Трансфоматордын кыска туйыкталуы

1 ТРАНЗИСТОРДЫ ТАҢДАУ

1.1 Транзистордың қосылу әдісін анықтау, сұлба және қуатты күшею каскадының жұмыс тәртібін таңдау

 

А жұмыс тәртібіндегі екі тактілі транзисторлары ортақ база сұлбасы бойынша қосылған каскадтың қуатты күшеюін есептейік. Оның жиіліктік жұмыс жолағы 74 Гц + 6130 Гц, жиіліктік бұрмалану коэффициенті М_н≤1,12 дБ, жүктемеге беретін қуаты Р_шығ=0,054 Вт, гармоника коэффициенті К_г≤5,7 % және жүктеме кедергісі R_ж=7,4 Ом. Каскад тек берілген температура диапазонында ғана Т_{қор мин} = +9ºС және Т_{қор макс}=+27ºС қызмет көрсетуге арналған.

 

Шығыс трансформатордың ПӘК 0,73 тең деп алып, бір транзистордың беріп тұратын қуатын анықтайық:

 

                                                         (1.1.1)  

 

А жұмыс тәртібіндегі каскадтың ПӘК 0,48 болса, сигнал көзі жоқ кезде транзисторда бөлінетін қуаттың мәні шамамен

 

                                                                                (1.1.2)

 

 1.2 Анықтамалық бойынша транзисторды таңдау

 

Каскад үшін П14А типті германийлы транзисторы лайық болып табылады. Оның максималды тарату қуаты Р_max=150 мВт, β_min=20, β_max=40, күшею режиміндегі коллектор тоғының ең  үлкен мәні 20 мА, коллекторлық өту (ауысу) температурасы Т_{П қос}=+85º С, қоршаған ортаға өткен уақыттағы жылулық кедергі  R_тт=0,2ºС/мВт, коллектор-эмиттер кернеуінің үлкен мәні U_{кэ қос}=20 В, коллектор тоғының бастапқы максималды мәні I_{к бас}=10 мкА.

 

1.3 Транзистордың  шықпалық статикалық сипаттамалары бойынша тыныштық нүктесін анықтау

 

Температура өзгерген кезде режим стабилизациясы және транзисторларды алмастыру үшін каскадта эмиттерлік стабилизацияны пайдаланамыз. Каскад транзисторлары ортақ база сұлбасы бойынша жалғанғандықтан алдыңғы каскадты трансформаторлы инверсті етіп аламыз. Бұл жағдайда ығысу беруді қамтамассыз ететін бөлгіштерді ортақ етіп алуға болады. Транзисторға берілетін қорек көзінің коллектор – база кернеуін U_кб0 шамамен » 0.3 деп, U_{кб қос}=0.3×20=6 В тең деп алайық. Тыныштық нүктесінің орнын табу үшін алдымен тыныштық тоғын табайық:

                           (1.3.1)

 

Ортақ база бойынша қосылған П14А типті транзистордың шығыс статикалық сипаттамаларында координаттары U_кб0=6  В; I_к0=12.84 мА  болатын тыныштық нүктесін 0 белгілейік. Нүкте арқылы жүктемелік түзу жүргізейік. Ток бойынша да, кернеу бойынша да транзисторды толығымен пайдаланатын болсақ, жүктемелік түзудің төменгі нүктесі горизонталь осьтің U_кб=2*U_кб0=12 В мәнінде, ал жоғарғы нүктесі вертикаль осьтің І_к=2*І_к0=25.68 мА мәнінде жатады. Осыдан коллектор тізбегіндегі жүктеме кедергісі:

 

                                                                                 (1.3.2)

                                                 

 

 

1.4 Транзистордың кіріс тоғы мен қуатын есептеу

 

β=20 болған кезде табылған жұмыс нүктесіне сәйкес эмиттердің I_э0  ығысу тоғы

                           (1.4.1)

 

Кіріс сигналы тоғының I_кірm амплитудасын 0.98І_э0 тең деп аламыз:

 

                                       (1.4.2)

 

І_эm=13.21 мА тоғы үшін  жүктемелік түзуде жұмыс нүктесінің шектік жағдайларын 1 және 7 белгілеп, бір транзистор беретін сигнал қуатын анықтайық:

 

   (1.4.3)

 

Каскадтың жүктемеге  беретін қуаты:

 

                             (1.4.5)

 

Ортақ база бойынша қосылған П14А транзисторының кіріс сипаттамасына жүктемелік түзудегі 1, 0 және 7 нүктелерін көшіреміз. Бұл келесіні береді:

 

                                       (1.4.6)

 

Каскадтың екі транзисторы үшін қажетті кіріс қуаты

 

                       (1.4.7)

Сигнал периоды ішіндегі айнымалы ток бойынша каскадтың бір иығының кірмелік кедергісі

 

                                                              (1.4.8)

 

Осы кезде қуаттың  күшею коэффициенті келесі мәнге тең:

 

                                                                (1.4.9)

 

 

1.5 Гармоника коэффициентін есептеу

1.5.1 Кіріc және шығыс токтар мен кернеулердің кестесін құру

 

Инверсті каскадты есептеу  кезінде каскад келесідей мәндер берді делік:

 

R_шыг0э1=50 кОм, r₁=300 Ом, r_{2 П}=0,9 Ом, n_П=0,05;

 

онда оның шығыс кедергісі  тең болады:

 

                                                                                                  (1.5.1.1)

 

R_ск=8.75 Ом мәні үшін тесіп өту сипаттамасын тұрғызамыз. Бұл сипаттама үшін берілген есептемелер кестесі төменде көрсетілген.  Сигнал көзі кедергісі өте аз болғандықтан (транзистордың өзінің кіріс кедергісіне шамалас) тесіп өту сипаттамасы қисық сызықты болып шығады.

 

Нүктелер саны	1	2	3	4	5	6	7
Ік, мА	25.45	24.25	19.37	14.5	9.7	4.75	0.3
Іэ, мА	26.28	25	20	15	10	5	0.3
Uэб, В	0.279	0.278	0.266	0.25	0.226	0.186	0.078
Uск= Uэб+ Іэ× Rск, В	0.509	0.496	0.441	0.381	0.313	0.229	0.0806

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        (1.5.1.2)

 

 

1.5.2  Каскадтың   тесіп өту динамикалық сипаттамасын тұрғызу   

 

 I_{к мин}=0.3 мА, I_{к макс}=25.24 мА мәндерін біле отырып тесіп өту динамикалық сипаттамасы бойынша I₁=16 мА, I_к0=8.57 мА,  I₂=3.45 мА мәндерін тауып, берілген формулалар бойынша:

            

 

            (1.5.2.1)

           

 

               

 

І_1m=12.5 мА, І_2m=2.1 мА, І_3m=-0.026 мА, І_4m=-0.07 мА және І_орт=10.74 мА мәндерін есептеп анықтаймыз. Гармоника коэффициентін, ассиметрия коэффициентін b=0.06 теңестіріп алып, табамыз.

 

        

(1.5.2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 СИПАТТАМАЛАРДЫ  ЕСЕПТЕУ

 2.1 Трансформация коэффициентін, шығыс трансформатордың 

бірінші  және екінші орамаларындағы активті кедергілерді есептеу 

 

Шығыс сипаттамалары  арқылы коллектор – база кернеуінің U^¢_кб0 нақтылаған мәні І_к0=8.57 мА нақтыланған тыныштық тоғының мәнінде 8 В тең. Ендеше:

                               (2.1.1)

 

және U_эб0=0.261 В.

 

Шығыс трансформатор  коллектор тізбегінде 2R_к=2×467=934 Ом  жүктемелік кедергі қамтамассыз ету керек болса, онда трансформация коэффициенті тең болады:

 

                                  (2.1.2)

 

 _{Трансформатордың бірінші орамасында токтың тұрақты құраушысы бар болғандықтан c мәнін 0.6 тең деп алып, орамалар кедергісін анықтаймыз:}

 

               (2.1.3),

 

                                    (2.1.4)

 

_{Трансформатордың  бірінші орамасына  қажетті индуктивтілік:}

                 (2.1.5)

 

2.2 Транзистордың кіріс параметрлері мен кедергілерін есептеу 

 

R_э кедергісіндегі кернеулер түсуі Е_э=0.1×U¢_кб0=0.8 В тең деп алып R_э мәнін есептеп табайық:

                                 (2.2.1)

 

(43 Ом стандартты кедергіні аламыз ).

U_эб0=0.261 В мәнін алу үшін R₂ кедергісіндегі кернеу түсуі

 

                                      (2.2.2)

 

-қа тең болуы керек.

R₂ кедергісі арқылы токтың мәнін 0.3 І_{э орт} деп алып, кедергіні анықтаймыз:

 

                             (2.2.3)

 

(стандартты кедергі 390 Ом).

 

Стабилизация сұлбасын берілген диапазон аймағындағы температура өзгерісі мен транзистор алмастыру көмегімен есептейміз; ығысу кернеуінің максималды және минималды мәндерін анықтап, коллетордың бастапқы тоғының максималды мәнін есептейміз:

 

                 (2.2.4)     

           (2.2.5)

 

                            (2.2.6)

 

_{өту температурасы Тқорш.орта max – мен салыстырғанда  30⁰C – ға жоғарылайды, яғни ТПmax = 27⁰+30⁰=57⁰ C.}

_{Қорек көзінің кернеуі} 

 

                   (2.2.7)

 

деп және бөлгіш екі транзисторға ортақ екенін ескеріп  R₁ кедергісін анықтаймыз.

 

Бөлгіш тізбегіне R_фС_ф сүзгі тізбекшесін жалғап,  R_ф кедергісіндегі кернеу түсуін 1 В деп алып, бөлгіштегі кернеулер түсуіндегі Е¢_к=Е_к-Е_ф=9.46-1=8.46 В мәнін R₁  және I_к0max үшін формулаға қоямыз:

 

         (2.2.8)

 

(2000 Ом стандартты кедергіні аламыз ).

                     

(2.2.9)

 

2.3 Транзисторда бөлініп шығатын қуат пен қажетті қорек көзінің кернеуін есептеу 

 

Осы уақытта сигнал жоқ  кезде бір транзисторда бөлініп  шығатын қуат:

 

             (2.3.1)

 

-қа тең. Бұл жағдайда өту температурасының жоғарылауы

 

                   (2.3.2)

 

құрайды. Бұл температура болжалып алынған температурадан да аз болып шықты, сондықтан коллетордың максимал мәні мен транзисторда бөлінетін қуат есептелініп алынған мәндерден кіші болады.

 

Каскад қажет ететін қорек көзінің кернеуі  тең  болуы керек:

(2.3.3)