دراسة الترانزستور كمكبر للإشارة الضعيفة
الجزء الأول
بسم الله الرحمان الرحيم
وصلى الله وسلم على مولانا رسول الله وعلى
آله وصحبه ومن والاه.
دراسة الترانزستور كمكبر
للإشارة الضعيفة
الجزء الأول
نظرا لطول هذا الموضوع ارتأينا أن نقسمه
إلى أربعة أقسام.
نتناول الجزء الأول بإذن الله.
نقوم بتصميم دارة الباعث المشترك لتكبير الإشارة الضعيفة أسفله والمكونة من
- مولد للتوتر المستمر VCC مقاومته الداخلية منعدمة.
- مولد للتوتر المتغير eg مقاومته الداخلية هي Rs ويمنح إشارة Vs.
للمعلومة كلمة Rs جاءت من Rsource.
- ترانزستور، نفترض أن معامل تضخيمه في
النظام الساكن هو نفسه معامل تضخيمه في النظام المتحرك
- 4 مقاومات RC و RE و R1 و R2 لانحياز الترانزستور.
- مقاومة Rch تمثل الحمولة أو الدارة التي تأتي بعد.
- 3 مكثفات كيميائية C1 و C2 و C3 يسمى C1 و C3 بـ
Condensateur de couplage
أو
Condensateur de liaison
أما المكثف C2 فيسمى
Condensateur de découplage
رأينا في دروس سابقة أن المكثف يمنع مرور التيار المستمر بينما يسمح بمرور
التيار المتردد. حيث يرى المولد VCC للتوتر
المستمر، يرى المكثفات كأنها مقاومات لا متناهية. إذ يعتبرها كقاطع تيار مفتوح
أما مولد التيار المتردد eg فيرى هاته المكثفات كأنها مقاومة صغيرة جدا إذ
يعتبرها كأنها قاطع تيار مغلق
وجود المكثفين C1 و C3 في الدارة لن يؤثر على سلوكها في شيء. بل حضورها يبقى ضروريا
لتمنعا مرور التيار المستمر بين أقسام الدارة. على سبيل المثال نقوم بالاستغناء عن
المكثف C1. بهذا يجد التيار I1 الذي يمر في المقاومة R1، يجد العقدة B تضم 3
مخارج بدلا من 2. وبالتالي سيخرج تيار I3 من
العقدة B نحو المولد eg. هذا التيار I3 قد
يؤثر على سلوك هذا المولد.
أما إذا كان المولد eg ينمح إشارة محمولة على تيار مستمر Is، فإن هذا التيار المستمر سيدخل إلى العقدة B. بالتالي فإن خروج التيار من العقدة B أو دخوله منها سيؤثر حثما إما على مجزئ الجهد الذي بدوره سيوثر
على انحياز الترانزستور. وإما سيؤثر على المولد eg أو عند حالات سيؤثر عليهما معا. حيث سيتغير سلوك الدارة ككل.
من جهة أخرى وللحفاظ على وظيفة الدارة كمكبر أمام غياب المكثفين C1 و C3 كمثال،
يشترط أن نقوم بإدراج جميع التيارات الخارجة والداخلة في العقدتين B و C في
حساب انحياز الترانزستور. وهذا من شانه سيعقد الأمر بعض الشيء.
لذا من الجيد أن نفصل التيار المستمر عن أقسام الدارات الكهربائية بوضع
مكتفات تفصل بينها. حيث لا يرى التوتر المتردد المكثفات، بل يرى مفاعلات سعوية Xc ترتبط قيمتها بسعة المكثف وتردد التوتر المتردد وفق
العلاقة التالية:
إذا كانت موجة الدخول مركبة من عدة ترددات، فإننا نختار التردد الدنوي.
كمثال إذا كانت موجة الدخول عبارة عن صوت، وكما نعلم أن نطاق ترددات الصوت يكون
محصورا بين 20Hz كأدنى قيمة و 20KHz كأقصى قيمة. في هاته الحالة سنختار
20Hz لنضمن مرور جميع الترددات ضمن هذا النطاق.
يتم حساب سعة المكثفات بحيث تكون مفاعلاتها
السعوية Xc صغيرة تسمح بمرور الموجات
المترددة، دون تعرض هاته الأخيرة (الموجات المترددة) إلى تشويه أو تضعيف في قوتها
أو ما يعرف بـ Atténuation du signal.
تحسب سعة المكثفين C1 و C3 بحيث تكون المفاعلة السعوية لهما أصغر من مجموع
المقاومات المركبة على التوالي مع المكثف.
لحساب سعة المكثف C1، نختار
بأن تكون Xc1 أصغر من أو يساوي عشرة أضعاف مجموع
المقاومتين R1 وRinT
نختار كمثال:
وبالتالي سعة المكثف تحسب من العلاقة
التالية:
في الأجزاء القادمة من هذا الموضوع سنبين
كيف يمكن حساب RinT وهي تمثل مقاومة الدخول الكلية
للترانزستور.
لحساب سعة المكثف C3، نختار
كذلك بإن تكون Xc3 أصغر أو يساوي عشرة أضعاف مجموع المقاومتين
RC و Rch.
نختار كمثال:
وبالتالي تحسب سعة المكثف من العلاقة
التالية:
بالنسبة للسعتين المحصل عليهما أعلاه، تعتبران القيمة الدنوية التي يمكن أن
يأخذهما المكثفين C1 و C3.
لدراسة دارة الباعث المشترك كمكبر، كان لزاما أن نفصل بين ما هو ساكن وبين
ما هو متحرك. لذلك عندما نقدم على تحليل الدارة في النظام الساكن، نقوم باستبدال
كل من المكثفات ومولد التوتر المتردد بقاطع تيار مفتوح. أما عندما نريد تحليل
الدارة في النظام المتحرك فإننا نقوم باستبدال المكثفات وكذا مولد التيار المستمر
بقاطع تيار مغلق.
قبل أن نشرع في تحليل الدارة كان
لزاما أن نبين بان التيارات المستمرة والمتغيرة حاضرة في الدارة في نفس الوقت،
لذا من الواجب أن نميز بين المقادير ما هو
مستمر وما هو متغير.
لذا فالجميع اتفق على أن يعطي للمقادير المستمرة حروف كبيرة مصحوبة بعلامات
على شكل حروف كبيرة
كمثال:
نفس الشيء بالنسبة للمقادير المتغيرة يرمز
لها أيضا بحروف كبيرة، لكن تكون مصحوبة بعلامات على شكل حروف صغيرة
كمثال:
كل هاته المقادير في النظام المتغير قد
تمثل بالنسبة للتيار أو التوتر:
- القيمة الفعالة
- القيمة المتوسطة
- الوسع
- الوسع من القمة إلى القمة
لكن إذا لم يتم تحديدها مبدئيا، فهي تعني
التوتر الفعال أو التيار الفعال.
أما القيم اللحظية فيرمز لها بحروف صغيرة
يتبع
رابط الفيديو
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق