Kompozit tranzistor (Darlington va Sziklai sxemasi). Integral inyeksion mantiqning mantiqiy elementlari

7.2 Transistor VT1

VT1 tranzistori sifatida biz VT2 tranzistori bilan bir xil ish nuqtasiga ega KT339A tranzistoridan foydalanamiz:

Keling, Rk = 100 (Ohm) ni olaylik.

5.1 - 5.13 va 7.1 - 7.3 formulalari yordamida berilgan tranzistor uchun ekvivalent sxemaning parametrlarini hisoblaymiz.

Sk(req)=Sk(pas)*=2×=1,41 (pF), bu yerda

Sk(kerakli)-ma'lum Uke0 da kollektor birikmasining sig'imi,

Sk(pasp) - Uke(pasp) da kollektor quvvatining mos yozuvlar qiymati.

rb= =17,7 (Om); gb==0,057 (Sm), bu yerda

rb-asos qarshiligi,

Teskari aloqa konstantasining mos yozuvlar qiymati.

re= ==6,54 (Ohm), bu erda

re-emitter qarshiligi.

gbe===1,51(mS), bu yerda

gbe-baza-emitter o'tkazuvchanligi,

Umumiy emitent pallasida statik oqim o'tkazish koeffitsientining mos yozuvlar qiymati.

Ce===0,803 (pF), bu erda

C - emitent sig'imi,

=1 bo'lgan tranzistorni kesish chastotasining ft-mos yozuvlar qiymati

Ri= =1000 (Om), bu erda

Ri - tranzistorning chiqish qarshiligi,

Uke0(qo'shish), Ik0(qo'shish) - mos ravishda kollektordagi ruxsat etilgan kuchlanishning nominal qiymatlari va kollektor oqimining doimiy komponenti.

– yuklash bosqichining kirish qarshiligi va kirish sig‘imi.

Yuqori chegara chastotasi har bir bosqichda 0,75 dB buzilish mavjudligi bilan ta'minlanadi. f ning bu qiymati texnik shartlarga javob beradi. Hech qanday tuzatish kerak emas.

7.2.1 Termal stabilizatsiya sxemasini hisoblash

7.1.1-bandda aytib o'tilganidek, ushbu kuchaytirgichda emitentning termal stabilizatsiyasi eng maqbuldir, chunki KT339A tranzistori kam quvvatga ega va bundan tashqari, emitent stabilizatsiyasini amalga oshirish oson. Emitentning termal stabilizatsiya sxemasi 4.1-rasmda ko'rsatilgan.

Hisoblash tartibi:

1. Emitent kuchlanishini, ajratuvchi oqimini va ta'minot kuchlanishini tanlang;

2. Keyin hisoblab chiqamiz.

Ajratuvchi oqim teng bo'lishi uchun tanlanadi, bu erda tranzistorning asosiy oqimi va formula bo'yicha hisoblanadi:

Ta'minot kuchlanishi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi: (V)

Rezistor qiymatlari quyidagi formulalar yordamida hisoblanadi:

8. Kirish davri tomonidan kiritilgan buzilish

Kaskadli kirish sxemasining sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 8.1.

8.1-rasm - Kaskadli kirish sxemasining sxematik diagrammasi

Kaskadning kirish empedansi parallel RC zanjiri bilan yaqinlashtirilgan bo'lsa, yuqori chastotali mintaqadagi kirish davrining uzatish koeffitsienti quyidagi ifoda bilan tavsiflanadi:

- kaskadning kirish qarshiligi va kirish sig'imi.

Kirish davrining qiymati formula (5.13) yordamida hisoblanadi, bu erda qiymat almashtiriladi.

9. C f, R f, C r ni hisoblash

Kuchaytirgich sxemasi to'rtta ulash kondansatkichlari va uchta stabilizatsiya kondansatkichlarini o'z ichiga oladi. Texnik spetsifikatsiyalarda aytilishicha, pulsning tekis yuqori qismining buzilishi 5% dan oshmasligi kerak. Shuning uchun, har bir ulanish kondansatörü impulsning tekis yuqori qismini 0,71% dan ko'p bo'lmagan darajada buzishi kerak.

Yassi tepalikdagi buzilish quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

bu yerda t va pulsning davomiyligi.

t n ni hisoblaymiz:

t n va C p quyidagi munosabat bilan bog'lanadi:

bu erda R l, R p - sig'imning chap va o'ng tomoniga qarshilik.

Keling, C r ni hisoblaymiz. Birinchi bosqichning kirish qarshiligi parallel ulangan qarshiliklarning qarshiligiga teng: kirish tranzistori, Rb1 va Rb2.

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

Birinchi bosqichning chiqish qarshiligi parallel ulanish Rk va tranzistor Ri chiqish qarshiligiga teng.

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

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

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

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

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

R p =R n =75 (Ohm)

bu erda C p1 - Rg va birinchi bosqich o'rtasidagi ajratuvchi kondansatkich, C 12 - birinchi va ikkinchi kaskad o'rtasida, C 23 - ikkinchi va uchinchi o'rtasida, C 3 - yakuniy bosqich va yuk o'rtasida. Boshqa barcha idishlarni 479∙10 -9 F ga qo'yib, biz talab qilinganidan kamroq pasayishni ta'minlaymiz.

R f va C f ni hisoblaymiz (U R F =1V):

10. Xulosa

Ushbu kurs loyihasida 2T602A, KT339A tranzistorlari yordamida impuls kuchaytirgichi ishlab chiqilgan va quyidagi texnik xususiyatlarga ega:

Yuqori chegara chastotasi 14 MGts;

64 dB kuchayish;

Generator va yuk qarshiligi 75 Ohm;

Ta'minot kuchlanishi 18 V.

Kuchaytirgich sxemasi 10.1-rasmda ko'rsatilgan.

10.1-rasm - Kuchaytirgich sxemasi

Kuchaytirgichning xarakteristikalarini hisoblashda quyidagi dasturlardan foydalanilgan: MathCad, Work Bench.

Adabiyot

1. Yarimo'tkazgichli qurilmalar. O'rta va yuqori quvvatli tranzistorlar: katalog / A.A. Zaitsev, A.I. Mirkin, V.V. Mokryakov va boshqalar.Muharrir A.V. Golomedova.-M.: Radio va aloqa, 1989.-640 b.

2. Bipolyar tranzistorlar yordamida kuchaytirgich bosqichlarining yuqori chastotali tuzatish elementlarini hisoblash. Radiotexnika mutaxassisliklari talabalari uchun kursni loyihalash bo'yicha o'quv-uslubiy qo'llanma / A.A. Titov, Tomsk: jild. davlat Boshqarish tizimlari va radioelektronika universiteti, 2002. - 45 p.

To'g'ridan-to'g'ri ishlash. Ishchi chiziq Uke=Ek va Ik=Ek÷Rn nuqtalardan o‘tadi va chiqish xarakteristikalarining (asosiy toklarning) grafiklarini kesib o‘tadi. Impuls kuchaytirgichini hisoblashda eng katta amplitudaga erishish uchun ish nuqtasi eng past kuchlanishga yaqinroq tanlangan, chunki oxirgi bosqich salbiy impulsga ega bo'ladi. Chiqish xususiyatlarining grafigiga ko'ra (1-rasm) IKpost = 4,5 mA, ... qiymatlari topildi.

Sf, Rf, Wed hisobi 10. Xulosa Adabiyot 180-gr talabasi uchun “Atom elektr stansiyasi sxemalari” fanidan kurs loyihalash uchun 2-son TEXNIK TOPSHIRIQ Kurmanov B.A. Loyiha mavzusi: Darbeli kuchaytirgich Generatorning qarshiligi Rg = 75 Ohm. Daromad K = 25 dB. Pulsning davomiyligi 0,5 mks. Polarit "ijobiy". Ish nisbati 2. O'rnatish vaqti 25 ns. Chiqarish...

Kuchaytirish bosqichlaridan so'ng yuk qarshiligiga mos kelish uchun emitent izdoshini o'rnatish zarurligi sababli kuchaytirgich sxemasini chizamiz: 2.2 Kuchaytirgichning statik rejimini hisoblash Birinchi kuchaytirish bosqichini hisoblaymiz. Birinchi kuchaytirgich bosqichi uchun ish nuqtasini tanlaymiz. Uning xususiyatlari: ...

Kirish signali manbasining qarshiligi va shuning uchun nurlanish paytida optimallik holatini o'zgartirish shovqinning qo'shimcha o'sishiga olib kelmaydi. IOUdagi radiatsiya ta'siri. AIning IOU parametrlariga ta'siri. Integratsiyalashgan operatsion kuchaytirgichlar (IOA) universal va ko'p funktsiyali analoglar sinfiga kiruvchi yuqori sifatli aniq kuchaytirgichlardir...

Masalan, tranzistorni olsak MJE3055T uning maksimal oqimi 10A ni tashkil qiladi va daromad atigi 50 ga teng; shunga ko'ra, u to'liq ochilishi uchun bazaga taxminan ikki yuz milliamper tokni quyish kerak. Oddiy MK chiqishi unchalik ko'p ishlamaydi, lekin agar siz ular orasiga 200 mA ni tortib oladigan zaifroq tranzistorni (qandaydir BC337) ulasangiz, bu juda oson. Lekin bu uning bilishi uchun. Agar siz improvizatsiya qilingan axlatdan boshqaruv tizimini yasashingiz kerak bo'lsa-chi - bu foydali bo'ladi.

Amalda, tayyor tranzistorli birikmalar. Tashqi tomondan, u an'anaviy tranzistordan farq qilmaydi. Xuddi shu tana, bir xil uchta oyoq. Bu shunchaki juda ko'p kuchga ega va nazorat oqimi mikroskopik :) Narxlar ro'yxatida ular odatda bezovta qilmaydi va oddiygina yozmaydi - Darlington tranzistori yoki kompozit tranzistor.

Masalan, er-xotin BDW93C(NPN) va BDW94S(PNP) Mana ularning ichki tuzilishi ma'lumotlar varag'idan.

Bundan tashqari, bor Darlington yig'ilishlari. Bir vaqtning o'zida bir nechta paketga qadoqlanganda. Ba'zi kuchli LED displey yoki step motorini boshqarish kerak bo'lganda ajralmas narsa (). Bunday qurilishning ajoyib namunasi - juda mashhur va osongina mavjud ULN 2003, gacha sudrab borishga qodir 500 Uning ettita yig'ilishining har biri uchun mA. Chiqishlar mumkin parallel ravishda kiriting joriy chegarani oshirish uchun. Hammasi bo'lib, agar uning barcha kirish va chiqishlari parallellashtirilgan bo'lsa, bitta ULN o'zi orqali 3,5A gacha ko'tara oladi. Meni xursand qiladigan narsa shundaki, chiqish kirish joyiga qarama-qarshi bo'lib, uning ostidan taxtani yo'naltirish juda qulay. To'g'ridan-to'g'ri.

Ma'lumotlar varaqasi ushbu chipning ichki tuzilishini ko'rsatadi. Ko'rib turganingizdek, bu erda himoya diyotlari ham mavjud. Ular operatsion kuchaytirgichlar kabi chizilganiga qaramay, bu erda chiqish ochiq kollektor turidir. Ya'ni, u faqat erga qisqa tutashuvi mumkin. Agar bitta valfning tuzilishiga qarasangiz, xuddi shu ma'lumotlar varag'idan nima aniq bo'ladi.

Shaklda. 2.16-rasmda n tipidagi induksiyalangan kanalga ega bo'lgan mantiqiy elementning diagrammasi ko'rsatilgan (n MIS texnologiyasi deb ataladi). VT 1 va VT 2 asosiy tranzistorlari ketma-ket ulangan, tranzistor VT 3 yuk vazifasini bajaradi. Elementning ikkala kirishida (x 1 = 1, x 2 = 1) yuqori kuchlanish U 1 qo'llanilsa, ikkala tranzistorlar VT 1 va VT 2 ochiq va chiqishda past kuchlanish U 0 o'rnatiladi. Boshqa barcha holatlarda, VT 1 yoki VT 2 tranzistorlaridan kamida bittasi yopiladi va chiqishda U 1 kuchlanishi o'rnatiladi. Shunday qilib, element mantiqiy VA-EMAS funksiyasini bajaradi.

Shaklda. 2.17-rasmda OR-NOT elementining diagrammasi ko'rsatilgan. Past kuchlanishli U 0, agar kirishlardan kamida bittasi VT 1 va VT 2 asosiy tranzistorlaridan birini ochadigan yuqori kuchlanishli U 1 bo'lsa, uning chiqishida o'rnatiladi.

Shaklda ko'rsatilgan. 2.18 diagrammasi KMDP texnologiyasining NOR-NOT elementining diagrammasi. Unda VT 1 va VT 2 tranzistorlari asosiy, VT 3 va VT 4 tranzistorlari yukdir. Yuqori kuchlanish U 1 bo'lsin. Bunday holda, tranzistor VT 2 ochiq, tranzistor VT 4 yopiq va boshqa kirishdagi kuchlanish darajasidan va qolgan tranzistorlarning holatidan qat'i nazar, chiqishda past kuchlanish U 0 o'rnatiladi. Element mantiqiy OR-EMAS operatsiyasini amalga oshiradi.

CMPD sxemasi quvvat manbalaridan juda kam oqim iste'moli (va shuning uchun quvvat) bilan tavsiflanadi.

Integral inyeksion mantiqning mantiqiy elementlari

Shaklda. 2.19-rasmda integral inyeksion mantiqning (I 2 L) mantiqiy elementining topologiyasi ko'rsatilgan. Bunday strukturani yaratish uchun n-tipli o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kremniyda diffuziyaning ikki bosqichi talab qilinadi: birinchi bosqichda p 1 va p 2 hududlari, ikkinchi bosqichda esa n 2 hududlari hosil bo'ladi.

Element p 1 -n 1 -p 2 -n 1 tuzilishga ega. Bunday to'rt qavatli strukturani ikkita an'anaviy uch qavatli tranzistorli tuzilmalarning ulanishi sifatida tasavvur qilish qulay:

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

Ushbu tasvirga mos keladigan diagramma 2.20-rasmda ko'rsatilgan, a. Keling, ushbu sxema bo'yicha elementning ishlashini ko'rib chiqaylik.

N 1 -p 2 -n 1 tipidagi tuzilishga ega tranzistor VT 2 bir nechta chiqishlari bo'lgan inverter funktsiyalarini bajaradi (har bir kollektor ochiq kollektor sxemasiga muvofiq elementning alohida chiqishini hosil qiladi).

Transistor VT 2, chaqirilgan injektor, p 1 -n 1 -p 2 kabi tuzilishga ega. Ushbu tranzistorlarning n 1 maydoni keng tarqalganligi sababli, VT 2 tranzistorining emitenti VT 1 tranzistorining bazasiga ulanishi kerak; umumiy maydon p 2 mavjudligi tranzistor VT 2 bazasini VT 1 tranzistorining kollektori bilan ulash zarurligiga olib keladi. Bu 2.20a-rasmda ko'rsatilgan VT 1 va VT 2 tranzistorlari o'rtasida aloqa hosil qiladi.

VT 1 tranzistorining emitenti ijobiy potentsialga ega bo'lgani uchun va baza nol potentsialda bo'lganligi sababli, emitent birikmasi oldinga yo'naltirilgan va tranzistor ochiq.

Ushbu tranzistorning kollektor oqimi tranzistor VT 3 (oldingi elementning inverteri) yoki tranzistor VT 2 emitter birikmasi orqali yopilishi mumkin.

Agar oldingi mantiqiy element ochiq holatda bo'lsa (tranzistor VT 3 ochiq), u holda ushbu elementning kirishida VT 2 asosida ishlaydigan past kuchlanish darajasi mavjud bo'lib, bu tranzistorni yopiq holatda ushlab turadi. VT 1 injektor oqimi tranzistor VT 3 orqali yopiladi. Oldingi mantiqiy element yopilganda (tranzistor VT 3 yopiladi), VT 1 injektorining kollektor oqimi VT 2 tranzistorining bazasiga oqib chiqadi va bu tranzistor ochiq holatga o'rnating.

Shunday qilib, VT 3 yopiq bo'lsa, tranzistor VT 2 ochiq va aksincha, VT 3 ochiq bo'lsa, tranzistor VT 2 yopiladi. Elementning ochiq holati log.0 holatiga, yopiq holat esa log.1 holatiga mos keladi.

Injektor to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai (bu elementlar guruhi uchun umumiy bo'lishi mumkin). Ko'pincha ular rasmda keltirilgan elementning an'anaviy grafik belgilaridan foydalanadilar. 2.21, b.

Shaklda. 2.21a-rasmda OR-EMAS operatsiyasini amalga oshiradigan sxema ko'rsatilgan. Element kollektorlarining ulanishi deb ataladigan ishiga mos keladi o'rnatish I. Darhaqiqat, elementlardan kamida bittasi ochiq holatda bo'lishi kifoya (log.0 holati), keyin keyingi elementning injektor oqimi ochiq invertor orqali yopiladi va past log.0 darajasida o'rnatiladi. elementlarning birgalikdagi chiqishi. Binobarin, bu chiqishda x 1 · x 2 mantiqiy ifodasiga mos keladigan qiymat hosil bo'ladi. Unga de Morgan transformatsiyasini qo'llash x 1 · x 2 = ifodasiga olib keladi. Shuning uchun elementlarning bunday ulanishi haqiqatan ham OR-NOT operatsiyasini amalga oshiradi.

Mantiqiy elementlar VA 2 L quyidagi afzalliklarga ega:

yuqori darajadagi integratsiyani ta'minlash; I 2 L sxemalarini ishlab chiqarishda bipolyar tranzistorlarda integral mikrosxemalarni ishlab chiqarishda bo'lgani kabi bir xil texnologik jarayonlar qo'llaniladi, ammo texnologik operatsiyalar va kerakli fotomaskalar soni kamroq;

kamaytirilgan kuchlanish ishlatiladi (taxminan 1V);

keng ko'lamli ishlash bo'yicha quvvat almashish imkoniyatini ta'minlash (quvvat iste'molini bir necha darajalar bilan o'zgartirish mumkin, bu esa mos ravishda ishlashning o'zgarishiga olib keladi);

TTL elementlari bilan yaxshi mos keladi.

Shaklda. 2.21b-rasmda I 2 L elementlaridan TTL elementiga o'tish diagrammasi ko'rsatilgan.

Seriyaning asosiy mantiqiy elementi VA-EMAS mantiqiy elementidir. Shaklda. 2.3-rasmda uchta boshlang'ich NAND TTL elementining diagrammalari ko'rsatilgan. Barcha sxemalar uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi: tranzistorli kirish VT1, mantiqiy AND funksiyasini amalga oshirish; fazalarni ajratuvchi tranzistor VT2 va surish-pull chiqish bosqichi.

2.3.a-rasm. K131 seriyasining asosiy elementining sxematik diagrammasi

K131 seriyasining mantiqiy elementining ishlash printsipi (2.3.a-rasm) quyidagilardan iborat: har qanday kirishda past darajadagi signal (0 - 0,4V) qabul qilinganda, multining tayanch-emitter birikmasi. -emitter tranzistori VT1 oldinga yo'naltirilgan (qulfsiz) va R1 rezistoridan o'tadigan deyarli butun oqim erga tarvaqaylab ketgan, buning natijasida VT2 yopiladi va kesish rejimida ishlaydi. R2 rezistoridan o'tadigan oqim VT3 tranzistorining asosini to'ydiradi. Darlington sxemasiga muvofiq ulangan VT3 va VT4 tranzistorlari emitent izdoshi bo'lgan kompozit tranzistorni hosil qiladi. U signal kuchini kuchaytirish uchun chiqish bosqichi sifatida ishlaydi. Sxemaning chiqishida yuqori mantiqiy darajadagi signal hosil bo'ladi.

Agar barcha kirishlarga yuqori darajadagi signal berilsa, ko'p emitterli tranzistor VT1 ning tayanch-emitter birikmasi yopiq rejimda bo'ladi. R1 rezistori orqali oqayotgan oqim VT1 tranzistorining bazasini to'ydiradi, buning natijasida tranzistor VT5 qulfdan chiqariladi va kontaktlarning zanglashiga olib chiqishda mantiqiy nol darajasi o'rnatiladi.

VT4 va VT5 tranzistorlarini almashtirish vaqtida ochiq va ular orqali katta oqim o'tganligi sababli, kontaktlarning zanglashiga R5 cheklovchi qarshiligi kiritiladi.

VT2, R2 va R3 fazalarni ajratuvchi kaskadi hosil qiladi. Chiqish n-p-n tranzistorlarini birma-bir yoqish kerak. Kaskadning ikkita chiqishi bor: kollektor va emitent, signallari antifaza.

VD1 - VD3 diodlari salbiy impulslardan himoya qiladi.

2.3.b-rasm, c. K155 va K134 seriyali asosiy elementlarning sxematik diagrammasi

K155 va K134 seriyali mikrosxemalarda chiqish bosqichi kompozit bo'lmagan takrorlagichga (faqat tranzistor) qurilgan. VT3) va to'yingan tranzistor VT5 darajali siljish diodining kiritilishi bilan VD4(2.3-rasm, b, c). Oxirgi ikki bosqich mantiqiy EMAS operatsiyasini amalga oshiradigan murakkab inverterni tashkil qiladi. Agar siz ikki fazali ajratish bosqichlarini kiritsangiz, u holda OR-NOT funksiyasi amalga oshiriladi.

Shaklda. 2.3 va K131 seriyasining asosiy mantiqiy elementini ko'rsatadi (xorijiy analog - 74N). K155 seriyasining asosiy elementi (xorijiy analog - 74) rasmda ko'rsatilgan. 2.3, b, a rasmda. 2.3, c - K134 seriyasining elementi (xorijiy analog - 74L). Endi bu seriyalar deyarli ishlab chiqilmagan.

Dastlabki ishlab chiqilgan TTL mikrosxemalari faol ravishda ichki tuzilishida Shottki to'sig'i bilan bog'langan TTLSh mikrosxemalari bilan almashtirila boshlandi. Schottky o'tish tranzistori (Schottky tranzistori) to'yinmagan tranzistorli kalitning taniqli sxemasiga asoslangan (2.4.a-rasm).

2.4-rasm. Shottki o'tishi bilan strukturani olish tamoyilini tushuntirish:
a - to'yinmagan tranzistorli kalit; b - Schottky diodli tranzistor; c - Schottky tranzistorining ramzi.

Transistorning to'yinganlikka kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun kollektor va taglik o'rtasida diod ulanadi. Transistorlar to'yinganligini bartaraf etish uchun qayta aloqa diodidan foydalanish birinchi bo'lib B. N. Kononov tomonidan taklif qilingan.Ammo bu holda u 1 V ga ko'tarilishi mumkin. Ideal diod - Shottki to'siqli diyot. Bu metall va engil qo'shilgan n-yarimo'tkazgich o'rtasida hosil bo'lgan kontaktdir. Metallda elektronlarning faqat bir qismi erkin (valentlik zonasidan tashqarida bo'lganlar) bo'ladi. Yarimo'tkazgichda erkin elektronlar nopok atomlarning qo'shilishi natijasida hosil bo'lgan o'tkazuvchanlik chegarasida mavjud. Yo'naltirilgan kuchlanish bo'lmasa, har ikki tomonning to'siqni kesib o'tgan elektronlar soni bir xil, ya'ni oqim yo'q. Oldinga yo'naltirilganda, elektronlar potentsial to'siqni kesib o'tish va metallga o'tish uchun energiyaga ega. Yo'naltirilgan kuchlanish kuchayishi bilan to'siqning kengligi pasayadi va oldingi oqim tez o'sib boradi.

Teskari yo'nalishda yarimo'tkazgichdagi elektronlar potentsial to'siqni engib o'tish uchun ko'proq energiya talab qiladi. Metalldagi elektronlar uchun potentsial to'siq egilish kuchlanishiga bog'liq emas, shuning uchun kichik teskari oqim oqadi, bu ko'chki buzilishi sodir bo'lgunga qadar amalda doimiy bo'lib qoladi.

Schottky diodlaridagi oqim ko'pchilik tashuvchilar tomonidan belgilanadi, shuning uchun u bir xil oldinga siljishda kattaroqdir va shuning uchun Schottky diodasida to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishi ma'lum bir oqimdagi an'anaviy p-n birikmasiga qaraganda kamroq bo'ladi. Shunday qilib, Schottky diodasi 0,7 V an'anaviy kremniy diodining pol kuchlanishidan farqli o'laroq, (0,2-0,3) V tartibidagi pol ochilish kuchlanishiga ega va yarimo'tkazgichdagi ozchilik tashuvchilarning ishlash muddatini sezilarli darajada kamaytiradi.

Shakl diagrammasida. 2.4, b tranzistor VT1 ochilish chegarasi past (0,2...0,3) V bo'lgan Shatky diodi tomonidan to'yinganlikka kirishdan saqlaydi, shuning uchun to'yingan tranzistorga nisbatan kuchlanish biroz oshadi. VT1. Shaklda. 2.4, c "Schottky tranzistorli" sxemani ko'rsatadi. Shottki tranzistorlari asosida ikkita asosiy TTLSh seriyasining mikrosxemalari ishlab chiqarilgan (2.5-rasm).

Shaklda. 2.5 va K531 seriyali mikrosxemalarning asosi sifatida ishlatiladigan yuqori tezlikli mantiqiy elementning diagrammasi ko'rsatilgan (xorijiy analog - 74S), (S - nemis fizigi Shottki familiyasining bosh harfi). Ushbu elementda fazalarni ajratuvchi kaskadning emitent davri tranzistorda qilingan VT2, joriy generator yoqilgan - tranzistor VT6 rezistorlar bilan R4 Va R5. Bu sizga mantiqiy elementning ishlashini oshirish imkonini beradi. Aks holda, bu mantiqiy element K131 seriyasining asosiy elementiga o'xshaydi. Biroq, Schottky tranzistorlarining joriy etilishi kamaytirishga imkon berdi tzd.r ikki barobar.

Shaklda. 2.5, b K555 seriyasining asosiy mantiqiy elementining diagrammasini ko'rsatadi (xorijiy analog - 74LS). Ushbu sxemada ko'p emitterli tranzistor o'rniga kirishda Schottky diodlarining matritsasi ishlatiladi. Shatky diodlarini joriy etish tranzistorni o'chirish vaqtini oshiradigan ortiqcha asosiy to'lovlarning to'planishini yo'q qiladi va harorat oralig'ida o'tish vaqtining barqarorligini ta'minlaydi.

Chiqish bosqichining yuqori qo'lining R6 qarshiligi tranzistorning tagida kerakli kuchlanishni hosil qiladi VT3 uni ochish uchun. Darvoza yopilganda quvvat sarfini kamaytirish uchun (), rezistor R6 umumiy avtobusga emas, balki elementning chiqishiga ulang.

Diyot VD7, bilan ketma-ket ulangan R6 va fazani ajratuvchi kaskadning kollektor yuk qarshiligiga parallel R2, tranzistor kollektor oqimini oshirish uchun yuk sig'imida saqlanadigan energiyaning bir qismini ishlatish orqali kontaktlarning zanglashiga olib kirish kechikishini kamaytirishga imkon beradi. VT1 o'tish rejimida.

Transistor VT3 Schottky diodlarisiz amalga oshiriladi, chunki u faol rejimda ishlaydi (emitter izdoshi).

Kompozit tranzistor (Darlington tranzistori) - oqim kuchini oshirish uchun ikki yoki undan ortiq bipolyar tranzistorlarni birlashtirish. Bunday tranzistor yuqori oqimlar bilan ishlaydigan davrlarda (masalan, kuchlanish stabilizatorining sxemalarida, quvvat kuchaytirgichlarining chiqish bosqichlarida) va agar yuqori kirish empedansini ta'minlash zarur bo'lsa, kuchaytirgichlarning kirish bosqichlarida qo'llaniladi.

Kompozit tranzistor uchun belgi

Murakkab tranzistorda uchta terminal (tayanch, emitent va kollektor) mavjud bo'lib, ular an'anaviy bitta tranzistorning terminallariga ekvivalentdir. Oddiy aralash tranzistorning (ba'zan noto'g'ri "superbeta" deb ataladi) joriy kuchayishi yuqori quvvatli tranzistorlar uchun ≈ 1000 ga, kam quvvatli tranzistorlar uchun ≈ 50 000 ga teng bo'ladi.Bu aralash tranzistorni yoqish uchun kichik bazaviy oqim etarli ekanligini anglatadi.

Bipolyar tranzistorlardan farqli o'laroq, dala effektli tranzistorlar kompozit ulanishda ishlatilmaydi. Dala effektli tranzistorlarni birlashtirishning hojati yo'q, chunki ular allaqachon juda past kirish oqimiga ega. Biroq, dala effekti va bipolyar tranzistorlar birgalikda ishlatiladigan sxemalar (masalan, izolyatsiyalangan eshik bipolyar tranzistor) mavjud. Qaysidir ma'noda, bunday sxemalarni kompozit tranzistorlar ham deb hisoblash mumkin. Kompozit tranzistor uchun ham xuddi shundayBaza qalinligini kamaytirish orqali daromad qiymatini oshirish mumkin, ammo bu ma'lum texnologik qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.

Misol superbeta (super-b)tranzistorlar KT3102, KT3107 seriyalarida ishlatilishi mumkin. Biroq, ular Darlington sxemasi yordamida ham birlashtirilishi mumkin. Bunday holda, asosiy oqim oqimi faqat 50 pA ga teng bo'lishi mumkin (bunday sxemalarga misollar LM111 va LM316 kabi operatsion kuchaytirgichlardir).

Kompozit tranzistorlar yordamida odatiy kuchaytirgichning fotosurati

Darlington davri

Bunday tranzistorlarning bir turini elektrotexnik Sidney Darlington ixtiro qilgan.

Kompozit tranzistorning sxematik diagrammasi

Murakkab tranzistor - bu bir nechta tranzistorlarning kaskadli ulanishi bo'lib, oldingi bosqichning emitentidagi yuk keyingi bosqich tranzistorining baza-emitter o'tishini tashkil qiladi, ya'ni tranzistorlar kollektorlar orqali ulanadi va kirish tranzistorining emitenti chiqish tranzistorining bazasiga ulangan. Bunga qo'shimcha ravishda, birinchi tranzistorning rezistiv yuki yopilishni tezlashtirish uchun sxemaning bir qismi sifatida ishlatilishi mumkin. Umuman olganda, bunday ulanish bitta tranzistor sifatida ko'rib chiqiladi, uning oqimi tranzistorlar faol rejimda ishlaganda, birinchi va ikkinchi tranzistorlarning daromadlari mahsulotiga teng bo'ladi:

b s = b 1 ∙ b 2

Keling, kompozit tranzistorning koeffitsientga ega ekanligini ko'rsataylikβ , uning ikkala komponentidan sezilarli darajada katta. O'sishni sozlashdlb= dlb1, biz olamiz:

dle1 = (1 + b 1) ∙ dlb= dlb2

dlKimga= dlk1+ dlk2= b 1 ∙ dlb+ b 2 ∙ ((1 + b 1) ∙ dlb)

Ulashish dl uchun yoqilgan dlb, natijada olingan differentsial uzatish koeffitsientini topamiz:

b S = b 1 + b 2 + b 1 ∙ b 2

Chunki har doimβ >1 , deb hisoblash mumkin:

β Σ = β 1 ∙ β 1

Shuni ta'kidlash kerakki, koeffitsientlarβ 1 Va β 1 bir xil turdagi tranzistorlar holatida ham farq qilishi mumkin, chunki emitent oqimiMen e2 V 1 + b 2marta emitent oqimiMen e1(bu aniq tenglikdan kelib chiqadiI b2 = I e1).

Siklai sxemasi

Darlington juftligi ixtirochi Jorj Sziklay nomi bilan atalgan Sziklai tranzistorli ulanishiga o'xshaydi va ba'zan qo'shimcha Darlington tranzistori deb ham ataladi. Darlington sxemasidan farqli o'laroq, bir xil turdagi o'tkazuvchanlikdagi ikkita tranzistordan iborat bo'lib, Sziklai sxemasi turli xil qutbli tranzistorlarni o'z ichiga oladi ( p – n – p va n – p – n ). Siklai juftligi o'zini shunday tutadi n–p–n - yuqori daromadli tranzistor. Kirish kuchlanishi Q1 tranzistorining bazasi va emitent o'rtasidagi kuchlanishdir va to'yinganlik kuchlanishi hech bo'lmaganda diyotdagi kuchlanishning pasayishiga teng. Q2 tranzistorining bazasi va emitenti o'rtasida past qarshilik qarshiligini kiritish tavsiya etiladi. Ushbu sxema bir xil polaritning chiqish tranzistorlaridan foydalanganda kuchli push-pull chiqish bosqichlarida qo'llaniladi.

Sziklai kaskadi, tranzistorga o'xshaydi n – p – n o‘tish

Kaskod sxemasi

Kaskod deb ataladigan sxema bo'yicha ishlab chiqarilgan kompozit tranzistor, tranzistor VT1 umumiy emitentli kontaktlarning zanglashiga olib, tranzistor VT2 esa umumiy bazaga ega bo'lgan zanjirga ulanganligi bilan tavsiflanadi. Bunday kompozit tranzistor umumiy emitentli zanjirga ulangan bitta tranzistorga teng, lekin u ancha yaxshi chastotali xususiyatlarga ega va yukda ko'proq buzilmagan quvvatga ega va Miller effektini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin (ekvivalent sig'imning oshishi). teskari kuchaytirgich elementi o'chirilganda ushbu elementning kirishiga chiqishdan qayta aloqa tufayli).

Kompozit tranzistorlarning afzalliklari va kamchiliklari

Kompozit tranzistorlarda yuqori daromad qiymatlari faqat statik rejimda amalga oshiriladi, shuning uchun kompozit tranzistorlar operatsion kuchaytirgichlarning kirish bosqichlarida keng qo'llaniladi. Yuqori chastotali davrlarda kompozit tranzistorlar endi bunday afzalliklarga ega emas - oqim kuchaytirilishining cheklash chastotasi va kompozit tranzistorlarning ishlash tezligi VT1 va VT2 tranzistorlarining har biri uchun bir xil parametrlardan kamroq.

Afzalliklari:

A)Yuqori oqim daromadi.

b)Darlington sxemasi integral mikrosxemalar shaklida ishlab chiqariladi va xuddi shu oqimda silikonning ishchi yuzasi bipolyar tranzistorlarga qaraganda kichikroqdir. Ushbu sxemalar yuqori kuchlanishlarda katta qiziqish uyg'otadi.

Kamchiliklari:

A)Kam ishlash, ayniqsa, ochiq holatdan yopiq holatga o'tish. Shuning uchun kompozit tranzistorlar asosan past chastotali kalit va kuchaytirgich sxemalarida qo'llaniladi, yuqori chastotalarda ularning parametrlari bitta tranzistornikidan ham yomonroqdir.

b)Darlington pallasida tayanch-emitter birikmasi bo'ylab to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishi an'anaviy tranzistorga qaraganda deyarli ikki baravar katta va kremniy tranzistorlar uchun u taxminan 1,2 - 1,4 V ni tashkil qiladi (p-n o'tish joyidagi kuchlanishning ikki barobaridan kam bo'lishi mumkin emas). .

V)Yuqori kollektor-emitter to'yinganlik kuchlanishi, kremniy tranzistor uchun taxminan 0,9 V (an'anaviy tranzistorlar uchun 0,2 V bilan solishtirganda) past quvvatli tranzistorlar uchun va taxminan 2 V yuqori quvvatli tranzistorlar uchun (p-n o'tish joyidagi kuchlanish pasayishidan kam bo'lishi mumkin emas) to'yingan kirish tranzistorida kuchlanish pasayishi).

R1 yuk qarshiligidan foydalanish kompozit tranzistorning ba'zi xususiyatlarini yaxshilash imkonini beradi. Rezistor qiymati shunday tanlanadiki, VT1 tranzistorining yopiq holatda kollektor-emitter oqimi rezistorda VT2 tranzistorini ochish uchun etarli bo'lmagan kuchlanish pasayishini hosil qiladi. Shunday qilib, tranzistor VT1 ning qochqin oqimi tranzistor VT2 tomonidan kuchaytirilmaydi va shu bilan o'chirilgan holatda kompozit tranzistorning umumiy kollektor-emitter oqimini kamaytiradi. Bundan tashqari, R1 rezistoridan foydalanish VT2 tranzistorini majburiy yopish orqali kompozit tranzistorning tezligini oshirishga yordam beradi. Odatda, R1 ning qarshiligi yuqori quvvatli Darlington tranzistorida yuzlab ohm va kichik signalli Darlington tranzistorida bir necha kOm bo'ladi. Emitent qarshiligi bo'lgan sxemaga misol sifatida kuchli n-p-n Darlington tranzistori tipidagi KT825 hisoblanadi, uning joriy daromadi 10 A kollektor oqimi uchun 10 000 (odatiy qiymat).