Дәріс жартылай өткізгіштік физика негіздері. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі. P-n ауысу теориясы. Негізгі және негізгі емес заряд тасымалдаушылар. Негізгі ақпарат
Негізгі əдебиет : 1[130–142]. 4[5–30],10[332–344]
жүктеу/скачать 1,04 Mb.
|
Д ріс жартылай ткізгіштік физика негіздері. Жартылай ткізгіште
- Бұл бет үшін навигация:
- ДӘРІС 13. ПОЛЕВОЙ MOП-ТТРАНЗИСТОРДАҒЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛДЫ КҮШЕЙТКІШТІҢ ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ ЖӘНЕ ТЕХНИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ.
Негізгі əдебиет : 1[130–142]. 4[5–30],10[332–344].Қосымша əдебиет :1[83–87]. Бақылау сұрақтары. Операциялық күшейткіш құрылысы сұлбасын салыңдар,блоктары арналуын айтыңдар. Операциялық күшейткіштердің(ОК) қолдану салаларын атаңдар. Лоардың кең қолданыс табуы немен немен түсіндіріледі ? Синфазалық сигналдарды əлсірету коэффициенті деген не ? ОК-тегі терістейтін күшейткіш пен терістейтемейтін күшейткіш айырмашылықтары қандай? Операциялық күшейткіштегі сумматор схемасы суретін салыңдар . Операциялық күшейткіш негізгі динамикалық көрсеткіштерін атаңдар. Операциялық күшейткіштегі интегратор схемасы суретін салыңдар жəне шығыс кернеу формуласын жазыңдар. ДӘРІС 13. ПОЛЕВОЙ MOП-ТТРАНЗИСТОРДАҒЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛДЫ КҮШЕЙТКІШТІҢ ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ ЖӘНЕ ТЕХНИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ. ҚАЙНАРЛАР МЕН ҚУАТ. СТАБИЛИЗАТОРЛАР МЕН ТҮЗЕТКУШТЕР. ТҮЗЕТКІШТЕР ЖІКТЕЛУІ. Операциялық күшейткіштер 1.3.1 Операциялық күшейткіштердің негізгі параметрлері және белгілеуі Операциялық күшейткіш – ол тұрақты токтың дифференциалды кірісі мен бір тактілі шығысымен универсалды күшейткіші болады. Идеалды ОК келесі параметрлерге ие: кернеуімен күшейту коэффициенті; Rкір кіріс кедергісі; Rшығ 0 шығыс кедергісі. Мұндай сипаттамалар терең кері байланысты (КБ) қолдануға мүмкіндік береді, және ОК қасиеттері тек ОК тізбегінің элементтерінің параметрлерімен анықталады. Түрлі ОК-терді пайдалана отырып, түрлі математикалық операцияларды жүзеге асыруға болады. Сондықтан бұл күшейткіштер Операциялық деп аталды. ОК-тің шартты белгісі 1.10 суретте келтірілген. Мұнда: кіріс 1 –инверторламаушы кіріс, яғни шығыс сигналы фаза бойынша кіріс сигналымен сәйкес; кіріс 2 – инверторлаушы кіріс, яғни шығыс сигналы фаза бойынша кіріс сигналымен қарама-қарсы; шығыс – бір тактілі; +Еп және ‑Еп –‑ екі қорек көзінің қорытындысы Еп немесе екі полярлық кайнар көзі. ОК жиілік коррекциясының сыртқы тізбегіне қосылуға, әдетте, көптеген қорыту санына ие болады. Ал олар күшейткіштің амплитудалық-жиілік сипаттамасының (АЖС) керек күйін тудырады. ОК-тің сипаттамасы идеалдыдан кішкене ғана айырмашылығы бар. ОК-тің негізгі параметрлері: а) дифференциалды сигналдың күшейту коэффициенті б) Синфазды сигналдың күшейту коэффициенті в) ОК синфазды сигналының әлсіреу коэффициенті (децибелда): г) Rкір кіріс кедергі, әдетте 400 кОм (ондаған кОм-нан ондаған Мом дейін жетеді); д) шығыс кедергі Rшығ = 20 2000 Ом; е) амплитудалы-жиілік сипаттама (АЖС) – – күшейту коэффициентінің жиіліктен тәуелділігі (логарифмдік масштабта линияланған сипаттама – Боде диаграммасы) .11,а суретте келтірілген. ОК АЖС-ы бөлек каскадтардың сомалық АЖС-сын білдіреді. Он есе жиіліктің өзгеруі (декадаға) кернеу бойынша күшейту коэффициентінің он есе азаюына әкеледі (яғни минус 20 дБ). Екі каскадты ОК-те АЖС-ның екі сынығы бар (әр каскад бір сынық әкеледі); ж) ОК фазажиілікті сипаттама (ФЖС) – сигнал фазасының жиіліктен тәуелділігі (1.11,б суретке қара). Жоғары жиіліктерде әр каскад минус -ге тең фазалық ығысу тудырады. ФЖС -ге кешігеді, мұнда n – ОК каскадтарының саны. ОК жұмысының тұрақтануы үшін АЖС және ФЖС түзетуді керек етеді; и) ‑ күшейтудің жалғыз жиілігі, яғни күшейту коэффициенті бірге тең жиілігі; к) амплитудалы сипаттама немесе тасымалдау сигналының сипаттамасы – шығыс кернеуінің кіріс кернеуіне тәуелділігі Uшығ=f(Uкір) 1.12 суретте келтірілген. Әдетте Uшығ.макс=Еп-1 В. л) егер Uшығ = 0 жағдайда, және тағы да = 0 жағдай болса, онда ОК теңдігі орын алады. 1.12 сурет 1.13 сурет Шын ОК-те схема ішінде баланс айырғышы орын алады, соның салдарынан Uшығ = 0 кезінде Uшығ.сдв0 пайда болады (1.13 суретті кара); м) U нолдік кір. ығ. немесе бастапқы ығысу – бұл шығыс кернеуі нөльге тең болуы үшін кірістерінің біріне берілетін тұрақты кернеу. Ол шамамен 1...3 мВ тең; н) кіріс токтардың түрлілігі Iкір сдв=Iб1- Iб2‑ 5…50 нА; п) мүмкін болатын синфаздық кернеулердің диапазоны – бұл ОК-дің көп немесе аз – 3…13 В қалыпқа кірмеуі үшін екі кірісте де максималды бірдей кернеу беріледі. 1.3.2 Екі каскадты операциялық күшейткіш. 1.14 сурет Екі каскадты Операциялық күшейткіштің схема-үлгісі 1.14 суретте көрсетілген. Дифференциалды кіріс күшейткіш VT1 VT4 транзисторларында құрастырылған. Негізгі транзисторлар VT1 және VT2 – p-n-p-типті. Динамикалық жүктеме (VT3 және VT4 ‑ n-p-n-типті транзисторлар) өз кезегінде токты айна немесе ток шағылдырғышын ұсынады. ДК ток айнасымен дифференциалды кіріс пен бір тактілі шығысты білдіреді. ТТГ1 эмиттер тізбегінде эмиттер тогын тұрақтандыру үшін және дрейф кернеуін төмендету үшін керек. Каскад ОК-тің кіріс параметрлерінің қажетін қамтамасыз етеді. Жалпы эмиттер схемасымен құрама VT5 және VT6 транзисторларда құралған екінші каскад, амплитуда күшейткіші болып табылады. ОК кернеуіндегі керек ететін күшейту коэффициентін қамтамасыз етеді. Жүктемелік карсылас каскадының орнына ТТГ2 ток көзі қолданылады. СК 30 пФ сыйымдылығы – жиілік сипаттамасын түзету үшін керек. VD1 және VD2 кіріс каскадында бастапқы жұмыс нүктесінде ығысуы пайда болу үшін диодтары керек. Кіріс каскадына: VT7 (n-p-n-типті) және VT8 (p-n-p-типті) транзисторлардың комплементарлы жұбы, VD1 және VD2 диодтары, ГСТ2 тұрақты ток генераторы, VT6 транзисторы кіреді. Шығыс каскады АВ класының екі тактілі қуат күшейткіші болып табылады. ГСТ2, VD1, VD2 және VT6–нен тұратын кернеу бөлгіші VT7 және VT8 транзисторларының жұмыс нүктесінің ығысуын тудырады және де . Кажетті бастапқы ығысу, айтылып кеткендей, VD1 және VD2 диодтарымен беріледі. Бұл диодтар кіріс күшейткішінің тыныштық режимінде температураның тұрақтандыруын қамтамасыздандырады. Сигнал болмаған кезде ОК кірісінде Uшығ = 0 тогы Iж = 0 жүктемесі арқылы болады. VT7 және VT8 транзисторлары арқылы аз ғана бастапқы ток ағады, ал ол VT7 транзисторында плюс UVD1 және VT8 транзисторында минус UVD2 ығысуымен келісілген. Диодтар тура бағытта қосулы және әр уақытта ашық, себебі кернеудің дұрыс орналасқан кезінде VT6 қорек көзінің кернеуінің арқасында + Еп1 и ‑ Еп2 диодтардың анодына катодына қарағанда дұрыс кернеу берілді. Екі транзитордың базасы да ауыспалы токпен жерсізденген деп есептеуге болады, себебі диодтардың кедергілері ауыспалы құраушыда нөлге жақын. VT7 және VT8 транзисторлары кезекпен ашық. Кернеудің дұрыс орналасқан кезінде VT6 коллектордан берген кезінде транзистор VT8 жабылады, ал VT7 ашылады. Ток мына тізбекпен ағады: + Еп1, кэVT7, Rн, ‑ Еп1. Кернеудің кері орналасқан кезінде VT6 коллектордан берген кезінде транзистор VT7 жабылады, ал VT8 ашылады. Ток мына тізбекпен ағады: + Еп2, Rн, кэVT8, ‑ Еп2. 1.3.3 Сыртқы тізбектер. Операциялық күшейткіштерде сыртқы тізбектер қолданылады: а) жиілік сипаттаманың коррекциялау тізбектері – жиілікті-тәуелді RC-тізбектері; б) нөлдік кірісін ескере, шығысында нөлдік кернеуді орнату үшін теңестіру тізбектері; в) қорғаныш тізбектері: 1) жоғары кіріс кернеуінде кірісіндегі тесіктен; 2) шығысындағы қысқа тұйықталудан шамамен 400 ом резистор жүйелі қосылады; 3) қосылудың дұрыс емес қарама-қарсылығынан қоректену қайнарының кері полюстенуінен; 4) қорек көзінің қатты қызып кетуінен; г) кері байланыс тізбектері. Әдетте, ОК-да жағымсыз кері байланыс қолданылады, себебі онсыз кезінде де күшейту коэффициенті шексіздікке ұмтылады және шекті мәнге жете алады. Жағымсыз кері байланыс рұқсат етеді: берілген функциялармен схема құру; күшейту коэффициентінің керегіне қол жеткізу; схеманың тұрақтылығын арттыру; керекті және қол жеткізу; сызықты және сызықсыз бұрмалануларды азайту. Сигналдардың күшейткіші мен шешуші күшейткіштерді қарастырайық. 1.3.4 Инверторлаушы күшейткіш. Мына схемада (1.15 суретті қара) жорамалдарды қабыл аламыз: ;. (1.1) және болған соң, онда. Осыдан келе А нүктесін жерсіздендірген деп санауға болады. Кирхгофтың бірінші заңымен , ал болғандықтан, онда Iкір=0 және осыдан шығатыны . Инверторлаушы күшейткіштің күшейту коэффициентін анықтайық (1.2) 1.2 суретте көрсетілгендей, инверторлаушы күшейткіштің күшейту коэффициенті ОК параметрлеріне тәуелді емес, кері байланыс элементтерімен анықталады. Мұнда кернеу бойынша параллелді кері байланыс орын алады. Егер , онда (1.15 суретті кара) күшейткіш инвертор болып табылады. Кіріс токтарды симметрлеу үшін (теңестіру) R резисторы қойылады, ал ол параллелді жалғанған Rкб және R1 сияқты анықталады . 1.3.5 Терістемейтін күшейткіш. 1.16 а суретте терістемейтін күшейткішің схемасы көрсетілген. жүктеу/скачать 1,04 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|