далайцын хязгаарлагч

2.3.1   Цуваа холболттой диод дээр хийгдсэн дээд талаас “тэг” түвшингээр далайцыг хязгаарлагчийн бүдүүвч, ажиллагаа

Хагас дамжуулагч диод дээр хийгдсэн, цуваа холболттой, дээд талаас “тэг” түвшингээр далайцыг хязгаарлагчийн бүдүүвч, ажиллагааны гүйдэл ба хүчдэлийн график зураглалыг   2.5  дугаар зурагт үзүүлэв.

Энэ  бүдүүвчид Д1 диод нь далайц хязгаарлагч шугаман бус элементийн үүрэг гүйцэтгэнэ. Хагас дамжуулагч Д1 диод нь тодорхойломжийнхоо шугаман бус хэсэг дээр ажиллана, өөрөөр  хэлбэл диод Д1 нь оролтын дохионы нөлөөн дор хаагдаж, нээгдэж ажиллана. Бүдүүвчийн резистор R_ач нь ачааллын буюу гаралтын резистор гэж нэрлэгдэнэ. Шугаман бус элемент болох диод Д1 нь ачааллын R_ач резистортэй цуваа холбогдсон байгаа тул энэ бүдүүвчийг цуваа холболттой диод дээр хийгдсэн  электрон түлхүүр гэж нэрлэдэг. Ажиллах зарчим нь маш хялбар юм. Оролтын дохионы нөлөөн дор диод Д1 нээгдэхэд диодоор J_шул гүйдэл гүйж R_ач резистор дээр хүчдэлийн уналт үүсгэх ба үүнийг цуваа холболттой диодон түлхүүрийн бүдүүвчийн  гаралтын  (U_гар) хүчдэл гэнэ.  Математикийн хувьд бичвэл:

                                             J_шул  R_ач  =  U_Rач  =  U_гар

Үүнд: R_ач – ачааллын резистор   U_Rач  – ачааллын резистор дээрх хүчдэлийн уналт

Бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөн дор диод хаалттай болоход диодоор J_шул гүйдэл гүйхгүй болж R_ач резистор дээр хүчдэлийн уналт үүсэхгүй ба гаралтын хүчдэл “тэг” утгатай болно.  Ийм маягаар диод нь оролтын дохионы нөлөөн дор хаагдаж, нээгдэж ажиллана. Энэ бүдүүвчид /зураг 2.5/ гаралтын импульс нь дээд талаас “тэг” түвшингээр хязгаарлагдсан учир дээд талын тэг түвшингийн хязгаарлагч гэнэ. /зураг.  2.5 а,б,в/

Харин “тэг” түвшингээр, доод талаас далайцыг хязгаарлагчийн, цуваа холболттой диод дээр хийгдсэн бүдүүвч, бүдүүвчийн ажиллагааны гүйдэл, хүчдэлийн график зураглалыг   2.6 дугаар зурагт үзүүлэв. (зураг 2.6.б,в).

 

2.3.2   Цуваа холболттой диод дээр хийгдсэн доод талаас “тэг” түвшингээр далайцыг хязгаарлагчийн бүдүүвчийн ажиллагаа

Хагас дамжуулагч диод дээр хийгдсэн “тэг” түвшингээр, доод талаас далайцыг хязгаарлагчийн, цуваа холболттой бүдүүвч, бүдүүвчийн ажиллах зарчим, ажиллагаа нь “тэг” түвшингээр, дээд талаас далайцыг хязгаарлагч бүдүүвчтэй яг адилхан, зөвхөн Д1, Д2 диодын гүйдлийн чиглэл эсрэг, улмаар гаралтын хязгаарлагдсан импульсын туйл нь өөр байгаад оршино.

Өөрөөр хэлбэл хагас дамжуулагч диод дээр хийгдсэн “тэг” түвшингээр, дээд талаас далайцыг хязгаарлагч бүдүүвчийн гаралтын

импульс “сөрөг” туйлтай бол “тэг” түвшингээр, доод талаас далайцыг хязгаарлагчийн, цуваа холболттой бүдүүвчийн гаралтын импульс “эерэг” туйлтай байгаа онцлогтой байна.

Транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн ажиллагааны анхны байдал

Транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвч нь “n–p–n” хос туйлт транзистор дээр “ерөнхий эмиттертэй“ бүдүүвчээр хийгдсэн учир “коллектор–эмиттерийн” хоорондох  цахилгаан  хэлхээний  тэжээлийн  хүчдэлийн  “эерэг” туйл нь транзисторын “коллекторт“,“сөрөг” туйл нь “эмиттерт” холбогдоно. (зураг. 2.16)

Транзистор (Т1) нь оролтонд дохио ирээгүй үед “баз-эмиттер”-ын цахилгаан хэлхээний тэжээлийн “+Е_б“ хүчдэлийн нөлөөн дор “хаалттай“ ажлын горимд ажиллана. Транзистор (Т1) нь “хаалттай“ горимд ажиллаж байгаа учир түүний “коллектор“ дээрх ) хүчдэл улмаар бүдүүвчийн гаралтын импульс нь тэжээлийн “–Е_к”  хүчдэлтэй бараг тэнцүү байна. (хэрэв I_к.гэд  0 гэж үзвэл).

                                        U_кэ     =   U_гар  (t)    ≈   –Е_к

Транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн ажлын тогтвортой энэ байдлыг “анхны байдал” гэнэ.

Транзисторын базын хүчдэлийн утга эерэг үед транзистор хаалттай, базын (J_б = 0) гүйдэл тэгтэй тэнцүү байх ба харин коллекторын хэлхээнд онцгой өөрчлөлт орохгүй. Учир нь коллекторын гүйдэл мөн л тэгтэй тэнцүү байна  (J_к = 0).  

Үүнийг транзисторын гаралтын гүйдэл оролтын хүчдэлийн хоорондох хамаарлын зураглалаас харж болно. (зураг. 2.16)

“Далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвч нь анхны энэ тогтвортой байдлаа  оролтонд дохио иртэл хадгалан ажиллана. 

Транзистор дээрх “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн анхны энэ тогтвортой  байдлыг “статик” ажлын горим ч гэж бас нэрлэнэ.

Транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөн буюу орлтын дохионы нөлөөллийн дараа эргэж “анхны байдалд” шилжих ажиллагааны

     “Далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирмэгц  хугацаанд, транзистор нээгдэж хаалттай горимоос идэвхтэй горимд шилжинэ.  Энэ үед транзисторын ажлын цэг гаралтын тодорхойломж дээр дараах томъёогоор тодорхойлогдоно. Өөрөөр хэлбэл транзисторын “ажлын цэг” гаралтын тодорхойломж буюу тодорхойломжийн ачааллын шулууны дагуу хөдлөн байрлана.

                                                    U_кэ  ≈   –  U_m   ,           _б         

Харин  коллекторын гүйдэл үүнтэй уялдан дараахь харьцаагаар илэрхийлэгдэнэ:

Ингэснээр транзистор ханасан болон идэвхтэй ажлын горимд шилжиж, транзисторын  коллекторын гүйдэл ( ) коллекторын ханасан гүйдэлтэй ( ) тэнцэнэ.  .

Транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөн дорх энэ ажиллагааны үр дүнд гаралт дээр “далайцаараа өсгөгдсөн мөн хязгаарлагдсан” хүчдэл буюу дохио бий болно. (зураг. 2.16)  

Транзистор дээрх өсгөгч-хязгаарлагчийн ажиллагаа нь транзисторын ажлын горимыг хэрхэн сонгож авснаас ихээхэн хамаарна.

Транзистор дээрх өсгөгч хязгаарлагч нь базын болон коллекторын гүйдлийн аль алинаар нь оролтын дохионы далайцыг хязгаарлаж болох нь харагдаж байна.        (зураг.  2.16)  

Транзисторын гаралтын буюу коллекторын гүйдлийн (i_к) хязгаарлалтыг хоёр аргаар хийж болно. Ажлын цэг тодорхойломжийн “А” цэгт байрласан үед, эсвэл транзисторын ханасан горимд “В” цэгт шилжсэнээр хязгаарлалт хийгдэнэ. (зураг.  2.16)  

Хэрэв транзистор дээрх өсгөгч-хязгаарлагчийн бүдүүвчийн оролтод (зураг.  2.16)  синусоид хэлбэрийн хүчдэл өгөгдсөн, транзисторын ажлын анхны цэг тодорхойломжийн “А” цэгт байна гэж үзвэл: (зураг.  2.16)  

Нэгдүгээрт: Оролтын дохионы эерэг туйлтай хэсэгт транзистор хаагдаж гаралтын гүйдэл, хүчдэлд ямарч нөлөөллийг оролтын дохио үзүүлж чадахгүй.         (зураг 2.16 а)

Хоёрдугаарт: оролтын дохионы сөрөг үе эхэлмэгц транзистор нээгдэж оролтын дохио,  ердийн өсгөгчийн бүдүүвчийн ажиллагаагаар өсгөгдөн гаралтад гарна.

Ингэж транзистор дээр хийгдсэн “далайцын өсгөгч-хязгаарлагчийн” бүдүүвч (зураг. 16а) оролтын дохиог дээд талаас хязгаарлаж байгааг харуулсан байна.

Хэрэв транзисторын ажлын цэг, тодорхойломжийн “В” цэгт байвал (зураг. 2.16 б,) транзистор дээрх өсгөгч нь оролтын дохиог доод талаас хязгаарлах бөгөөд энэ үед:

Нэгдүгээрт: Оролтын дохионы эерэг үед транзисторын ажлын цэг идэвхтэй горимд шилжин, дохио оролтоос гаралтад өсгөгдөн гарна.

Хоёрдугаарт: Оролтын дохионы сөрөг үе өсгөгчийн оролтод өгөгдөхөд, оролтын хүчдэл гаралтын гүйдлийг удирдаж чадахгүй. Өөрөөр хэлбэл гаралтад дохио өсгөгдөн гарч чадахгүй. Учир нь гаралтын гүйдэл буюу коллекторын гүйдэл нь  энэ үед ханасан утгатай тэнцүү.                                   

i_к.хан  – коллекторын гүйдлийн ханасан утга

Үүний үр дүнд оролтын дохио өсгөгчийн гаралтанд гарахдаа доод талаасаа хязгаарлагдсан байна. (зураг. 2.16 б)

Харин оролтын дохионы далайц нь транзисторын хаалттай ба ханасан горимын шугмуудыг давах тохиолдолд, оролтын дохио гаралтад өсгөгдөн гарахдаа дээд доод хоёр талаасаа хязгаарлагдсан байна.

Тэгш хэмтэй хоёр талын хязгаарлалтыг хийхийн тулд транзситорын өсгөгч хязгаарлагчийн ажлын цэгийг тодорхойломжийн “С” цэгт сонгож авбал зохино.

(зураг. 2.16 а)  

3.1  Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр

            Электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь электрон ламп, транзисторын дээр хийгдэх боловч электроникийн хөгжлийн I, II, III үеийн техник хэрэгсэлд электрон ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч онцгой байр суурийг эзлэн, хурдацтай хөгжиж байсан. Гэвч электрон ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь овор хэмжээ ихтэй, өөрийн өртөг өндөр, бөөнийн үйлдвэрлэлээр бэлтгэгдэх боломжгүй, цахилгаан энерги их хэрэглэдэг, найдвартай ажиллагаа болон хурдан ажиллагаа харьцангуй бага гэх мэт олон дутагдалтай байсан.

       1950-иад оноос транзистор дээр хийгдсэн электроникийн техникийн шинэ эрин эхэлсэнтэй холбогдон, ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн дутагдлуудыг арилгах боломж бүрдэж орчин үеийн электроникийн суурь бааз нь транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч болон хөгжиж байна. Электрон ламп, транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь ажиллах зарчмын хувьд адил юм. Иймд электрон түлхүүрийн ажиллах зарчим, тавигдах шаардлага, ажиллагааг транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч дээр жишээ болгон авч үзье.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийг электрон сэлгэн залгагч гэж нэрлэх тохиолдол бий. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр нь шугаман бус байгууламжийн тод жишээ юм. Ер нь радиоэлектроник, автоматикийн системд контакттай ба контактгүй сэлгэн залгагч, механик болон автомат залгуур салгуур олноор хэрэглэгддэг. Контакттай сэлгэн залгагчийн тод жишээ бол механик болон автомат залгуур салгуур, бүх төрлийн реле сэлгэн залгагч элементүүд ордог бол контактгүй сэлгэн залгагчийн жишээ бол ламп, транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр юм.

               3.1.1  Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн параметр,

түүнд тавигдах шаардлага

  1. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн залгаатай үеийн идэвхтэй эсэргүүцлийг R_шул үсгээр тэмдэглэнэ. Онолын хувьд энэ эсэргүүцлийн хэмжээ тэгтэй тэнцүү бол сайн байх боловч бодит байдалд  (практикт) тэгээс их байдаг. R_шул > 0

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хувьд R_шул эсэргүүцэл нь аль болох бага байх шаардлагатай ( R_шул → min ) .

 2. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн саланга үеийн эсэргүүцлийг  R_гэд үсгээр тэмдэглэнэ. Электрон түлхүүр саланга үеийн идэвхтэй эсэргүүцэл их байх тусмаа сайн. Өөрөөр хэлбэл (R_гэд →∞) байвал электрон түлхүүр сайн чанарын байна.

3.  Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн оролтын чадал (Р_ор). Энэ нь электрон түхлүүрийг залгах, салгахад шаардагдах цахилгаан энергийн хэмжээ юм. Бодит байдалд энэ энергийн хэмжээ бага байх тусмаа электрон түлхүүрийн бүтээмж өндөр байна.

4. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн оролтын эсэргүүцэл R_ор, Энэ нь  электрон түлхүүрийн оролтын хэлхээ оролтын дохионд үзүүлэх идэвхтэй эсэргүүцлийн хэмжээ юм.

5. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хурдан ажиллагаа. Энэ нь хэвийн үед электрон түлхүүрийн сэлгэн залгах ажиллагааг хангах давтамжийн дээд хэмжээгээр (F_max)  тодорхойлогдоно.

6. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр нь овор хэмжээ жин багатай материалын зардал хямд, найдвартай ажиллагаа өндөртэй байх зэрэг олон шаардлага тавигддаг.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь бусад электрон байгууламжийн хамгийн жижиг, импульсын сонгодог бүдүүвч юм. Тийм учраас электрон түлхүүрийн ажиллагаа, түүний параметрээс орчин үеийн электроникийн хөгжил ихээхэн хамааралтай  гэж хэлж болно.

3.2   Транзистор дээр хийгдсэн электрон

           түлхүүрийн ажиллах зарчим

Оролтын хүчдэлийн нөлөөн дор транзистор нь дамжуулалтын шинж чанараа өөрчилж хаалттай эсвэл нээлттэй гэсэн хоёр ажлын горимын аль нэг байдалд оршино. Энэ шинж чанарыг ашиглан транзисторыг электрон түлхүүр элементээр хэрэглэх боломжтой юм. Транзисторын холболтын төрлөөс хамаарч транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч гурван төрөл байна.

Ерөнхий эмиттертэй (ЕЭ), ерөнхий базтай (ЕБ), ерөнхий коллектортэй (ЕК) транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч гэж ангиллагдана. Ерөнхий эмиттертэй  транзистор дээр хийгдсэн түлхүүрийн бүдүүвчийг практикт өргөн хэрэглэсэн байдаг. Ийм транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь сэлгэн залгахад шаардагдах оролтын дохионы чадал бусад бүдүүвчээсээ хамгийн бага байдагтай холбоотой.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч, ажиллах зарчмыг “р-n-р” бүтэцтэй транзистор дээр хийгдсэн, ерөнхий эмиттертэй (ЕЭ) бүдүүвчийн хувьд жишээ болгон авч үзье. Харин “n-p-n” бүтэцтэй транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллах зарчим адилхан, зөвхөн тэжээлийн хүчдэлийн туйл, улмаар гүйх гүйдлийн чиглэл өөр болохыг дүйцүүлэн ажиллагааг ойлгох боломжтой гэж үзлээ.

3.2.1   Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн

бүдүүвч

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь ажиллагааны “анхны байдалд” хаалттай эсвэл нээлттэй гэсэн хоёр төрөл байж болно.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааг ойлгохын тулд транзисторын ажиллах зарчим, ажлын горим, ажлын горимуудыг хангах аргууд, транзисторын гэдрэг гүйдлүүдийн онцлогыг сайн мэдэх хэрэгтэй.

Транзистор дээр хийгдсэн, “р-n-р” бүтэцтэй транзисторын хувьд электрон түлхүүрийн бүдүүвчийг  3.2  дугаар зурагт үзүүлэв.              

    Транзистор дээр хийгдсэн  электрон түлхүүрийн

       бүдүүвч дэхь элементүүдийн үүрэг

“–Е_к “ –  транзисторын “коллектор-эмиттер”-ын цахилгаан хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

“+Е_б“ –  транзисторын “баз-эмиттер”-ын цахилгаан хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

   С_я – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч конденсатор

       

   R₁ – транзисторын оролтын “p–n” шилжилтийг гүйдэл хүчдэлийн огцом өөрчлөлтөд, оролтын дохионы хүчдэлд нэвт цохигдон гэмтэхээс хамгаалах зориулалттай  хязгаарлагч  резистор

   R_б   –  транзисторын “базын” ачааллын резистор

   R_к    –  транзисторын гаралтын буюу “коллекторын” ачааллын резистор

Т1   –  транзистор нь өсгөгч мөн электрон түлхүүр элементүүдийн үүрэг гүйцэтгэнэ

С_ш   – тэжээлийн хүчдэлийн шүүлтүүрийн конденсатор

U_гар (t)  – гаралтын хугацааны хамааралтай хүчдэл / гаралтын дохионы хүчдэл/

U_ор  (t)  – оролтын дохио хугацааны хамааралтай хүчдэл / оролтын дохионы хүчдэл/

U_кэ  –  транзисторын “коллектор-эмиттер”-ын хоорондох  хүчдэл

I_{к гэд} – хаалттай транзистораар гүйх гэдрэг гүйдэл буюу “р-n” шилжилтийн гэдрэг гүйдэл

_к   –   нээлттэй транзисторын “коллекторын” гүйдэл

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн

тогтвортой байдал

      3.2.2     Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн ажлын горимууд

Транзистор болон электрон ламп дээр хийгдсэн импульсийн электрон бүдүүвчүүд нь динамик ба статик гэсэн хоёр ажлын горимд ажилладаг. Электрон бүдүүвчийн оролтод дохио ирээгүй үеийн бүдүүвчийн ажиллагааг, бүдүүвчийн статик ажлын горим, харин оролтын дохионы нөлөөлөл дэхь үеийн электрон бүдүүвчийн ажиллагааг,  бүдүүвчийн динамик ажлын  горим  гэж тус тус нэрлэнэ.

             Тэгвэл транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн оролтонд дохиогүй буюу оролтын дохионы утга тэгтэй тэнцүү (U_ор (t) = 0), үеийн бүдүүвчийн ажиллагааг статик ажлын горим гэнэ.

Электрон түлхүүрийн оролтонд дохио өгөгдөөгүй, оролт, гаралтын цахилгаан хэлхээнүүд нь тогтмол цахилгаан тэжээлийн хүчдэлүүдтэй учир хэлхээгээр гүйх гүйдлүүд хугацааны хамааралгүй тогтмол утгатай байна. Энэ нь транзисторын түлхүүрийн  статик ажлын горимын онцлог юм.

                 Транзисторын түлхүүрийн статик тодорхойломж

Транзисторын түлхүүрийн ажлын горимуудыг, транзисторын гаралтын статик бүлэг тодорхойломж ашиглан тайлбарлаж болно. / Зураг 3.2.б /

Транзисторын түлхүүрийн ажлын цэгийн байрлалыг, өгөгдсөн “баз”-ын гүйдлийн тодорхойломж, ачааллын шулуун хоёрын огтлолцолоор тодорхойлоно. Транзисторын ачааллын шулуун буюу “динамик тодорхойломжийг” 3.2 дугаар зургийн “б” үзүүлсэн байна. Харин транзисторын түлхүүрийн ажлын цэгийн байрлал нь түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааны явцад “динамик тодорхойломжийн” дагуу  “А” цэгээс “В” цэгийн хооронд шилжин хөдлөн байна.  / Зураг  3.2.б/

Ачааллын шулуун буюу транзисторын динамик тодорхойломж нь транзисторын гаралтын хэлхээний хувьд Кирхгофийн хуулинд үндэслэн динамик тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэнэ. Өөрөөр хэлбэл:

                                                  U_КЭ  =  – ( Е_к – I_к R_к )         

          Ачааллын шулууныг байгуулахдаа энэ тэгшитгэлээс:

 Нэгдүгээрт: коллектор-эмиттерийн хоорондох хүчдэлийн тэгтэй тэнцүү утга /U_kэ =0/, Хоёрдугаарт: коллекторын гүйдлийн тэгтэй тэнцүү /I_к=0/ утгуудыг олж,

Транзисторын статик бүлэг тодорхойломж дээр энэ хоёр цэгийг хооронд нь шулуунаар холбож транзисторын динамик буюу ачааллын шулуун бий болно. /Зураг 3.2.б/   Транзисторын динамик буюу ачааллын тодорхойломжийг Жишээ болгон авч тайлбарлая.  Энэ  динамик тэгшитгэл болон динамик тодорхойломжийг сайн ойлгох нь транзистор дээр хийгдсэн электрон бүдүүвчийн ажиллагаа, физик утгыг мэдэхэд онцгой ач холбогдолтой юм.

  1-р   цэг нь :  U_kэ = 0  гэж  үзвэл,  U_КЭ =  Е_К – I_КR_K  = 0 , энэ тэгшитгэлээс  I_к = Е_к / R_k     

   2-р   цэг нь:   I_k = 0   гэж  үзвэл,  U_КЭ =  Е_К – I_КR_K ,  энэ тэгшитгэлээс  U_кэ = – Е_к  

Транзисторын түлхүүрийн гаралтын статик бүлэг тодорхойломж дээр (I_к = Е_к / R_k),

(U_кэ = – Е_к)  гэсэн хоёр цэгийг дайруулан шулуун татсанаар динамик буюу ачааллын тодорхойломж бий болно.

         Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь, бүлэг тодорхойломж дээрх /Зураг 3.2.б/ ажлын цэгийн байрлалаас хамаарч гурван горимд ажиллана.

         Нэгдүгээр горим.  Транзисторын түлхүүрийн хаалттай горим.(зураг.  3.2 б) 

Энэ ажлын горимын үед ажлын цэг, тодорхойломжийн ”А” цэгт хөдөлгөөнгүй байрлана. Үүнийг транзисторын коллекторын гүйдлийг таслах горим гэж бас нэрлэдэг. Энэ горимын үед транзисторын түлхүүрийн гаралтын цахилгаан хэлхээ саланга байдалтай буюу ”транзистор хаалттай“ байдалд байх бөгөөд, оролт гаралтын хэлхээгээр маш бага “гэдрэг” гүйдлүүд гүйнэ. Үүнд:  оролтын буюу “эмиттерийн” гэдрэг I_э.гэд гүйдэл, гаралтын буюу “коллекторын” гэдрэг I_к.гэд гүйдэл болон “базын” гэдрэг I_б.гэд гүйдэл хамаарагдана.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн энэ “хаалттай” горим нь электрон ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн “хаалттай” горимоос ялгагдах онцлогтой юм.  Өөрөөр хэлбэл транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн “хаалттай” горимын үед гэдрэг I_гэд гүйдлийн (“коллекторын” гэдрэг гүйдэл I_к.гэд) нөлөөллөөр бүдүүвчийн гаралтын хэлхээ бүрэн “саланга” байдалд шилждэггүй бол ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн “хаалттай” горимын үед гаралтын хэлхээгээр ямар ч гүйдэл гүйхгүй хэлхээ бүрэн утгаар “саланга” байдалд шилждэг онцлогтой юм.

Гэхдээ транзисторыг зохион бүтээхдээ “коллекторын” талбай “эмиттерийн” талбайгаас олон дахин их байхаар хийгдсэн байдаг учир, “коллекторын” гэдрэг гүйдэл, эмиттерийн гэдрэг гүйдлээс олон дахин их байна.

                                                            I_к.гэд   >>   I_э.гэд

         Иймд транзисторын хаалттай үед гүйх “эмиттерийн” гэдрэг I_э.гэд гүйдлийг тооцохгүй байж болох ба харин “баз”-ын хэлхээний гэдрэг I_б.гэд гүйдэл, “коллекторын” гэдрэг I_к.гэд   гүйдэлтэй тэнцүү байна. (I_б.гэд = I_к.гэд ). Гэхдээ энэ гүйдлийн хэмжээ орчны температураас ихээхэн хамаарна гэдгийг байнга санах хэрэгтэй. Энэ нь хагас дамжуулагч хэрэгслийн /транзисторын/ үндсэн нэг дутагдал болохыг бид урьдаас мэдэх билээ.                      

Хоёрдугаар горим.   Транзисторын түлхүүрийн идэвхтэй ажлын горим.

Энэ ажлын горимд транзистор нь өсгөгчийн шинж чанарыг агуулна.  Энэ горимын үед оролтын дохионы нөлөөн дор ажлын цэг тодорхойломжийн “А” цэгээс, “В” цэгийн хооронд ачааллын шулууны дагуу хөдөлгөөнтэй шилжин байрлана. /Зураг 3.2.б/ Транзисторын түлхүүрийн идэвхтэй ажлын горимын үед оролтын дохионы нөлөөн дор “базын” гүйдэл өөрчлөгдөх бүр “коллекторын” гүйдэл өөрчлөгдөх бөгөөд, ажлын цэг ачааллын шулууны дагуу дээш доош хөдлөнө. Ийм оролтын дохионы нөлөөн дорх ажлын горимыг транзисторын “динамик” ажлын горим гэнэ.

Транзистор нь энэ горимд өсгөлтийн хамгийн өндөр шинж чанарыг эзэмшинэ.

Гуравдугаар горим.   Транзисторын “коллекторын” гүйдлийн ханасан горим.

Энэ горимын үед ажлын цэг тодорхойломжийн “В” цэгт байрлах ба “базын” гүйдлийн өөрчлөлт, “коллекторын” гүйдлийг ханасан утгаас ихэсгэж (I_к.хан ) чадахгүй. Өөрөөр хэлбэл оролтын дохионы нөлөөн дор өсөж буй “базын” гүйдлийг дагаж “коллекторын” гүйдэл өсөж чадахгүй ханасан “тогтмолжсон” утгатай байна гэсэн үг юм.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн ажиллагааг дээрх гурван ажлын горимд шинжилж математик илэрхийлэл ашиглан тайлбарлаж болно.

Транзисторын энэ гурван ажлын горимыг техник маш өргөн ашиглагдана. Тийм учраас энэ гурван ажлын горимын ажиллагааны онцлогыг жишээ татан арай дэлгэрэнгүй тайлбарлая.

                 

3.5. 2   Катодын давтагч  бүдүүвчийн ажиллагаа

Катодын давтагчийн бүдүүвчид (зураг 3.9) өсгөгч элементээр электрон ламп ердийн вакуумын триод ашигласан байна. Ер нь дурын электро-вакуумын ламп, триод, тетрод, пентодыг ашиглан  “катодын давтагчийг” хийж болно.

Вакуумын триод дээр хийгдсэн “Катодын давтагч” бүдүүвчийн ажиллагааг  урьдын нэгэн адил дараахь хоёр тохиолдолд авч үзье.   Үүнд: 

a.    “Катодын давтагч” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирээгүй үеийн   ажиллагаа.  Энэ үеийн “Катодын давтагч” ажиллагааг, ажиллагааны  “анхны байдал” гэнэ.

б.  “Катодын давтагч” бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөнд байх үеийн ажиллагаа гэж хоёр шатлалаар авч үзнэ.

 “Катодын давтагч” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирээгүй үеийн “анхны байдалд” дахь ажиллагаа. 

Ламп дээр хийгдсэн “Катодын давтагч” бүдүүвч нь хугацааны тэг “0” агшингаас хугацааны “t₁” агшин хүртэл, (зураг 3.9, 3.10), бүдүүвчийн анхны байдал буюу оролтонд дохиогүй байна.  Катодын давтагч бүдүүвч нь энэ “анхны байдалд” Л1 лампны “анод-катодын” хоорондох тэжээлийн хүчдэл өгөгдсөн, Л1 лампны удирдах “тор” дээр R_т резистор дамжин эерэг хүчдэл өгөгдсөн тул ламп Л1 нээлттэй, лампаар “анодын” ( _а) болон “катодын” ( _к) гүйдэл гүйх бөгөөд энэ гүйдлүүд тэнцүү ( _а = _к) байна.  Энэ гүйдэл катодын ачааллын R_к резистор дамжин гүйж, R_к резистор дээр (U_Rк) хүчдэлийн уналтыг бий болгоно.  Торын болон катодын ачааллын R_т ,R_к резисторууд зэрэгцээ холболттой учир R_т резистор дээрх хүчдэл (U_Rт), R_к резистор дээр (U_Rк) хүчдэлийн уналттай тэнцүү байх бөгөөд зөвхөн туйл нь эсрэг (U_Rк= – U_Rт) байна.

                                                                 

Эдгээрээс үндэслэн катодын ачааллын R_к резисторын эсэргүүцлийн сонголтоор (U_Rк) хүчдэлийн утгыг, улмаар Л1 лампны удирдах “торын” хүчдэл болон ажлын горимыг сонгох боломжтой нь харагдаж байна. (зураг   3.9, 3.10)    

  Мөн “Катодын давтагч” бүдүүвчийн гаралтын (U_гар) хүчдэл нь R_к резистор дээр (U_Rк) хүчдэлтэй тэнцүү байна.

                                                       U_гар   =  U_Rк  =   _к  R_к    

Катодын давтагч бүдүүвч нь анхны энэ тогтвортой байдлаа оролтонд дохио иртэл хадгалан ажиллана. (зураг   3.9, 3.10)

б.  “Катодын давтагч” бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөнд байх үеийн ажиллагаа.

“Катодын давтагчийн” энэ ажиллагааг 3.10 дугаар зурагт ажиллагааны гүйдэл ба хүчдэлийн график зураглалаар үзүүлэв. Хугацааны тэг “0” агшингаас хугацааны “t₁” агшин хүртэл “Катодын давтагч” бүдүүвчийн анхны байдал.

            “Катодын давтагч” бүдүүвчийн Л1 лампны оролтод “эерэг” туйлтай импульс өгөгдвөл гаралтад мөн “эерэг” туйлтай, оролтод “сөрөг” туйлтай импульс өгөгдвөл гаралтад буюу R_к резистор дээр мөн “сөрөг” туйлтай импульс бий болох замаар оролтын импульсын туйлыг гаралтад “давтах” зарчмаар “Катодын давтагч” ажиллана. (зураг.   3.9, 3.10)

 “Катодын давтагч” бүдүүвчийн гаралтын (U_гар) хүчдэл нь “катод” дээрх (U_Rк) хүчдэл хүчдэлтэй тэнцүү байна.

                                                       U_гар   =  U_Rк  =   _к  R_к         

Катодын давтагчийн хэрэглээ

Катодын давтагчийг импульсын трансфоматорын нэгэн адил электрон байгууламжуудыг өөр хооронд эсэргүүцлээр нь зохицуулан холбоход өргөн хэрэглэгддэг импульсын сонгодог бүдүүвчүүдийн нэг юм.