Кең жолақты және импульстік күшейткіштері - fт бірнеше кГц-тен fж бірнеше МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған.

1.1.1 Күшейткіштердің түрлері.

Қандай да болмасын күшейткіш қуат күшейткіші болып табылады. Сондықтан да, қуат күшейткіші дегеніміз - жүктемеге нақты немесе максималды мүмкін қуатты беретін қуатты күшейткіштер, кейде шығу күшейткіштері деп те аталады. Бұл күшейткіштер үлкен ПӘК пен жиілік және сызықтық емес бұрмалаулардың шектеулі белгілерінде жұмыс істеуі тиіс. Сөйтіп, қуатты шығу каскадтары үлкен сигнал режимінде жұмыс істейтіндіктен, олардың ең маңызды көрсеткіштері болып мыналар аталады: жүктемеге берілетін қуат (немесе қуат бойынша күшейту коэффициенті), ПӘК, сонымен қатар күшейтілетін сигналдың сызықтық емес бұрмалаулар деңгейі. Күшейткіштің ПӘК-і мен сызықтық емес бұрмалауларының деңгейі жұмыс нүктесінің бастапқы орнына өте қатты байланысты болады. Сызықты қамтамасыз етілуі мүмкін, ал максималды мүмкін ПӘК В және С классы режимінде болады.
Қуатты күшейткіштерді біртактылымен қатар екітактылы орындалуында жобалап жасайды. Біртактылы каскадтар әдетте, А классы режимінде жұмыс істейді, ал екітактылы В және С режимінде.
Біртактылы А режиміндегі қуат күшейткіші
Каскадтың принципиальды электрлік схемасында транзистордың коллекторы шығыс трансформатордың біріншілік орамасы арқылы бірден ток көзіне қосылады. Сондықтан, кіріс сигнал жоқ болған жағдайда статистикалық жүктемелік түзу тіптен тіке жүреді, себебі трансформатор орамасының тұрақты токқа кедергісі тіптен аз, ал Ек - ның мәнін, Iоэ ≅ Iок тогы жүргенде Rэ - резисторына түсетін кернеуден әлдеқайда үлкен қылып алады.
Әдетте, Uоэ = Iоэ Rэ = 0,1 Ек, Сонымен, Uок = Ек− Iоэ Rэ ≈ Ек.
Кіріс сигналы берілген кезде, транзистордың коллектор тізбегіндегі кедергісі, трансформатордың біріншілік орамасына келтірілген күшейткіштің жүктемесінің кедергісімен анықталады.
Қуат күшейткішінің В классы режиміндегі екітактылы каскады.
Қуат күшейткіштерінің біртактылы каскадтарының біраз айтарлықтай кемшіліктері бар, олар:
а) каскадтың кішкене пайдалы әсер коэффициенті;
ә) күшейткіш аспап пен шығыс трансформатордың магнит өткізгішін магниттейтін, тұрақты токтар тудыратын салыстырмалы үлкен сызықтық емес бұрмалаулары;
б) салыстырмалы үлкен жиіліктік бұрмалаулары.
Сондықтан, көбіне В классы режиміндегі қуатты, әрі экономды екітактылы күшейткіш каскадтар қолданылады.
Орталық жүктеме жұмыс істейтін схеманың екі бірдей симметриялы иығын құрайтын екі элементтен (транзистордан) тұратын каскадтарды екітактылы деп атайды.
Трансформаторлық кірісі мен шығысы бар В класында жұмыс істейтін екәтактылы қуат күшейткішінде қандай да болмасын уақыт моментінде екі
транзистордың тек қана біреуі ашық болады. Егер де, кіру жағында генератордан сигнал берілмесе, онда екі транзистор Т1 және Т2 екеуіде жабық, себебі олардың эмиттерлері - базалық өткелдерінде потенциалдар айырымы жоқ, өйткені эмиттерлерге бірден, ал базаларға Тр1 трансформаторының екіншілік орамасының жартысы арқылы қоректену көзі Ек - дан + Uк кернеуі беріліп тұр.
Екітактылы трансформаторлы В классындағы күшейткіштердің ерекшеліктері:
а) Токтар айырмасында тұрақты құрамалар жоқ болғандықтан шығыс трансформатор салмағы жағынан жеңіл, аумағы жағынан кіші;
ә) Токтар айырмасында жұп гармоникалық жоқ, сондықтан жиіліктік бұрмалау коэффициенті тек үшінші гармоникамен бағаланады;
б) Схема симметриялы болғандықтан әр түрлі фондар, әсіретпелер, бөгеулер аз болады.
Ал кемшіліктеріне:
а) Трансформатор иықтарын өте қатаң симметриялау керек;
ә) Ортақ нүктеден шығу сымдары бар екі трансформатор қажеттігі.
1.1.2 Транзисторлар негізіндегі күшейткіш құрылғылар.
Күшейткіштер деп активті (күшейткіш) элементтердің көмегімен электрлік қорек көзі есебінен электрлік сигналдарды (тербелістерді) күшейту үшін арналған құрылғыларды айтады. Күшейткіш элементтері ретінде схемаларда биполярлы және өрісті (МДЖ) транзисторлар қолданылады.
Күшейткіштердің жіктелуі:
а) күшейтілетін сигналдардың жиіліктер диапазоны бойынша бөлінеді: ә) тұрақты токты күшейткіш (ТТК);
б) дыбысты жиіліктік күшейткіштер (күшейтілетін сигналдардың жиілігі f = 20 кГц);
в) жоғарғы жиіліктер күшейткіштері (ЖЖК), f = 20 кГц - 300 Мгц; г) аса жоғары жиіліктік күшейткіштер (АЖЖК), f 300 Мгц.
ғ) күшейтілетін сигналдар жиілігі спектрдің еніне байланысты күшейткіштер төмендегідей болады: таржолақты және кең жолақты күшейткіштер. Таржолақты күшейткішт ерде күшейтілетін сигналдардың ∆f жиіліктер жолағының жиіліктер диапазонының f0 орта мәніне қатынасы бірден төмен, яғни ∆f f0 1, ал кеңжолақты күшейткіштерде бұл қатынас бірден үлкен, яғни ∆f f0 1.
д) Жүктемелердің түрлеріне байланысты: талғайтын және апериодты күшейткіштер болып бөлінеді.
е) Орындайтын функциясына байланысты кернеуді U, ток I және қуатты P күшейткіштер болып бөлінеді.
Күшейтілетін сигналдардың түрлеріне сәйкес гармоникалық және импульсті сигналдарды күшейткіштер болып бөлінеді. Бұл топқа микрофондық, радио қабарлаушы, магнитафондық және басқа да күшейткіштер жатады.
Күшейтілетін сигналдардың жиіліктер мәніне және олардың жолағының тұрақты және айнымалы токты, төменгі және жоғарғы жиілікті, кең жолақты және тар жолақты(таңдалмалы) болып келеді. Тұрақты токты күшейткіштер, тек тұрақты токты ғана емес, сонымен бірге оның баяу электрлік тербелістерін күшейтеді, ал айнымалы токты күшейткіштер тек сигналдардың айнымалы құрамалырын күшейтеді. Бірінші топтағы күшейткіштер автоматика және телемеханикада, өлшеу техникасында және санау-есептеу құрылғыларында, ал екіншілері - радиотехникалық құрылғыларда қолданылады.
Төменгі жиіліктік күшейткіштерді радио хабарлауыштарда, сымдық байланыс аппаратураларында және басқа құрылғыларда дыбысты спектрдегі (20 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі аралықтағы) тербелістерді күшейту үшін пайдаланады. Дыбыстың жақсы шығуын қамтамасыз ету үшін пайдалы сигналдың бұрмалауы аз болуы керек және олар жиіліктердің тар жолағында (50 - 10000 Гц) берілуі қажет. Жоғарғы жиілікті күшейткіштерді жиіліктері бірнеше жүз килогерцтен жоғары (мысалы, радиотаратқыш және радиоқабылдағыш құрылғыларында жоғарғы жиілікті модуляцияланған тербелістерді) радиожиілікті сигналдарды күшейту үшін қолданады. Кеңжолақты және таржолақты күшейткіштерді импультік байланысты құрылғыларда, телевиденияда және радиолокацияда жиіліктер жолағы кең (бірнеше герцтен ондаған және оданда көп мегагерцке дейін) және тар сигналдарды күшейту үшін пайдаланады.
Күшейткіштердің қасиеттері бірқатар эксплуатациялық және сапалы көрсеткіштерімен сипатталады. Кернеу, ток немесе қуат бойынша күшейту коэффициенттері күшейткіштің шығысындағы кернеу (ток немесе қуат), оның кірісіндегі кернеуден (токтан немесе қуаттан) қаншалық көп екендігін анықтайды.
Сонымен, күшейткіштердің негізгі параметлері мен сипаттамасы: а) күшейткіштің кернеу бойынша күшейту коэффициенті:
Ku: Ku = Uшығ Uкі; (1)
ә) күшейткіштің ток бойынша күшейту коэффициенті:
Kі: Kі = Ішығ Ікі; (2)
б) күшейткіштің қуат бойынша күшейту коэффициенті:
Kр: Kр = Ршығ Ркі. (3)

күшейткіштік амплитудалық сипаттамасы, ол шығыс сигналы кернеуінің кіріс кернеуге байланысын бейнелейді.
в) амплитудалы-жиіліктік сипаттама (1.1 сурет). Ол күшейткіштің күшейту К коэффициентінің күшейтілетін тербелістер f жиілігіне байланысын бейнелейді. Амплитудалы-жиіліктік сипаттама (АЖС) әдетте логарифмдік масштабта, яғни K-ның lg f-ке тәуелділігімен тұрғызылады.
Амплитудалы-жиіліктік сипаттаманы (1.1 сурет) түсірген кезде күшейткіштің кірісіндегі кернеу тұрақты етіп алынады.

0.1 сурет - Күшейткіштің амплитудалы-жиіліктік сипаттамасы Амплитудалы-жиіліктік сипаттама бойынша жиіліктік бұрмалауларды
анықтауға болады. Оларды анықтауды жеңілдету үшін амплитудалы-жиіліктік сипаттаманы логарифмдік масштабта тұрғызады. Егер күшейткіште бұрмалаулар жоқ болса, онда оның жиіліктік сипаттамасы сызықты болып келеді. Реалды күшейткіштерде күшейту коэффициенті жоғарғы және төменгі жиіліктерде (реактивті кедергілердің: сыйымдылықтардың және 1.1- суреттегі индуктивті элементтердің әсерінен) күшейту коэффициентінің ортанғы жиіліктегі мәнінен аз немесе көп болады.
Жиіліктік бұрмалаулар жиіліктер диапазонында күшейту коэффициентінің тұрақсыздығынан болады. Жиіліктік бұрмалаулар коэффициенті орта жиіліктегі күшейту коэффициентінің қарастырылған жиіліктегі күшейту коэффициентінің мәніне қатынасымен анықталады:
M = KoKf.
Фазалық бұрмалауды күшейткіштің фаза-жиіліктік сипаттамасы бойынша бағалайды. Бұл сипаттама күшейтілетін сигналдың шығыс жәнеи кіріс кернеулері арасындағы фазалық ығыстыруды бейнелейді. Фазалық бұрмалаулар, жиіліктік бұрмалаулар сияқты, күшейткіш схемасында 0олданылатын кедергілері жиілікке байланысты элементтердің әсерінен пайда болады.
Сызықты емес бұрмалаулар күшейткіш схемасында қолданылытын вольт-амперлік сипаттамалары сызықты емес транзистордың және басқа да (мысалы, трансформаторладың, дроссельдердің) сызықты емес элементтердің

әсерінен пайда болады. Сызықты емес бұрмалаулар сызықты емес бұрмалаулар коэффициентімен Ксе немесе гармоникалар коэффициентімен бағаланады.
Мұнда U1 және I1 - сәйкесінше, кернеу және токтың бірінші гармоникалық құрамалары; Uі және Iі - кернеу және токтың жоғарғы құрамалары. Шығыс сигналдың формасына үшінші реттен жоғарғы гармоникалардың әсері үлкен емес. Ксе коэффициентінің шектік мәні күшейткіштердің орындайтын функциясына байланысты: жоғарғы сапалы дыбыс сөйлеуді және музыканы күшейту үшін (1-2) %, ал телефония үшін - 10 %.
Номиналды шығыс қуаты Рном - сызықты емес бұрмалаулар шектік мәнінен жоғары емес кезіндегі күшейткіштің шығыс тізбегінде бөлінетін қуаттың жағарғы мәні. Күшейткіштің пайдалы әрекеттік коэффициенті(пэк) оның экономдылығын бейнелейді және ол жүктемеге күшейткішпен берілетін сигналдың пайдалы қуатының қорек көзінен тұтынатын жалпы қуатқа қатынасымен анықталады.
Күшейткіштің сезімталдылығы сұлба шығысында пайда болатын қуаттың номиналды мәні кезіндегі күшейткіштің кірісіндегі кернеудің минималды мәнімен бағаланады.
Бөгеттің деңгейі:
L (дб) = 20 lg (Uб Uном).

Жақсы күшейткіштерде L = 50 дб.
Күшейткіштің динамикалық диапазоны кіріс сигналдың максималды мәнінің оның минималды мәніне қатынасымен анықталады. Кіріс сигнадың минималды мәні транзистордың меншікті шуымен немесе бөгеулер деңгейімен шектелінеді, ал максималды мәні күшейткіш элементердің сипаттамалының сызықты еместігінен күшейткіште болатын бұрмалаулар деңгейімен шектелінеді. Сұлба түрінде құрастырылуы бойынша күшейткіштер бір және көп каскадты болады. Каскадтардың саны күшейткіштерге қойылатын талаптарға байланысты. Күшейткіштің құрылымдық сұлбасы кіріс, алғашқы және қуатты шығыс каскадтардан, жүктемеден және қорек көзінен тұрады. Кіріс құрылғы сигнал көзінен сигналды бірінші күшейткіш элементтің кіріс тізбегіне беру үшін қажет. Ол кедергілерді және сигнал деңгейлерін сәйкестендіру үшін, сигнал көзінен күшейткіш элементтің кіріс тізбегіне сигналдың тұрақты құрамасын өткізбеу үшін қажет. Күшейткіштің алғашқы каскады(біреу немесе бірнеше) сигнал кернеуін, тоғын немесе қуатын, күшейткіштің қалыпты жұмыс жасау үшін, жеткілікті дәрежеде күшейтуді қамтамасыз етеді.
Күшейткіштердің жіктелуі Жіктелудің белгілері:
а) кіріс сигналдың сипаттамасы; ә) тағайындалуы;
б) сызықты емес активті элементтің жұмыс істеу режимі;

в) активті элементтің типі;
г) жолақтың күшейтілетін жиілігі.
Күшейтілетін сигналдың сипаттамасына қарай бөлінеді:
а) Үздіксіз сигналдарды күшейткіш. Мұнда құру процесстерімен іске асады. Негізгі сипаттамасы - жиіліктік алмастыру;
ә) Импульстік сигналдарды күшейткіш. Кіріс сигналдың соншалықты жылдам өзгерісі, күшейткіштің шығысындағы сигнал формасының пайда болуын анықтайтын өтпелі процесстер болып табылады. Негізгі сипаттамасы
- күшейткіштің импульстік алмастыру сипаттамасы болып табылады.
Күшейткіштің тағайындалуына қарай үшке бөлінеді: а) кернеу күшейткіштері;
ә) ток күшейткіштері; б) қуат күшейткіштері.
Бұлардың бәрі кіріс сигналының қуатын күшейтеді. Алайда, қуат күшейткіштерінің өздері жоғарғы ПӘК кезінде (пайдалы әсер коэффициенті) жүктемеге берілген қуатты беруге қабілетті.
Активті элементтің жұмыс істеу режиміне қарай бөлінеді:
а) Әлсіз сигнал режимі. Сызықты емес активті элемент квазисызықты режимде жұмыс істейді. Кернеу немесе ток күшейткіштерінде қолданылады;
ә) Күшті сигнал режимі. Қуат күшейткіштерінде қолданылады. Күшейткіштер активті элементтердің қолданылу типіне қарай шамдық;
транзисторлық; диодтық; параметрлік; ӨЖЖ күшейткіштер арнайы ӨЖЖ аспаптармен және басқалардың көмегімен жұмыс істейді.
Күшейткіштердің жиіліктік алмастыру сипаттамасының тәуелділігінің түріне және жиілік жолағының абсолютті мәніне қарай бөлінеді:
а) Тұрақты ток күшейткіштері (ТТК). Мұндай атау болудың себебі, өте әлсіз сигналдардың өзгерісін (соның ішінде тұрақты) күшейтуге қабілетті, сонда жұмыс жиілігінің жолағы нөлдік жиіліктен бірнеше жоғарғы шекаралық жиіліктен бастау алады. Жоғарғы шекаралық жиіліктің fж шамасы күшейтілген сигналдың түріне тәуелді. Егер, осы ТТК-і арнаның теледидарлық жүйенің бейнеленуінде қолданылса, онда fж 6-6,5 МГц-ті құрайды, сондықтан бұл ТТК ереже бойынша, кеңжолақты күшейткіш болып табылады;
ә) Төменгі жиілікті күшейткіштері (дыбыстық жиілікті күшейткіштер). Атауы шартты, себебі, төменгі шекаралық жиілік төменгі жиіліктер аумағында жоғарғы шекаралық жиілікке қарағанда үйлесімсіз төмен жатыр. Жоғарғы шекаралық жиіліктің мағынасының өзі әр түрлі болуы мүмкін: бірден - ондаған кГц-тен жүздеген МГц-ке дейін, мұндай күшейткіштердің

АЖС мынадай түрге ие: fв − fн⁄2f0
≈ 1;

б) Радиожиіліктік күшейткіштер (жол ақты күшейткіштер, жоғары
жиілікті күшейткіштер, сұрыпталған күшейткіштер). Мұндай күшейткіштердің АЖС мынадай түрге ие: f02∆f0,7 ≫ 1, себебі күшейткіштің жиіліктік жолағы ортаңғы жиіліктен біршама кіші.

0.2 Өрістік транзисторлар

Өрістік транзистор, күшейту қасиеті өткізуші арна арқылы өтетін негізгі тасымалдағыштар ағымымен және басқарушы электрлік өріспен анықталынатын, жартылай өткізгішті аспап. Өрістік транзисторды униполярлы транзистор деп атайды, өйткені оның жұмысы тек негізгі зарядты тасымалдағыштарды (электрондарды немесе кемтіктерді) қолдануға ғана негізделген. Сондықтан өрістік транзистордың арнасында, биполярлық транзисторлардағы сияқты, негізгі емес көлемдік зарядтардың жиналып қалуы және оларды сору сияқты үрдістер болмайды. Құрастыру және технологиялық дайындау әдістері бойынша өрістік транзисторларды екі топқа бөлуге болады: басқарушы р-n ауысуы бар өрістік транзисторлар және оқшауланған затворы бар транзисторлар деп. Басқарушы p-n ауысуы бар өрістік транзисторлар сызықтық сұлбалар, сызықтық күшейткіштер, аналогты кілттер және т.б. құрылғыларда қолданылады. Бекітпесі оқшауланған өрістік транзисторларды МДЖ (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіштік) немесе МОЖ (металл- кремний оксидті-жартылай өткізгіштік) - транзисторлар деп атайды. МОЖ- транзисторлар екі топқа бөлінеді: арнасы орнатылған (көлемдік заряды азайтылған - кедейленген) және арнасы индуцирленген (байытылған). Бірінші топтағы МОЖ-транзисторлар сигналдардың сызықты күшейткіштерінде және әр түрлі аналогтық электрондық құрылғылар сұлбаларында, ал екінші топтағы МОЖ-транзисторлар цифрлық интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.
МОЖ-транзистордың биполярлы транзистордан артықшылығы: статикалық режимде қорек көзінен тұтынатын қуаты аз, кіріс кедергісінің мәні өте жоғары: Rкі = 1012 - 1014 Ом, сол себепті кіріс сигналы көзінен пайдаланатын қуаты аз. Кіріс кедергісінің жоғарғы мәні, бекітпе мен бастау арасындағы басқарушы кернеудің шамасына және оң немесе теріс мәніне байланыссыз, сақталынады. Кіріс және шығыс кернеулер деңгейлері шамамен алғанда бір-біріне тең. Бекітпенің ағу тоғы өте аз және жоғары температурада логикалық схемалар каскадтарының арасында тікелей байланысты пайдалануға мүмкіндік береді. Интегралдық сұлбаларда қолданылады, бағасы арзан. МОЖ транзисторлардың кіріс Rкір кедергісі басқарушы Uбб (Uбекітпе бастау) кернеуінің шамасына тәуелсіз.
Төмендегі 1.2 суретте nМОЖ транзисторлардың шартты графикалық белгіленулері көрсетілген.

а) ә) б)
1.2 сурет - а)Орнатылған арнасы бар МДП-транзистор, ә) Индуцирленген арнасы бар, б) Басқарушы p-n ауысуы және n- арнасы бар өрістік
транзистор

Басқарушы р-n ауысуы бар өрістік транзистор - бекітпесі электрлік тұрғыда р-n-ауысуы мен арнадан жекеленген, кері бағытта ауытқыған өрістік транзистор.
Арнаға заряд тасымалдағыштарын енгізетін электрод - бастау (исток) деп, ал арнадан заряд тасымалдауыштарын қабылдап шығыс тізбекке беретін электрод құйма (сток) деп аталады; арнаның көлденең қимасын немесе кедергісін реттеуге арналған электрод - бекітпе (затвор) деп аталынады. Өрісті транзистордың жұмыс тоғы пайда болатын өткізуші қабат арна деп аталады. Өрісті транзистор токпен емес, кернеумен U (электрлік өріспен - осыдан транзистордың өрісті деп аталуы шығады) басқарылады. Өрісті транзистордың үш қосылу сұлбасы бар: ортақ бастау (ОБа), ортақ құйма (ОҚ) және ортақ бекітпе (ОБе). Практикада көбіне МОЖ- транзистордың ОБа схемасы пайдаланады, ол биполярлы транзистордың ОЭ қосылу схемасына сәйкес. МОЖ-транзистордың ОҚ схемасы ток пен қуатты басқа схемаларға қарағанда көп күшейтеді. ОБе схема биполярлы транзистордың ОБ қосылу схемасына сәйкес. Бұл схемада ток күшейтілмейді, сол себепті, ОБа схемасымен салыстырғанда, қуатты күшейту бұл схемада бірнеше рет аз. ОБе схемасының кіріс кедергісі өте аз, сол себепті бұл схема күшейту техникасында өте аз қолданылады.
Өрісті транзисторлар үшін кіріс сипатамасы (құймамен бастау арасындағы кернеу Uқб тұрақты кезінде бекітпе Iб тоғының бекітпе мен бастау арасындағы Uбб кернеуге байланысы) практикада пайдаланбайды және схемаларды анализдеген және есептеген кезде тек берілу және шығыс вольт- амперлік сипаттамалар (ВАС) қолданылады. 4.1-суретте ортақ бастаулы сұлба бойынша қосылған басқарылатын p-n-ауысуы бар өрісті транзистордың берілу (құймалы-бекітпелік) және шығыс (құймалық) сипаттамалары көрсетілген. Бұл сипаттамалар сызықты емес болып келеді.
Бекітпе мен бастау арасындағы Uбб кернеу азайған сайын волть- амперлік сипаттаманың жырасы (крутизнасы) төмендейді, сол себепті транзистордың шығыс кедергісі rвых артады. Құймамен бастау арасындағы шығыс Uқб кернеу өзгерген кезде шығыс Iқ тоғы өзгереді. Токтың өзгеруі шығыс кернеудің анықталынған келесі мәніне дейін: Uқб қан = Uбб - Uбб кесу болады, мұнда Uбб кесу - құйма тоғы Iқ тоғы нөлге тең (қиылу-кесу режимі) кездегі басқарушы кернеу; Uбб - транзистордың вольт-амперлік сипаттамасына сәйкес басқарушы кернеу. Құйма тоғы Iқ, шығыс кернеуі Uқб ары қарай өскен кезде тұрақты болып қалады. Шығыс кернеудің мәні
Uқб тесу тесу кернеуге тең болғанда ток өте тез үлкееді.
Енді арнасы қондырылған және индуцирленген бекітпесі оқшауланған МДЖ-транзисторларды қарастырайық.
Оқшауланған бекітпесі бар өткізгіштігі n-типті өрістік транзистор - бекітпесі электрлік тұрғыда арнадан диэлектрик қабаты арқылы бөлінген. Оқшауланған бекітпесі бар өрістік транзисторлар айтарлықтай жоғары меншікті кедергісі бар жартылай өткізгіштігі p-типті пластинадан тұрады,

мұнда электрлік өткізгіштігі қарама-қарсы бағытта, яғни n-типті екі аймақ қалыптастырлады. Бұл аймақтардың шығыс бүйірлеріне металлдық электродтар жапсырылған, олар бастау және құйма деп аталады. Бастау мен құйма арасындағы жартылай өткізгіштің үсті жұқа қабатты диэлектрикпен (әдетте, оксид кремний қабатымен) жабылған. Диэлектрик қабатының үстіне металлдық электрод жапсырылған, оны басқарушы электрод немесе бекітпе деп атайды. Нәтижесінде металдан, диэлектриктен және жартылай өткізгіштен тұратын құрылым пайда болады. Сондықтан оқшауланған бекітпесі бар бұл құрылымды МДЖ- трпнзистор немесе МОЖ транзистор (металл-оксид- жартылай өткізгіш) деп атайды. Индуцирленген арнасы бар МДЖ транзистрлардың қатты легирленген бастау мен құйма арасындағы өткізгіш арна, яғни ондағы ток бекітпедегі кернеудің нақты бір мәнінде және оның оң немесе теріс (p-типті арнада бекітпеге берілетін кернеу теріс, ал n-типті арнада оң кернеу болған) кезінде пайда болады. Бұл кернеу (Uбекітпе бастау шек) шектік (пороговое) кернеу деп аталады. Индуцирленген арнадағы өткізгіш қабілетінің пайда болуы және өсуі негізгі заряд тасымалдағыштарының көбеюіне байланысты.
Орнатылған арнасы бар МДЖ транзистордағы өткізгіш арна бекітпедегі кернеу 0-ге ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Дәрістік сабақ тезистері
Биполяр транзисторлар
ЭЛЕКТРОНДЫ КҮШЕЙТКІШТЕР
Күшейткіштің құрылымдық схемасын таңдау және негіздеу
Биполярлы транзисторлы күшейткіш каскадын есептеу
Биполярлы транзистор құрылғысы
Интегралды микросхема
Күшейткіш каскадтар
ӨРІСТІК ТРАНЗИСТОРЛАР
Автоматиканың элементтері бойынша дәрістер
Пәндер