|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
| هندسة الالكترونيات ................ بإشراف : م.الـحـربي |
 |
|
|
LinkBack | أدوات الموضوع | تقييم الموضوع |
17-03-2007, 02:46 PM
|
|||
|
|||
|
الآن سنبدأ فى تفاصيل الدوائر
للترانزيستور ثلاث أطراف ولكل من الدخول والخروج طرفان فقط ، إذن لابد من أن يكون أحد أطراف الترانزيستور مشتركا بين الدخول والخروج ولذلك سيكون لدينا ثلاث دوائر فقط قبل أن تعترض فلنتفق على مبدأ بسيط وهو أن النوعان PNP, NPN فى الواقع نوع واحد فقط أحدهما يحتاج أن يوصل بالبطارية عكس الآخر – فيما عدا ذلك لننسى الاختلافات ونوحد المبدأ والدوائر. يمكن أن نأخذ الباعث مشترك فيكون لدين باعث مشترك CE وبالمثل يمكن أن نأخذ القاعدة مشتركة فيكون لدينا قاعدة مشتركة لو نظرنا فى الرسم التالى سنلاحظ مدى التطابق بين الدائرتين – فالدخول بين القاعدة والباعث BE والخرج من المجمع C أما الخلاف فقط أن الخرج إما منسوبا للباعث E أو القاعدة B وهذا يجعل الفارق طفيفا جدا ولكن هام جدا – وسنتناوله بالتفصيل إن شاء الله بعد دراسة موضوع التغذية العكسية  الآن لنحسب مقدار الكسب Gain المتوقع من هذه الدائرة.. أولا كيف تقوم بالتكبير؟ ببساطة المصدر الذى يولد الإشارة ein سيسبب مرور تيار صغير فى دائرة القاعدة ونظرا لأن تيار المجمع = Hfe من المرات وهى مثلا = 100 إذن تيار المجمع مائه مرة من تيار القاعدة وبمروره فى R2 سيعطى خرجا مكبرا كيف ؟ الأرقام خير برهان الإشارة ein ستسبب مرور تيار حسب قانون أوم ولكن أين المقاومة هنا؟؟؟؟ لو تذكرنا فى المواضيع السابقة أن قلنا أن الثنائى له مقاومة تتناسب مع قيمة التيار المار به = 0.025 ÷ التيار هذا الثنائى الآن هو المكون من القاعدة- الباعث BE - ألم نقل أن تلك المقاومة هامة؟؟ فقط سنضيف إليه تعديلا صغيرا للمقدار الثابت للتعويض عن تأثير وصلة ثنائى المجمع- قاعدة فبدلا من 0.025 ستكون 0.032 و سنسميها Rbe قبل أن يختلط الأمر علينا يجب أن نعطى كل ذى حق حقه فهناك تيار مستمر ناتج من البطارية والمقاومة R1 ولمن يريد الدقة نطرح منه 0.6 فولت لثنائى الوصلة BE فيكون = 6- 0.6 مقسوما على 12ك = 4.67 مللى أمبير وهناك تيار متردد ناتج من المنبع ein سيسبب مرور تيار فقط خلال الوصلة BE لأن مقاومتها أصغر كثيرا من المقاومة R1 هل تريد أن نحسبه ؟ - حسنا - مقاومة القاعدة باعث = 0.034 ÷ 0.00467= 7.28 أوم لنكتب الآن المعادلة لنرى كيف تسير الأمور الكسب = الخرج ÷ الدخل Gain=Eo/Ein الخرج = تيار المجمع × مقاومة الخرج Eo=Ic*R2 الدخول = تيار الباعث فى مقاومة الوصلة Ein=Ie * Rbe بما أن تيار الباعث تقريبا يساوى تيار المجمع Ic ~= IE إذن بالقسمة الكسب Gain = Eo/Ein = Ic*R2 ÷ Ie * Rbe و نشطب المتساوى Ic ~= IE نحصل على الكسب Gain = R2 ÷ Rbe مفاجئة ؟ أين صفات الترانزيستور – أين Hfe أين – هل الكسب يساوى فقط نسبة مقاومتين؟ ولا علاقة له بالترانزيستور؟؟ على استحياء – نعم بنسبة خطأ لا تتجاوز 20% ولكن هل تكون دقة تصنيع الترانزيستور افضل من 20% - بالطبع لا الآن قد تقبلها منى ولكن تعترض أن المقاومة Rbe ليست محسوسة أى لا أجدها بالدائرة لأحسب – أريد بمجرد النظر أن اقدر مدى الكسب لهذه الدائرة !! حسنا معك حق – لنستبدل Rbe بقيمتها = 0.032 ÷ Ie الكسب Gain = R2 ÷ Rbe = 30 * R2 * Ie Ie يسهل حسابه لأنه = قيمة البطارية BT1 مقسوما على المقاومة R1 ستعترض لأن الدوائر العملية تحتوى مصدر واحد والدوائر تحتوى بطاريتين ! لو جعلناهما بنفس القيمة يمكن استخدام واحدة فقط ويسهل علينا هذا تصميم الدائرة وهو موضوع المرة القادمة بإذن الله 
|
|
24-03-2007, 05:02 PM
|
|||
|
|||
|
الآن باستخدام المعادلة السابقة سنبدأ بتصميم الدوائر – ولنبدأ بدائرة الترانزيستور فى اكثر الصور شيوعا وهى الباعث المشترك أو CE
هل المكثف الأول C1 هو حيث يجب أن نبدأ؟ نريد أن نعمل دائرة ذات تكبير قيمته 45 مرة يمكننا أن نختار تقريبا أى ترانزيستور مثل BC546,BC337,BC338,BC339 وآلاف غيرها – مسألة محيرة من المعادلة نقول 45=30*Ie *R4 Circuit1.gif هنا وجب علينا أن نختار التيار ثم نحسب المقاومة أو نختار المقاومة ونحسب التيار ونغير اختيار الترانزيستور ونقضى نصف يوم فى هذه الحيرة حتى نصل للقيمة المطلوبة لنحسم أمورنا يجب أن نأخذ فى اعتبارنا قيمة الجهد بعد التكبير بمعنى هل سنكبر 45 مرة فيصبح جهد الدخول الذى قيمته 1 مللى فولت قيمته 45 مللى فولت أم سنكبر 45 مرة فيصبح جهد الدخول الذى قيمته 200 مللى فولت قيمته 9 فولت سنكبر 45 مرة فيصبح جهد الدخول الذى قيمته 1 فولت 45 فولت وهذا يقودنا للاختيار الصحيح – نبدأ من الحمل المطلوب تغذيته أى Rld وهى المرسومة داخل مربع لنتذكر أنها ليست فى الواقع مقاومة ولكن قد تكون أى جهاز أو أداة نريد أن نغذيها بهذا الخرج – سماعة أو موتور أو ما تريد فليكن هنا حملا قيمته 40 أوم ويجب أن يكون التيار 50 مللى أمبير من قانون أوم 40*50=2000مللى فولت أى 2 فولت – هذه القيم بوحدات ج م ت (RMS) ويجب أن نعرف القيم القصوى بضربها فى 1.414 أى جذر 2 فتصبح 2.8 فولت موجب ثم سالب أى ستكون تقريبا 5.7 فولت إذن بطارية 6 فولت لن تكون مناسبة ويجب أن نبدأ من 9 فولت التيار 50 مللى إذن يجب أن يكون التيار الساكن (بدون إشارة) أعلى من ذلك حتى يمكنه أن يزيد 50 مللى ثم يعود ثم ينقص 50 مللى ثم يعود وتتكرر هذه الذبذبات دون أن يتعدى المدى الممكن له أن يعمل فيه – فلا يوجد ترانزيستور منتظم الأداء على كل المدى ويجب تجنب الطرفين العلوى والسفلى لذا يجب أن نختار ترانزيستور يتحمل 200 مللى أمبير على الأقل ويفضل ألا يزيد عن خمسة أضعاف هذه القيمة حتى لا يكون إهدارا بلا طائل – هذا يحد خياراتنا إلى BC338,BC337 والواقع هما واحد فقط الأول يتحمل حتى 60 فولت بينما الثانى حتى 40 فولت فقط – ولا فرق فى الاختيار بينهما و يتحمل تيار حتى 800مللى أمبير أول شئ سنقابله هو C3 وهو الذى يمنع مركبة التيار المستمر والجهد المستمر من المرور و يبقى المتردد فقط كيف نحسبه؟ هناك قاعدة تقول أن المدى الترددى الذى يكبره الترانزيستور يقاس بالنقط التى تقل فيها طاقة الخرج للنصف (اتفاق على الصيغة) BW.gif بما أن الطاقة تتناسب مع مربع الجهد إذن الطاقة تنقص للنصف عند نزول الخرج لقيمة جذر هذا النصف=0.707 ماذا يسبب هذا النقصان؟ هو ازدياد إعاقة المكثف بنقصان التردد وبالتالى سيحرم Rld بالتدريج من جهد الخرج وهذا ما سيحدد التردد الأقل والمسمى Fl (Low Frequency) إعاقة المكثف معروفة = 1 ÷ 2*ط*ت*س ولتساوى قيمة مقاومة الحمل إذن نجد التردد الأدنى = 1 ÷ (2*ط* Rld* C3 ) هذا يحسب لنا أقل قيمة للمكثف ويمكن أن نزيد عنها حتى الضعف أو ثلاثة أضعاف ولكن لا داعى للإسراف بدعوى الزيادة أفضل فلو تذكرنا ما قلناه سابقا عن المكثفات فكلما زادت قيمته اصبح إعاقة للترددات العالية لكونه شريط ملفوف كالملف – فضلا عن ارتفاع السعر فالاقتصاد من سمات التصميم الجيد فلو كان أقل تردد مطلوب عبوره هو 20ذ/ث إذن 20=1÷(2*3.14*40* C3) هنا المكثف بالفاراد ونضرب فى مليون للقياس بالميكرو C3= 1000000÷ 251.2 = 3980.891 ميكرو فاراد – إذن أقرب قيمة ستكون 4700 ميكروفاراد الفولت يكفى جهد البطارية أو أقرب أعلى قيمة سنختار 16فولت الآن نحسب R4 الخطأ الذى يقع فيه الكثير هو اعتبار أن R4 جزء مستقل والحقيقة أن كل مكون يمر فيه جزء من التيار يدخل فى الحساب من هنا سنجد أن تيار المجمع ينقسم بين R4 و Rld لذا فهما على التوازى وكلاهما تؤثر فى معادلة الكسب وقيمة R4 و Rld سنسميها Requ أى المقاومة المكافئة وتحسب بالطريقة التقليدية لمقاومتين على التوازى إذن الكسب 45=30*Ie * Requ حتى نجعل كل الخرج يذهب للحمل ولا تأخذ من شيئا نجعلها 10 أضعاف أو أكبر أى نختار R4 =10* Rld =400 أوم – حسنا لا توجد مقاومة 400 أوم فنختار 420أوم إذن الكسب 45=30*Ie * 40 Ie=45÷1200= 0.0375 أمبير أى 37.5 مللى أمبير وهو لحسن الحظ أقل من القيمة التى سبق افتراضها (50مللى) من هنا سنجد أن مراجعة القيم المستمرة ذات جدوى فنجد بدون إشارة جهد المجمع C = جهد البطارية – الجهد على المقاومة R4 - لاحظ هنا تيار مستمر فقط جهد المجمع C =9- 0.0375×420=9- 15.75 وهذا لا يصلح وأمامنا حلين إما نستخدم بطارية 18 فولت على الأقل لتكون أكبر من 15.75 أو نقلل قيمة المقاومة R4 – لذلك نقلل المقاومة إلى 220أوم جهد المجمع C =9- 0.0375×220=9- 8.25 والبطارية إلى 12 فولت حتى تكون افضل قليلا لأن القيمة 9 فولت قريبة من 8.25 نكتفى بهذه الجرعة الآن وسنكمل باقى المكونات المرة القادمة
|
|
24-03-2007, 10:30 PM
|
|||
|
|||
أخى مهندس / مـــاجد
جزاك الله كل خير وجعله فى ميزان حسناتك قال رسول الله صلى الله عليه وسلم : خيركـــــم من تعلــــم العلم وعلمـــــه صدق رسول الله صلى الله عليه وسلم
|
|
31-03-2007, 03:00 PM
|
|||
|
|||
|
الآن بعد أن حددنا مقاومة المجمع وتياره علينا أن نضبط جهد وتيار القاعدة لتناسب ذلك
نعلم أن معامل التكبير لهذا الترانزيستور "بيتا" =100 ويمكننا أن نقسم تيار المجمع على 100 لنحصل على تيار القاعدة حسب الدائرة اليسرى Circuit2.gif 37.5 مللى ÷ 100 = 0.375 مللى و بما أن جهد القاعدة – باعث VBE = 0.6 فولت إذن المقاومة من قانون أوم =الجهد ÷ التيار = (12-0.6) ÷ 0.375 كيلو أوم R1= 11.4 ÷ 0.375 = 30.4 كيلو أوم ويمكننا استخدام 30ك إلا أن القيمة 100 تتغير من ترانزيستور لآخر بنسبة تفاوت 20% فضلا عن أن الحرارة تؤثر تأثيرا مباشرا على أداء الترانزيستور وعلى قيمة جهد القاعدة الذى دوما افترضناه 0.6فولت بلا نقاش – لديك أدنى شك؟ - إذن احضر أى ثنائى لديك و أفضل استخدام 1N4148 الزجاجى الصغير لسهولة تسخينه وصل طرفية بآفو رقمى باستخدام زوج من وصلات فم التمساح لتستمر القراءة فترة التجربة – سجل القراءة الآن قرب لهب ولاعة أو أى مصدر حرارى لا يصدر عنه كربون مثل الثقاب – راقب القراءة مجرد اقتراب اللهب ستهبط القراءة حتى 0.1 فولت وأقل – ابعد اللهب ستعود القراءة تدريجيا لسابق قيمتها لذلك من الأفضل أن نثبت نقطة القاعدة عند قيمة ثابتة لا تتأثر بتيار القاعدة كما بالرسم الأيمن لكى لا يتأثر جهد القاعدة يجب أن يكون التيار المار فى المقاومتين R1,R2 اكبر بكثير من تيار القاعدة فيكون وجودة من عدمه ليس ذو تأثير – يكفى عشرة أضعاف أى 3.75 مللى أمبير فيكون مجموعها = 12 فولت ÷ 3.75 مللى = 3.2كيلو أوم الآن لدينا مشكلة كيف نحقق الاستقرار عند زيادة التيار نتيجة اختلال الأداء خصوصا مع ارتفاع الحرارة؟ – كم سيكون جهد القاعدة وكيف يمكن أن يكون اكبر من 0.6فولت؟ لو وضعنا المقاومة R3 فإن تيار المجمع سيمر فيها أيضا رافعا جهد الباعث لما يساوى Ic*R3 فإن زاد التيار لأى سبب ستزداد هذه القيمة و تقلل من الفارق بينها وبين القاعدة والمفروض أن يكون 0.6 وهذا بالتالى يسبب انخفاض توصيل الترانزيستور ويقلل من تيار المجمع Ic – حققنا إذن الاستقرار لنبدأ بالحساب إذن نبدأ بالنسبة التى نريد ولتكن مثلا 10% من الجهد أو أقل إذن 1.2 فولت تبدو جيدة 1.2=37.5 مللى أمبير * R3 R3=32 ونستخدم 33أوم لعدم وجود 32 ولكن هذا يسبب لنا مشكله أخرى وهى أننا سنفقد جزء من الخرج على هذه المقاومة أيضا لنفس المفهوم ونفس التحليل الخاص بالاستقرار - وإن شئت الدقة فى التعبير العلمى سنفقد جزء من التكبير الكلى وهو ما سنعرفه لاحقا باسم التغذية العكسية أو الرجعية أو المرتدة – ما الحل إذن ؟ لحسن الحظ أن الاستقرار مطلوب للتيار المستمر والجهد المستمر والتكبير مطلوب للجهد المتردد إذن لو وضعنا مكثف حول هذه المقاومة لتصبح إعاقته للجهد المتردد مهملة سنحل المشكلة ولذا نستخدم نفس العلاقة السابقة فى حساب C3 إعاقة المكثف معروفة = R3 ÷ 10 = 1 ÷ 2*ط*ت*س فلو كان أقل تردد مطلوب عبوره هو 20ذ/ث إذن 3.3=1÷ (2*3.14*20* C3 ) C3 =1÷ ( 2*3.14*20*3.3) = 1÷ 414.48= 0.00241فاراد C3 = 2400 ميكرو فاراد نستخدم القيمة 2200 ميكرو أو 3300 ميكرو الآن نحسب كل من R2 ، R1 نعلم أن جهد المجمع قد افترضناه 1.2 فولت والقاعدة تزيد عنه 0.6 أى 1.8 فولت والتيار المار فى R2=03.75 مللى أمبير إذن R2= 1.8 ÷ 3.75 مللى أمبير= 0.48 كيلو أوم أى 480 أوم ونستخدم 470 أوم لعدم وجود 480 و سبق أن قلنا أن مجموعها = 3.2 كيلو إذن R1= 3.2 – 0.47 = 2.73كيلو أوم ونستخدم بالطبع 2.7 كيلو أوم بقى أن نحسب قيمة C1 ونحدد اتجاهه أيضا ولذلك سيحتاج أن نتحدث قليلا عنه لذلك سيكون موضوع الحلقة القادمة إن شاء الله حقا تصميم دائرة ترانزيستور واحد تحتاج لبعض الجهد ولكن استخدام الدوائر المتكاملة أسهل كثيرا لماذا إذن نجهد أنفسنا هنا؟ أولا : الترانزيستور أنسب للقدرات العالية ثانيا : نحتاج لفهمه كى نتجنب الأخطاء التى نقع فيها عند التصميم بالدوائر المتكاملة فلو لم نعلم مما تتركب وكيف تعمل سنقع فى أخطاء ولا نعلم كيف نجعلها تؤدى ما نريد
|
|
01-04-2007, 08:35 PM
|
|||
|
|||
|
جزاك الله خيراً على هذا الجهد المبارك
|
|
09-04-2007, 12:25 AM
|
|||
|
|||
|
با رك الله فيك أنه مجهود رائع
|
|
09-04-2007, 10:17 PM
|
|||
|
|||
|
شكرا على هذا المجهود
|
|
10-04-2007, 12:36 PM
|
|||
|
|||
|
الآن نحسب قيمة C1 وهو ليس بجديد – نفس المعادلة ونفس القيم
فلو كان أقل تردد مطلوب عبوره هو 20ذ/ث إذن من نفس العلاقة التى حسبنا بها قيمة C3 نحسب C1 أيضا التردد الأدنى = 1 ÷ [ 2 * ط * C1 * المقاومة ] 20 = 1 ÷ [ 2 * 3.14 * C1 * المقاومة ] C1 = 1 ÷ [ 2 * 3.14 * 20 * المقاومة ] هل رأيت المشكلة؟ كم تساوى المقاومة ؟ هل هى R1 فقط ؟ أم على التوازى مع R2 أيضا ؟ كثيرا ما يفضل معامل استقرار اكبر مما تخيرنا ويجعل R2 مقاربة لقيمة R1 وتكون عدة كيلو أوم خاصة عندما تكون الإشارة صغيرة والتيارات قليلة ! طبعا تقول القيمة المكافئة للمقاومتين معا أصبت ولكن نسينا هنا أمرا هاما هل تذكر مقاومة الثنائى والتى تساوى = 0.025 ÷ التيار ألم نقل أنها هامة؟؟ إذن مقاومة الدخول للقاعدة = 0.025 ÷ تيار القاعدة = 0.025 ÷ 0.375 مللى أمبير = 0.025 ÷ 0.000375= 66.67 أوم ولنأخذ هذه القيمة أيضا فى الحسبان أى 66.67 // 470 // 2700 أوم = 57.12 أوم الآن نستطيع حساب المكثف C1 = 1 ÷ [ 2 * 3.14 * 20 * 57.12 ] فاراد C1 = 1 ÷ [7174.272 ] = 139.38 ميكروفاراد نستخدم 150 ميكرو Circuit3.gif قبل أن نترك هذا المكان يجدر أن نذكر بعض الحقائق التى يمكن استخلاصها 1 – المقاومة فى دخول الدائرة صغيرة وحسبناها 57 أوم 2 – كلما قل التيار المطلوب للحمل و الجهد اللازم قلت التيارات فى كل من المجمع وبالتالى القاعدة مما يمكن من الحصول على مقاومة دخول عالية لذلك لو احتاجنا مرحلة تكبير قبل التى شرحناها ستكون افضل حالا من هذه لأن الخرج المطلوب منها سيغذى دخل هذه وهو بالتأكيد أقل نتيجة التكبير 3 – مهما ظننا أن معاملات التكبير عالية أو الترانزيستور ذو خواص خارقة – فإن انخفاض مقاومات الدخول والخروج سيجعل التكبير محدودا و سيكون من الصعب الحصول على كسب أعلى من 60 - إلى 100 مرة للمرحلة و هذا ما جعل ترانزستورات FET لها دور مميز فى بعض التطبيقات – للحصول على تكبير أعلى فتعدد المراحل أفضل من زيادة تكبير مرحلة واحدة 4 - لحساب المراحل المتعددة نبدأ كما بدأنا و نأخذ المسألة من الآخر رجوعا للأول الآن هل المكثف C1 فى وضعه الصحيح أم لا ؟ سؤال يستحق التأمل لو أن هذه الدائرة ستوصل بخرج دائرة أخرى – إذن نتوقع أن خرج الدائرة الأخرى لها جهد مستمر يساوى كما بالرسم VC لذا وجب أن نسأل أنفسنا – لقد حسبنا جهد القاعدة بقيمة 1.8 فولت هل VC أعلى من ذلك ؟ إن كان صحيحا إذن بدون إشارة ستصبح قطبية المكثف C1 صحيحة كما بالرسم وإلا وجب عكسه أما إن كان سيوصل بمصدر إشارة كما بالرسم التالى Circuit4.gif وجب عكسه أكثرنا الكلام عن مقاومة الدخول وقلنا 57 أوم هل هناك أهمية لذلك؟؟ ذكرنا كيف كل مرحلة تؤثر على سابقتها وتقلل من قيمة الكسب و يعالج ببساطة بإضافة مرحلة أخرى ولكن – ماذا لو كانت هذه أول مرحلة و ستكبر مباشرة من مصدر وليكن ميكروفون مثلا ستكون التيارات والجهود صغيرة و تمكن من مقاومة دخول أكبر – أصبت ولكن لن تتعدى 1000 أوم أى 1 ك ! ما المشكلة إذن !! لو رجعنا لمواصفات الميكروفونات المعتادة سنجد أن مقاومتها الداخلية [ المحسوبة للجهود المترددة وربما لا تقاس بالآفو ] سنجد أنها تتراوح ما بين 10ك و 50 ك حسب الطراز وستزداد المشكلة لو أردنا التعامل مع مصدر تردد فوق سمعى التراسونيك حيث ربما تصل إلى 100ك Circuit5.gif و بالنظر للدائرة المكافئة ستجد أن الجهد المتولد من المصدر سيقسم بنسبة قد تصل إلى جزء من مائة قبل التكبير لا تقترح إضافة مراحل أخرى فهناك قاعدة للتصميم الجيد أن تؤدى الغرض بأقل عدد ممكن من الأجزاء – فضلا عن قاعدة ثانية أن تتجنب الضوضاء ضوضاء ؟ !!!! نعم – الإلكترونات تسير فى الموصلات تحت جاذبية المجال الكهربى للمصدر فتزداد سرعتها تدريجيا من ذرة لأخرى لحد تصطدم عنده بدلا من الانتقال السلس من ذرة لأخرى فتعود سرعتها للصفر ثم تكرر ذلك – ومع مليارات الإلكترونات المارة تجد مليارات المسارات الغير متماثلة مسببة تولد ترددات لا نهائية تسمى ترددات ضوضاء الاصطدام Shot Noise وهى تتناسب طرديا مع درجة الحرارة و مقاومة العـنصر وهى فى كل ما يمر فيه تيار القاعدة العامة ابقى دائما إشارتك فوق مستوى الضوضاء فلو امتزجت بما تقوم بتكبيره استحال الخلاص منه – الوقاية وليس العلاج. أجل - أجل اعلم ما تقول – الدليل العملى على ذلك احضر جهاز الكاسيت أو راديو أو دى فى دى و قم بتشغيله بدون موسيقى أو اسطوانة بداخلة و يفضل على البطارية لتجنب زن الكهرباء ثم ارفع الصوت لأعلى وضع أو إن كان لديك تليفزيون قديم اختر محطة خالية بدون إرسال ستسمع صوت شششش كرمال تسقط على ورقة – هذه هى الضوضاء المعنية العلاج – استخدم مرحلة مجمع مشترك CC أو لتكن أول مرحلة ترانزيستور FET مرحلة مجمع مشترك CC هى موضوعنا المرة القادمة إن شاء الله
|
|
11-04-2007, 05:27 PM
|
|||
|
|||
|
بااااااااااااااااااااااارك الله فيك
اليكم كمان رابط يأخذك الى مناهج فلسطين المهنيه و ستجد الكثير الكثير هناك http://www.pcdc.edu.ps/textbooks/grade11_VandT.htm#a1
|
|
15-04-2007, 11:16 AM
|
|||
|
|||
|
|
|
16-04-2007, 04:09 PM
|
|||
|
|||
|
المرة السابقة وجدنا أن إعاقة الدخول المنخفضة تسبب فقدان نسبة من الإشارة بدأ من جزء من عشرة إلى جزء من مائة ألف فى حالة استخدام كاشف الأشعة تحت الحمراء فى أجهزة التحكم عن بعد و يستحيل استخدامها فى تطبيقات مثل أجهزة اللمس وقياس الرطوبة فى الجو – الحل هو استخدم مرحلة مجمع مشترك CC
الدائرة كما نعلمها كلنا كالآتى Circuit6 CC.gif طبيعى أن نستنتج أن الكسب لا يمكن أن يساوى الواحد الصحيح ولا بد من أن يكون أقل من الواحد الصحيح لماذا ؟ من الأفضل أن نبدأ فى تنمية ما يسمى الحس الهندسى وهو من النظر للموقف نبنى فكرة توضح لنا الطريق الصحيح كيف ? إشارة الدخول موجودة على R2 وهو لا يوحى بشىء ، وأيضا على القاعدة – باعث مع R3 على التوالى لكن R3 هى الخرج أيضا – والعنصر المؤثر هو القاعدة – باعث إذن يجب أن يكون الخرج أقل من الدخل حتى يبقى شئ لوصلة القاعدة باعث تعمل به ولكن من حسن الحظ أن الكسب هنا يقترب من الواحد الصحيح حتى أننا لا نخسر كثيرا فى مقابل هذه الزيادة الكبيرة فى إعاقة الدخول كما سبق أن قلنا عن الضوضاء سنقلل التيار لأكبر حد وهذا سيضرب عصفورين أولهما الضوضاء والثانى أن انخفاض التيار تعنى ازدياد المقاومة – و لحسن الحظ أن هذه الدائرة توضع قبل كل مراحل التكبير و هذا يعنى أن الإشارة صغيرة جدا ولا تحتاج لكثير من القدرة من هنا نختار ترانزيستور مثل BC546 أو أى رقم يكون تيار المجمع له أقل من ذلك وهناك بعض الأرقام تميز فى كتاب بدائل الترانزيستور بالأحرف LN وهى تعنى Low Noise أى ضوضاء قليلة وهى أرقام مصممة خصيصا للتطبيقات المسماة المكبرات الابتدائية أو Pre Amplifiers تراعى فيها قلة الضوضاء المتولدة عموما نختار تيار قليل مثل مللى أمبير واحد إلا إذا كانت هناك حاجة فعلية لتيار أكبر من ذلك بسبب المراحل التالية و أقل من الواحد أفضل بما أن الخرج سيغذى مرحلة تالية إذن يكفى أن يكون جهد الباعث اكبر من قيمة الإشارة بقليل و 2 فولت مثلا تكفى إن كانت الإشارة فى حدود 10 مللى فولت - أعلم أنك ستقول – فى مشاركة سابقة قلت لنبتعد عن القيم المجاورة للصفر و جهد التغذية نعم عندما كانت الإشارة ستتأرجح معظم المسافة بينهما أما إن كان تأرجحها لا يكاد يلاحظ - فلن يكون لعدم الخطية Non Linearity تأثير محسوس أما إن كانت الإشارة كبيرة نوعا ما فالأفضل مراعاة تلك القاعدة وهذا ما سنفترضه الآن لأنه أسوأ الأوضاع أى أقل قيم للمقاومات سنبدأ بالمكثف كما سبق وهنا سنأخذ مقاومة دخول أول مكبر ونظرا لصغر الإشارة نتوقع أن يقل التيار و ازدياد مقاومة الدخول إلى 1000أوم ومن المعادلة السابقة سنجد المكثف = 159.23 ونستخدم 160 ميكرو سيكون إذن جهد الباعث نصف جهد التغذية أى 12 ÷ 2 = 6 فولت التيار الذى اخترناه هو 1مللى إذن مقاومة الباعث تساوى 6 ÷ 1 = 6 كيلو أوم ونستخدم 6.2 كيلو وعليه يصبح جهد القاعدة أعلى بالقيمة 0.6فولت أى 6.8فولت بما أن معامل التكبير 100 إذن سيكون تيار القاعدة هو 1 ÷ 100 أى 10 ميكرو أمبير ونختار عشرة أضعاف هذه القيمة لتكون 0.1 مللى أمبير إذن R1,R2 معا تساوى 12 ÷ 100 = 120 كيلو أوم قارن هذا بالقيمة السابقة 3.2كيلو أوم لحساب مقاومة الدخول سنقول كما قلنا سابقا 0.025 ÷ 0.00001 وهو بالتأكيد أعلى لكن لن يأخذ ذلك تأثير المقاومة R3 فى الحسبان ونظرا لكونها فى دائرة الباعث سننظر من هناك فنجد أن المقاومة ستكون باحتساب تيار الباعث 0.025 ÷ 0.001 = 25 أوم و تضاف للمقاومة R3 لتصبح 6225 أوم أظن ربما يضحك البعض فهى 6200 على أى حال لكن نأخذ الخطوات لربما فى بعض التطبيقات أو الحالات تكون متقاربة بما أن التيار فى دائرة الباعث يساوى معامل التكبير × تيار القاعدة = إذن المقاومة تقسم بنفس النسبة أى أن مقاومة القاعدة = مقاومة الباعث × 100 أى [مقاومة القاعدة + مقاومة الباعث ] × معامل التكبير أى = 6225 × 100 = 620 كيلو أوم وهو رقم كبير أما الكسب فيمكن الملاحظة أن الفاقد هو ما يظهر على مقاومة الباعث المساوية 25 أوم نسبة إلى المقاومة الكلية وهى 6225 = 6200÷ 6225 = 0.9956 أى لا فرق كبير لاحظ أن هذه الطريقة مناسبة أيضا للأحمال الكبيرة باستخدام ترانزستورات قدرة عالية بعد دراسة التغذية العكسية سنغير وضع مقاومة ونصل لمقاومة دخول أعلى بكثير من 600كيلو وبدون استخدام FET بقى أن نحسب كل من R1,R2 وهى من قانون أوم كما سبق فى المثال السابق لاحظ أيضا أن المقاومة المحسوبة على التوازى مع R1,R2 وعلى ذلك تنقص للثلث ولكن مازالت كبيرة قرابة 300كيلو مما يجعل المكثف C1 نصف ميكرو فقط و بهذا تخلصنا من النوع الكيماوى و هو الآن بدون قطبية دائما نتكلم عن التردد المنخفض ونحسب المكثف المطلوب – المنحنى الموضح للترددات كانت به نقطتان التردد الأدنى والتردد الأعلى والذى لم نذكره حتى الآن !!! لم ننساه - و لكن فقط أجلنا الحديث عنه قليلا وهو موضوع الحلقة القادمة إن شاء الله التعديل الأخير تم بواسطة ماجد عباس محمد ; 16-04-2007 الساعة 04:16 PM.
|
|
17-04-2007, 09:28 PM
|
|||
|
|||
|
الترانزيستور له ثلاث أطراف و من المعروف أن أى موصلين وبينهما عازل يكونان مكثف وعلى هذا فهناك ثلاثة مكثفات أحدهما بين القاعدة والباعث والآخر بين القاعدة والمجمع والثالث بين الباعث والمجمع كما بالرسم
StrayCaps.GIFأيهما أخطر ؟ حسنا – لا أستطيع القول ، قل لى ما هى دائرتك أقل لك الإجابة ولكن بصورة عامة هى السعة التى تظهر فى خرج الدائرة فهى تقتل الترددات العالية عن طريق تسريبها للأرض مهلا – احترس من المفاجآت فبعضها اخطر بظهوره اكبر من قيمته ولهذا سندرس الدوائر الثلاث فقط بعد أن نضع قاعدة صغيرة وقانون صغير ونعرف ما نريد لو نظرنا للدائرة التالية سنجد أن المكبر (حصيلة دائرة الترانزيستور سواء كانت أى نوع) يمكن تمثيلها بمولد إشارة مساوى لقيمة الخرج المتوقع وله مقاومة داخلية مساوية لمقاومة الخرج للدائرة وهى مجموع المقاومات على التوازى بما فيها مقاومة الترانزيستور أيضا وهى عادة صغيرة نوعا ما – وتوجد ما بين نقطة الخرج و نقطة دخول المرحلة التالية السعة المسماة Cout Cout.GIF وهى فى الواقع حصيلة 3 مكثفات مختلفة أولها سعة دخول المرحلة التالية و الثانية السعة الشاردة وهى سعة الأسلاك التى تربط المرحلتين والثالثة هى سعة الخرج للمرحلة تحت الدراسة والتى نحسب لها أقصى تردد يمكن تكبيره الأولى تعطى من خواص الترانزيستور المستخدم فى المرحلة التالية وهى بين طرف دخوله والأرضى فمثلا إن كانت المرحلة التالية باعث مشترك تكون السعة المقصودة بين القاعدة (دخول) والباعث و المسماة Cbe وهى حوالى 10 بيكو فاراد أو اكثر قليلا الثانية إن احسن تصميم البردة يمكن افتراضها حوالى 50 بيكو فاراد والثالثة هى سعة خرج المرحلة المعنية بتطبيق نفس قاعدة نصف الطاقة التى طبقناها لحساب التردد المنخفض سنستخدم نفس المعادلة باستبدال القيم المناسبة أى أن التردد 1 ÷ [ 2 * ط * المقاومة * السعة ] والمقاومة هنا هى مقاومة الخرج والسعة هى Cout فلو كانت إجمالى السعة 500 بيكو فاراد والمقاومة 1000 أوم يكون التردد = 1 ÷ [ 2 * 3.14 * 1000 * 0.000000000001] التردد = 318471.34 أى حوالى 300 كيلو ذ/ث وضحت الآن المشكلة ! – إن أردنا تردد أعلى سنضطر لتقليل قيمة المقاومة مما يضطرنا لتقليل المقاومة المتصلة بالمجمع وبالتالى تقليل التكبير الكلى للمرحلة وأيضا تقليل السعة يقوم بدور مماثل – ولكن كيف ؟ لماذا قفزنا من 50+10 إلى 500 بيكو فاراد لو نظرنا لدائرة الباعث المشترك سنجد أن سعة المجمع – باعث لن تزيد كثيرا عن أى من مثيلاتها – لماذا زادت كل هذا ؟ تذكر أن الترانزيستور يعمل بالتيار وليس الجهد أى أن التيار المار إلى القاعدة سيقوم بالتكبير فى المجمع و يظهر مضروبا فى معامل التكبير بيتا لذلك لو نظرنا للسعة التى تربط المجمع بالقاعدة فهى تسبب مرور تيار الإشارة من المجمع للقاعدة وهو معكوس فى الوجه أى سيطرح منه ولن يضيف إليه مما يسبب تقليل التيار الفاعل مسببا تقليل الخرج كما لو أن هذه السعة ظهرت مكبرة بقيمة بيتا من المرات فى خرج المرحلة فلو كانت 5 بيكو فاراد ستكافئ فى الخرج 5 × 100 أى 500 بيكو فاراد ! أمر سيئ أليس كذلك ؟ لحسن الحظ هناك أربع حلول لهذه المشكلة الأول استخدام ترانزيستور آخر مناسب للترددات الأعلى حيث تكون قيمة هذه السعة أقل كما تكون قيمة بيتا فيه ثابتة لنطاق ترددى أكبر وأوسع الثانى وضع ملف صغير يقوم مع هذه السعة بتكوين دائرة رنين ترددها أعلى من 300 كيلو أو القيمة المحسوبة للدائرة المعنية لتوسيع النطاق كما فى حالة مكبر المرئيات الفيديو الثالث استخدام دوائر رنين فقط إذا كان التردد المطلوب مرتفع و محدود كما فى مكبرات التردد العالى الرابع استخدام دائرة قاعدة مشتركة حيث تدخل الإشارة من الباعث وتخرج من المجمع – هنا لعبة صغيرة قمنا بها حيث أن معامل تكبير التيار من الباعث للمجمع هو ألفا وهو أقل من الواحد الصحيح مما يجعل سعة الخرج قليلة كما فى مكبرات التردد العالى جدا وفى مواصفات الترانزيستور توجد القيمة Ft التى تحدد اعلى تردد يصلح لاستخدام الترانزيستور و بعد ذلك تصبح بيتا قليلة ولا يصلح الترانزيستور كمكبر الآن يمكننا أن نصمم مكبر متعدد المراحل كما قلنا بدأ من الحمل رجوعا للمدخل على عدة مراحل – هل لو احتاج الأمر لثلاث أو أربع مراحل نوصلها كلها لمصدر تغذية واحد مثلا 12 فولت ؟ الحسابات تقول نعم ولكن الواقع يقول لا لماذا ؟ - الأمر فى غاية البساطة أن مصدر التغذية مهما كان جيد التصميم لن يكون مثاليا وستكون له مقاومة وإن كانت صغيرة جدا كما أن الأمر ليس كما نرى ! أرى أمامى وصلة بين نقطتين أى قصر ولكن التيار يراه خط نقل قدرة له طول أى جزء صغير من ملف وله حث ذاتى وهناك سعة شاردة بين كل نقطة وخط الأرضى و الأمر ليس كما توقعنا الإشارة فى المرحلة الأخيرة ذات تيار كبير وجهد مناسب للحمل وهو ينتقل من هذه المرحلة لدخول المراحل المتقدمة كما بالرسم مسببا أن تكون المكبر غير مستقر وربما يعمل كمذبذب لذلك يجب وضع مقاومة حوالى 10 أوم ثم مكثف للأرضى كما بالرسم والمسمى R decoupling, C decoupling أى مقاومة ومكثف فك الارتباط PS Feedback.gif إن كنت تعمل عند ترددات أعلى استخدم مكثفات تانتالوم ثم أضف مكثف ذو سعة صغيرة على التوازى مع المكثف المذكور بقيمة 0.1 ميكرو للأسباب التى ذكرناها سابقا عن أداء المكثفات – وقد تحتاج لملف صغير أيضا للترددات الأعلى إن كنت تعمل عندها ولا بد أنك لاحظت خرزة سوداء صغيرة داخل سلك أو طرف ترانزيستور أو مكون آخر – هذه ليست للحسد ولكنها من خامة الفرايت والتى تضيف حث عالى عند الترددات العالية جدا حيث تفشل الوسائل الأخرى – دعها وشأنها لا تنزعها فقد تأتى الرياح بما لا تشتهى السفن بقى من خواص الترانزيستور شئ واحد هو الحرارة و كلنا استبدلنا ترانزيستور قدرة بآخر أكبر من هذه الناحية وببساطة يتلف سريعا ثم نتعجب و نبحث عن الأصلى دون أن نمحو علامة الاستفهام – لنجهز الأستيكة (الممحاة) للمرة القادمة إن شاء الله
|
|
| مواقع النشر (المفضلة) |
| أدوات الموضوع | |
| تقييم هذا الموضوع | |
|
|
