ЭЛЕКТРОН ТҮЛХҮҮР

Электрон түлхүүр нь цахилгаан хэлхээг залгах эсвэл салгах электрон байгууламж бөгөөд, автоматикийн цахилгаан соронзон индукцийн ороомог дээр хийгдсэн “реле”-ны үүрэгтэй ойролцоо үүргийг гүйцэтгэнэ.

Гэхдээ “Реле”-ны байгууламж нь цахилгаан хэлхээг залгах эсвэл салгахдаа контактын (авалцуурын) тусламжтайгаар хийгддэг бол электрон түлхүүр нь контактгүй электрон байгууламж юм.

Электрон түлхүүр нь радиолокац, телевиз, компьютерын техник, логикийн бүдүүвч, импульсын сонгодог бүдүүвчүүдэд  маш өргөн хэрэглэгддэг электроникийн үндсэн бааз суурь элемент болохын зэрэгцээ хамгийн хялбар, энгийн бүтэцтэй электрон байгууламж буюу электрон бүдүүвчийн юм.  Компьютерын техникийн хамгийн жижиг хэсэг нь электрон түлхүүрийн бүдүүвч бөгөөд түүний үзүүлэлт нь орчин үеийн мэдээлэл технологийн техникийн дэвшилийг тодорхойлдог.

Электрон түлхүүрийг шинжлэн судлахад, түүнийг дүйц (экивалент) бүдүүвчээр төсөөлөн үздэг. Ийм дүйц бүдүүвчийг 3.1 дүгээр зурагт үзүүлэв. (зураг. 3.1.а)  Энэ дүйц бүдүүвчид “К” электрон түлхүүрийн ажлын горим нь вольт-амперийн тодорхойломжийн “А” цэгээс “В” цэгийн хоорондох байрлалаар тодорхойлогдоно. (зураг. 3.1б). Электрон түлхүүрийн ажиллагааг бүдүүвчийн гаралт дээрх хүчдэлийн буюу гаралтын импульсын дүрслэл зураглалаар 3.1 дүгээр зургийн “в”-д үзүүлсэн байна.

Орчин үед электрон түлхүүрийн хамгийн чухал үзүүлэлт бол түүний хурд юм. Нэг секундийн дотор хэдэн арван саяаас хэдэн арван тэрбум удаагийн давтамжтайгаар, (хаалттай байдлаас нээгдэх эсвэл нээлттэй байдлаас хаагдах) сэлгэн залгах үүргийг зөвхөн электрон түлхүүр л гүйцэтгэж чаддаг. Энэ шинж чанар нь орчин үеийн компъютерийн техникт өргөн ашиглагддаг.

Электрон түлхүүрийн ажиллах зарчим нь түүний гаралтын дамжуулал оролтын дохионы нөлөөн дор огцом өөрчлөгддөгт оршино. Электрон түлхүүрийн “ачаалал” болох  “цахилгаан хэлхээг” залгах эсвэл салгах үүргийг шугаман бус радио элемент гүйцэтгэх ба түүнийг түлхүүр буюу сэлгэн залгагч элемент гэж нэрлэдэг.

   Электрон түлхүүрийн “түлхүүр” элементийг ажиллах зарчмын хувьд “К” үсгээр тэмдэглэн үзвэл,“К” түлхүүр залгаастай үед түүний идэвхтэй эсэргүүцэл R нь тэгтэй тэнцүү (R = 0) байна. (3.1-р зураг) 

Харин “К” түлхүүр саланга үед түүний идэвхтэй эсэргүүцэл их байх тусам ( ) түлхүүр элементийн шинж чанар сайн байгааг илтгэнэ.

Ингэснээр электрон түлхүүр “К” нь цахилгаан хэлхээг бүрэн залгах эсвэл салгах найдвартай үүрэг гүйцэтгэнэ. Цахилгаан хэлхээг залгах, салгах үүргийг гүйцэтгэдэг төрөл бүрийн реле болон ердийн контакттай контактгүй механик, элемент байгууламж олон байдаг ч электрон түлхүүр нь эдгээрээс олон давуу талтай.

Оролтын удирдах дохионы нөлөөн дор электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн гаралтын эсэргүүцэл өөрчлөгдөнө. Электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааны явцад цахилгаан хэлхээг бүрэн хэмжээгээр залгах эсвэл салгах ажиллагаа явагддаггүй, ялангуяа хагас дамжуулагч транзистор дээрх электрон түлхүүрийн хувьд. Харин “К” электрон түлхүүрийг сэлгэн залгах явцад түүний гаралтын эсэргүүцэл, “R_шул” эсэргүүцлээс “R_гэд” эсэргүүцлийн хүртэл ихсэн өөрчлөгдөнө. Электрон түлхүүрийн ажлын горим нь тодорхойломж дээрх ажлын цэгийн

Хэрэв ажлын цэг тодорхойломжийн “В” цэгт байгаа бол электрон түлхүүр нь залгаатай /транзистор нээлттэй/, харин нь ажлын цэг “А” цэгт байвал электрон түлхүүр саланга /транзистор хаалттай/ байгааг гэрчилнэ. Эдгээр тохиолдолд электрон  түлхүүрийн гаралтын импульсын далайцыг тодорхойлж болно. Хэрэв ажлын цэг тодорхойломжийн “В” цэгт байгаа үед  гаралтын импульсын далайц:

                            

харин түлхүүр саланга буюу ажлын цэг тодорхойломжийн “А” цэгт (зураг. 3.1) байгаа бол гаралтын импульсын далайц нь:

                                      Энд:

 I_шул   –   “К” электрон түлхүүр залгаатай үед гүйх гүйдэл /транзистор шулуун холбогдсон үеийн транзистороор гүйх гүйдэл/

 R_шул  –   “К”  электрон түлхүүр залгаатай үеийн идэвхтэй эсэргүүцэл/ транзистор шулуун холбогдсон үед транзистороор гүйж буй гүйдэлд үзүүлэх эсэргүүцэл/

Е       –    электрон түлхүүрийн цахилгаан тэжээл

R      –  электрон түлхүүрийн гаралтын эсэргүүцэл

I_гэд     – электрон түлхүүр саланга үеийн түлхүүрээр гүйж буй бага хэмжээний гүйдэл /гэдрэг гүйдэл/

R_гэд   –  электрон түлхүүр саланги үеийн идэвхтэй эсэргүүцэл

                      /гэдрэг гүйдэл гүйж буй үеийн эсэргүйцэл/

 Эдгээрийг электрон түлхүүрийн гүйдэл ба хүчдэлийн ажиллагааны зураглалаас харж болно.

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

                                                                                            (оролт, гаралтын хэлхээгээр)

 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

Бие даалт 8     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.

1. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн  хаалттай байдал

            Транзисторын түлхүүрийн коллекторын хүчдэлийн тогтмол утгад (U_кэ=const), ерөнхий эмиттертэй бүдүүвчийн хувьд транзисторын гүйдлүүд, оролтын (U_бэ) хүчдэлээс хамаарсан хамаарлын график зураглалыг (транзисторын статик болон динамик тодорхойломжийг) 3.2 дугаар зургийн “б”–д  үзүүлэв.

 Транзисторын түлхүүрийн хаах нөхцөл буюу “коллекторын” гүйдлийн таслах горим нь “эмиттерийн” гүйдлийн тэгтэй тэнцүү буюу тэгээс бага утгад  ( _к  ≤ 0)  /Зураг 3.2./ биелэгдэнэ.  Өөрөөр хэлбэл транзисторын “баз-эмиттерийн” (U_бэ) хүчдэлийн утга нь “базын” хаах (Е_бх) хүчдэлтэй тэнцүү буюу их утгатай (U_бэ  ≥ Е_бх) нөхцөл биелэгдэх ёстой . Үүнийг транзисторын “хаах” буюу “хаалттай” байх нөхцөл гэнэ. Үүнд:

 Е_бх – транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хаалттай байлгах, транзисторын “баз-эмиттерийн” “р-п” шилжилтийн хүчдэл. Гэхдээ Е_бх хүчдэлийн хэмжээ нь “р-n-р” бүтэцтэй транзисторын хувьд харьцангуй бага хүчдэлийн утгатай байх, Е_бх = (0,1–0,2) Вольт, учир транзисторын түлхүүрийг хаах нөхцөлийг ойролцоогоор  (U_кэ  ≥ 0)  гэж үзэж болох юм.  Транзистор хаалттай үед, эмиттер, коллекторын “р-п” шилжилт хоёул гэдрэг холболттой байна. Энэ үед транзисторын оролт, гаралтын хэлхээгээр зөвхөн багахан хэмжээний гэдрэг гүйдлүүд гүйнэ.  Энэ гэдрэг гүйдлүүдийн хэмжээ нь үндсэн бус цэнэг зөөгчдийн концентрац, болон транзисторын ажиллах орчны температураас онцгой хамааралтай, удирдлагагүй болохыг урьд нь үзсэн. (зураг. 3.2.а,б) Нээлттэй транзисторын гүйдлийн чиглэлийг эерэг, хаалттай транзисторын гүйдлийг “сөрөг” гүйдлийн чиглэл гэж үзвэл: 

                                 I_б.гэд   =    – I_к.гэд

Энэ “базын” гэдрэг гүйдэл нь “коллекторын” ба “эмиттерийн” гэдрэг гүйдлийн нийлбэртэй тэнцүү байна.  (зураг. 3.2.б,  3.3)

 Коллекторын болон эмиттерийн гэдрэг гүйдлүүдийн хувьд дараахь харьцаа хүчин   төгөлдөр байна.  Транзисторын  “коллекторын” талбай “эмиттерийн” талбайгаас олон дахин их гэдгийг тооцвол, “коллекторын” гэдрэг гүйдэл, эмиттерийнхээс мөн олон дахин их байна.                

              S_э  <<  S_к ,   бол    I_э.гэд  <<   I_к.гэд  ,   байх бөгөөд     I_б.гэд  =  I_к.гэд     болно.            

     Эдгээрээс үндэслэн “базын” гэдрэг I_б.гэд гүйдэл нь “коллекторын” гэдрэг I_б.гэд  гүйдэлтэй тэнцүү I_б.гэд  ≈   I_к.гэд  байна. (зураг. 3.2.б,  3.3)

Иймд хаалттай транзисторын хувьд гэдрэг гүйдлүүдийн хэмжээ маш бага, тэжээлийн хүчдэлээс бараг хамааралгүй учир, транзисторыг дараахь дүйц бүдүүвчээр төсөөлөн үзүүлж болно. /Зураг 3.3.б/ Ийм төсөөлсөн дүйц бүдүүвчийг, /эквивалент/ буюу транзисторыг “гүйдлийн генератораар” төлөөлсөн дүйц бүдүүвч гэнэ. Энэ дүйц бүдүүвч нь транзисторын ажиллагаанд үнэлэлт дүгнэлт өгөх, тооцоолол хийх, судалгаа шинжлэгээнд өргөн ашиглагдана.

Хаалттай транзисторын “коллекторын” гэдрэг гүйдлийн  тухай товч

Транзисторын “коллекторын” цахилгаан хэлхээгээр үндсэн ба үндсэн бус цахилгаан цэнэг зөөгчдийн гүйдэл гүйх бөгөөд үндсэн цэнэг зөөгчдийн гүйдэл транзистор нээлттэй үед гүйх ба ерөнхий эмиттертэй бүдүүвчийн хувьд энэ нь коллекторын гүйдэл (I_к) гэж нэрлэгдэнэ. Харин транзистор хаалттай үед үндсэн бус цахилгаан цэнэг зөөгчдийн гүйдэл гүйх бөгөөд ерөнхий эмиттертэй бүдүүвчийн хувьд  үүнийг транзисторын “коллекторын” гэдрэг (I_к.гэд) холболтын гүйдэл гэж нэрлэнэ. Өөрөөр хэлбэл хаалттай транзистораар гүйх гүйдлийг гэдрэг гүйдэл гэж нэрлэнэ. Транзисторын  “коллекторын”, ерөнхий эмиттертэй бүдүүвчийн хувьд, гэдрэг (I_к.гэд) гүйдэл нь транзисторын ажиллах орчны температураас хамаардаг, удирдлагагүй гүйдэл учир ашиглалтын явцад энэ гүйдлийг хамгийн бага байлгах шаардлагатай. Энэ шаардлагыг хангахад транзисторын ажиллах температурыг тогтмол байлгахад хангалттай юм. (зураг. 3.2.б,  3.3)

Хаалттай транзисторын коллектор дээрх хүчдэл нь тэжээлийн (“–Е_к“) хүчдэлтэй тэнцүү (U_кэ = U_к = –Е_к), гэж онолын хувьд тооцон, транзисторын ажиллагаанд үнэлэлт дүгнэлт өгөхөд ашиглахад_, хаалттай транзисторын “коллекторын” гэдрэг холболтын гүйдлийг “тэгтэй” (I_к.гэд=0) тэнцүү гэж үздэг. Гэхдээ бодит байдалд хаалттай транзисторын “коллекторын” гэдрэг холболтын гүйдэл хэзээ ч “тэгтэй” тэнцэхгүй        (I_к.гэд ≠ 0) бөгөөд энэ гүйдэл нь зөвхөн транзисторын зохион бүтээлт, транзисторын коллекторын “p-n” шилжилтийн “концентрац”, транзисторын ажиллах орчны температураас онцгой хамаардаг болохыг урьд нь үзсэн. Хаалттай транзисторын “коллекторын” гэдрэг холболтын гүйдэл нь удирдлагагүй гүйдэл, энэ нь зөвхөн орчны температураас хамаардаг зэрэг нь транзистор болон транзистор дээр хийгдсэн электроникийн техник хэрэгслийн үндсэн нэг дутагдалтай тал юм. Тийм учраас транзистор болон транзистор дээр хийгдсэн электроникийн техник хэрэгслийн ашиглалтад орчны температурыг тогтмол түвшинд байлгах өндөр шаардлага тавигддаг. Энэ шаардлагыг хангасан тохиолдолд хаалттай транзисторын “коллекторын” гэдрэг холболтын гүйдэл нь хамгийн бага түвшин байх боломжтой.

Хаалттай транзисторын коллекторын (I_к.гэд) гэдрэг гүйдэл нь, ердийн тасалгааны температурт маш бага байх боловч, /германаар хийсэн транзисторын хувьд хамгийн их, хэдэн зуун мкА, цахиураар хийгдсэн транзисторын хувьд түүнээс хэдэн арав дахин бага байдаг хэдий ч/, энэ гүйдэл нь транзисторын ажиллах орчны температурын өсөлтөөс хамаарч экспопенциаль хуулиар, дараах тэгшитгэлийн дагуу огцом өснө гэдгийг онцгой анхаарах хэрэгтэй.

                                      

Энд :  I_к.гэд – тасалгааны температурт тухайн транзисторын гэдрэг гүйдлийн хэмжээ.      /энэ гүйдлийн хэмжээ лавлах материалд транзистор бүрийн хувьд тасалгааны температурыг ойролцоогоор 20^оС гэж тооцон гэдрэг гүйдлийн (I_к.гэд) тоон утга өгөгддөг/

           ∆Е –  хагас дамжуулагч дахь хориотой бүсийн өргөн, 

            R – Больцманы тогтмол

            Т – абсолют температур,

            Iⁱ_к.гэд – температурын өсөлтөөс хамаарч коллекторын гэдрэг гүйдлийн өсөх хэмжээ.  

Германаар хийгдсэн транзисторын хувьд транзисторын хаалттай үеийн коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийг дараахь томъёогоор хялбарчлан тооцоолж болно.

Томъёоноос харахад орчны температур арван градус (t^о = 10^оС) өөрчлөгдөхөд, гэдрэг гүйдэл хоёр дахин өөрчлөгдөж байгаа нь, орчны температур гэдрэг гүйдлийн хэмжээнд хүчтэй нөлөөлдөг болохыг гэрчилж байна.  Транзисторын гэдрэг гүйдэл, электрон түлхүүрийн хэвийн ажиллагааг алдагдуулах сөрөг нөлөөтэй тул, гэдрэг гүйдлийг өсгөхгүй тогтоох, хэвийн хэмжээнд барих асуудал электрон түлхүүрийн болон бүх орчин үеийн электроникийн техник хэрэгслийн хувьд чухал байдаг. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийг хаалттай горимд шилжүүлэх нөхцөлийг дараахь аргаар тооцоолж болно. Кирхгофийн хууль ёсоор оролтын хэлхээний хувьд дараахь тэгшитгэлийг бичиж болно.

                          Е_б  =  I_б.гэд R_б  +  U_бэ   =  I_к.гэд R_б  + U_бэ                    

Энд :      Е_б    –   “базын” хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

               I_б.гэд  –  “базын” хэлхээгээр гүйх гэдрэг гүйдэл

               I_к.гэд   –  “коллекторын” хэлхээгээр гүйх гэдрэг гүйдэл

               R_б      –   “базын” ачааллын резистор

               U_бэ – “баз–эмиттерийн” хэлхээнд ажлын цэгийг шилжүүлэх хүчдэл                              

Транзисторыг хаалттай байлгахын тулд “баз–эмиттерийн” хэлхээнд ажлын цэгийг шилжүүлэх (U_бэ) хүчдэл нь тэгтэй тэнцүү буюу тэгээс (U_бэ ≥ 0) их байх шаардлагатай. Ерөнхий “эмиттертэй” бүдүүвчийн хувьд “баз–эмиттерийн” хэлхээнд ажлын цэгийг шилжүүлэх (U_бэ ≥ 0) хүчдэлийн нөхцөлийг дээрх тэгшитгэлд оруулан бичиж, транзисторын “базын” ачааллын “R_б” резисторыг тооцоолбол:

             U_бэ = Е_б  – I_{к. гэд} R_б  ≥ 0  ,    гэж үзвэл          Е_б  – I_{к. гэд} R_б  ≥ 0   ,     

                   Е_б   ≥  I_{к. гэд} R_б   ,                    R_б   ≤   Е_к / I_{к. гэд}          

Энэ тооцоололоос дүгнэлт хийхэд:

            1. Транзисторын нээлттэй, хаалттай нөхцөлийг хангахад “базын” “R_б”, резисторын эсэргүүцлийг тооцоолох нь онцгой ач холбогдолтой. Транзисторын “базын” ачааллын R_б резистор дамжин транзисторын коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдэл гүйж, хаалттай транзисторыг нээж болзошгүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.

            2. Тийм учраас транзисторын тооцоолол хийхдээ гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийн утгыг, байж болох хамгийн их температурын утгад авч үзэх хэрэгтэй.

            3. Транзисторын түлхүүрийн хаалттай горимын үед, транзистор бүрэн хэмжээгээр хаагддаггүй, транзисторын коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдэл гүйж байна.  Өөрөөр хэлбэл ачааллын хэлхээ бүрэн салдаггүй онцлогтойг байнга санах хэрэгтэй.  Тийм учраас транзистор хаалттай үед энэ гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийн нөлөөгөөр  коллекторын ачаалал дээр багахан хэмжээний хүчдэлийн уналт байх ба үүнийг дараахь томъёогоор тооцоолж болно.      

                                                                   U_Rк   =  I_к.гэд R_к 

Энд : U_Rк – хаалттай транзисторын коллекторын ачааллын R_к резистор дээр, коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийн нөлөөгөөр бий болох хүчдэлийн уналт.

Транзистор хаалттай үед  R к резистор  дээрх  хүчдэлийн  UR к  уналт

U­бэ = +Eб

t2

t1

Iк

t

t

t

Uбэ<0

–Ек

Uкэ

0

0

0

Iк.гэдRк

Транзистор хаалттай үеийн гэдрэг Iк.гэд  гүйдэл

Транзистор  нээлттэй  үед  R к резистор  дээрх  хүчдэлийн  URк  уналт

Uбэ > 0

Iк*Rк

Uкэ =

U R к=

Iк.гэд

Iк.

Uбэ

А /

Б /

В /

URк   =  Iк.гэд Rк

–Ек

Транзистор     нээлттэй

Транзисторын оролтын “сөрөг”        туйлтай тэгш импульс

  Хаалттай транзисторын коллекторын ачааллын R_к резистор дээр, коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийн нөлөөгөөр бий болох хүчдэлийн (U_Rк) уналтыг 3.4 дүгээр зурагт үзүүлэ

         Хаалттай транзисторын коллекторын ачааллын R_к резистор дээр, коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдлийн нөлөөгөөр бий болох хүчдэлийн (U_Rк) уналт нь орчны температур өсөх тутам өснө. Учир нь I_к.гэд коллекторын гэдрэг гүйдэл нь орчны температураас онцгой хамаардаг болохыг бид дээр үзсэн. Орчны температураас хамааран коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдэл өөрчлөгдсөнөөр (U_Rк) хүчдэлийн уналт мөн даган өөрчлөгдөнө. Үүнийг дараахь томъёоноос харж болно.                                                   

                                                   U_кэ   =   U_к  =  –  ( Е_к   –  I_к.гэд R_к )

    Үүнээс болж электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн, коллекторын (U_к) хүчдэл нь транзистор хаалттай үед сөрөг утгатай, (“–Е_к”) тэжээлийн хүчдэлтэй тэнцүү биш гэдрэг гүйдлийг тооцсоноор (U_кэ= U_к ≠ –Е_к ), (U_кэ= U_к > –Е_к), тэжээлийн “–Е_к” хүчдэлээс бага байна. Транзисторын түлхүүрийн оролтонд дохио ирэхийн өмнө ба оролтын дохионы нөлөөн дорх ажиллагааны гүйдэл, хүчдэлийн өөрчлөлтийн график зураглалыг 3.4 дүгээр зурагт үзүүлэв.       

                                                             ( U_Rк =  U_кэ  =  U_гар  )

    Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн ажиллагааны зураглалд хугацааны “0” агшингаас хугацааны (t₁) агшин хүртэл, /зураг.18а,б,в/ транзисторын “баз-эмиттерийн” хоорондох (U_бэ) хүчдэл нь “баз-эмиттерийн” тэжээлийн “+Е_б” хүчдэлийн нөлөөн дор “тэгээс” их (U_бэ>0), эерэг утгатай байгаа тул, транзистор хаалттай, транзистороор үндсэн коллекторын (I_к) гүйдэл гүйхгүй, харин багахан хэмжээний коллекторын гэдрэг (I_к.гэд) гүйдэл гүйнэ.

Харин транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн оролтонд хугацааны (t₁) агшинд “сөрөг” туйлтай тэгш өнцөгт импульс өгөгдөхөд транзисторын “баз-эмиттерийн” хоорондох (U_бэ) хүчдэл мөн сөрөг утгатай (U_бэ<0),болж транзистор нээлттэй ханасан горимд шилжин транзистораар коллекторын ханасан (I_к.хан = I_к) гүйдэл гүйнэ. Энэ байдал оролтын импульсын нөлөөлөл дуусах хугацааны (t₂) агшин хүртэл үргэлжлэнэ. /зураг.3.4.а,б,в/ Оролтын дохионы нөлөөн дорх энэ ажиллагааны үр дүнд транзисторын гаралтын хүчдэл 3.4 дүгээр зургийн “В”–д зааснаар өөрчлөгдөж гаралтад өсгөгдсөн “эерэг” туйлтай тэгш өнцөгт хэлбэрийн импульс бий болсон байна.

Ингэж транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч оролтын дохионы  нөлөөн дор “динамик” ажлын горимд, оролтын дохиогүй үеийн “статик” ажлын горимд дээрх горимоор ажиллана.

Транзистор буюу хатуу биетийн электроникийн техникийн хөгжлийн шинэ эрин үеийн электроникийн суурь бааз нь транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч болон хөгжиж байна. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь импульсын бүх сонгодог бүдүүвч, импульсын байгууламжуудын үндэс нь болох бөгөөд электрон түлхүүрийн бүдүүвч, бүдүүвчийн элементүүдийн үүрэг, ажиллах зарчим, тавигдах шаардлага, ажиллагаа, ажиллагааны гүйдэл хүчдэлийн график зураглалын физик утгыг ойлгож мэдэх нь орчин үеийн нарийн ялангуяа орчин үеийн нарийн ажиллагаатай цэргийн зэвсэг техник, нисэх, зенитийн пуужин, радиолокацийн техник  хэрэгслийн инженер, техникийн мэргэжилтэнгүүдэд зайлшгүй шаардлагатай. 

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааг ойлгож мэдсэнээр бусад импульсын сонгодог бүдүүвч, импульсын байгууламжууд болон электроникийн техник хэрэгслийн ажиллагааг ойлгоход хялбар болно.

            Орчин үеийн электроникийн техник хэрэгслийн үндсэн тодорхойлогч үзүүлэлт нь электроникийн “хурдан ажиллагаа” буюу “хурд” юм.

            Харин электроникийн техник хэрэгслийн “хурдан ажиллагаа” нь электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн нэг тогтвортой байдлаас нөгөөд шилжихэд зарцуулагдах (хаалттай байдлаас нээлттэй байдалд, эсвэл нээлттэй байдлаас хаалттай байдалд шилжих) хугацаагаар тодорхойлогддог. Тийм учраас электрон түлхүүрийн “хурдан ажиллагааг” ихэсгэх арга зам тулгамдсан асуудлын нэг байдаг.         

  Транзистор дээр хийгдсэн “анхны байдалд” хаалттай

электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллах зарчим

Ерөнхий эмиттерийн холболттой, ажиллагааны “анхны байдалд” хаалттай транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийг “p-n-p” бүтэцтэй транзисторын хувьд авч үзье.(зураг 3.2)

Ерөнхий эмиттерийн холболттой транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн хувьд “баз-эмиттерийн” хэлхээг оролтын, “коллектор-эмиттерийн” цахилгаан хэлхээг гаралтын гэж нэрлэнэ.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн “базын” хэлхээнд өгөгдөж буй оролтын дохионы нөлөөн дор транзисторын дамжуулалын шинж чанар өөрчлөгдөж, түлхүүр элементийн үүрэг гүйцэтгэгч транзистор нээлттэй байдлаас хаалттай, эсвэл эсрэг байдалд шилжинэ. Эдгээр ажиллагааны үр дүнд транзисторын түлхүүрийн ачааллын (R_к) резисторээр гүйх гүйдэл өөрчлөгдөж, улмаар электрон түлхүүрийн гаралтын хүчдэл өөрчлөгдөнө. Харин оролтын дохионы үйлчлэл дуусмагц түлхүүр анхны байдалд шилжих зарчмаар электрон түлхүүрийн бүдүүвч ажиллана. Ингэснээр транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн гаралтанд импульс бүрдэнэ.

3.2.6  Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн

бүдүүвчийн ажиллагаа

     Анхны байдалд хаалттай, ерөнхий эмиттертэй, “р-n-p” бүтэцтэй транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааг авч үзье. Ийм электрон түлхүүрийн бүдүүвчийг  3.2  дугаар зурагт үзүүлсэн.

Транзистор дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн ажиллагааг дараахь  хоёр тохиолдолд жишээгээр тайлбарлая.   Үүнд: 

1.    “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирээгүй үеийн ажиллагаа. Энэ үеийн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааны  “анхны байдал” гэнэ.

2.    “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн, оролтын дохионы нөлөөнд байх үеийн ба оролтын дохионы нөлөө дуусмагц “анхны байдалд” эргэж шилжих үеийн ажиллагаа гэж  хоёр шатлалаар авч үзнэ.

а.  Транзистор дээр хийгдсэн  “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн ажиллагааны             “Анхны байдал”

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн анхны байдал гэж оролтод дохио өгөгдөөгүй үеийг хэлнэ. өөрөөр хэлбэл оролтын дохио “тэгтэй” Uор (t) = 0 тэнцүү үед буюу t₁ хугацааны агшин хүртэлх хугацаанд (зураг. 3.4а). Үүнийг транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагааны анхны байдал гэнэ.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь ажиллагааны анхны энэ байдалд Т₁ транзистор нь, “+Е_б” хүчдэлийн нөлөөн дор транзисторын “баз-эмиттерийн” хоорондох “р-n” шилжилт гэдрэг (U_бэ≥0) холболттой байх тул Т₁ транзистор хаалттай байна. 

    Транзистор Т1 хаалттай учир түүний коллектор дээрх хүчдэл (U_кэ= U_к), тэжээлийн

“–Е_к“ хүчдэлтэй бараг  (U_кэ= U_к ≈ – Е_к) тэнцүү байна.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн U_гар (t) гаралтын хүчдэл нь мөн (“–Е_к“) тэжээлийн хүчдэлтэй бараг тэнцүү байна.

                                                       U_гар  =  U_к  ≈  – Е_к 

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь энэ тогтвортой “хаалттай” байдлаа, Т₁ транзисторын оролтод сөрөг туйлтай импульс ирэх t₁ хугацааны агшин хүртэл хадгалан ажиллана. /зураг  3.4а /

б.  Транзистор дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтын  дохионы  нөлөөнд  байх үеийн  ажиллагаа

Транзисторыг (Т1) хаалттай байдлаас нээж ханасан горимд шилжүүлэхийн тулд түүний оролтод сөрөг туйлтай импульс өгөх шаардлагатай (U_{m ор} < 0).  Гэхдээ энэ сөрөг туйлтай оролтын импульсын далайц транзисторыг ханасан горимд шилжүүлэхэд хангалттай байх шаардлагатай.

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн оролтонд t₁ хугацааны агшинд “сөрөг” туйлттай тэгш өнцөгт импульс өгөгдөхөд, Т1 транзистор нээгдэж, түүгээр “I_к” коллекторын гүйдэл гүйх ба ачааллын R_к резистор дээр U_Rк гэсэн хүчдэлийн уналтыг бий болгоно. Энэ хүчдэлийн уналтыг дараахь томъёогоор тооцоолж болох ба энэ хүчдэл нь түлхүүрийн гаралтын хүчдэлтэй тэнцүү утгыг илэрхийлнэ.

                                            U_гар ( t )  =  U_Rк  =  I_к R_к   

энд:   I_к – транзистор Т1 нээлттэй үед гүйх коллекторын гүйдэл.

          R_к – транзисторын коллекторын гүйдэл (I_к ) гүйх ачааллын резистор

          U_гар (t) – түлхүүрийн гаралтын хүчдэл

          U_Rк – транзисторын R_к ачааллын резистор дээр унах хүчдэлийн уналт

Энэ томъёонд транзисторын коллекторын ачааллын (R_к) резисторын эсэргүүцэл нь нээлттэй Т1 транзисторын (R_шул) дотоод эсэргүүцлээс олон дахин их учир, нээлттэй  транзисторын гаралтын эсэргүүцлийг (R­_гар) бараг тэгтэй тэнцүү гэж үзэж болно. Өөрөөр транзисторын гаралтын эсэргүүцлийг тооцохгүй байж болно гэсэн үг юм. (R­_гар= 0) Тэгвэл транзистор дээр хийгдсэн, анхны байдалд хаалттай электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь оролтын дохионы нөлөөн дор нээлттэй болж, гаралтын хүчдэлийн далайц нь нээлттэй транзисторын “коллекторын” гүйдлээс хамаарах нь дараах тэгшитгэлээс харагдаж байна.                                                   U_гар (t)  =   I_к R_к   

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь оролтын дохионы нөлөөн дор “нээлттэй” байдлаа, Т₁ транзисторын оролтын сөрөг туйлтай импульсын нөлөөлөл дуусах, t₂ хугацааны агшин хүртэл хадгалан ажиллана. /зураг 3.4 а/

в.  Транзистор дээр хийгдсэн  “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн,  оролтын  дохионы нөлөөлөл дууссаны дараа  “анхны байдалд” эргэж шилжих ажиллагаа

Оролтын импульсын үйлчлэл дуусмагц Т1 транзистор хаагдаж анхны байдалд, транзистор дээр хийгдсэн түлхүүрийн бүдүүвч шилжинэ. Өөрөөр хэлбэл t₂ хугацааны дараа транзистор анхны байдалд шилжих ажиллагаа явагдана. ( зураг 3.4 а)

Транзистор дээрх электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь оролтын дохионы нөлөөлөл дуусмагц, t₂ хугацааны агшинд, Т1 транзистор нь “+Е_б” хүчдэлийн нөлөөн дор транзисторын “баз-эмиттерийн” хоорондох “р-n” шилжилт нь гэдрэг холболттой буюу “баз-эмиттерийн” хоорондох хүчдэл “тэгээс” их (U_бэ≥0) болж Т₁ транзистор хаалттай байдалд шилжинэ. 

    Транзистор Т1 хаалттай болж түүний коллектор дээрх хүчдэл (U_кэ= U_к), тэжээлийн

“–Е_к“ хүчдэлтэй бараг  (U_кэ= U_к ≈ – Е_к) тэнцүү болно.

Транзистор дээрх түлхүүрийн бүдүүвчийн (U_гар (t)) гаралтын хүчдэл нь мөн (“–Е_к“) тэжээлийн хүчдэлтэй бараг тэнцэнэ. (Хэрэв коллекторын гэдрэг гүйдлийг тооцохгүй, “тэгтэй” тэнцүү гэж үзвэл).

                                                       U_гар  =  U_к  ≈  – Е_к 

Ингэж транзистор дээрх түлхүүрийн бүдүүвчийн Т₁ транзистор нь “базын” “+Е_б” хүчдэлийн нөлөөн дор хаагдаж  “хаалттай анхны байдалд” эргэн шилжиж, дараачийн  “сөрөг” туйлттай импульс Т1 транзисторын оролтод өгөгдөх хүртэл энэ тогтвортой байдлаа хадгалан ажиллана. (зураг 3.4 а,б,в)

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн, оролтын дохио ирэхийн өмнөх болон оролтын дохионы нөлөөн дор, оролтын дохионы үйлчлэл дууссаны дараа эргэж анхны байдалд шилжих ажиллагааг гүйдэл, хүчдэлийн график зураглалаар 3.4 дүгээр зурагт үзүүлэв.

Транзистор дээрх түлхүүрийн бүдүүвчийн ажиллагаанаас харахад, оролтын сөрөг туйлтай импульсын нөлөөн дор гаралтад эерэг туйлтай, далайцаараа өсгөгдсөн импульс бий болсон байна. /Зураг 3.4.а,б,в/ 

Транзистор дээр хийгдсэн ийм электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн дутагдалтай тал нь хоёр бие даасан цахилгаан тэжээл шаардагдаж байгаа явдал юм.

3.2.7   Транзистор дээр хийгдсэн “анхны байдалд” нээлттэй

электрон түлхүүрийн бүдүүвч

     Харин “анхны байдалд” нээлттэй, ерөнхий эмиттертэй, “р-n-p” бүтэцтэй транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч, ажиллагааг товч авч үзье. Ийм электрон түлхүүрийн бүдүүвч, ажиллагааны зураглалыг  3.5, 3.6  дугаар зурагт үзүүлэв.

     Транзистор дээр хийгдсэн 3.5, 3.6 дугаар зурагт үзүүлсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь ажиллах зарчмын хувьд ямарч ялгаагүй, бүдүүвч нь хоёул анхны байдалд буюу оролтод импульс ирэхийн өмнө, (U_ор (t) = 0) үед, Т1 транзистор нээлттэй ханасан горимд байна.

   Транзистор дээр хийгдсэн “анхны байдалд” нээлттэй электрон түлхүүрийн бүдүүвч дэхь элементүүдийн үүрэг

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

 С_я – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч конденсатор

                                                                                            (оролт, гаралтын хэлхээгээр)

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

R1, R2 – транзисторын “баз”-ын хэлхээний хүчдэлийн хуваагч (транзисторын оролтонд дохио ирээгүй үед буюу анхны байдалд транзисторыг нээлттэй ханасан горимд байлгах үүрэг гүйцэтгэнэ)

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

3.2.8   Транзистор дээр хийгдсэн “анхны байдалд” нээлттэй электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн  ажиллагаа

Ер нь транзисторыг нээлттэй ханасан ажлын горим байлгах, “базын” хүчдэлийн ба гүйдлийн гэсэн хоёр арга байдаг. Тэгвэл 3.5 дугаар зурагт үзүүлсэн, транзистор дээр хийгдсэн, электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн Т1 транзисторыг “анхны байдалд” нээлттэй “ханасан” горимд байлгах нөхцөлийг, “базын” хүчдэлийн аргыг ашиглан бий болгосон бүдүүвч бол харин 3.6 дугаар зурагт үзүүлсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн Т1 транзисторыг “анхны байдалд” нээлттэй “ханасан” горимд байлгах нөхцөлийг, “базын” гүйдлийн арга ашигласан байна.

Транзистор дээр хийгдсэн, 3.6 дугаар зурагт үзүүлсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн “анхны байдалд” Т1 транзистор нээлттэй ханасан горимд ажиллах нөхцөлийг, “базын” хүчдэлийн аргыг ашиглан дараах байдлаар нэг бие даасан тэжээлийн (“–Е_к“) хүчдэлийн тусламжтайгаар шийдвэрлэжээ .

Учир нь “–Е_к“ тэжээлийн хүчдэлийн нөлөөн дор, транзисторын R_б ачааллын резистор дээрх хүчдэлийн уналтаар, “баз” дээрх хүчдэл тэгээс (U_бэ < 0) бага утгатай байхаар сонгоход, оролтын “р-n” шилжилт энэ хүчдэлийн нөлөөнд шулуун холболттой болж  Т1 транзистор нээлттэй ханасан ажлын горимд ажиллана. (зураг 3.6.б) Транзистор Т1 нь нээлттэй, түүгээр коллекторын I_k гүйдэл гүйж, ачааллын резистор R_к дээр U_Rк хүчдэлийн уналтыг бий болгоно.   Үүнийг дараахь томьёогоор тооцоолно.       

                                                  U_Rк   =   I_К* R_k

Энэ U_Rк хүчдэлийн уналт нь мөн транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн гаралтын хүчдэлийн утгатай тэнцүү байна.

                                 U_гар  =   U_Rк   =    I_к*R_к   <<   -E_к

Өөрөөр хэлбэл t₁ хугацааны агшин хүртэл, гаралтын хүчдэл нь тэжээлийн “-E_K” хүчдэлийн утгаас олон дахин бага байна. / Зураг 3.5.б /  

 Анхны байдалд нээлттэй “р-n-р” транзисторыг хаахын тулд, оролтод эерэг туйлтай импульс өгөх хэрэгтэй.  Оролтын импульсын амплитуд /далайц/ U_{ор m} (t)  транзисторыг бүрэн хаахад хүрэлцэхүйц байх шаардлагатай.  Ийм оролтын эерэг туйлтай импульсын нөлөөн дор транзистор хаагдаж, коллекторын “I_K” гүйдэл гүйхгүй болно. Ингэснээр транзисторын гаралтын хүчдэл бараг тэжээлийн хүчдэлийн утгатай тэнцэнэ.   Хэрэв  I_{к гэд} = 0    гэж үзвэл        U _гар   =  U _кэ  =  – E_к 

Энэ байдлаа транзисторын түлхүүр нь оролтод импульс ирэх хүртэл хадгалан ажиллана.

Оролтын импульсын үйлчлэл /нөлөөлөл/ дуусмагц Т1 транзистор нээгдэж, транзистор дээр хийгдсэн түлхүүрийн бүдүүвч анхны байдалд шилжин, гаралтын (U_гар) хүчдэлийн утга, тэжээлийн хүчдэлийн утгаас ( “–Е_к” ) олон дахин  бага болно.

                                           U_гар  =  U_кэ  <<  / – Е_кэ  /

Эдгээрийн үр дүнд транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн гаралтад сөрөг туйлтай импульс бий болно. / зураг  3.5.б /

 Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн, 3.6 дугаар зурагт үзүүлсэн бүдүүвч нь “базын” гүйдлийн арга ашиглан, коллекторын (“–Е_к”) тэжээлээс, хүчдэлийн хуваагч R₂ , R₃ резистор дамжуулан транзисторын “баз” дээрх (U_бэ < 0) сөрөг хүчдэлийн уналтыг бий болгон, анхны байдалд ханасан ажлын горимд ажиллаж буй электрон түлхүүрийн бүдүүвчийг үзүүлэв. 

Ийм бүдүүвч нь техникт маш өргөн хэрэглэгдэнэ. Харин ажиллах зарчим нь урьд үзсэн бүдүүвчтэй яг адилхан учир харьцуулан ойлгоход хялбар болно.  

   Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн

ажиллагаанаас хийх дүгнэлт

      1. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр бүдүүвч нь ажиллагааны хувьд хоёр тогтвортой ажлын горимд ажиллана.  /хаалттай, нээлттэй/

      2. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр нь нэг тогтвортой байдлаас нөгөөд  шилжихдээ огцом биш хугацааны тодорхой агшинд явагдах ба энэ нь транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчид явагдах шилжилтийн үзэгдлээр тодорхойлогдоно. Энэ шилжилтийн үзэгдлээс транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хурдан ажиллагаа хамаардаг. 

3.2.3     Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн

                        хурдан ажиллагааг ихэсгэх аргууд

            Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн шилжилтийн “процесс” үзэгдлийг тооцоолох томъёонуудаас дүгнэлт хийхэд, электрон түлхүүрийн хурдан ажиллагааг ихэсгэхийн тулд дараахь нөхцөлүүдийг хангах шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл электрон түлхүүрийн хурдан ажиллагаа нь транзисторын нээгдэх, хаагдахад явагдах  шилжилтийн үзэгдэлүүдийн үргэлжлэх хугацаагаар тодорхойлогдох бөгөөд энэ хугацааг багасгах нь орчин үеийн электроникийн техникийн хөгжилтөнд тавигдаж буй шаардлагын нэг бөгөөд энэ нь дараахь нөхцөлүүдээс хамаарна.     Үүнд:

1. Транзисторын түлхүүрийн идэвхтэй ажлын горимд цахилгаан цэнэг зөөгчдийн байх хугацаа (буюу r_β үзүүлэлт) багатай транзисторыг электрон түлхүүр элементээр ашиглах, эсвэл ажлын давтамж (f_φ)  өндөртэй транзистор хэрэглэх.
2. Түлхүүр элемент болох транзисторын хаах (нээх) гүйдлийг (I_б1,2) ихэсгэх, ингэснээр импульсийн фронтын (t_ф^-, t_ф⁺) хугацаа багасна.
3. Транзисторын хаалттай горимын үед нээх “базын” гүйдлийг (I_б1) багасгах, ингэснээр “базын” мужид хуримтлагдах, илүүдэл цэнэгийн хуримтлал, улмаар t_р (илүүдэл цэнэгийн буурах хугацаа) багасана.
4. Транзисторын түлхүүрийн хаах “базын” (I_б2) гүйдлийг ихэсгэх, үүний үр дүнд t_р, t_ф  хугацаанууд багасна.

Эдгээрээс гадна радиоэлектрон хэрэгсэлд транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хурдан ажиллагааг ихэсгэхэд бүдүүвчийн өөрчлөлт болох техникийн шийдлийн нэлээд хэдэн аргыг өргөн ашигладаг. Үүнд:

1. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн ажлын цэгийг шилжүүлэх “базын” (Eб) хүчдэлийг ихэсгэх
2. Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн оролтод хурдасгах конденсатор хэрэглэх
3. Дутуу “ханалтын” горимд транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийг ашиглах гэх мэт

Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн хаах гүйдэл I_б2 өсөх тутам хугацааны хоцрогдолт (t_хоц  ) багасна. Транзисторыг хаах, базын мужаар гүйж буй I_б2 гүйдлийн утга тэгтэй тэнцэх үед “базаас” коллекторт цэнэг зөөгчид шилжихгүй болж “базын” мужийн саармаг байдал алдагдан эмиттерийн “р-n” шилжилт, гэдрэг холболттой болно. Үүний нөлөөгөөр транзистор хаалттай байдалд богино хугацаанд шилжинэ.

            Транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч, ажиллах зарчим, тавигдах шаардлага, үзүүлэлтүүд, зарим нэг тооцоолол хийх аргачлал, ялангуяа хурдыг (хурдан ажиллагааг) сайжруулах арга зам зэргийг нэлээд дэлгэрэнгүй өгүүллээ. Дараагийн бүлгүүдээр үзэх бусад импульсын сонгодог бүдүүвчүүд бүгд электрон түлхүүрийн бүдүүвч дээр үндэслэгдсэн байдаг. Ерөнхийдөө орчин үеийн электроникийн техникийн хурдан ажиллагаа нь эцсийн эцэст нэгж электрон түлхүүрийн хурд буюу электрон түлхүүрийн залгагдах эсвэл салгагдах хугацаанаас онцгой  хамааралтай гэдгийг ойлгон энэ чиглэлд анхаарал төвлөрүүлэн судлах хэрэгтэй.

Бие даалт 5  Электрон ламп дээр хийгдсэн электрон

 түлхүүрийн бүдүүвч

Электрон ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүр нь электроникийн хөгжлийн I, II, III үеийн техник хэрэгсэл болон радиотехник, радиолокаци, пуужин, холбоо-автоматикт, автоматжуулалтийн системд маш өргөн хэрэглэгдэн онцгой байр суурийг эзлэн, хурдацтай хөгжиж байсан. Хэдийгээр 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 ч цөмийн дэлбэрэлтийн үеийн болон бусад гүйдэл, хүчдэлийн огцом өөрчлөлт, хэлбэлзлэлд тэсвэртэй, ажлын горим нь орчны температураас хамаардаггүй, харьцангуй өндөр чадалтай зэрэг давуу талуудаараа орчин үеийн электроникийн техник хэрэгсэлд,  радиотехник, радиолокаци, зенитийн пуужингийн, холбоо-автоматикт, автоматжуулалт болон анагаах ухаан, эрүүл мэндийн  бүх төрлийн “рентгенийн”  тоног төхөөрөмжүүдэд өргөн ашиглагдаж байна.

Тийм учраас ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч, бүдүүвчийн элементүүдийн үүрэг, ажиллах зарчим, ажиллагаа, ажиллагааны гүйдэл хүчдэлийн график зураглалыг авч үзье.

3.3.1    Электрон ламп дээрх электрон түлхүүрийн бүдүүвч

ажиллах зарчим

Хамгийн энгийн бүтэцтэй, электрон ламп-вакуумын “триод” дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийг  3.7 дугаар зурагт жишээ болгон үзүүлэв.

 Ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь үүрэг, зориулалтаас хамаарч нэлээд олон төрөл байх боловч ажиллах зарчмын хувьд транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчтэй төсөөтэй байна.

 Ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн өөр нэг онцлог бол гаралтын цахилгаан хэлхээ нь ламп хаалттай үед бүрэн “саланга” байдагт оршино. Өөрөөр хэлбэл ламп хаалттай үед ямарч гүйдэл гүйхгүй, лампны анодын гүйдэл тэгтэй тэнцдэг I_а = 0.

3.4.2    Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвч дэхь

 элементүүдийн үүрэг

   “+Е_ак = +Е_а“ –  электрон лампны “анод-катодын”  цахилгаан хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

С_я   – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч /оролт,гаралтаар/  конденсатор

R_а   –  гаралтын буюу “анодын” ачааллын резистор

R_т   –  оролтын буюу “торын” ачааллын резистор

Л₁   –  электрон ламп-триод нь өсгөгч, “электрон түлхүүр” элемент

С_ш  – тэжээлийн хүчдэлийн шүүлтүүрийн конденсатор

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

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

U_ак     –  лампны “анод-катодын” хоорондох хүчдэл

I _а  ¯  –   лампны “анод”-ын гүйдлийн багасалт гэсэн утгыг илэрхийлнэ

I _т  ­     –   лампны “удирдах тор”-ын гүйдлийн өсөлт гэсэн утгыг илэрхийлнэ

U_{ак min}  – Л1 электрон ламп нээлттэй байх үед “анод-катод”-ын хоорондох хүчдэл

      U_хал    –  лампны “накал”-ын буюу халаагч улайсгуурын хүчдэл

“–Е_т” – Л1 электрон лампыг хаалттай байлгах торын тэжээлийн хүчдэл

“–Е_т.о” – Л1 электрон лампны анодын гүйдлийн “тэгтэй” тэнцүү үеийн торын хүчдэлийн сөрөг утга (Л1 электрон лампны хаах торын хүчдэлийн утга буюу электрон лампны хаах цэгийн хүчдэл)

U m_ор (t) – оролтын дохионы амплитуд (далайц) хүчдэлийн утга

 t_и – оролтын импульсын үргэлжлэх хугацаа

3.4.3   Ламп дээр хийгдсэн электрон түлхүүрийн

бүдүүвчийн ажиллагаа

 Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн  ажиллагааг  дараахь  хоёр  тохиолдолд  авч үзье.   Үүнд: 

1.    “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирээгүй үеийн   ажиллагаа.  Энэ үеийн электрон түлхүүрийн ажиллагааг, ажиллагааны  “анхны байдал” гэнэ.

2.    “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтын дохионы нөлөөнд байх үеийн  ба оролтын дохионы нөлөө дуусаж “электрон түлхүүрийн бүдүүвч анхны байдалд” эргэж шилжих үеийн ажиллагаа гэж хоёр шатлалаар авч үзнэ.

а.  “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтонд дохио ирээгүй үеийн “анхны байдалд” дахь ажиллагаа. 

Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвч нь хугацааны тэг “0” агшингаас хугацааны “t₁” агшин хүртэл, бүдүүвчийн анхны байдал буюу оролтонд дохиогүй байна. (зураг 3.7, 3.8) Электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь энэ “анхны байдалд” Л1 лампны “анод-катодын” хоорондох тэжээлийн хүчдэл өгөгдсөн, Л1 лампны удирдах “тор” дээр R_т резистор дамжин тэжээлийн “–Е_т” хүчдэлээс, “сөрөг” (–U_т1 < –Е_т.о) хүчдэл өгөгдсөн тул ламп Л1 хаалттай, лампаар “анодын” ( _а) гүйдэл гүйхгүй, улмаар лампны “анод” дээрх (U_ак) хүчдэл нь тэжээлийн (+Е_а) хүчдэлтэй тэнцүү (U_ак= +Е_а) утгатай байна.(зураг  3.7, 3.8 )

  Мөн ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн гаралтын (U_гар) хүчдэл энэ хүчдэлтэй тэнцүү байна.

                                                       U_гар   =  U_ак   = +Е_а         

  –U_т1 < –Е_т.о  –  энэ нь электрон лампны хаалттай байх нөхцөл юм.

Электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь анхны энэ тогтвортой байдлаа оролтонд дохио иртэл хадгалан ажиллана. (зураг  3.7, 3.8)

 Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн гүйдэл, хүчдэлийн өөрчлөлтийн энэ график зураглалыг 3.8 дугаар зурагт үзүүлэв. Хугацааны тэг “0” агшингаас хугацааны “t₁” агшин хүртэл “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн анхны байдал.

Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн “анхны байдалд” хаалттай Л1 лампыг нээж ажиллуулахын тулд “эерэг” туйлтай импульсийг оролтод өгөх шаардлагатай. (зураг  3.7, 3.8)

б.  “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн оролтын дохионы  нөлөөнд байх үеийн ажиллагаа

            Харин “электрон түлхүүрийн”  бүдүүвчийн оролтонд Л1 электрон лампыг нээх “эерэг“ туйлтай, ( ) нөхцөлийг биелүүлсэн импульс буюу дохио өгөгдөхөд, удирдах “тор” дээр тэжээлийн “–Е_т” хүчдэлийн “сөрөг” утга багас ч “эерэг” (U_т1 > 0) утгатай болоход, Л1 ламп нээгдэж, лампаар анодын гүйдэл гүйж эхэлнэ. (зураг 3.7, 3.8 “t₁”)

Ингэснээр нээлттэй лампны анод дээрх хүчдэл багасаж (U_{ак. min} ) хүчдэлийн утгатай тэнцэнэ. Харин нээлттэй лампны анод дээрх (U_ак.min) хүчдэлийг дараах томъёогоор тооцоолно. 

                                                       U_{ак. min}   = +Е_а  – i_а R_а      

 Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн гаралтын (U_гар) хүчдэл нь мөн энэ хүчдэлтэй тэнцүү болно.

                                                       U_ак   =  U_{ак. min}   = +Е_а  – i_а R_а               

       Энэ тогтвортой байдлаа оролтын импульсын нөлөөлөл дуусах хүртэл, өөрөөр хэлбэл хугацааны “t₁” агшингаас, хугацааны “t₂” агшин хүртэл хугацаанд, хадгалан ажиллана.   (зураг  3.7, 3.8 “t₁  t₂”)       

 Оролтын дохионы нөлөөлөл дуусмагц Л1 ламп хаагдаж, “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвч нь  “анхны байдалдаа” эргэж шилжинэ.        

в.  “Электрон түлхүүрийн”  бүдүүвчийн  оролтын  дохионы нөлөөлөл дууссаны дараа эргэж “анхны байдалд”  шилжих  ажиллагаа

“Электрон түлхүүрийн” бүдүүвч нь оролтын дохионы нөлөөлөл дуусмагц, торын ачааллын R_т резистор дамжин

Л1 лампны удирдах “тор” дээр тэжээлийн

 

  “–Е_т” хүчдэлээс, дараах (–U_т1 < –Е_т.о) нөхцөлийг биелүүлсэн “сөрөг” хүчдэл өгөгдөж, улмаар ламп Л1 хаагдан, лампаар гүйх “анодын” ( _а) гүйдэл тэгтэй тэнцэж, улмаар лампны “анод” дээрх (U_ак) хүчдэл нь тэжээлийн (+Е_а) хүчдэлтэй тэнцүү (U_ак = +Е_а) болно.

            Ламп дээр хийгдсэн “электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн гаралтын (U_гар) хүчдэл нь “анод” дээрх (U_ак) хүчдэл хүчдэлтэй тэнцүү байна.

                                                       U_гар   =  U_ак   = +Е_а           

Электрон түлхүүрийн бүдүүвч ингэж оролтын импульсийн нөлөөлөл дуусмагц, удирдах “торын” “–Е_т” тэжээлийн хүчдэлийн нөлөөллөөр “анхны байдалд” шилжинэ.

            Электрон түлхүүрийн бүдүүвч нь оролтын дохионы нөлөөл дуусмагц эргэж шилжсэн анхны энэ тогтвортой байдлаа оролтонд дараачийн Л1 электрон лампыг нээх “эерэг“ туйлтай импульс ирэх хүртэл хадгалан ажиллана. (зураг  3.7, 3.8)

 “Электрон түлхүүрийн” бүдүүвчийн энэ ажиллагааны явцад Л1 электрон лампны “анод”, тор, катод дээрх гүйдэл, хүчдэлийн өөрчлөлтийг график зураглалаар 3.8 дугаар зурагт үзүүлэн тайлбарлав.

Бие даалт 6    Катодын давтагчийн тухай ойлголт

            Электрон байгууламжуудад импульсын өсгөгч, электрон түлхүүрийн бүдүүвчийн нэгэн адил “Катодын давтагчийн” бүдүүвч мөн өргөн ашиглагддаг. Катодын давтагч нь импульсын сонгодог бүдүүвчүүдийн нэгэнд тооцогддог. Катодын давтагч нь бүдүүвчийн хувьд импульсын өсгөгч, электрон түлхүүрийн бүдүүвчүүдтэй төсөөтэй боловч ялгаа нь зөвхөн бүдүүвчийн гаралтыг хэрхэн хийсэнд оршино. Өөрөөр хэлбэл катодын давтагчийн гаралт нь “катодын” ачааллын U_гар  (t) резистор дээрээс авсан байх бөгөөд оролтын дохионы туйл нь гаралтад яг ижилхэн учир “давтагч” гэж нэрлэсэн байна. Катодын давтагчийн өсгөлтийн коэффициент (К≈1) ойролцоогоор нэгтэй тэнцүү байна. Катодын давтагчийн хамгийн гол онцлог шинж нь оролтын эсэргүүцэл өндөр, гаралтын эсэргүүцэл багатай байдагт оршино. Энэ онцлог шинж чанарыг ашиглан “катодын давтагчийг” урьд үзсэн импульсын трансфоматорын нэгэн адил электрон байгууламжуудыг өөр хооронд нь эсэргүүцлээр нь зохицуулан холбоход өргөн хэрэглэгдэнэ.

3.5. 1   Катодын давтагчийн бүдүүвч

            Хамгийн энгийн бүтэцтэй электрон ламп дээр хийгдсэн “катодын давтагчийн” бүдүүвчийг 3.9 дүгээр зурагт үзүүлэв. Энэ “катодын давтагч” бүдүүвчийн ажиллагааг товч авч үзье.

“Катодын давтагчийн” бүдүүвч дэхь элементүүдийн үүрэг

   “+Е_ак = +Е_а“ –  электрон лампны “анод-катодын”  цахилгаан хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

С_я   – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч /оролт,гаралтаар/  конденсатор

R_к   –  гаралтын буюу “катодын” ачааллын резистор

R_т   –  оролтын буюу “торын” ачааллын резистор

С_я , R_т  –  оролтын ялган тусгаарлах хэлхээний үүрэг гүйцэтгэнэ

Л₁   –  электрон ламп-триод нь өсгөгч элемент

С_ш  – тэжээлийн хүчдэлийн шүүлтүүрийн конденсатор

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

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

U_ак   –  лампны “анод-катодын” хоорондох хүчдэл

      U_хал   –  лампны “накал”-ын буюу халаагч улайсгуурын хүчдэл

U m_ор (t) – оролтын дохионы амплитуд (далайц) хүчдэлийн утга

 t_и – оролтын импульсын үргэлжлэх хугацаа

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.

Бие даалт 7  Эмиттерийн давтагч

Эмиттерийн давтагч нь “катодын давтагчийн” нэгэн адил электрон байгууламжуудад эсэргүүцлээр зохицуулах бүдүүвчээр өргөн хэрэглэгдэнэ

Эмиттерийн давтагч нь импульсын сонгодог бүдүүвчүүдийн нэгэнд тооцогдох бөгөөд бүдүүвчийн хувьд транзистор дээр хийгдсэн импульсын өсгөгч, электрон түлхүүрийн бүдүүвчүүдтэй төсөөтэй боловч ялгаа нь зөвхөн бүдүүвчийн гаралтыг хэрхэн хийсэнд оршино. Өөрөөр хэлбэл “эмиттерийн давтагчийн” гаралт U_гар (t) нь “эмиттерийн” ачааллын резистор дээрээс авсан байх бөгөөд оролтын дохионы туйл нь гаралтад яг ижилхэн учир “давтагч” гэж нэрлэсэн байна. Эмиттерийн давтагч нь “Катодын давтагчийн” нэгэн адил өсгөлтийн коэффициент нь ойролцоогоор нэгтэй тэнцүү (К≈1) байна. Эмиттерийн давтагч нь оролтын эсэргүүцэл өндөртэй, гаралтын эсэргүүцэл багатай байна. Энэ онцлог шинж чанарыг ашиглан “Эмиттерийн давтагчийг” урьд үзсэн импульсын трансфоматор, “катодын давтагчийн” нэгэн адил электрон байгууламжуудыг өөр хооронд нь эсэргүүцлээр нь зохицуулан холбоход өргөн хэрэглэнэ. (зураг  3.13, 3.14 )

            Эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч нь оролтын дохионы туйлаас хамаарч, “Эерэг” туйлтай импульсын эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч, “сөрөг” туйлтай импульсын эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч гэж хоёр төрөл байна.

Эмиттерийн давтагчийн бүдүүвчийн онцлог, элементүүдийн үүрэг, ажиллах зарчим, ажиллагааны зураглалыг товч авч үзье. (зураг.  3.11, а,б )

3.6.1   “Эерэг” туйлтай импульсын эмиттерийн

давтагчийн бүдүүвч

“Эерэг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвч, бүдүүвчийн ажиллагааны график зураглалыг  3.11 дүгээр зурагт үзүүлэв.

Эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч нь ердийн транзистор дээр хийгдсэн электрон түлхүүр, өсгөгчийн бүдүүвчтэй ижилхэн ялгаа нь зөвхөн гаралтыг эмиттерийн ачааллын резистор дээрээс авсан онцлогтой байна. (зураг.  3.11, а )

   “Эерэг” туйлтай импульсын эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч дэхь элементүүдийн үүрэг

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

+Е_б  –  транзисторын “базын” цахилгаан хэлхээний тэжээлийн хүчдэл

 С_я – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч конденсатор

                                                                                            (оролт, гаралтын хэлхээгээр)

R_б – транзисторын “базын” ачааллын резистор

R_э – транзисторын гаралтын буюу “эмиттерийн” ачааллын резистор, транзисторын оролтын “p–n” шилжилтийг гүйдэл хүчдэлийн огцом өөрчлөлт болон оролтын дохионы хүчдэлд нэвт цохигдон гэмтэхээс хамгаалах зориулалттай  хязгаарлагч  резисторын үүргийг давхар гүйцэтгэнэ 

Т1   –  транзистор нь өсгөгч элементийн 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_Rэ –  транзисторын “эмиттерийн” ачааллын резистор дээрх хүчдэлийн уналт

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

3.6.2   “Эерэг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч”

бүдүүвчийн  ажиллагаа

“Эерэг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвч нь оролтонд дохио ирэхийн өмнө Т1 транзистор базын “+Е_б“ тэжээлийн хүчдэлийн нөлөөн дор, транзисторын базын ачааллын R_б резисторын эсэргүүцлийн сонголтоор “баз” дээрх хүчдэл тэгээс их (U_бэ ≥ 0) утгатай байхаар сонгосон учир Т1 транзистор хаалттай байна. (зураг 3.11.а,б)

Транзистор Т1 нь хаалттай учир Т1 транзистор болон эмиттерийн ачааллын R_э   резистор дамжин эмиттерийн гэдрэг гүйдэл I_э.гэд гүйх бөгөөд эмиттерийн ачааллын R_э   резистор дээр багахан хэмжээний U_Rэ хүчдэлийн уналтыг бий болгоно. Үүнийг дараахь томьёогоор тооцоолно.       

                                                  U_1Rэ   =   I_э.гэд* R_э

“Эерэг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвч нь оролтонд дохио ирэхийн өмнөх үеийн бүдүүвчийн гаралтын U_гар хүчдэл нь энэ эмиттерийн ачааллын R_э   резистор дээрх U_1Rэ хүчдэлийн утгатай тэнцүү байна.

U1_гар   =  U_1Rэ   =   I_э.гэд* R_э

Харин “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн оролтонд эерэг туйлтай импульс өгөгдмөгц Т1 транзистор нээгдэж, Т1 транзистор болон эмиттерийн ачааллын R_э   резистор дамжин эмиттерийн I_э шулуун холболтын гүйдэл гүйж, эмиттерийн ачааллын R_э резистор дээр U_Rэ хүчдэлийн уналтыг бий болгоно.

U_2Rэ   =   I_э* R_э

 Транзисторын буюу “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн гаралтын хүчдэл энэ хүчдэлийн утгатай тэнцүү, харин оролтын импульсын нэг адил эерэг туйлтай байна.      

U2_гар   =  U_2Rэ   =   I_э* R_э

Харин транзисторын эмиттерийн гүйдлүүд нь  I_э.гэд <<  I_э учир  U_1Rэ << U_2Rэ ,

U1_гар << U2_гар  харьцаатай байна.

Энэ “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн ажиллагааны үр дүнд оролт, гаралтын импульс ижилхэн туйлтай, харин  оролт, гаралтын эсэргүүцэл нь өөрөөр байдагт бүдүүвчийн онцлог оршино.

“Сөрөг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн онцлог, элементүүдийн үүрэг, ажиллах зарчим, ажиллагааны зураглалыг товч авч үзье.

  3.6.3   “Сөрөг” туйлтай импульсын эмиттерийн

давтагчийн бүдүүвч

“Сөрөг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвч, бүдүүвчийн ажиллагааны график зураглалыг  3.12 дугаар зурагт үзүүлэв.

Эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч нь “Эерэг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчтэй бараг адилхан бөгөөд ялгаа нь Т1 транзистор оролтонд дохио ирэхийн өмнө хаалттай эсвэл нээлттэй байгаагаар онцлогтой байна. (зураг 3.11, 3.12 )

   “Сөрөг” туйлтай импульсын эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч дэхь элементүүдийн үүрэг

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

С_я  – тэжээлийн хүчдэл ба дохиог ялган тусгаарлагч конденсатор 

R_б  –  транзисторын “базын” ачааллын резистор

R_э – транзисторын гаралтын буюу “эмиттерийн” ачааллын резистор, транзисторын оролтын “p–n” шилжилтийг гүйдэл хүчдэлийн огцом өөрчлөлт болон оролтын дохионы хүчдэлд нэвт цохигдон гэмтэхээс хамгаалах зориулалттай  хязгаарлагч  резисторын үүргийг давхар гүйцэтгэнэ 

Т1   –  транзистор нь өсгөгч элементийн 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_Rэ –  транзисторын “эмиттерийн” ачааллын резистор дээрх хүчдэлийн уналт

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

3.6.4   “Сөрөг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч”

бүдүүвчийн  ажиллагаа

“Сөрөг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвч нь оролтонд дохио ирэхийн өмнө нээлттэй ажлын горимд байна. Учир нь транзисторын “базын” болон “эмиттерийн” ачааллын R_б , R_э резисторууд нь зэрэгцээ холболттой учир эдгээр резистор дээрх хүчдэлийн уналт тэнцүү байна. Энэ хүчдэлийн уналтыг дараахь тэгшитгэлээр тооцоолно.

U_Rэ   =   I_э* R_э  ,   U_Rб  = U_Rэ

Транзистор “базын” ачааллын R_б резистор дээрх хүчдэлийн U_Rб уналтын нөлөөн дор Т1 транзисторын “баз-эмиттерийн” хоорондох хүчдэл харьцангуй “сөрөг” утгатай болж транзистор нээлттэй, Т1 транзистор болон эмиттерийн ачааллын R_э резистор дамжин эмиттерийн I_э гүйдэл гүйж R_э резистор дээр U_Rэ хүчдэлийн уналтыг бий болгоно. Энэ (U_Rэ) хүчдэл нь “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн гаралтын хүчдэлтэй (U_гар) тэнцүү байна.

                                                           U_гар   =  U_Rэ   =   I_э* R_э                                            

Харин “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн оролтонд сөрөг туйлтай импульс өгөгдмөгц Т1 транзистор хаагдаж, Т1 транзистор болон эмиттерийн ачааллын R_э резистор дамжин эмиттерийн гэдрэг гүйдэл I_э.гэд гүйх бөгөөд эмиттерийн ачааллын R_э резистор дээр багахан хэмжээний U_Rэ хүчдэлийн уналтыг бий болгоно. Үүнийг дараахь томьёогоор тооцоолно.                                                          U_Rэ   =   I_э.гэд* R_э

            Оролтын сөрөг туйлтай импульсын нөлөөн дор “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн Т1 транзистор хаагдаж, эдгээр ажиллагааны үр дүнд гаралтад сөрөг туйлтай импульс бий болж оролтын импульс гаралтад давтагдсан байна. (зураг 3.12)

“Сөрөг” туйлтай импульсын “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийн ажиллагааг гүйдэл ба хүчдэлийн график зураглалаар 3.12 дугаар зурагт үзүүлэв.

Электроникийн байгууламжуудад катодын болон эмиттерийн давтагчийн бүдүүвчүүд нь импульсын трансформаторын адил эсэргүүцлээр зохицуулах байгууламжаар өргөн ашиглагддаг.   (зураг.  3.13, 3.14)

           Гэхдээ катодын болон эмиттерийн давтагчийн бүдүүвч, импульсын трансформаторын алыг нь ашиглах нь оновчтой зохистой болох нь технологын онцлог, техник хэрэгслийн зориулалт, ашиглалтын онцлог зэргээс харгалзан техникийн шийдлийг сонгодог. (зураг.  3.13, 3.14)

3.6.5   “Катодын болон эмиттерийн давтагч”,

импульсын трансформаторын хэрэглэгээ

Катодын давтагчийн бүдүүвч болон импульсын трансформаторыг Радиолокацын станцын нэвтрүүлэх байгууламжийн модулятор (М), хэт өндөр давтамжийн генератор (ХӨДГ) хоёр байгууламжийг хооронд нь эсэргүүцлээр зохицуулахад ашигласан бүдүүвчийг  3.13  дугаар зурагт үзүүлэв.

            Радиолокацын станцын нэвтрүүлэх байгууламжийн модулятор (М), хэт өндөр давтамжийн генератор (ХӨДГ) хоёр байгууламжийг хооронд нь эсэргүүцлээр зохицуулахад импульсын трансформатор ашиглах нь, “Катодын давтагч” бүдүүвчийг хэрэглэснээс илүү оновчтой, үр ашигтай техникийн шийдэл болсон байдаг.              (зураг. 3.13)

1.    Импульсын трансформатор нь илүү найдвартай ажиллагаатай, ашиглалтын нөхцөл, ажиллагаа бүтэц зохион байгуулалт нь хялбар, импульсын трансформаторын гаралтын импульс тогтворжилт сайтай, ажиллагааны насжилт, баталгаат хугацаа урттай /ихтэй/, өндөр гүйдэл, хүчдэл, чадлын цахилгаан хэлхээнд ажиллах бүрэн боломжтой.

2.    Импульсын трансформаторын ажиллагаанд нэмэлт тэжээлийн үүсгүүр, радиоэлемент шаардагдахгүй

1.    Импульсын трансформаторын өөрийн өртөг нь “Катодын давтагч” бүдүүвчийн элементүүдтэй харьцангуйгаар хямд зэрэг давуу талтай бол овор хэмжээ их үндсэн дутагдалтай хэдий ч импульсын трансформаторын дээрх ололттой талуудыг ашиглан их чадлын радиотехникийн байгууламжуудад өргөн ашиглагддаг.  Мөн  модулятор (М), хэт өндөр давтамжийн генератор (ХӨДГ) хоёр нь их чадлын учир “Катодын давтагч” бүдүүвчийн электрон ламп триод нь их чадлын өндөр гүйдэл, хүчдэлийн байх бөгөөд улмаар өөрийн өртөг, ашиглалтын нахцөл, зардал гээд генераторын байгууламж шиг шаардлага тавигдана. 

Дээрх онцлогуудыг харгалзан их чадлын радиоэлектрон хэрэгслүүд, Зенитийн пуужин чиглүүлэх болон РЛС-уудын радио нэвтрүүлэх байгууламжид модулятор (М), хэт өндөр давтамжийн генератор (ХӨДГ) хоёр байгууламжийг хооронд нь эсэргүүцлээр зохицуулахад “Катодын давтагч” бүдүүвчийг биш харин импульсын трансфор-маторыг өргөн ашиглажээ. (зураг.   3.13 )

Ингэж их чадлын радиотехникийн байгууламжуудад импульсын трансфор-маторыг ашиглах нь оновчтой байсан бол мөн бага чадлын зарим нэг байгууламжуудад ч импульсын трансформаторыг ашиглах нь илүү үр өгөөжтэй болох нь дараах эмиттерийн давтагчийг ашигласан бүдүүвчийн жишээнээс харагдаж байна. (зураг.   3.13, 3.14)

 “Эмиттерийн давтагч” бүдүүвч болон импульсын трансформаторыг телевизорын гэрийн антенны гаралтын эсэргүүцэл, гэрийн антенна залгах телевизорын үүрийн оролтын эсэргүүцлийг хооронд нь зохицуулахад ашигласан бүдүүвчийг  3.14  дүгээр зурагт үзүүлэв.

 Телевизорын гэрийн антенны гаралтын эсэргүүцэл, гэрийн антенна залгах телевизорын оролтын “үүрийн” эсэргүүцлийг хооронд нь зохицуулахад “Эмиттерийн давтагч” бүдүүвч болон импульсын трансформаторыг  аль альныг ашиглах боломжтой болохыг  3.14  дүгээр зурагт харуулсан байна.

            Гэхдээ телевизорын гэрийн антенны гаралтын эсэргүүцэл, гэрийн антенна залгах телевизорын “үүрийн” оролтын эсэргүүцлийг хооронд нь зохицуулахад импульсын трансформатор ашиглах нь, “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийг хэрэглэснээс илүү оновчтой, үр ашигтай техникийн шийдэл болно. (зураг.   3.14)

Учир нь :1. Телевизорын гэрийн антенн дамжин телевизорын “үүрийн” оролтонд өгөгдөж байгаа дохио нь маш бага чадалтай учир эсэргүүцэл зохицуулагч импульсын трансформаторыг хангалттай жижиг овор хэмжээтэй, найдвартай ажиллагаатай, энгийн хялбар бүтэцтэй хийх боломж бүрдэнэ.

2.Харин  телевизорын гэрийн антенны гаралтын эсэргүүцэл, гэрийн антенна залгах телевизорын оролтын “үүрийн” эсэргүүцлийг хооронд нь зохицуулахад “эмиттерийн давтагч” бүдүүвчийг ашиглахад заавал нэмэгдэл элемент, тэжээлийн хүчдэл шаардагдах зэргээс үүдэн найдвартай ажиллага, болон бусад дутагдалтай .

Эдгээр онцлогыг харгалзан телевизорын гэрийн антенны гаралтын эсэргүүцэл, гэрийн антенна залгах телевизорын оролтын “үүрийн” эсэргүүцлийг хооронд нь зохицуулахад импульсын трансформаторыг ашигласан байна.