|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Alan etkili transistördeki aşama sayısının hesaplanması üzerine. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Radyo amatör tasarımcısı Bu makalenin yazarı tarafından önerilen karakteristiklerinin doğrusal yaklaşımını kullanırsanız, alan etkili bir transistördeki farklı aşamaların sayısını hesaplamak çok daha kolay olacaktır. Belirli bir transistörün kesme voltajı ve ilk boşaltma akımı biliniyorsa, adımların bu şekilde hesaplanması uygulamayla iyi bir uyum sağlar. Hemen hemen tüm literatür kaynaklarının, alan etkili transistörlü amplifikatör aşamalarının yalnızca küçük sinyal AC modunda hesaplanmasını tanımladığı bilinmektedir. Transistörün başlangıç modunu seçmek için öneriler bulmak bile kolay değil. Bu arada, çoğu pratik durumda, kademelerin doğru akım kademelerini kullanarak hesaplanması daha gereklidir. Makalede önerilen yöntem, pratikte en sık karşılaşılan bileşenlerin (DC amplifikatörleri, akım stabilizatörleri vb.) aşamalarını hesaplamayı mümkün kılar. Bu hesaplamada, düşük ve orta frekans için küçük sinyal modunda alternatif akımın aşamaları sinyaller, DC aşamalarının daha genel hesaplanmasının yalnızca özel bir durumu olacaktır. Kesinlik sağlamak için, kendimizi yerleşik bir kanala sahip n-kanallı transistörleri düşünmekle sınırlayacağız; p kanalları için yalnızca voltaj polaritesini değiştirmeniz gerekir. Transistörün geçici özelliklerini lc=f(Uzi) ikinci dereceden bir fonksiyonla yaklaşık olarak hesaplamak gelenekseldir. Bu, tek kanallı transistörler için büyük ölçüde doğrudur, ancak uzun süredir üretim dışıdırlar. Şu anda, düşük güçlü alan etkili transistörler bile paralel bağlanmış birkaç kanal hücresinden oluşan bir düzenektir, yüksek güçlü olanlar ise birkaç yüze kadar, bazen binlercesini içerir. Bu ve diğer bazı faktörler nedeniyle, bu tür transistörlerin gerçek geçici tepkisi doğrusal ve ikinci dereceden fonksiyonlar arasında yer alır. Gerçek bir karakteristiğin ikinci dereceden bir fonksiyonla yaklaştırılması, adımların hesaplanmasında yalnızca bir komplikasyona yol açabilir ve bu, doğrulukta karşılık gelen bir artışla gerekçelendirilmez. Adımları hesaplamak için doğrusal bir yaklaşım kullanmak daha uygundur. Transistörün geçiş karakteristiğinde iki karakteristik nokta vardır - Uzi = 0'da belirlenen transistörün ilk boşaltma akımı Ico. ve sözde kesme voltajı Uotc (Şekil 1, a). Ve eğer ilkinde her şey açıksa, o zaman ikincisinde soru daha karmaşıktır.
Gerçek şu ki, geçici tepki asimptotik olarak Uzi eksenine yönelmektedir, bu nedenle drenaj akımının 0'a eşit olacağı voltajı (yani gerçek kesme voltajı) spesifik olarak belirtmek imkansızdır. Bu nedenle, U koşullu değeri kabul edildi - drenaj akımının 10 μA'ya eşit olduğu voltaj, yani kolayca ölçülebilir bir değer. Bununla birlikte, tam da bu noktaya yakın bir yerde karakteristik özellikle keskin bir bükülmeye sahiptir ve bu da doğrusal yaklaşımda hatanın en büyük bileşenini verir. İkinci noktayı viraj bölümünün başlangıcında belirlemek, örneğin dikliğin diferansiyel değerini azaltma kriteri veya drenaj akımının belirli bir değeri ile belirlemek daha doğru olacaktır. Ne yazık ki, modern alan etkili transistörlerin geçici özelliklerine ilişkin güvenilir istatistiklerin bulunmaması, bu sorunu net bir şekilde çözmemize izin vermiyor. Bu nedenle, iki standart noktaya (lco ve Uotc) dayanan doğrusal bir yaklaşımı kabul etmek zorundayız. Çoğu durumda eşlik eden hata% 15'i geçmez, bu da pratik için oldukça yeterlidir. İncirde. Şekil 1 ve kalın düz çizgi, transistörün gerçek özelliklerinin doğrusal bir yaklaşımını göstermektedir. İncirde. Şekil 2 örnek olarak bir kaynak takipçi devresini göstermektedir. Uin = 0 olduğunda (tekrarlayıcı girişini ortak bir kabloya kapatırsanız), çalışma noktası A, geçici yanıt ile yük düz çizgisi Ri'nin kesişiminde bulunur (Şekil 1). Gerçek çalışma noktası, gerçek geçici tepki ile yük düz çizgisinin kesişiminde bulunur - bu B noktasıdır. Şekil, doğrusal yaklaşımdan kaynaklanan hatanın doğasını göstermektedir.
Geçerli Istart için çalışma noktası A'nın başlangıç konumu şu ifadeyle belirlenir: Istart = Ico/(S·Ri+1). ve voltaj cinsinden Uinit·Ri = lco·Ri Rn/(S · Ri+1) olarak ifade edilebilir. burada S=lco/Uotc, karakteristiğin ortalama eğimidir ve Ri, Ri direncinin direncidir (Şekil 2). Kapı ortak bir kabloya bağlandığında tekrarlayıcı, akım dengeleyici iki terminalli bir ağ (akım dengeleyici) haline gelir. İlk formülü kullanarak stabilizasyon akımını hesaplayabilirsiniz. Cihazın akım stabilizasyon moduna girdiği minimum voltaj eşittir. Transistör kanalı UCi üzerindeki voltaj düşüşü, bir dizi çıkış özellikleriyle veya deneysel olarak belirlenir. Ri = 0 ise stabilizasyon akımı maksimumdur ve Ico'ya eşittir, çıkış direnci minimumdur ve transistörün çıkış direncine neredeyse eşittir. Kaynak takipçisinin girişine sabit (örneğin pozitif) bir voltaj Uin uygulandığında, çalışma noktası A konumuna kayar ve I akımına göre yeni koordinatı şu ifadeye karşılık gelir: It = Istart + ΔI = (Ico+Uin·S)/(S·Ri+1). Transistör kapatma voltajının değeri It=0 olarak belirlenir - Uotc'ye eşittir. Gerilim açısından, çalışma noktasının yeni konumu şu ilişkiyle ifade edilebilir: Ut=lt · Ri=Rи(lco+ Uin. · S)/(S · Ri+1). Pozitif değerler bölgesindeki giriş voltajının sınırları genellikle şu formülle tanımlanır: Uin=[Imax(S·Ri+1)-lco]/S, burada Imax, transistörün maksimum akımıdır. Maksimum akım değeri Imax. çeşitli faktörlerle sınırlıdır. Bu yüzden. pn bağlantısı şeklinde bir kapıya sahip transistörler için Ic0'ı aşmamalıdır, aksi takdirde kapı ileri eğilim moduna girecek ve transistörün giriş direnci keskin bir şekilde azalacaktır. Bunu dikkate alarak son formül basitleştirilmiştir: Uin = lCo·Ri. Negatif gerilim tarafındaki çalışma aralığının sınırı, transistörün başlangıç çalışma moduna bağlı değildir ve her zaman Uotc ile başlar. Yukarıdakilerden, çalışma aralığını genişletmek için büyük Uotc değerine sahip bir transistör seçmeniz gerektiği anlaşılmaktadır. Yalıtılmış bir kapı transistörü için değer yalnızca cihaz için izin verilen maksimum akım veya izin verilen güç kaybı ile sınırlıdır. Her durumda 1max. Upit/Ri'yi aşamaz. Belirli bir adım için adımları hesaplarken, yukarıda tartışılan faktörlerin her biri tarafından belirlenen I değerini bulun, en küçüğünü seçin ve formüllerde ikame edilen şey budur. Ut ifadesini dönüştürerek Ut = Ico·Ri/(S ·Ri+1 )+Uin · S ·Ri/ (S·Ri+1) elde ederiz. Bu formül, akış tekrarlayıcı için Uout = f(Uin,) karakteristiğinin doğrusal olduğunu açıkça göstermektedir. Kaynak takipçisi dönüşümünün Kns eğimi şuna eşittir: Kns = ΔImax/ ΔUin = S/(S·Ri + 1). Buna göre gerilim aktarım katsayısı Knu = Knl·Ri = S·Ri/(S·Ri+1). İncirde. Şekil 1b kaynak izleyicinin Iс = f(Uin) karakteristiğini göstermektedir. Transfer karakteristiği Uout = f(Uin) benzer bir forma sahiptir. Uout = Ic·Ki olduğundan. İncirde. Şekil 3, transistörün ortak bir kaynak devresine ve bir otomatik öngerilim direnci R'ye göre monte edildiği tipik bir amplifikatör aşamasının bir diyagramını göstermektedir.
Transistörün başlangıç modu bu direncin direnci ile belirlenir. Transistörün akım modunu ayarlarken (bir giriş sinyalinin yokluğunda), direncin direnci aşağıdaki formülle belirlenebilir: Ri = (Iсo"Istart)/Istart ·S. Tipik olarak, çalışma noktası karakteristiğin ortasında seçilir, yani Iin = Ico/2 ve Unin = Uotc/2 ve bu formül basitleştirilmiştir: Ri = I/S = Uotc/Ico. Çalışma noktasının karakteristik üzerindeki başlangıç konumu asimetrik olmalıdır (örneğin, asimetrik bir giriş sinyali durumunda), belirli bir Ustart değerinde Rand direncinin direnci, ilk ofset aşağıdaki formülle belirlenir: Rand = Ustart/(lco-Ustart·S). Transistörün drenajındaki voltaj Uc=Upit - Istart ·Rc'ye eşit olacaktır. Simetrik bir sinyalle, distorsiyon olmadığında çıkış voltajının maksimum salınımını sağlayan direnç Rc'nin direnci şu formülle bulunur: Rc = (Upit - Unstart)/2I. Çalışma noktası transistörün transfer karakteristiğinin ortasında seçilirse Rc=(Upit - 0.5Uotc)lco olur. Direnç Ri negatif bir geri besleme elemanıdır. Aşamanın iletim katsayısının azaltılması. İşletim sisteminin alternatif voltaj üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak için genellikle Şekil 3'de gösterilen Sbl engelleme kapasitörünü içerirler. XNUMX kesikli çizgi. Bu kapasitör ile giriş sinyalinin negatif yarım dalgalarının genliği, transistörün kesme voltajına eşit bir değeri aşmamalıdır. İşletim sisteminin alternatif voltaj üzerindeki etkisini başka bir şekilde ortadan kaldırmak mümkündür - kaynak devresine direnç yerine bir transistör, voltajı içinden akan akıma çok az bağlı olan bir eleman, örneğin doğrudan bağlı bir diyot dahil ederek , stabistör vb. Ancak böyle bir devre çözümü ancak bu eleman üzerindeki voltajın Uinit'e eşit olması durumunda mümkündür. Eleman üzerindeki voltaj biraz daha düşükse, buna seri olarak küçük dirençli ek bir direnç bağlanır. Ortak kaynak devresine göre monte edilen bir kademenin iletim katsayısı Knu, iyi bilinen şu ifadeyle belirlenir: Knu=S·Rc. Kaynak devresinde bir direnç varsa, Knu azalır: Knu=S·Rc/ (S ·Ri+1 )=lco ·Rc/(lco ·Ri+Uotc). Transistör VT1'in drenajındaki sinyal (çıkış 1) girişle antifazdadır ve kaynaktaki sinyal (çıkış 2) aynı fazdadır, bu da bu aşamanın bir faz ayırıcı olarak kullanılmasına izin verir. Tipik olarak, her iki çıkıştaki sinyallerin genlik değerlerinin eşit olmasını sağlamak için faz ayırıcılar gerekir: Uout1 = Uout2 veya lc·Rc=l·Ri. lc = l olduğundan ve genliklerin eşitliği koşulu şuna benzer: Rc = Ri. Bu durumda her iki çıkış için iletim katsayısı değerleri eşit olacaktır. Transfer katsayısı, Rc ve Ri dirençlerinin direnci. ve diğer gerekli parametreler yukarıda sunulan formüller kullanılarak hesaplanabilir. Örneğin, Şekil 3'deki diyagrama göre bir aşamanın hangi koşullar altında gerçekleştiğini ele alalım. Çıkış 1'deki 1 dönüş, Knu = XNUMX olan doğrusal bir invertöre dönüşür. Son formülde Knu'yu birliğe eşitlersek şunu elde ederiz: Rc - Ri = 1/S = Uоtc/Ico. Bipolar transistördeki benzer aşamaya benzetilerek böyle bir aşamaya drenaj takipçisi denilebilir. Yazar: A. Mezhlumyan, Moskova
Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor
06.05.2024 Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D
06.05.2024 Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024
▪ Rüzgar türbinleri su altında ▪ İnekler iyimserler ve kötümserler olarak ikiye ayrılır ▪ Yakalanan asteroitlere astronotlar gönderilecek
▪ Sitenin ekili ve yabani bitkiler bölümü. Makale seçimi ▪ Claudius Claudian'ın makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ makale GPS ve GLONAS nedir? ayrıntılı cevap ▪ Derbennik makalesi. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Ocak-4. Rölanti regülatörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Yükselen kutular. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri