7.1 Proračun radne tačke. Tranzistor VT2

Slika 7.1 - Preliminarni krug pojačala

Uzmimo Rk = 80 Ohm.

Osim toga, pri odabiru tranzistora treba uzeti u obzir: f = 17,5 MHz.

Tranzistor 2T3129A9 ispunjava ove zahtjeve. Međutim, podaci o njegovim parametrima pri datoj struji i naponu su nedovoljni, pa biramo sljedeću radnu tačku:

Iko = 15mA,

Tabela 7.1 - Parametri korištenog tranzistora

Ime	Oznaka	Vrijednosti
	Kapacitet kolektorskog spoja
	Kapacitet emiterskog spoja
	Granična frekvencija tranzistora
	Koeficijent prijenosa statičke struje u kolu sa OE
	Temperatura okoline
	Konstantna struja kolektora
	Temperatura prijelaza
	Konstantna disipacija snage (bez hladnjaka)

Izračunajmo parametre ekvivalentnog kola za dati tranzistor koristeći formule 5.1 - 5.13.

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, gdje

otpor rb-baze,

re= ==2,5 Ohm, gde

otpor ponovnog emitera.

gbe===3,96 mSm, gdje

gbe-baza-emiter provodljivost,

Ce===2,86 pF, gdje

Kapacitet emitera,

Ri= =400 Ohm, gde

7.1.1 Proračun korekcije emitera

gdje je dubina povratne sprege;

f u kaskadi je jednako:

Prihvatimo onda:

f u kaskadi je jednako:

7.1.2 Proračun sheme termičke stabilizacije

Koristimo stabilizaciju emitera jer je odabran tranzistor male snage, osim toga, stabilizacija emitera se već koristi u proračunatom pojačalu. Kolo termalne stabilizacije emitera prikazano je na slici 4.1.

Procedura obračuna:

1. Odaberite napon emitera, struju razdjelnika i napon napajanja;

2. Zatim ćemo izračunati.

Napon emitera se bira da bude jednak poretku. Hajde da izaberemo.

Struja djelitelja se bira da bude jednaka, gdje je bazna struja tranzistora i izračunava se po formuli:

Napon napajanja se izračunava pomoću formule: V

Vrijednosti otpornika se izračunavaju pomoću sljedećih formula:

U temperaturnom rasponu od 0 do 50 stepeni za krug izračunat na sličan način, rezultirajući gubitak struje mirovanja tranzistora, u pravilu, ne prelazi (10-15)%, odnosno krug ima sasvim prihvatljivu stabilizaciju .

7.2 Tranzistor VT1

Kao tranzistor VT1 koristimo tranzistor 2T3129A9 sa istom radnom tačkom kao i za tranzistor VT2:

Iko = 15mA,

Uzmimo Rk = 80 Ohm.

Izračunajmo parametre ekvivalentnog kola za dati tranzistor koristeći formule 5.1 - 5.13 i 7.1 - 7.3.

Sk(potrebno)=Sk(prolaz)*=12=12 pF, gdje je

Sk(potrebna)-kapacitivnost kolektorskog spoja na datom Uke0,

Sk(pasp) je referentna vrijednost kapaciteta kolektora na Uke(pasp).

rb= =10 Ohm; gb==0,1 cm, gdje

otpor rb-baze,

Referentna vrijednost konstante povratne sprege.

re= ==2,5 Ohm, gde

otpor ponovnog emitera.

gbe===3,96 mSm, gdje

gbe-baza-emiter provodljivost,

Referentna vrijednost koeficijenta prijenosa statičke struje u kolu zajedničkog emitera.

Ce===2,86 pF, gdje

Kapacitet emitera,

ft-referentna vrijednost granične frekvencije tranzistora na kojoj je =1

Ri je izlazni otpor tranzistora,

Uke0(add), Ik0(add) - respektivno, nazivne vrijednosti dozvoljenog napona na kolektoru i konstantne komponente struje kolektora.

Ulazni otpor i ulazni kapacitet stupnja opterećenja.

Gornja granična frekvencija je predviđena da svaki stepen ima 0,75 dB izobličenja. Preporučljivo je uvesti ispravku.

7.2.1 Proračun korekcije emitera

Kolo za korekciju emitera prikazano je na slici 7.2.

Slika 7.2 - Korekcijski krug emitera srednjeg stupnja

Korekcija emitera se uvodi kako bi se ispravila izobličenja frekventnog odziva koja unosi tranzistor, povećavajući amplitudu signala na spoju baza-emiter sa povećanjem frekvencije pojačanog signala.

Kaskadno pojačanje je opisano izrazom:

gdje je dubina povratne sprege;

in i parametri izračunati pomoću formula 5.7, 5.8, 5.9.

S obzirom na vrijednost F, vrijednost je data sa:

f u kaskadi je jednako:

Prihvatimo onda:

f u kaskadi je jednako:

Prekidačko pojačalo

Kao što je već naznačeno, tranzistor GT320A odabran je za rad u preliminarnim fazama. Vrijednosti parametara date u priručniku mjerene su na određenim vrijednostima CEC i IKO...

Proračun uređaja za pojačanje

Radna tačka je fiksirana otporima R12 i R22. Prema izlaznim karakteristikama tranzistora, IBa2 = 53,33 μA. Prema ulaznim karakteristikama tranzistora, UBEa2 = 698 mV...

Pulsno pojačalo

Izračunajmo radnu tačku na dva načina: 1. Kada se koristi aktivni otpor Rk u kolu kolektora. 2. Kada koristite prigušnicu u kolu kolektora. 1...

Pulsno pojačalo

Početni podaci za izradu kursa nalaze se u tehničkim specifikacijama. Prosečan statistički tranzistor daje pojačanje od 20 dB, prema našim uputstvima je 40 dB, odavde dobijamo da će naše pojačalo imati najmanje 2 stepena...

Korektor pojačala

Izračunajmo radnu tačku tranzistora za stepen otpora i prigušnice koristeći formule: , (4.1) gdje je amplituda napona na izlazu pojačala, otpor opterećenja...

Kao što je gore navedeno, kao izlazni stepen koristit ćemo kaskadu s paralelnom negativnom povratnom spregom, koja ima najveću propusnost kada radi na kapacitivnom opterećenju...

Laserski modulator pojačalo

Prilikom izračunavanja potrebnog istosmjernog režima tranzistora srednjeg i ulaznog stupnja, treba se fokusirati na omjere date u paragrafu 3.3.1, uzimajući u obzir ono što je zamijenjeno ulaznim otporom sljedećeg stepena. Ali...Pojačalo za 1-12 TV kanala

Prilikom proračuna režima predterminalne kaskade slažemo se da se sve kaskade napajaju iz jednog izvora napona nominalne vrijednosti Ep. Pošto je Ep=Uk0, onda se prema tome Uk0 u svim kaskadama uzima isto...

Uzmimo Uout 2 puta veći od navedene vrijednosti, jer se dio izlazne snage gubi u zaštiti okoliša. Uout=2Uout(set)=2 (V) Izračunajte izlaznu struju: Iout===0,04 (A) Izračunajte kaskade sa otpornikom i induktivnošću u kolu kolektora: Slika 2.2.1...

Pojačalo prijemne jedinice širokopojasnog lokatora

Prilikom izračunavanja potrebnog načina rada tranzistora srednjeg i ulaznog stupnja za jednosmjernu struju, trebali biste se fokusirati na omjere date u paragrafu 2.2.1, uzimajući u obzir ono što je zamijenjeno ulaznim otporom sljedećeg stupnja. ali...

Pojačalo sa povratnom spregom

Radnu tačku biramo pomoću formula: mA. UkA=Umn+Umin= V PkA=UkAIkA=100 mW Odaberite tranzistor sa parametrima: Ikmax=22 mA, Ukmax=18 V, Pmax=400 mW. Takav tranzistor bi mogao biti KT339A. Ova radna tačka odgovara baznoj struji od 275 μA, a napon Ueb = 0...

Pojačalo sa povratnom spregom

Na sl. Na slici 2.16 prikazan je dijagram logičkog elementa sa indukovanim kanalom tipa n (tzv. n MIS tehnologija). Glavni tranzistori VT 1 i VT 2 su povezani serijski, tranzistor VT 3 djeluje kao opterećenje. U slučaju kada je na oba ulaza elementa primijenjen visoki napon U 1 (x 1 = 1, x 2 = 1), oba tranzistora VT 1 i VT 2 su otvorena i na izlazu je postavljen niski napon U 0. U svim ostalim slučajevima, najmanje jedan od tranzistora VT 1 ili VT 2 je zatvoren i napon U 1 je postavljen na izlazu. Dakle, element obavlja logičku funkciju I-NE.

Na sl. Slika 2.17 prikazuje dijagram ILI-NE elementa. Na njegovom izlazu se postavlja nizak napon U 0 ako barem jedan od ulaza ima visoki napon U 1 , otvarajući jedan od glavnih tranzistora VT 1 i VT 2 .

Prikazano na sl. 2.18 dijagram je dijagram NOR-NE elementa KMDP tehnologije. U njemu su tranzistori VT 1 i VT 2 glavni, tranzistori VT 3 i VT 4 su opterećenje. Neka visoki napon U 1. U ovom slučaju, tranzistor VT 2 je otvoren, tranzistor VT 4 je zatvoren i, bez obzira na nivo napona na drugom ulazu i stanje preostalih tranzistora, na izlazu se postavlja nizak napon U 0. Element implementira logičku ILI-NE operaciju.

CMPD kolo karakterizira vrlo niska potrošnja struje (a samim tim i snaga) iz izvora napajanja.

Logički elementi integralne injekcijske logike

Na sl. Slika 2.19 prikazuje topologiju logičkog elementa integralne logike ubrizgavanja (I 2 L). Za stvaranje takve strukture potrebne su dvije faze difuzije u silicijumu sa n-tipom provodljivosti: tokom prve faze formiraju se regioni p 1 i p 2, a tokom druge faze formiraju se regioni n 2.

Element ima strukturu p 1 -n 1 -p 2 -n 1 . Pogodno je razmotriti takvu četveroslojnu strukturu zamišljajući je kao vezu dvije konvencionalne troslojne tranzistorske strukture:

str 1 -n 1 -p 2 n 1 -p 2 -n 1

Dijagram koji odgovara ovom prikazu prikazan je na slici 2.20, a. Razmotrimo rad elementa prema ovoj shemi.

Tranzistor VT 2 sa strukturom tipa n 1 -p 2 -n 1 obavlja funkcije pretvarača s nekoliko izlaza (svaki kolektor formira poseban izlaz elementa prema otvorenom kolektorskom kolu).

Tranzistor VT 2, tzv injektor, ima strukturu poput p 1 -n 1 -p 2 . Pošto je površina n 1 ovih tranzistora zajednička, emiter tranzistora VT 2 mora biti povezan sa bazom tranzistora VT 1; prisustvo zajedničkog područja p 2 dovodi do potrebe povezivanja baze tranzistora VT 2 sa kolektorom tranzistora VT 1. Ovo stvara vezu između tranzistora VT 1 i VT 2, prikazanih na slici 2.20a.

Budući da emiter tranzistora VT 1 ima pozitivan potencijal, a baza je na nultom potencijalu, emiterski spoj je prednapredan i tranzistor je otvoren.

Struja kolektora ovog tranzistora može se zatvoriti ili preko tranzistora VT 3 (pretvarač prethodnog elementa) ili preko emiterskog spoja tranzistora VT 2.

Ako je prethodni logički element u otvorenom stanju (tranzistor VT 3 je otvoren), tada na ulazu ovog elementa postoji niska razina napona, koja, djelujući na osnovu VT 2, drži ovaj tranzistor u zatvorenom stanju. Struja injektora VT 1 se zatvara kroz tranzistor VT 3. Kada je prethodni logički element zatvoren (tranzistor VT 3 je zatvoren), struja kolektora injektora VT 1 teče u bazu tranzistora VT 2, a ovaj tranzistor je postavljeno u otvoreno stanje.

Dakle, kada je VT 3 zatvoren, tranzistor VT 2 je otvoren i, obrnuto, kada je VT 3 otvoren, tranzistor VT 2 je zatvoren. Otvoreno stanje elementa odgovara stanju log.0, a zatvoreno stanje log.1.

Injektor je izvor jednosmerne struje (koja može biti zajednička za grupu elemenata). Često koriste konvencionalnu grafičku oznaku elementa, prikazanu na Sl. 2.21, b.

Na sl. 2.21a prikazuje kolo koje implementira operaciju ILI-NE. Povezivanje kolektora elemenata odgovara radu tzv instalacija I. Zaista, dovoljno je da je barem jedan od elemenata u otvorenom stanju (log.0 stanje), tada će se struja injektora sljedećeg elementa zatvoriti kroz otvoreni pretvarač i uspostaviti nizak nivo log.0 na kombinovani izlaz elemenata. Posljedično, na ovom izlazu se formira vrijednost koja odgovara logičkom izrazu x 1 · x 2. Primjena de Morgan transformacije na njega dovodi do izraza x 1 · x 2 = . Stoga ova veza elemenata zaista implementira operaciju ILI-NE.

Logički elementi AND 2 L imaju sljedeće prednosti:

pružaju visok stepen integracije; u proizvodnji I 2 L kola koriste se isti tehnološki procesi kao i u proizvodnji integrisanih kola na bipolarnim tranzistorima, ali je manji broj tehnoloških operacija i potrebnih fotomaski;

koristi se smanjeni napon (oko 1V);

pružaju mogućnost razmjene snage u širokom rasponu performansi (potrošnja energije se može promijeniti za nekoliko redova veličine, što će odgovarajuće dovesti do promjene performansi);

se dobro slažu sa TTL elementima.

Na sl. Slika 2.21b prikazuje dijagram prijelaza sa I 2 L elemenata na TTL element.

7.2 Tranzistor VT1

Kao tranzistor VT1 koristimo tranzistor KT339A sa istom radnom tačkom kao i za tranzistor VT2:

Uzmimo Rk = 100 (Ohm).

Izračunajmo parametre ekvivalentnog kola za dati tranzistor koristeći formule 5.1 - 5.13 i 7.1 - 7.3.

Sk(req)=Sk(prolaz)*=2×=1,41 (pF), gdje je

Sk(potrebna)-kapacitivnost kolektorskog spoja na datom Uke0,

Sk(pasp) je referentna vrijednost kapaciteta kolektora na Uke(pasp).

rb= =17,7 (Ohm); gb==0,057 (Cm), gdje

otpor rb-baze,

Referentna vrijednost konstante povratne sprege.

re= ==6,54 (Ohm), gdje

otpor ponovnog emitera.

gbe===1.51(mS), gdje

gbe-baza-emiter provodljivost,

Referentna vrijednost koeficijenta prijenosa statičke struje u kolu zajedničkog emitera.

Ce===0,803 (pF), gdje

C je kapacitet emitera,

ft-referentna vrijednost granične frekvencije tranzistora na kojoj je =1

Ri= =1000 (Ohm), gdje

Ri je izlazni otpor tranzistora,

Uke0(add), Ik0(add) - respektivno, nazivne vrijednosti dozvoljenog napona na kolektoru i konstantne komponente struje kolektora.

– ulazni otpor i ulazni kapacitet stupnja opterećenja.

Gornja granična frekvencija je predviđena da svaki stepen ima 0,75 dB izobličenja. Ova vrijednost f zadovoljava tehničke specifikacije. Nije potrebna korekcija.

7.2.1 Proračun sheme termičke stabilizacije

Kao što je rečeno u paragrafu 7.1.1, u ovom pojačalu je termička stabilizacija emitera najprihvatljivija jer je tranzistor KT339A male snage, a pored toga stabilizaciju emitera je lako implementirati. Kolo termalne stabilizacije emitera prikazano je na slici 4.1.

Procedura obračuna:

1. Odaberite napon emitera, struju razdjelnika i napon napajanja;

2. Zatim ćemo izračunati.

Struja djelitelja se bira da bude jednaka, gdje je bazna struja tranzistora i izračunava se po formuli:

Napon napajanja se izračunava pomoću formule: (V)

Vrijednosti otpornika se izračunavaju pomoću sljedećih formula:

8. Izobličenje koje unosi ulazno kolo

Šematski dijagram kaskadnog ulaznog kola prikazan je na Sl. 8.1.

Slika 8.1 - Šematski dijagram kaskadnog ulaznog kola

Pod uslovom da je ulazna impedancija kaskade aproksimirana paralelnim RC krugom, koeficijent prijenosa ulaznog kola u visokofrekventnom području opisuje se izrazom:

– ulazni otpor i ulazni kapacitet kaskade.

Vrijednost ulaznog kola se izračunava pomoću formule (5.13), gdje se vrijednost zamjenjuje.

9. Izračunavanje C f, R f, C r

Šema strujnog kruga pojačala sadrži četiri spojna kondenzatora i tri stabilizacijska kondenzatora. Tehničke specifikacije kažu da izobličenje ravnog vrha impulsa ne bi trebalo biti veće od 5%. Stoga, svaki kondenzator za spajanje ne bi trebao izobličiti ravni vrh impulsa za najviše 0,71%.

Distorzija ravnog vrha se izračunava pomoću formule:

gdje je τ i trajanje impulsa.

Izračunajmo τ n:

τ n i C p povezani su relacijom:

gdje su R l, R p otpor lijevo i desno od kapacitivnosti.

Izračunajmo C r. Ulazni otpor prvog stupnja jednak je otporu paralelno povezanih otpora: ulaznog tranzistora, Rb1 i Rb2.

R p =R u ||R b1 ||R b2 =628 (Ohm)

Izlazni otpor prvog stupnja jednak je paralelnom spoju Rk i izlaznom otporu tranzistora Ri.

R l =Rk||Ri=90,3(Ohm)

R p =R u ||R b1 ||R b2 =620 (Ohm)

R l =Rk||Ri=444(Ohm)

R p =R u ||R b1 ||R b2 =48 (Ohm)

R l =Rk||Ri=71(Ohm)

R p =R n =75 (Ohm)

gdje je C p1 razdjelni kondenzator između Rg i prvog stupnja, C 12 - između prve i druge kaskade, C 23 - između drugog i trećeg, C 3 - između završnog stupnja i opterećenja. Postavljanjem svih ostalih kontejnera na 479∙10 -9 F, osigurat ćemo pad koji je manji od potrebnog.

Izračunajmo R f i C f (U RF = 1V):

10. Zaključak

U ovom predmetnom projektu razvijeno je impulsno pojačalo pomoću tranzistora 2T602A, KT339A i ima sljedeće tehničke karakteristike:

Gornja granica frekvencije 14 MHz;

Pojačanje 64 dB;

Otpor generatora i opterećenja 75 Ohm;

Napon napajanja 18 V.

Kolo pojačala prikazano je na slici 10.1.

Slika 10.1 - Krug pojačala

Prilikom proračuna karakteristika pojačala korišćen je sledeći softver: MathCad, Work Bench.

Književnost

1. Poluprovodnički uređaji. Tranzistori srednje i velike snage: Imenik / A.A. Zaitsev, A.I. Mirkin, V.V. Mokryakov i drugi Uredili A.V. Golomedova.-M.: Radio i komunikacija, 1989.-640 str.

2. Proračun visokofrekventnih korektivnih elemenata pojačivača na bipolarnim tranzistorima. Obrazovno-metodološki priručnik o dizajnu kurseva za studente radiotehničkih specijalnosti / A.A. Titov, Tomsk: Vol. stanje Univerzitet za upravljačke sisteme i radioelektroniku, 2002. - 45 str.

Direktan rad. Radna linija prolazi kroz tačke Uke=Ek i Ik=Ek÷Rn i siječe grafike izlaznih karakteristika (bazne struje). Da bi se postigla najveća amplituda pri proračunu impulsnog pojačivača, radna tačka je odabrana bliže najnižem naponu jer će završni stupanj imati negativan impuls. Prema grafikonu izlaznih karakteristika (slika 1), pronađene su vrijednosti IKpost = 4,5 mA, ....

Proračun Sf, Rf, sri 10. Zaključak Literatura TEHNIČKI ZADATAK br. 2 za projektovanje predmeta iz discipline „Kola nuklearne elektrane“ za studenta 180 Kurmanov B.A. Tema projekta: Impulsni pojačavač Otpor generatora Rg = 75 Ohm. Pojačanje K = 25 dB. Trajanje impulsa 0,5 μs. Polaritet je "pozitivan". Radni odnos 2. Vrijeme poravnanja 25 ns. Pustiti...

Da bi se uskladio sa otporom opterećenja potrebno je ugraditi emiterski sledbenik nakon stepena pojačanja, nacrtajmo kolo pojačala: 2.2 Proračun statičkog režima pojačala Računamo prvi stepen pojačanja. Odabiremo radnu tačku za prvi stepen pojačala. Njegove karakteristike:...

Otpor izvora ulaznog signala, a samim tim i promena uslova optimalnosti tokom zračenja ne dovodi do dodatnog povećanja šuma. Efekti zračenja u IOU. Utjecaj AI na parametre IOU. Integrisana operaciona pojačala (IOA) su visokokvalitetna precizna pojačala koja pripadaju klasi univerzalnih i multifunkcionalnih analognih...

Ako uzmemo, na primjer, tranzistor MJE3055T ima maksimalnu struju od 10A, a dobitak je samo oko 50, da bi se potpuno otvorio, potrebno je upumpati oko dvjesto miliampera struje u bazu; Običan MK izlaz neće podnijeti toliko, ali ako spojite slabiji tranzistor između njih (neku vrstu BC337) koji može povući ovih 200 mA, onda je lako. Ali to je zato da on zna. Šta ako od improvizovanog smeća morate napraviti kontrolni sistem - dobro će vam doći.

U praksi, gotov tranzistorski sklopovi. Izvana se ne razlikuje od konvencionalnog tranzistora. Isto telo, iste tri noge. Samo što ima veliku snagu, a kontrolna struja je mikroskopska :) U cjenovnicima se obično ne zamaraju i pišu jednostavno - Darlington tranzistor ili kompozitni tranzistor.

Na primjer par BDW93C(NPN) i BDW94S(PNP) Evo njihove interne strukture iz tablice sa podacima.

Štaviše, postoje Darlington skupštine. Kada se više upakuje u jedan paket odjednom. Neizostavna stvar kada trebate upravljati nekim moćnim LED ekranom ili koračnim motorom (). Odličan primjer takve konstrukcije - vrlo popularan i lako dostupan ULN2003, sposoban za povlačenje do 500 mA za svaki od njegovih sedam sklopova. Izlazi su mogući uključiti paralelno da povećate trenutnu granicu. Ukupno, jedan ULN može nositi čak 3,5 A kroz sebe ako su svi njegovi ulazi i izlazi paralelni. Ono što me raduje je to što je izlaz nasuprot ulaza, vrlo je zgodno postaviti tablu ispod njega. Direktno.

Datasheet prikazuje unutrašnju strukturu ovog čipa. Kao što vidite, ovdje se nalaze i zaštitne diode. Uprkos činjenici da su nacrtani kao da su operaciona pojačala, ovde je izlaz tipa otvorenog kolektora. Odnosno, može samo kratki spoj na zemlju. Šta postaje jasno iz istog lista podataka ako pogledate strukturu jednog ventila.

U ovom članku ćemo govoriti o multivibratoru, kako radi, kako spojiti opterećenje na multivibrator i proračunu tranzistorskog simetričnog multivibratora.

Multivibrator je jednostavan pravougaoni generator impulsa koji radi u autooscilatornom modu. Za rad vam je potrebna samo baterija ili drugi izvor napajanja. Razmotrimo najjednostavniji simetrični multivibrator koji koristi tranzistore. Njegov dijagram je prikazan na slici. Multivibrator može biti složeniji ovisno o potrebnim funkcijama koje se obavljaju, ali svi elementi prikazani na slici su obavezni, bez njih multivibrator neće raditi.

Rad simetričnog multivibratora zasniva se na procesima punjenja i pražnjenja kondenzatora, koji zajedno sa otpornicima formiraju RC kola.

Ranije sam pisao o tome kako RC kola rade u svom članku Kondenzator, koji možete pročitati na mojoj web stranici. Na internetu, ako nađete materijal o simetričnom multivibratoru, predstavljen je kratko i nerazumljivo. Ova okolnost ne dopušta početnicima radio-amaterima da bilo šta razumiju, već samo pomaže iskusnim inženjerima elektronike da se nešto sjete. Na zahtjev jednog od posjetilaca moje stranice, odlučio sam da otklonim ovu prazninu.

Kako radi multivibrator?

U početnom trenutku napajanja, kondenzatori C1 i C2 se isprazne, pa je njihov strujni otpor nizak. Nizak otpor kondenzatora dovodi do "brzog" otvaranja tranzistora uzrokovanog protokom struje:

— VT2 duž putanje (prikazano crvenom bojom): „+ napajanje > otpornik R1 > nizak otpor ispražnjenog C1 > spoj baza-emiter VT2 > — napajanje“;

— VT1 duž putanje (prikazano plavom bojom): „+ napajanje > otpornik R4 > nizak otpor ispražnjenog C2 > spoj baza-emiter VT1 > — napajanje.“

Ovo je "nestabilan" način rada multivibratora. Traje vrlo kratko, određeno samo brzinom tranzistora. I ne postoje dva tranzistora koja su apsolutno identična u parametrima. Koji god se tranzistor brže otvori, ostaće otvoren - "pobjednik". Pretpostavimo da se u našem dijagramu ispostavi da je VT2. Zatim, kroz mali otpor ispražnjenog kondenzatora C2 i nizak otpor spoja kolektor-emiter VT2, baza tranzistora VT1 će biti kratko spojena na emiter VT1. Kao rezultat toga, tranzistor VT1 će biti prisiljen zatvoriti - "postati poražen".

Budući da je tranzistor VT1 zatvoren, dolazi do “brzog” punjenja kondenzatora C1 duž putanje: “+ napajanje > otpornik R1 > nizak otpor ispražnjenog C1 > spoj baza-emiter VT2 > — napajanje.” Ovo punjenje se javlja gotovo do napona napajanja.

Istovremeno, kondenzator C2 se puni strujom obrnutog polariteta duž putanje: "+ izvor napajanja > otpornik R3 > mali otpor ispražnjenog C2 > spoj kolektor-emiter VT2 > — izvor napajanja." Trajanje punjenja je određeno ocjenama R3 i C2. Oni određuju vrijeme u kojem je VT1 u zatvorenom stanju.

Kada se kondenzator C2 napuni na napon približno jednak naponu od 0,7-1,0 volti, njegov otpor će se povećati i tranzistor VT1 će se otvoriti s naponom primijenjenim duž putanje: „+ napajanje > otpornik R3 > spoj baza-emiter VT1 > - napajanje.” U ovom slučaju, napon napunjenog kondenzatora C1, kroz otvoreni kolektor-emiterski spoj VT1, će se primijeniti na spoj emiter-baza tranzistora VT2 s obrnutim polaritetom. Kao rezultat toga, VT2 će se zatvoriti, a struja koja je prethodno prošla kroz otvoreni spoj kolektor-emiter VT2 će teći kroz krug: „+ napajanje > otpornik R4 > mali otpor C2 > spoj baza-emiter VT1 > — napajanje. ” Ovaj krug će brzo napuniti kondenzator C2. Od ovog trenutka počinje "stabilan" način samogeneracije.

Rad simetričnog multivibratora u "stabilnom" načinu generiranja

Počinje prvi poluciklus rada (oscilacija) multivibratora.

Kada je tranzistor VT1 otvoren, a VT2 zatvoren, kao što sam upravo napisao, kondenzator C2 se brzo puni (od napona od 0,7...1,0 volti jednog polariteta, do napona izvora napajanja suprotnog polariteta) duž kruga : “+ napajanje > otpornik R4 > mali otpor C2 > spoj baza-emiter VT1 > - napajanje.” Osim toga, kondenzator C1 se polako puni (od napona izvora napajanja jednog polariteta, do napona od 0,7...1,0 volti suprotnog polariteta) duž strujnog kola: „+ napajanje > otpornik R2 > desna ploča C1 > lijevo ploča C1 > kolektor-emiterski spoj tranzistora VT1 > - - izvor napajanja.”

Kada, kao rezultat punjenja C1, napon na bazi VT2 dostigne vrijednost od +0,6 volti u odnosu na emiter VT2, tranzistor će se otvoriti. Stoga će se napon napunjenog kondenzatora C2, kroz otvoreni kolektor-emiterski spoj VT2, primijeniti na spoj emiter-baza tranzistora VT1 s obrnutim polaritetom. VT1 će se zatvoriti.

Počinje drugi poluciklus rada (oscilacija) multivibratora.

Kada je tranzistor VT2 otvoren, a VT1 zatvoren, kondenzator C1 se brzo puni (od napona od 0,7...1,0 volti jednog polariteta, do napona izvora napajanja suprotnog polariteta) duž kruga: „+ napajanje > otpornik R1 > niski otpor C1 > bazni emiterski spoj VT2 > - napajanje.” Osim toga, kondenzator C2 se polako puni (od napona izvora napajanja jednog polariteta, do napona od 0,7...1,0 volti suprotnog polariteta) duž strujnog kola: „desna ploča C2 > spoj kolektor-emiter od tranzistor VT2 > - napajanje > + izvor napajanja > otpornik R3 > lijeva ploča C2". Kada napon na bazi VT1 dostigne +0,6 volti u odnosu na emiter VT1, tranzistor će se otvoriti. Stoga će se napon napunjenog kondenzatora C1, kroz otvoreni kolektor-emiterski spoj VT1, primijeniti na spoj emiter-baza tranzistora VT2 sa obrnutim polaritetom. VT2 će se zatvoriti. U ovom trenutku završava se drugi poluperiod oscilacije multivibratora, a prvi poluperiod počinje ponovo.

Proces se ponavlja sve dok se multivibrator ne isključi iz izvora napajanja.

Metode za povezivanje tereta na simetrični multivibrator

Pravokutni impulsi se uklanjaju iz dvije točke simetričnog multivibratora– tranzistorski kolektori. Kada je na jednom kolektoru “visok” potencijal, onda na drugom kolektoru postoji “niski” potencijal (nema ga), i obrnuto – kada je na jednom izlazu “niski” potencijal, tada postoji “visok” potencijal s druge strane. Ovo je jasno prikazano na vremenskom grafikonu ispod.

Opterećenje multivibratora mora biti spojeno paralelno s jednim od kolektorskih otpornika, ali ni u kojem slučaju paralelno sa tranzistorskim spojem kolektor-emiter. Ne možete zaobići tranzistor sa opterećenjem. Ako ovaj uvjet nije ispunjen, tada će se minimalno trajanje impulsa promijeniti, a na maksimumu multivibrator neće raditi. Na slici ispod prikazano je kako pravilno spojiti opterećenje i kako to ne raditi.

Kako opterećenje ne bi uticalo na sam multivibrator, on mora imati dovoljan ulazni otpor. U tu svrhu se obično koriste baferski tranzistorski stupnjevi.

Primjer pokazuje povezivanje dinamičke glave niske impedancije na multivibrator. Dodatni otpornik povećava ulazni otpor baferskog stepena i na taj način eliminiše uticaj baferskog stepena na tranzistor multivibratora. Njegova vrijednost ne bi trebala biti manja od 10 puta od vrijednosti kolektorskog otpornika. Spajanje dva tranzistora u krugu "kompozitnog tranzistora" značajno povećava izlaznu struju. U ovom slučaju je ispravno spojiti krug baza-emiter baferskog stepena paralelno sa kolektorskim otpornikom multivibratora, a ne paralelno sa spojem kolektor-emiter tranzistora multivibratora.

Za povezivanje dinamičke glave visoke impedancije na multivibrator bafer faza nije potrebna. Glava je spojena umjesto jednog od kolektorskih otpornika. Jedini uslov koji mora biti ispunjen je da struja koja teče kroz dinamičku glavu ne smije premašiti maksimalnu struju kolektora tranzistora.

Ako želite da povežete obične LED diode na multivibrator– da bi se napravilo “trepćuće svjetlo”, tada za to nisu potrebne baferske kaskade. Mogu se spojiti u seriju sa kolektorskim otpornicima. To je zbog činjenice da je LED struja mala, a pad napona na njoj tokom rada nije veći od jednog volta. Stoga nemaju nikakav utjecaj na rad multivibratora. Istina, to se ne odnosi na super svijetle LED diode, za koje je radna struja veća, a pad napona može biti od 3,5 do 10 volti. Ali u ovom slučaju postoji izlaz - povećajte napon napajanja i koristite tranzistore velike snage, pružajući dovoljnu struju kolektora.

Imajte na umu da su oksidni (elektrolitski) kondenzatori povezani sa svojim pozitivima na kolektore tranzistora. To je zbog činjenice da na bazi bipolarnih tranzistora napon ne raste iznad 0,7 volti u odnosu na emiter, a u našem slučaju emiteri su minus napajanja. Ali na kolektorima tranzistora, napon se mijenja gotovo od nule do napona izvora napajanja. Oksidni kondenzatori ne mogu obavljati svoju funkciju kada su spojeni obrnutim polaritetom. Naravno, ako koristite tranzistore različite strukture (ne N-P-N, već P-N-P strukture), tada osim promjene polariteta izvora napajanja, trebate okrenuti LED diode s katodama "gore u krugu", a kondenzatore sa plusevima bazama tranzistora.

Hajde da to sada shvatimo Koji parametri elemenata multivibratora određuju izlazne struje i frekvenciju proizvodnje multivibratora?

Na šta utječu vrijednosti kolektorskih otpornika? Vidio sam u nekim osrednjim internetskim člancima da vrijednosti kolektorskih otpornika ne utječu značajno na frekvenciju multivibratora. Sve je ovo potpuna glupost! Ako je multivibrator ispravno izračunat, odstupanje vrijednosti ovih otpornika više od pet puta od izračunate vrijednosti neće promijeniti frekvenciju multivibratora. Glavna stvar je da je njihov otpor manji od osnovnih otpornika, jer kolektorski otpornici omogućavaju brzo punjenje kondenzatora. Ali s druge strane, vrijednosti kolektorskih otpornika su glavne za izračunavanje potrošnje energije iz izvora napajanja, čija vrijednost ne bi trebala prelaziti snagu tranzistora. Ako pogledate, ako su pravilno povezani, nemaju čak ni direktan utjecaj na izlaznu snagu multivibratora. Ali trajanje između uključivanja (frekvencija multivibratora) određeno je "sporim" punjenjem kondenzatora. Vrijeme ponovnog punjenja određeno je ocjenama RC kola - baznih otpornika i kondenzatora (R2C1 i R3C2).

Multivibrator, iako se naziva simetričnim, to se odnosi samo na sklop njegove konstrukcije, a može proizvesti i simetrične i asimetrične izlazne impulse u trajanju. Trajanje impulsa (visoki nivo) na kolektoru VT1 određeno je ocjenama R3 i C2, a trajanje impulsa (visokog nivoa) na kolektoru VT2 je određeno ocjenama R2 i C1.

Trajanje punjenja kondenzatora određuje se jednostavnom formulom, gdje Tau– trajanje pulsa u sekundama, R– otpor otpornika u omima, WITH– kapacitet kondenzatora u Faradima:

Dakle, ako već niste zaboravili šta je napisano u ovom članku par pasusa ranije:

Ako postoji jednakost R2=R3 I C1=C2, na izlazima multivibratora pojavit će se "meander" - pravokutni impulsi s trajanjem jednakim pauzama između impulsa, koje vidite na slici.

Puni period oscilovanja multivibratora je T jednak zbiru trajanja pulsa i pauze:

Frekvencija oscilovanja F(Hz) vezano za period T(sek) kroz omjer:

U pravilu, ako postoje proračuni radio krugova na Internetu, oni su oskudni. Zbog toga Izračunajmo elemente simetričnog multivibratora koristeći primjer .

Kao i svaki tranzistorski stepen, proračun se mora izvršiti od kraja - izlaza. A na izlazu imamo baferski stupanj, zatim tu su kolektorski otpornici. Kolektorski otpornici R1 i R4 obavljaju funkciju opterećenja tranzistora. Kolektorski otpornici nemaju utjecaja na frekvenciju generiranja. Oni se izračunavaju na osnovu parametara odabranih tranzistora. Dakle, prvo izračunavamo kolektorske otpornike, zatim bazne otpornike, zatim kondenzatore, a zatim baferski stepen.

Postupak i primjer proračuna tranzistorskog simetričnog multivibratora

Početni podaci:

Napon napajanja Ui.p. = 12 V.

Potrebna frekvencija multivibratora F = 0,2 Hz (T = 5 sekundi), a trajanje impulsa je jednako 1 (jednu sekundu.

Kao opterećenje se koristi sijalica sa žarnom niti. 12 volti, 15 vati.

Kao što ste pretpostavili, izračunat ćemo “bljeskajuću svjetlost” koja će treptati svakih pet sekundi, a trajanje sjaja će biti 1 sekunda.

Odabir tranzistora za multivibrator. Na primjer, imamo najčešće tranzistore u sovjetsko vrijeme KT315G.

Za njih: Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h21>50.

Tranzistori za baferski stepen se biraju na osnovu struje opterećenja.

Da ne bih dva puta prikazao dijagram, već sam potpisao vrijednosti elemenata na dijagramu. Njihov obračun je dat dalje u Odluci.

Rješenje:

1. Prije svega, morate razumjeti da je rad tranzistora pri visokim strujama u prekidačkom načinu sigurnije za sam tranzistor nego rad u načinu pojačanja. Stoga nema potrebe za izračunavanjem snage za prijelazno stanje u trenucima prolaska naizmjeničnog signala kroz radnu tačku “B” statičkog načina rada tranzistora - prijelaz iz otvorenog stanja u zatvoreno stanje i nazad . Za impulsna kola izgrađena na bipolarnim tranzistorima, snaga se obično izračunava za tranzistore u otvorenom stanju.

Prvo određujemo maksimalnu disipaciju snage tranzistora, koja bi trebala biti vrijednost 20 posto manja (faktor 0,8) od maksimalne snage tranzistora navedene u priručniku. Ali zašto treba da uguramo multivibrator u kruti okvir velikih struja? Čak i uz povećanu snagu, potrošnja energije iz izvora energije bit će velika, ali će biti malo koristi. Stoga, nakon što smo odredili maksimalnu disipaciju snage tranzistora, smanjit ćemo je za 3 puta. Dalje smanjenje disipacije snage je nepoželjno jer je rad multivibratora baziranog na bipolarnim tranzistorima u niskostrujnom režimu „nestabilan“ fenomen. Ako se izvor napajanja koristi ne samo za multivibrator, ili nije u potpunosti stabilan, frekvencija multivibratora će također „plutati“.

Određujemo maksimalnu disipaciju snage: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Određujemo nazivnu disipiranu snagu: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40 mW

2. Odrediti struju kolektora u otvorenom stanju: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40mW / 12V = 3,3mA

Uzmimo to kao maksimalnu struju kolektora.

3. Nađimo vrijednost otpora i snage opterećenja kolektora: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm

Odabiremo otpornike iz postojećeg nominalnog raspona koji su što bliže 3,6 kOhm. Nazivna serija otpornika ima nominalnu vrijednost od 3,6 kOhm, tako da prvo izračunamo vrijednost kolektorskih otpornika R1 i R4 multivibratora: Rk = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

Snaga kolektorskih otpornika R1 i R4 jednaka je nazivnoj disipaciji snage tranzistora Pras.nom. = 40 mW. Koristimo otpornike čija snaga premašuje specificirani Pras.nom. - tip MLT-0.125.

4. Pređimo na proračun osnovnih otpornika R2 i R3. Njihova ocjena se određuje na osnovu pojačanja tranzistora h21. Istovremeno, za pouzdan rad multivibratora, vrijednost otpora mora biti unutar raspona: 5 puta veća od otpora kolektorskih otpornika, a u našem slučaju manja od proizvoda Rk * h21 Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm, i Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Dakle, vrijednosti otpora Rb (R2 i R3) mogu biti u rasponu od 18...180 kOhm. Prvo biramo prosječnu vrijednost = 100 kOhm. Ali to nije konačno, jer treba da obezbedimo potrebnu frekvenciju multivibratora, a kao što sam ranije napisao, frekvencija multivibratora direktno zavisi od baznih otpornika R2 i R3, kao i od kapacitivnosti kondenzatora.

5. Izračunajte kapacitete kondenzatora C1 i C2 i po potrebi ponovo izračunajte vrijednosti R2 i R3.

Vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora C1 i otpora otpornika R2 određuju trajanje izlaznog impulsa na kolektoru VT2. Tokom ovog impulsa naša sijalica treba da upali. I u tom stanju je trajanje pulsa postavljeno na 1 sekundu.

Odredimo kapacitivnost kondenzatora: C1 = 1 sec / 100 kOhm = 10 µF

Kondenzator kapaciteta 10 μF je uključen u nazivni opseg, tako da nam odgovara.

Vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora C2 i otpora otpornika R3 određuju trajanje izlaznog impulsa na kolektoru VT1. U toku ovog impulsa dolazi do „pauze“ na VT2 kolektoru i naša sijalica ne bi trebalo da svetli. A u stanju je specificiran puni period od 5 sekundi sa trajanjem pulsa od 1 sekunde. Dakle, trajanje pauze je 5 sekundi – 1 sekunda = 4 sekunde.

Nakon transformacije formule za trajanje punjenja, mi Odredimo kapacitivnost kondenzatora: C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 μF

Kondenzator kapaciteta 40 μF nije uvršten u nazivni opseg, pa nam ne odgovara, a uzećemo kondenzator kapaciteta 47 μF koji mu je što bliže. Ali kao što razumete, vreme „pauze“ će se takođe promeniti. Kako bismo spriječili da se to dogodi, mi Preračunajmo otpor otpornika R3 na osnovu trajanja pauze i kapaciteta kondenzatora C2: R3 = 4 sec / 47 µF = 85 kOhm

Prema nazivnoj seriji, najbliža vrijednost otpora otpornika je 82 kOhm.

Dakle, dobili smo vrijednosti elemenata multivibratora:

R1 = 3,6 kOhm, R2 = 100 kOhm, R3 = 82 kOhm, R4 = 3,6 kOhm, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.

6. Izračunajte vrijednost otpornika R5 međumemorije.

Kako bi se eliminirao utjecaj na multivibrator, otpor dodatnog ograničavajućeg otpornika R5 je odabran da bude najmanje 2 puta veći od otpora kolektorskog otpornika R4 (a u nekim slučajevima i više). Njegov otpor, zajedno s otporom spojeva emiter-baza VT3 i VT4, u ovom slučaju neće utjecati na parametre multivibratora.

R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kOhm

Prema nominalnoj seriji, najbliži otpornik je 7,5 kOhm.

Uz vrijednost otpornika od R5 = 7,5 kOhm, struja kontrole baferskog stupnja bit će jednaka:

Icontrol = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12v - 1,2v) / 7,5 kOhm = 1,44 mA

Osim toga, kao što sam ranije napisao, ocjena opterećenja kolektora tranzistora multivibratora ne utječe na njegovu frekvenciju, pa ako nemate takav otpornik, možete ga zamijeniti drugom "bliskom" ocjenom (5 ... 9 kOhm ). Bolje je da je to u smjeru smanjenja, kako ne bi došlo do pada kontrolne struje u stupnju bafera. Ali imajte na umu da je dodatni otpornik dodatno opterećenje za tranzistor VT2 multivibratora, tako da se struja koja teče kroz ovaj otpornik dodaje struji kolektorskog otpornika R4 i predstavlja opterećenje za tranzistor VT2: Total = Ik + Icontrol. = 3,3mA + 1,44mA = 4,74mA

Ukupno opterećenje na kolektoru tranzistora VT2 je u granicama normale. Ako premašuje maksimalnu struju kolektora navedenu u priručniku i pomnoženu s faktorom 0,8, povećajte otpor R4 dok se struja opterećenja dovoljno ne smanji ili upotrijebite jači tranzistor.

7. Moramo da obezbedimo struju za sijalicu In = Rn / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25 A

Ali kontrolna struja baferskog stepena je 1,44 mA. Struja multivibratora mora se povećati za vrijednost jednaku omjeru:

U / Kontrola = 1,25A / 0,00144A = 870 puta.

Kako uraditi? Za značajno pojačanje izlazne struje koristiti tranzistorske kaskade izgrađene prema "kompozitnom tranzistorskom" kolu. Prvi tranzistor je obično male snage (koristit ćemo KT361G), ima najveći dobitak, a drugi mora osigurati dovoljnu struju opterećenja (uzmimo ništa manje uobičajeni KT814B). Tada se množe njihovi koeficijenti prijenosa h21. Dakle, za tranzistor KT361G h21>50, a za tranzistor KT814B h21=40. I ukupni koeficijent prijenosa ovih tranzistora povezanih prema krugu "kompozitnog tranzistora": h21 = 50 * 40 = 2000. Ova brojka je veća od 870, tako da su ovi tranzistori sasvim dovoljni za upravljanje sijalicom.

Pa, to je sve!