Әдебиеттер

1. Мукашев К.М., Шадинова К.С. Основы электроники и схемотехники. -Алматы, 2008.

2. Мукашев К.М. Основы цифровой электроники. Алматы, 2002

3. Исаков Ю.А. Промышленная электроника. -М.: Мир. 1985.

4. Харченко В.М. Основы электроники. -М.: Советское радио.1982.

5. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. -М.: Энергоатомиздат. 1988.

5. Диодты және транзисторлы кілттер

Қажеттілігі: Электроника мен автоматикада диодты және транзисторлы кілттермен құрылған әртүрлі импульстық құрылғылар жиі қолданылады. Электрондық құрылғылардың импульстық режимде жұмыс істеуінің басқа түрлеріне қарағанда көптеген артықшылықтары бар. Солардың ішінде маңыздысы:

• импульстық тізбек белсенді жұмыс аралығында электр энергиясын арнайы жинақтағыш құрылғыларда шоғырландырып, тұтынушыға қысқа мерзім ішінде жеткізе алуында. Нәтижесінде тұтынушыға берілген импульстық қуат ток көзінің қуатынан әлдеқайда артық болады;

• транзисторлардың параметрлерінің температураға тәуелді болуына байланысты, импульстық құрылғылардың жұмысына сыртқы факторлардың әсері мейлінше төменгі дәрежеде болып келеді;

• импульстық техникада аппаратураның техникалық экономикалық көрсеткіштерін, әсіресе, сенімділігін арттырып, массасы мен габаритін, құнын төмендететін бір текті схемаларды қолданудың мүмкіндігі көбейеді.

Осындай себептерге байланысты кілттік схемалардың жұмыс істеу принципімен танысудың, зерттеу әдістерін игерудің іс жүзінде мәнісі зор.

Жұмыстың мақсаты: жартылай өткізгіш приборлармен құрылған кілттік схемалардың құрылу принципімен, зерттеу әдістерімен танысу.

Студент білуі тиіс:

1. Электронды – кемтікті ауысу және оның қасиеттері.

2. Биполярлы транзистордың құрылысы, негізгі принципі.

3. Биполярлы транзистордың қосылу схемалары, жұмысшы режимдері.

4. Транзистордың қанығу және шектелу режимдері.

5. Диодтың, транзистордың кілттік құрылғыларда қолданылуы.

Студент меңгеруі тиіс:

1. Жартылай өткізгіш диодтардың, транзисторлардың жарамдылығын тексеруді;G

2. Жартылай өткізгіш приборлардың таңбасын талдап, қолдану аясын анықтауды;

3. Приборлардың вольт-амперлік сипаттамасын тұрғызуды, статикалық параметрлерін анықтауды;

4. Транзистордың шекті режимдерін анықтауды;

5. Импульстық процестердің негізгі параметрлерін өлшеу әдістерін;

6. Кілттік режимдегі құрылғының сигналының кешігуін анықтауды;

7. Импульстық сигналдың аналогты сигналға қарағанда ерекшеліктерін көрсете білуді.

Жұмыстың қысқаша мазмұны

Импульстық схемалардың негізгі элементтеріне кірісіндегі сигнал арқылы басқарылатын кілт жатады. Электрондық кілттің міндеті- тұтынушының тізбегін комутациялау. Кілттің негізгі элементі - диод немесе транзистор. Электрондық кілттің сапасы тұйық кездегі кернеудің кемуімен, ажыратулы жағдайда ток күшінің шамасымен және бір күйден екінші күйге ауысу жылдамдығымен бағаланады. Электрондық кілт диодты немесе транзисторлы болып құрылады. Диодтың кілттік сипаты оның токты бір бағытта өткізу қабылетіне байланысты. Оны диодтың вольт-амперлік сипаттамасынан анық байқауға болады. Егер диодқа тура бағытта кернеу берілсе, оның осы бағыттағы кедергісі төмен, ал кері бағыттағы кедергісі өте үлкен екендігі белгілі., яғни (немесе)

Диодтың тұтынушымен қосылу тәсіліне қарай, кілттің тізіле және параллель қосылу схемалары қолданылады. Тізіле қосылу схемасында диод тұтынушыментізіле жалғанады (1а-сурет). Осы кездешарты орындалатын болса, кірістегі сигналдыңоң мәні кезінде, тізбектің шығысындағы кернеудікелесі теңдеуден табуға болады:

немесе

(1)

Кірістегі кернеудің теріс потенциалы кезінде

(2)

Басқаша айтқанда, оң мәнді кернеу диод арқылы өтіп, тұтынушыда кернеу туғызады, ал теріс потенциалды кернеу тұтынушыға өтпейді. Егер диодтың тізбекке қосылу бағыты қарама-қарсыға ауысатын болса(1б-сурет), тұтынушыға теріс таңбалы кернеу өтіп, оң таңбалы кернеу өте алмайды.

1-сурет. Диодты кілттің тізіле қосылу схемалары.

Кілттің бір күйден екінші күйге ауысуы диодтың инерттілігіне байланысты. Инерттілік дегеніміз кернеу берілген кезде диодтың базасының заряд тасымалдаушылармен қанығу мерзімімен, кернеу ажыраған кезде олардың тарап үлгеру уақытымен анықталатын шама. Сонымен қатар, кілттің ауысу жылдамдығына схеманың пайдасыз (паразиттік) сыйымдылықтарының да әсері бар.

Кілттік схемаларда транзистор толық жабық немесе толық ашық режимінде жұмыс істейді. Толық жабық режим- шектелу деп, толық ашық режим қанығу деп аталады. Транзисторлы кілтті басқару үшін оның базасына коллекторлық тізбекті қоса комутациялаушы оң мәнді кернеу беріледі (2а-сурет). Кілттің бастапқы күйі базалық резисторжәне базаға келтірілетін ығыстырушы кернеуге байланысты.

2-сурет. Транзисторлы кілттің схемасы (а) және кілттік режимдердегі транзистордың сипаттамасы (б).

Олардың көмегімен транзистор шектелу режиміне орналастырылады (2б - сурет). Мұндай жағдайда транзистор арқылы минималды токөтеді, транзистор жабық күйде деп есептеледі. Егер базалық тізбекке жеткілікті оң потенциал берілсе, транзистор қанығу режиміне ауысады. Коллекторлық тізбек арқылыток өтеді, кілт тұйықталу режиміне ауысады. Кілттің шектелу режиміндеқанығу режимінТранзисторлы кілт динамикалық режимде жұмыс істеген кезде оның базалық тізбегіне амплитудасыболатын басқарушы импульстық сигналберіледі (3-сурет). Уақытмерзіміне дейін, сонымен бірге базалық ток, сондықтан коллекторлық токта, яғни транзистор жабық. Транзистордың коллектор-эмиттер аралығының кедергісі өте үлкен. Сондықтан ток көзінің кернеуі түгелдей коллектор-эмиттер аралығында пайда болады. Уақытмерзіміне жеткен кезде, базалық кернеусекірмелі түрдешамасына жетеді. Онымен бірге базалық ток пайда болады, транзистор коллекторлық тізбек бойынша ашылып, коллекторлық токкөбейеді. Коллекторлық кернеутеңдеуіне сәйкес төмендейді. Заряд тасымалдаушы бөлшектердің қанығу мөлшеріне жетуімен,өткен кезде транзистор да қанығу режиміне ауысады, коллекторлық кернеуболып, коллекторлық ток максималды мәнге ие болады.

Уақыт мерзімі кезінде кілттің кірісіндегі кернеусекірмелі түрде азаяды. Сонымен бірге базалық және коллекторлық ток баяу азайып,аралығында нольге ұмтылады. Транзистор жабылып, коллекторлық кернеуток көзінің кернеуіне дейін көтеріледі. Келесі импульс базалық тізбекке келгенде, процесс қайталанады. Байқап тұрғандай, коллекторлық ток пен кернеу фронты мен қимасы бойыншажәнешамаларына базалық импульсқа қарағанда кешігіп туындайды.

_ф

3-сурет. Транзисторлы кілттің тізбегіндегі импульстық процестер.

Транзисторлық кілттің сапасыда ауысуларындағы заряд тасымалдаушылардың таралу жылдамдығына және паразиттік сыйымдылықтың шамасына байланысты. Транзисторлы кілттер импульстық техниканың логикалық элементтерінің негізін құрайтын маңызы зор құрылымдар. Логикалық элементтер түрлі импульстық генераторлардың, триггерлердің және т.б. негізгі құрылымдық компоненттері болып саналады.