ОҚУЛЫҚОрташа кәсіби білім бағдарламасын жүзеге асыратын білім мекемелерінде оқу процесінде қолдануға арналған оқулық түрінде«Білімді дамыту федералдық институты» Федералды мемлекеттік автономды мекемесі («БДФИ»ФМАМ) ұсынады Пікірдің тіркелген нөмірі № 313 2013 ж. 08 шілде «БДФИ»ФМАМ 2-ші басылым, стереотиптік      МӘСКЕУ«Академия» баспа орталығы2015 ӘОЖ 621.38(075.32)КБЖ 32.85-ші 723Б488  Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім жəне ғылым министрлігі жəне «Кəсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сəйкес ««ТжКБ жүйесі үшін шетел əдебиетін сатып алуды жəне аударуды ұйымдастыру жөніндегі қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды.Аталған кітаптың орыс тіліндегі нұсқасы Ресей Федерациясының білім беру үдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды.Қазақстан Республикасының техникалық жəне кəсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі жəне оқу үдерісінде мазмұнды бөлімді (технология, материалдар жəне қажетті ақпарат) қолдануы қажет.Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19,«Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы: іnfo@dcg.kz   П і к ір б іл д ір у ш і —Мәскеу қала құрылысы және № 38 (МБББО ОКБ КГиС) сервис колледжінің жоғары санаттығы арнайы пәндер оқытушысы, техн.ғыл. канд. В.Н.Иванов. Берикашвили В. Ш.Б488 Электроника негіздері: орташа кәсіби білім мекемесінің студентіне арналған оқулық / В.Ш.Берикашвили. — 2-ші басылым, стер. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2015. — 208 б.ІSBN 978-5-4468-2455-7Оқулық «Өнеркәсіптік және азаматтық білім бойынша электр жабдықтарын монтаждау, жөндеу және пайдалану» мамандығы бойынша Федералдық мемлекеттік білім берудің орташа кәсіби білім стандартының талаптарына; «Электроника негіздері» ОЖ сәйкес шығарылған.Жаңа құрылымдық және сызбалық техникалық шешімдерді пайдалану арқылы заманауи элементтік базада электронды аспаптар, құрылғылар және тізбектердің теориялық негіздері және жасалуы айтылған. Электронды аспаптар мен құрылғылардың жұмыс жасау қағидаттары және құрылымы қарастырылған. Элекронды құрылғылардың қуат сыйымдылығы және төменгі жиіліктен шағын және аса жоғары жиілікті электронды құрылғылардың жұмыс жасау қағидаттары және құрылымы қарастырылған. Ұқсас және сандық интегралды шағын сызбалардың үлгілік сызбалық техникалық шешімдері келтірілген. Операциялық күшейткіштер, комараторлар, таймерлер, оптрондар және басқа оптоэлектронды құрылғылардың негізінде функционалдық электронды құрылғылар жасау қарастырылған. Шағын процессорлардың, бір кристалды ЭЕМ және контроллерлердің жұмыс жасауы бойынша құрылымдық сызбалар және қағидаттары берілген.Орташа кәсіби білім мекемесінің студенттеріне арналған.ӘОЖ 621.38(075.32)КБЖ 32.85-ші 723 © Берикашвили В. Ш., 2013© «Академия» білім-баспа орталығы, 2013ІSBN 978-5-4468-2455-7 © Ресімдеу. «Академия» баспа орталығы, 2013  Құрметты оқырман!       Бұл оқулық «Өнеркәсіптік және азаматтық білім бойынша электр жаб- дықтарын монтаждау, жөндеу және пайдалану» мамандығы бойынша оқыту-әдістемелік кешенінің бөлігі болып табылады.Оқулық «Электроника негіздері» жалпыкәсіби пәнін оқып білуге ар- налған.Оқыту-әдістемелік жиынтықтың жаңа буыны жалпы білім беру және жалпы кәсіби пәндер және кәсіби модульдермен қамтамасыз ететін дәстүрлі және инновациялық оқу материалдарынан тұрады. Әр жиынтық оқулықтар және оқу құралдары, оқыту құралдары және жалпы және кәсіби кұзірет- тілік, сонымен қатар жұмыс берушінің талаптарынан тұрады.Оқу басылымдары электронды білім ресурстарымен толықырылады. Электронды ресуртар интерактивті жаттығулар мен жаттықтыру сабақтары, мультимедиялық нысандар, қосымша материалдарға сілтемелер және ғаламтор ресурстарынан тұрады. Оларға оқу:жұмыс уақыты, бақылау және тәжірибелік тапсырмаларды орындау сияқты процестерінің негізгі пара- метрлері қарастырылған терминдік сөздік және электронды журнал бар.  Кіріспе        Ақпараттарды үлкен қашықтықта беруге сұраныстың өсуі және есептеу техникасының дамуына байланысты электронды техника 60-жылдары екпінді дами бастады.Жартылай өткізгіштердің ашылуы электронды құрылғылардың қасиеттерін шұғыл өзгертті: олар аз габаритті және біршама берік болды, оларды шағындау мүмкіндігі пайда болды және қуат сыйымдылығы біршама төмендеді.Қазіргі таңда 103 тен 106В дейінгі қарапайым жартылай өткізгіш құрылғылық саны бар ұқсас және сандық мамандандырылған шағынсызбаларды өңдейтін және жасайтын шағын электрониканың бірқатар саласы бар. Шағын электронды құрылғылар радиотехника, электроника, байланыс жүйелері, есептеу және тұрмыстық техникада кеңінен қолданы- лады, осының арқасында электронды және радиотехникалық құрылғылар жеңіл, шағын габаритті, үнемді және кең қол жетімді болды.Соңғы жылдары импульсті сандық техника екпінді дамып келе жатыр. Мысалы, импульстік белгілер арқылы техникалық нысандар (телеметрия) туралы деректемелер беріледі, түйісу барысында ғарыш кемелерін басқарылады, жоғары сапалы сандық радиохабар және теледидар жасалады. Күнделікті өмірде біз импульстермен және импульсті құрылғыларды кезіктіреміз, кейде олардың бар екенін аңғармаймыз. Кнопкалы басқару құралы инфрақызыл сәулелендірудің көмегімен ара-қашықтықтан басқа- руға мүмкіндік береді. Спутникті антенна сандық радиоимпульстерді қабылдайды. Телефон нөмірін теру арқылы біз олардың шифрын ашатын және біз сұраған абонентпен байланыстыратын телефон станциясына импульстер жібереміз.Сандық есептейтін техника ең жоғары деңгейде дамыған сипатқа ие. Заманауи есептеу машиналары 2 ГГц сияқты тактілік импульс жиілігіне ие, ал тез әрекет ететін есептеу кешендерінде ақпарат секундына 2 • 109 дейін жылдамдықпен болады.Сонымен қатар, тұрмыстық приборлар сандық электронды техникаға қаныққан. Заманауи автокөліктерде электрониканы жүйелік тұтандыру, бақылау және қорғау дабылдарында қолданылады. Соңғы атомобиль модельдерінде қозғалтқыштың оңтайлы жұмыс жасау режимдерін анықтайтын шағын процессорлар орнатылады.Жаңа тұрғын үйлердің құрылысы күш және ақпараттық желілерді бір уақытта монтаждаумен байланысты. Тұрғын-үй, кеңселік және өнеркәсіптік ғимараттарда әр-түрлі бақылау-өлшегіш құралдары, қорғау дабылдар жүйесі және энергияны басқару жүйелері қолданылады.Қазіргі таңда ғылым және техниканың дамуы бойынша басым бағыт- тары ақпараттық технологиялар, жоғары технологиялық өндіріс процестері және энергияжинақтаушы техгологиялар болып табылады. Бұл бағыттар автоматтық басқаруда телекоммуникациялық және ақпараттық жүйелерде шағын процесорлық есептеу техникасын, қолданумен тығыз байланысты.Осы кітаптың мақсаты болашақ мамандарды электрондық техника негіздерімен, яғни элементтік база, информатика және энергетикалық элек- троникалармен, сандық және шағын процессорлық техника элементтерімен қоса аппараттық өнеркәсіптік және азаматтық ғимараттарды монтаждау, жөндеу және қолданумен таныстыру болып табылады.  1 Тарау ЖҰМЫСТЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ҚАҒИДАТТАРЫ ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНДЫ ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫҢ ЭЛЕМЕНТТІК БАЗАСЫ    1.1. ЭЛЕКТРОНДЫ ТЕХНИКАНЫҢ НЕГІЗГІ БЕЛГІЛЕРІ, ҚОЛДАНУ САЛАЛАРЫ ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНДЫ ТЕХНИКАНЫҢ ДАМУ ТАРИХЫ Электрондық техника (электроника) —электрондардың электрлік және магниттік өрістермен вакуумда немесе қатты денеде өзара әрекет етуіне негізделген физикалық қасиеттер, зерттеу әдістемелері және және құрылғыларды қолданумен байланысты ғылым және техника саласы.Қазіргі таңда электронды ағымдар және олардың заттармен және электрлі магниттік өрістермен өзара әрекет етуіне негізделген аспап және құрылғыларды электронды техника деп түсіндіріледі.Электрондық аспаптар — білгілі бір қызмет атқаратын қарапайым электронды құрылғылар.Вакуумдық электронды құрылғыларға электронды шамдар, электронды сәйулелік трубкалар және газразрядты аспаптар (манетрондар, гитрондар, суретті электронды көбейткіштер, электронды оптикалық өзгертулер және т.б.) жатады; Қатты денелерге — жартылай өткізгіш диодтар, транзис- торлар, тиристорлар, жарықдиодтар, сурет диодтар, жартылай өткізгіш лазерлер, интегралды шағын сызбалар жатады.Сонымен қатар, қарапайым күшейткіштерден бастап күрделі есептегіш машиналарға дейін қарапайым электронды құрылғылармен байланысты әр- түрлі электрондық құрылғыларды электронлы техника деп айтады. Оларға әр-түрлі тұрмыстық және музыкалық электронды құрылғылар да жатады. Радио белгілерді құрастыру, тану және қайта өзгерту бойынша электронды құрылғылар ерекше орын алады:радиоэлектроника оларды зерттеп білу және сипаттаумен айналысады. Сандық және есептеу техникасына байланысқан импульстік және электрондық құрылғыларға жататындар электроника саласыны тән болып табылады.Электрониканың қайта өзгеру және оптикалық белгілерді және суреттерді қолданумен байланысқан басқа бағыты оптоэлектроника деп аталады.Физикалық пайда болуларды зерттеу, физикалық шамаларды, сипаттамаларын және электронды құрылғылардың параметрлерін, сонымен қатар электрлік тізбектер мен электрлі магниттік өрістерді өлшеуге әдістемелеріне арналған электроника бөлімшелері де өзгеше.Электрлік тізбектерде және құрылғыларда болып жатқан процестердің параметрлерін өлшейтін және зерттеуді жүзеге асыратын аспаптар электронды өлшегіш аспаптар деп аталады.Электронды техниканың элементтері күрделі электронды құрылғылар құрастырылатын кірпіштер болып табылады. Электрондық техниканың базалық немесе негізгі элементтері-резисторлар, конденсаторлар, диодтар, транзисторлар, шағын сызбалар және т.б. Ампилитуданы ұлғайтпайтын және электрлік белгілер жиілігін өзгертпейтін құралдар бейтарап (конденсаторлар, резисторлар, индуктивтілік катушкалар) деп аталады. Электронды техниканың белсенді элементтері деп диодтар, транзисторлар, жарықдиодтары, лазерлер, оптрондар, кернеуді күшейту, жиілікті өзгерту немесе электрлік тоқты жарыққа өзгерту қабілеті бар басқарушы шағын сызбаларды атайды.Электронды құралдардың көмегімен электронды құрылғылар (күшейткіштер, генераторлар, радиоқабылдағыштар және т.б.) жасалады.Ұқсас электроника — бұл үздіксіз белгілермен (кернеуді және тоқты үздіксіз өзгертетін) жұмыс жасайтын электрондық техника. Ұқсас электроника құралдарына қоспаларды күшейткіштер, жиілікті түрлендіргіштер, сүзгіштер, кернеуді, тоқты, жиілікті тұрақтандырғыштар, сонымен қатар гармониялық ауытқу генераторлары жатады.Импульстік электроника—бұл импульсті белгілермен (кернеу және тоқтың немесе жүйелік импульстердің жалғыз импульстері) жұмыс жасайтын электрондық техника.Импульсті құрылғыларға импульсті күшейткіштер және генераторлар, компараторлар және т.б. жатады.Сандық электроника —бұл жеке кернеулер, тоқтар, жиіліктердің мәндерімен жұмыс жасайтын электронды техника.Сандық электроника құрылғыларға 0 және 1 белгілерімен операция жасайтын логикалық құрылғылар, ұқсас-сандық және сандықұқсас түрлендірулер, шағын процессорлар, персоналдық есеп машиналары, күрделі есептеу құрыл- ғылары жатады. Сандық электроника импульсті техникамен тығыз байланысты, себебі ондағы белгілер импульстермен тізбектеліп беріледі.Электронды техника радио жасала бастағанда, яғни өткен ғасырда дами бастады.Ақпарат беру және радио хабарландыру жасау радиотехникалық жүй- елерінде радиотолқындар жасайтын қуатты жоғары жиілікті кернеулер қолданылады. Жоғары жиілікті ауытқу модуляциясы (яғни олардың ампли- тудасының, эиілігінің немесе фазасының өзгеруі) радиотолқындардың көмегімен дыбыстық жиілік және бейнебелгілер беру мүмкіндігін туғы- зады.Мұндай ақпарат беруді жүзеге асыру үшін қуатты жоғары жиілікті генераторлар қажет.Үлкен қашықтықта жіберушіден белгілер қабылдау үшін қабылдауды, сүзгіштік, қайта өзгерту және белгілерді күшейтуді жүзеге асыратын сезімталдығы жоғары қабылдағыштар қажет.Радиоэлектрониканың барлық әлемдегі замануи жетістіктердің арқа- сында радиохабарлама, теледидар кеңінен қолданылады, сонымен бірге жер шарының кез-келген нүктесінен спутниктік ретранслятор арқылы теледи- дарлық және радиобелгілерді қабылдауға болады.Телефондық және сандық ақпараттарды заманауи тасымалдау жүйелері әдеттегідей бірнеше каналды. Олар спектральді және уақытша тығыздық режимінде беруді жүзеге асыратын болып бөлінеді. Бұл жүйелердің дамуы халықтың қарым-қатынас жасау қажеттіліктерімен байланысты. Қазіргі таңда әлемнің барлығы жергілік және халықаралық телефон жүйелерін, ғаламтор жүйесін, банктік және басқа да байланыс жүйелерін кеңінен қолданады.Көптеген заманауи ақпарат беру радиотехникалық жүйелері кідірмелі импульстік режимде жұмыс жасайды. Ең сапалы дыбыс және теледидар суреттерін беру сандық радиорелейлік және спутниктік байланыс жүйелерінде импульстік-кодтық модуляция режимінде сандық түрде жүзеге асырылады. Радиотехникалық байланыс жүйелерінде импульстік режимді қолдану, импульсте белгінің радиокедергілерді жауап тұратын үлкен қуатын дамыту мүмкіндігіне негізделген. Сонымен қатар хабарлағыштың орташа қуаттылығы біршама төмен болуы мүмкін. Спутникті радио- байланыс және сандық теледидар импульстік сандық деректемелерге байланысты жұмыс қағидаттарына негізделген, яғни бұл олардың кедергіге төзімділігімен және жоғары сапалы сурет таратқыштықпен қамтамасыз етеді.Радиотехникалық жүйелермен бірге импульстік электрлік белгілермен операциялар жасайтын есептеу техникасы және электрондық-есептеу жүйелерінің дамуы болды. Заманауи есеп машиналарының 2 ГГц тактілік жиілігі бар, ал есеп кешендерінде ақпарат беру секундына 2 • 109 дейін жылдамдықпен болады.Ірі өнеркәсіп және ғылыми кәсіпорындарда есеп машиналары бірнеше есеп машиналарынан, желі тораптары және орындаушы механизм- дерден тұратын кешендерге біріктірілген. Бұл өндірісті бақылауға және оларды адамның көмегісіз және оңтайлы режимде басқаруға мүмкіндік береді.Электрониканың жаңа бағыттары спутникті және талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінің дамуымен байланысты екенін атап өту қажет.Олар сандық теледидар және телефон байланыстарының, новикациялық жүйелерді қоса алғанда радиотехникалық жүйелердің жетілуіне ықпал етті. Ақпарттық технологияларға жататын электроника бағытының екпінді дамуы адамзаттың телефон, электронды пошта арқылы аудио, бейне және сандық ақпараттар алмасу қажеттіліктерін қанағаттандыруға мүмкіндік туғызды. Мұндай жүйелердің басқа да құндылықтары адам өмірінің сапасын жоғарлататын ғаламдық деректемелерді (банктік, көлік, конақ үй және т.б.) өңдеудегі мамандандырылған, аймақтық және ғаламдық есептеу жүйелерді жасаумен байланысты.Ақпараттық технологиялардың дамуымен процестерді өңдеу элементтері әр-түрлі физикалық яғни магнитті, электрлік, акустикалық және оптикалық табиғатты қолдануға негізделген «функционалдық электрониканың» туындауымен байланысты. Электрониканың басқа жаңа бағыты жаңа қасиеттерімен бірге жаңа материалдарды, сонымен қатар бірнеше молекула көлемінде жүз мыңдаған белсенді элементтермен электронды құралдар алуға мүмкіндік беретін нано технологияның дамуымен байлынысты. Қазір де көлемі 0,1 мкм кем, яғни күн батареиясы элементтері, атмосферадағы зиянды қоспаларды бақылауға арналған сезімталдығы жоғары жадылы элементтер жасалады.Наноэлектроника құрылғылары болашақта біздің өміріміздегі қолжетімді, күнделікті және баға жетпес көмекшіміз болады.  1.2.ЭЛЕКТРОНДЫ ТЕХНИКАДА ҚОЛДАНЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР Электронды құралдарды және құрылғыларды жасау барысында өткізгіш, диэлектрлер, жартылай өткізгіштер қызметін атқаратын ең сан алуан материалдар қолданылады. Металдар байланыс өткізгіш және индук- тивтік катушкалар элементері түрінде; органикалық және органикалық емес диэлектрлер-конденсаторлар, жартылай өткізгіштерді ажыратқыштар және құрамдық бөліктер түрінде, жартылай өткізгіштер- диодтарды және транзисторларды жасау үшін кеңінен қолданылады.Материалдар органикалық (көміртегі қосылыстарының негізінде) және органикалық емес, таза химиялық элементтер және байланыстар болуы мүмкін.Әдетте материалдар қатты түрінде қолданылады, бірақ сұйықтықтар (сұйық кристалдар және электролиттер) және газдар (газдыразрядтық ұяшықтар) және газдар қолданылатын құрылғылар да бар. Көптеген электрноды құралдар мен құрылғылар әр-түрлі қасиеттері бар (өткізгіштер және жартылай өткізгіштер, өткізгіштер және диэлектрлер) материалдар бөлімшесінің физикалық ерекшеліктерін, әр-түрлі фазалық жағдайдағы (қатты және сұйық, сұйық және газ тәрізді) материалдарды, материалдар мен вакуумды қолдануға негізделген.Заттарды барлығы бір немесе бірнеше химиялық элементтерден тұратыны белгілі. Атом және молекла заттардың ұсақ құрамдық бөлігі болып табылады. Әдеттегідей, әр-түрлі химиялық таза элемент атомдары пайда болуыған заттар молкуласымен қосылады.Мысалы, сутегі, оттегі, азот және инертті газдар молекулалары екі атомнан тұрады.Заттың құрамындағы молекулалар осы заттың қасиетін анықтайды. Мысалы, судың молкуласы сутегінің екі атомынан және оттегінің бір атомынан тұрады, яғни бұл оның физикалық қасиетін белгілейді(тығыздық, қайнау және қату температурасы).Органикалық заттардың молекулалары белгілі бір қалыпта қосылған көптеген атомдардан тұрады. Бір және дәл сол атомдардың қосылу құрылымдарының ерекшелігі әр-түрлі физикалық қасеттермен бірге заттарды алуды анықтайды.Атом ядроның айналасында айналатын, атомның ортасында тұратын және протон мен нейтроннан тұратын электрондардан тұрады.Теріс зарядталған электрондар оң зарядталған протондары бар ядроға жақындайды және орбита немесе оның айналасындағы қабықша бойынша үздіксіз айналады.Әр-түрлі элементтердің атомдары бір-бірінен протондар және электрондар сандарымен ажыратылады, мысалы, су атомында бір протон және бір электрон, ал көміртегі атомында үш протон және төрт электрон бар.Атомдағы электрондар саын протондар санына тең, дегенмен олар ядродан бір қашықтықта бола алмайды, себебі олар бір-бірінен серпіледі.Сонымен қатар, электрондар ядродан кез-келген ара-қашықтықта бола алмайды және рұқсат етілген энергетикалық деңгейде бола алмайды. Көп тегенде екі электрон бірінші деңгейде, ал екінші және одан әрі-сегізге дейін бола алады.Протондар саны Д. И. Менделеевтің мерзімдік элементтер жүйесінің элементтік атомдық нөмірін, протондар мен нейтрондардың жалпы санын- оның атомдық массасын анықтайды, ал оңғы элементтік деңгей онындағы электрондар саны көбінесе заттардың физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайды.Егерде атомның соңғы рұқсат етілген энергиялық деңгейі толығымен толық болса, онда атом инертті (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон инертті газдар болып табылады).Егерде атомның соңғы энергетикалық деңгейінде бірден үшке дейін электрон болса, онда олар ядромен әлсіз байланыста және атом бұл электрондарды басқа элементтермен байланысқан кезде беруге бейім.Сонымен қатар оның м е т а л д ы қ қ а с и е т і бар деп айтады.Егерде соңғы атом энергетикалық деңгейінің толығымен толуына бір, екі немесе үш электрон жетпейтін болса, онда атом басқа элементтермен түйісу барысында электрондарды (яғни бірден үшке дйеін вакансия бар) тартуғы бейім. Сонымен қатар олардың м е т а л д ы қ е м е с қасиетттерінің бар екені айтылады.Металды заттарда электрондар ядромен әлсіз байланысады (еркін элекрондар деп аталатындар), электрлік потенциалдың әсерінен өз орбиталарынан кетіп, электрондар ығымын және электр тоғын жасай отырып, бірыңғай қозғалысты бастайды. Мұндай жақсы электрлік өткізгіштігі бар заттар өткізгіштер деп аталады. Жақсы өткізгіштің электр тоғының туындауына мүмкіндік туғызатын электрондар ядросымен байланыспайтын (әлсіз байланысқан) саны көп.Өткізгіштің шағын бөліктерде аз ғана ауытқуға ұшырайды, яғни оларды ескермеуге болады. Күміс, мыс, алюминий жақсы өткізгішке мысал бола алады.Бос электронтардың болуы, сәйкес металдық байланысу қасиеттері өткізгіштердің жоғары жылу өткізуін анықтайды.Диэлектрик (изолятор) —бұл байланысқан электрондары бар материал, яғни бос электрондары жоқ. Ажыратқыштар электрлік тоқтың ағуына кедергі жасайды сондықтан да оның өте улкен ауытқуға ие (алшақ тізбектің ауытқуға жақындауы).Кремний диоксиді (кварц), әйнек, құғақ ағаш, резеңке, поливинилхлорид, слюда, полистирол және басқалар ажыратқыштарға мысал бола алады.Егерде диэлектрикті электрлік кеңестікке сыйғызатын болсақ, онда оның молкулалық электрондары поляризацияның есебінен белгілі бір тәртіпте бейімделеді.Сонымен қатар, диэлектрик молекулалары поляризацияланады деп айтады.Жартылай өткізгіштер атомы Д. И. Менделеевтің мерзімдік элементтер жүйесінің төртінші тобына жатады. Оларға көміртегі (С), кремний (Sі) және германий (Ge) жатады.Әдеттегідей, таза жартылай өткізгіштер аморфты заттар болып табылады.Дегенмен, балқытпадан алу барысында белгілі бір жағдайларда дұрыс кристалды торлы монокристалдарды құруы мүмкін.Жартылай өткізгіштерге сонымен бірге металл және бейметалл, мсыалы, галлии арсениді (GaAs) және кремний карбиді (SіC) және кремний нитриді (SіN) жатады. Жартылай өткізгіштерге сонымен бірге металл және бейметалл, мсыалы, галлии арсениді (GaAs) және кремний карбиді (SіC) және кремний нитриді (SіN) жатады.Жартылай өткізгіштердің азғантай бос электрондардық санына негіз- делген меншікті әлсіз өткізгіші бар.Сонымен бірге бос электронның пайда болуы температура немесе жарықтың әсер етуі бойынша тесік деп аталатыноң зарядталған атомды жасайды.Сонымен бірге, тесіктер мұндай жағдайда тесік болып қалатын көршілес атомды басып алуы мүмкін.Осылайша тесіктер бос электрон тауып, олармен қосылғанша орын ауыстырып отырады. Жартылай өткізгіштің бос электрондары және тесік- тері зарядтарды негізгі тасушылар, олар әлсіз меншікті өткізгіште жасайды. Жылу және жарықтың әсерінен электрондарды жасау процесі заряд- тарды тасушы генерация болып табылады. Жартылай өткізгіштерде бос электрондар және тесіктердің саны температура жоғарлаған кезде өседі, яғни бұл температураның өсуімен түсетін металдарға қарағанда олардыңөткізгіштігін көбейтедіҚоспалауыш қоспалардың (қосынды) белгілі бір көлемін енгізу арқылы жартылай өткізгіштің өткізуін жоғарлатуға болады.Кейбір қоспалар (мысалы, As күшән атомдары, бесінші топты бейметалы) германий атомының кристалдық торына қосымша электрондарды енгізеді, нәтижесінде n-түріндегі (negatіve) жартылай өткізгішті алады. Мұндай атомдар донорлар - атомдары деп аталады. Кристалды атомдық-акцес- торларына германийді қосу оның сыртқы қабықшасында электрондардың жетіспеушілігін жасайды, яғни оң зарядтары бар тесіктер пайда болады.Мұндай жартылай өткізгіштер p-түріндегі (posіtіve) жартылай өткіз- гіштер деп аталады. Қоспаларды енгізу барысында пайда болған электрон- дар n-түріндегі жартылай өткізгіштер үшін, ал тесіктер р-түріндегі жарты- лай өткізгіштер үшін негізгі тасушылар болып табылады.Металдарда, диэлектрлерде және жартылай өткізгіштерде өткізгіш құбылыстары, кинетикалық және потенциялдық қуаты бар электронның қуаттық жағдайын түсіндіретін зоналық аумақ негізінде жақсы сипат- талады.Зоналық тәжірибеге сәйкес, қатты денедегі электрон қуаты, кейбір шамада мүлдем үздіксіз өзгере алады, ал электрон оған тек шабу арқылы жете алады.Қатты затта электрондар тек қана арасында тыйым салынған зона орналасқан валенттік зонада (ВЗ) немесе өткізгіш зонасында (ӨЗ) бола алады. Электронды валенттік зонадан өткізгіш зонасына ауыстыру үшін оған күшейту қуаты деп аталатын және электрон-вольтімен (эВ) өлшенетін, қосымша АЕ қуатын беру қажет.Жартылай өткізгіштік кремний атомында германий атомына AEGe = 0,72 эВ қарағанда, күшейту қуаты AESі = = 1,12 эВ жоғары, сондықтан кремнийді өткізгіш жағдайға ауыстыру қиынырақ. Қоспалы қосындыларды енгізу арқылы өткізгіштік зонаны азайтуға немесе валенттік зонаны көбейтуге және осылайша тыйым салынған зонаны азайтуға болады.Электрондардың орналасуы және тыйым салынған зонаның ені толығымен заттың электрлік қасиеттерін анықтайды. Себебі, валенттік электрондар атомдармен қатты байланыста және электрлік кеңестіктің әсерінен атомнан атомға ауыса алмайды. Және керісінше электрондар өткізгіш зонасында орналасқан электрондар атомдармен аз байланыста және электрлік кеңестіктің әсерінен бір атомнан келесі атомға жеңіл ауысады.Зоналық тәжірибе бұны өткізгіш зонасындағы бірнеше бос деңгейлердің болуымен түсіндіреді.Бейөткізгіштерде валенттік зона толығымен электрондармен толтырылған және өткізгіш зонасынан тыйым салынған зонаның жалпақ берьерімен бөлінген. Осының нәтижесінде бейөткізгіштердің өткізгіш зонасында бос электрондар жоқ және осыған сәйкес, олардың өткізгіші нашар.Жартылай өткізгіштердің толтырылған валенттік зонасы және біршама тар тыйым салынған зонасы бар. Төмен температурады жартылай өткізгіш электрондары валентті зонада болады және осыған орай өздерін бейөткізгіштер сияқты ұстайды.Температура көтерілген кезде және жарықтың әсерінен жартылай өткізгіш электрондардың бір бөлшегі ЗЗ төзуге және ЗП ырғытуға жеткілікті қуатқа қол жеткізеді, осылайша электрлік өткізгішке жағдай жасайды.Электрон бөлшектерінің жартылйа өткізгіш ЗП –ға ВЗ-ға ауысуына байланысты, тесіктердің бос қуатты деңгейіне сәйкес сан пайда болады.Бұл тесіктік өткізгішті жасай отырып, электрлік өрістің әсер етуі бойынша бір деңгейден бір деңгейге электрондардың ВЗ ішінде ауысуына мүмкін береді.Температура көтерілген кезден бастап электрондардың көбі ЗП кіреді, осылайша жартылай өткізгіштің электр өткізгішін көтереді, сондай-ақ ЗЗ өте тар жартылай өткізгіштерде қаттырақ көтеріледі.Кернеудің арналған қосымша кезінде заттағы қуатылық зоналары көлбеу бола бастайды, сондай-ақ олардың көлбеулік бұрышы электрлік өріс кернеуі артқан кезде өседі. Егерде кеңетіктегі электронның потенциалдық қуаты Еп = дф (мұндағыq— электрондық заряд; ф — потенциалдардың әр-түрлілігі) ДЕ белсенділік қуатынан жоғары, электрондар электронды өткізгішті жасау арқылы ВЗ – дан ЗП –ға өтуі мүмкін.Сонымен қатар бір уақытта тесіктік өткізгіш жасайтын тесіктер (бір электронсыз атомдар) пайда болады.Жартылай өткізгішке қосынды қоспаларды қосу ЗЗ ішінде қосымша қуат деңгейінің пайда болуына әкеледі.Егерде бұл қосымша деңгейлер ЗП жақын маңында болатын болса, онда қоспалы атомдардың электрондары жартылай өткізгіштің өткізуін көбейте отырып, оған жеңіл ауысады. Егерде қосымша деңгейлер ВЗ жақын орналасса, тесік жасап және тесіктің өткізгіштігін кеңейту арқылы оларға ВЗ-дағы жартылай өткізгіш электрондар жеңіл ауысады.Жартылай өткізгіштерге ЗЗ ені 2,5 эВ-дан аспайтын заттар жатады. 300 температурада кремнийдегі (Sі) ЗЗ ені 1,12 эВ, германийде (G) -0,75 эВ, галий арсениді (GaAs)-1,43 эВ, кремний карбиді-(SіC) — 2,4...3,4 эВ құрайды.Донорлы және акцепторлық қоспалардың қуатын иондау шамамен 0,01.0,05 эВ болады. Бөлме температурасында жылу қоздырғышының орташа қуаты 0,025 эВ құрайды.Сондықтан жартылай өткізгішке қоспаның болмашы көлемін енгізгенде өткізгіштің бірнеше көлемді үлкеюіне әкеледі.Зоналық тәжірибеге сәйкес, жартылай өткізгіштерде жылу, жарық және кристалды торлардың ауытқуының әсерінен тұрақты түрде бос электрондар және тесіктер пайда болады, яғни зарыдтарды тасушылар генерациясы болады.Бір уақыттаэлектрондар валентті зонаға қайтып, (заряд тасымалдаушылардың қайта әрекет етуі) кері процесс болады. Бұл процестер электрондардың және жартылай өткізгіште тесіктердің тең салмақты шоғырлануына әкеледі.Электр өрісінің әсерінен жаңа заряд тасушылар туындайды және электрондар мен тесіктердің артық (салмақтан тыс) шоғырлануы болады. Жартылай өткізгіш құрылым аймағында инжекцияның және электрондардың электр өрісімен экстракциялануының (тартуы), сонымен қатар зарядтардың тұзаққа жиналуы есебінен заряд тасушылардың артық шоғырлануы пайда болу мүмкін.Электрнодар мен тесіктердің тікелей шоғырлануының мүмкіндігі аз, себебі олар жартылай өткізгіштің әр-түрлі жерлерінде болады.Әдетте шоғырлану қоспалы атомдар немесе кристалды торлар мен беткі жақтағы ақауларының рөлін атқаратын шоғырланған тұзақтың қатысумен өтеді.Сонымен қатар, электрно өткізгіш зонадан тұзаққа ауысады және оған тесік келгенше сонда болады; содан кейін шоғырланудың екінші кезеңі болады-электрон тесіктің валенттік зонасындағы бос деңгейге ауысады.Шоғырлану барысында электрон өте төмен қуат деңгейіне ауысатын- дықтан, артық қуат бөлінеді. Егерде осымен бірге жарық кванты - фотон сәулесі түсетін болса, шоғырлану сәулелендіргіш деп аталады. Сәуле тарамайтын шоғырлану барысында ауытқулы жылу қуатының квантасы - фотон пайда болу кезінде электрон қуаты кристалды торға беріледі.  1.3.р-п-АУЫСУЫНЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ ЖӘНЕ ҚАСИЕТТЕРІ Егерде р-түріндегі жартылай өткізгішті n-түріндегі жартылай өткіз- гішпен біріктіріп және жоғары температуралы вакуумды реакторға орналас- тыратын болсақ, онда диффузияның әсерінен шеткі бөліктің екі жағында да әр-түрлі жартылай өткізгіштері бар монолитті шекаралық қабат пайда болады.Бұл шекаралық қабат р-ауысуы деп аталады, оның ерекше қасиет- тері бар.Ондағы электрондар п-түріндегі өткізгіші бар аймақтан ауытқу температурасының және диффузияның әсерінен онда ондағы тесікке тартылатындарды толтыру үшін қалыпты жағдайда р-түріндегі өткізгіш аймағына өтеді.Тесіктер сонымен бірге n-аймағына диффузияланады.Бір уақытта р-аймағында акцепторлы қоспалардың теңгерілмеген зарядтары, ал п -аймағында –донорлық қоспаларлың оң зарядтары пайда болады. Бұл зарядтар негізгі зарядтардың одан әрі орналасуына кедергі жасайтын және оларға потенциалдық тосқауыл жасайтын электрлік өріс және потенциалдардың әркелкі байланысын келтіреді. р-ауысуда бейтарап зона немесе біріккен қабат пайда болғанша және потенциалды тосқауыл ең жоғары жиілікке жеткенше электрондар ағысы жалғаса береді.Сонымен бірге потенциалдардың әркелкі байланысының электрлік өрісі кездейсоқ пайда болған негізгі емес заряд тасуышыларының (п –аймағынан тесіктерді және р –аймағынан электрнодарды) қозғалу мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Бұл электронды және тесіктен тұратын дрейфтік тоқтың пайда болуына әкеледі.Егерде қосымша кернеу жоқ болса, онда потенцалды тосқауылдың одан әрі өсуіне кедергі жасайтын тез арада тепе-теңдік пайда болады.Біріккен байланысты жартылай өткізгіш қабатында атомдар, диэлектр- дегідей бейтарап және дипольдік бағдарланған, ал потенциалды тосқауыл негізгі тасушылардың одан әрі қозғалуына кедергі жасайды. Бөлік шекарасынан өту үшін заряд тасушылар потенциалд тосқауылынан өту үшін жеткілікті қуатқа ие болуы қажет. р-ауысуының екі жағынан жар- тылай өткізгішке түсірілген электрлі қозғаушы күштер (ЭҚК) осы қуаттың көзі болып табылады.   .сурет. Жартылай өткізгіш диодының жазық құрылымы (а), оның ШГБ (б) және сыртқы ЭҚК көзіне тікелей және кері қосылу барысындағы ВАС алып тастау сызбасы. ЭҚК көзін тікелей қосу барысында, яғни плюс р-түріндегі жартылай өткізгішке, ал алу п-түріндегі жартылай өткізгішке қосылған кезде электр тоғы ипб кернеуі потенциалды тосқауылдан асқан кезде ғана өтеді. Потенциалды тосқауылдың биіктігі қолданылатын жартылай өткізгіш түрі- не байланысты.Германий үшін ол 0,3 В, ал кремний үшін 0,6 В құрайды.Егерде сыртқы кернеу потенциалды тосқауылдан асса, электронды және тесік өткізігіша бар аймақтар жақындайды, біріккен аймақ жоғалады, электрондар р- аймағына бүркіліп, тесіктермен бірігеді және атомнан әрі атомға орналасу арқылы тізбектерде электр тоғын жасайды.Ұқсас тесіктер электрондармен бірігу арқылы шоғырланатынл-аймағына инжекторланады.Заряд тасушыларды инжекторлау сонымен қатар орташа есеппен кейбір ара-қашықтықтан (диффузиялық ара-қашықтық ұзындығынан) өту арқылы бірден емес, бірнеше уақыт ішінде шоғырланады.Кернеу көзін қосу барысында п-түріндегі (п-бағыты) өткізгіші бар жартылай өткізгіш электрондары жылжымалы кернеу көзіне оң өріспен жылжиды, ал р-бағытының тесіктері теріс өріспен тартылады. Нәтижесінде біріккен қабат кеңейеді және бөлік шетімен электрондардың кедергі жасайтын ықтимал барьер үлкейеді. Осылайша, p—п-ауысуы арқылы кернеуді кері қосу барысында тоқ өтпейтін болады.Салыстырмалы түрде р—n-ауысуының бір жақты өткізгіштігі бар, яғни бір бағытта тоқты өткізеді, ал екіншісінде-өткізбейді.р — л - ауысуы бар жартылай өткізгіш құрылымы және оның шартты графикалық белгілері (ШГБ) 1.1,а,б. суретінде көрсетілген.Кремний диоды екі қабаттан тұрады. Біріншісі (балқытылған) қабат фосфор (л-бағыт) қоспалы кремнийден тұрады. Фосфор қоспасы өткізгіш зонасында (электронды өткізгіш) электрон- дардың артылуын жасайды.Екінші қабат электрондардың жетіспеуінен (яғни, тесіктер) атом арты- латын, бор қоспалы кремнийден (р-бағыты) тұрады.Бұл қабатта тесік өткіз- гіші артық.Байланысу бағытында бір жақты өткізгіштікті жасайтын р—л- ауысуы пайда болады.1.1. суретінде көрсетілгендей р-бағыты көбінесе ауқымды және л- бағытына қарағанда қоспалар мөлшері көбірек сондықтан оны база деп атайды.Диодтағы тоқ күшінің, оның астарына берілетін кернеуге тәуелділігівольттік-амперлік сипаттама деп аталады (ВАС).Сыртқы кернеуді тікелей қосу барысында ВАС диодтарын алып тастауға арналған, яғни р-түріндегі жартылй өткізгішке, ал теріс л-түріндегі жартылай өткізгішке қосылуы 1.1.,в. суретінде көрсетілген.кремний және германий диодтарының әдеттегідей фольттік-амперлік сипаттамасы 1.2. сур. көрсетілген.Тоқтың кернеуге қисық тәуелділігі бойынша көлбеу бұрышының тангенсі р—л-ауысу диодының көлбеу қиылысуға тәуелді ВАС тіктігін анықтайды. Диодтың тесігі жасалатын (^тесік) кері кернеу р- және n-түріндегі қабаттардың қалыңдығына және жартылай өткізгіштің тыйым салынған зонасының еніне байланысты.Кремний диодтарында итесік германийлерге қарағанда артық және 1 000 В жете алады. р—n-ауысу тесіктері электрлік немесе жылулы (қайталамайтын) болуы мүмкін. Электрлік тесіктер өз кезегінде көшкінді және туннельді болып бөлінеді.   сурет. Германий (Ge) және кремний (Sі) диодтарының вольт- тік-амперлік сипаттамасы Кө ш к і н д і т е с і к т е р барысында р-бағытының (негізгі емес зарядтарды тасушылар) жеке электрондары р—n-ауысуының жоғары кері кернеуінің әсерінен одан атып шығады және ауысулар атомымен соққыға түсіп, электрондардың көшкіндік көбеюін, яғни сәйкес тоқтың шапшаң өсуін қозғайды. Диодта кернеу түседі. Сонымен бірге оны жоғарлату әрекеті тоқтың күшейтіп, диодтың қызып кетуіне және оның бұзылуына әкеледі.Т у н н е л ь т е с і к т е р і кейбір жоғары қоспа қосынды концент- раттары бар диодтарда және кері кернеудің әсер етуінен валенттік зонаның жоғары деңгейіндегі р-бағыты n-бағытындағы өткізгіш зонасының төменгі деңгейін жоғарлата бастағанда р—n-ауысуының тар өткелі байқалады. Мұндай жағдайда электрондар тыйым салынған зонаны бағындырушы қуатты шығындамай-ақ (яғни туннельдене алады) р-бағытынан n-бағытына ауыса алады. Кері кернеуді одан әрі жоғарлату барысында туннелдеу есебінен тізбектік өсу басталады. Кернеуді алып тастаған соң р—л-ауысу қасиеттері қалпына келеді.Жылулық р—n-ауысу тесігі жылулық баланс бұзылған кезде басталады, яғни бөлінетін жылу мөлшері р—n-ауысуда әлсізденетін жылу мөлшерінен асқан кезде. Соныен қатар ауысу температурасы жоғарлайды, кристалдық тор және диодтың бұзылуы басталады.р—n-ауысу сыйымдылығы электрондық құрылғыардың тез әрекет етуін анықтайды және барьерлі (зарядтық) деп аталады. Барьерлік сыйымдылығы көбінесе ауысу алаңына және салынған кернеуге байланысты.Тікелей кернеу жоғарлаған кезде ауысу ені азаяды, ал теңгерілмеген зарядтар саны және сыйымдылық көбейеді. Кері кернеуді жоғарлату барысында барьерлік сыйымдылық төмендейді.ЛТак акцепторлар концентрациясы балқытылған симметриялы емес р— п-ауысу барьерлік сыйымдылығы п-бағытындағы Ыд донорлардың шоғырлануына қарағанда Р-бағытында артық болады, формула бойынша есептеуге болады: cp−M = мұндағы S —ауысу алаңы; е0, е — жартылай өткізгішке және р—п-ауысуға сәйкес өту; U —ауысудың кері кернеуі.Барьерлік сыйымдылық жоғары жиілікті тоқтарды түзету барысында қолданылатын р—п-ауысуының негізінде жартылай өткізгіш құралдарының қасиеттерін нашарлатады және олардың көмегімен импульсті электрноды кілтке қайта қосу барысында осы құрылғылардың тез әрекет етуін төмендетеді, сондықтан ауысу алаңын төмендету жолымен оны азайтуға тырысады. Кернеу өзгерген кезде р—п-ауысуы сыйымдылығын өзгертуді варикаптарды (сыйымдылығы өзгеретін диодтар) қолдану арқылы генераторлар жиілігін электронды өзгерту сызбаларында қолданылады.Тікелей тоқ барысында р—п-ауысуы бар диод базасында қайта құрып үлгірмеген, негізделмеген заряд тасушылардың пайда болуына байланысты қосынды сыйымдылық пайда болады. Диод полярлығы кенет қайта қосылу кезінде қосынды сыйымдылығы кері тоқтың секіруіне әкеледі, яғни ауысу қасиеттеріне тыйым салатын уақытша бұзулар пайда болады.Бұл зарядтардың «тарауымен» байланысқан эффект, сонымен бірге орынсыз және байланыс ауысуы металл-жартылай өткізгіш негізінде жасалатын арнайы Шоттки диодтарымен жойылады.Көптеген электрондық құралдардың жұмысы заттардың әр-түрлі электр өткізгіштік қасиеттермен байланыс зонасында болатын физикалық құбылыстарға негізделген, сондықтан бұл құбылыстарды жан-жақты қарастыралық.Контактілік құбылыстар —бұл әр-түрлі электр өткізгішті екі материалдың түйісу саласында пайда болатын физикалық құбылыстардың жалпы атауы. Маңызды түйісу құбылыстарының қатарына электрондар шығуы бойынша әр-түрлі Ашығ* жұмысы бар металл потенциалдарының әр-түрлілік түйісуінің пайда болуы жатады.Электронның атом заттарына жылжу күшін меңгеру үшін электронның шығаратын жұмысын шығу жұмысы деп аталады.Металдар әр-түрлі шығу жұмысымен тығыз өзара жанасқан немесе вакуумдық қоспалы пешпен байланыстырған кезде осы металдардың бос шеттерінде электрондар бөлігінің бір металдан келесі металға ағуына және өткізгіштерде электрондардың әр-түрлі қосындысы пайда болуымен әркелкі потенциалдардың контактілігі туындайды. Нәтижесінде өткізгіштің бірі оң, ал келесісі-теріс зарядталады. Сонымен қатар осы қос металдың деректемелеріне тән жасалған потенциалдардың әр-түрлілігі электрондардың одан әрі қай ағуына кедергі жасайды.Тоқ көзінің ЭҚК салыстырғанда осы тізбектер матасу кезінде, екі жақтық байланысуына байланысты электрондар тең салмақта болғандықтан, потенциалдардың контактілік айырмасы электрлік тоқтың пайда болуын жасамайды.Металдардың түйісу аймағын (спай) жылытатын болсақ, онда электрондардың тепе-теңдігі бұзылады және термоэлектрлі қозғалғыш күш пайда болады.ТермоЭҚК барысында кернеудің айырмашылығы азырақ, металдар жылуды жақсы өткізетіндіктен электрдегі жылудың өзгеру ПӘК елеусіз. Потенциалдардың түйісу айырмашылығы негізінде 50 ден 500 °С дейін диапазон температурасында тоқ күшінің тізбектік тәуелдігі бар балқыған хромель және алюминийден тұратын термопарлар жұмыс жасайды. Платинадан және родийден тұратын термопарлардың 50ден1 200 °С дейін температуралық диапазонда желілік тәуелділігі бар.Потенциалдардың түйісу айырмашылығы әр-түрлі өткізгіш түрлерімен жартылай өткізгіштер жанасу барысында да пайда болады.р- және n-өткізгіш жартылай өткізгіштер арасындағы түйісуді бір жақты өткізгіш қабілеті бар біріккен қабатты р—n-ауысу бағыты жасайды.Мұндай жартылай өткізгіш түйісу барысында пайда болатын потенциалдар түйісуінің айырмашылығы әртекті металдардың байланысуы барысында пайда болатын қасиеттерге ие.Жылыту барысында пайда болатын әртекті жартылай өткізгіш ЖҚК радиоқабылдағыштар және қуаты аз радиоқабылдағыштарға арналған қоректендіру көзін жасау барысында қолданылады.Жартылай өткізгіштердің жылу өткізуі металға қарағанда аз болуының арқасында, металдарға қарағанда жартылай өткізгіш термогенераторларының ПӘК жоғары және оларды басқа тоқ көзі жоқ жерлерде қолдануға болады.Термогенераторлардың дәнекерін жылыту үшін жылытқыш құрылғылар қолданылады.Бұдан бұрын атап өткендей, металдардың өткізгіш бос электрондары бар. Демек, металл қоспалы жартылай өткізгішпен түйіскен кезде жартылай өткізгіште р—n-ауысуына ұқсас түйіскен ауысуы пайда болуы мүмкүн.Металл-жартылай өткізгіш ауысуларын алғаш рет неміс оқымыстысы Шоттки зерттеді, сондықтан бекітпелі түйісуді Шоттки барьері деп атайды.Осындай түйісулер негізінде жоғары тез әрекет ететін қабілеті бар Шоттки диодтары жасалды, яғни оларда қосынды зарядтары жинақталмайды.Бұл диодтар АЖЖ-сызбаларда және бұдан әрі қарастырылатын шешуші каскадтардың жеделдеткіш тізбектерінде қолданылады.Жартылай өткізгіштердегі және түйістірулердегі электрондардың тәртіптік ерекшеліктері жаңа дербес электрондық құралдарды, құрылғаларды және заманауи электрондық техниканың маңызды бұйымдарын жасауға мүмкін берді.р—n-ауысу қасиеттері әр-түрлі электронды жартылай өткізгіш құрылғыларда қолданылады: диодтарда, транзисторларда, тиристорларда, динисторларда, жарық диодтарында, сурет диодтарында және электронды техниканың заманауи элементтік базасын құрайтын басқа да құрылғыларда қолданылады.Сонымен бірге р—n-ауысуы бар жартылай өткізгіштер негізінде бір кристалда жүздеген және мыңдаған электронды элементтері бар және күрделі сандық немесе арнайы ұқсас қызметтерді орындайтын күрделі шағын сызбалар құрастырылады.   1.4. ЭЛЕКТРОНДЫҚ ВАКУУМДЫ ҚҰРЫЛҒЫЛАР  Электрондық шамдар. Радиоэлектрондық техникада алғаш болып вакуумды электрондық құрылғы-электронды шамдар қолданыла бастады (1.3сурет).Электронды шамның жұмысы вакуумда электрондарағымының пайда болуына негізделген және олар арнайы электродтармен құрастырылатын электрлік өрістердің көмегімен басқарылады. Электронды шам әйнекті, керамикалық немесе металды керамикалық баллонмен жасалған, яғни ішінде жоғары вакуум жасалған бірнеше металдық электродтардан тұрады.Электродтардың бірі (катод) спиралмен 500...700°Са дейін қыздырады.  1.4. ЭЛЕКТРОНДЫҚ ВАКУУМДЫ ҚҰРЫЛҒЫЛАР Электрондық шамдар. Радиоэлектрондық техникада алғаш болып вакуумды электрондық құрылғы-электронды шамдар қолданыла бастады (1.3сурет).Электронды шамның жұмысы вакуумда электрондарағымының пайда болуына негізделген және олар арнайы электродтармен құрастырылатын электрлік өрістердің көмегімен басқарылады. Электронды шам әйнекті, керамикалық немесе металды керамикалық баллонмен жасалған, яғни ішінде жоғары вакуум жасалған бірнеше металдық электродтардан тұрады.Электродтардың бірі (катод) спиралмен 500...700 °Са дейін қыздырады. 1  сурет. Сыртқы келбеті (в), диод(а) және триодтың сызбалары(б):1 — әйнекті диод; К — катод; А — анод; С— басқарушы тор     Жоғары температураның әсерінен электрондар катодтың металды бетінен кетеді және оның айналасында электронды бұлт жасайды.Қарапайым электронды диод лампасында, катодты қамтитын екінші электрод (анод) дөңгелек формалы болып келеді. Егерде диодқа жартылай өткізгіш диодтағыдай тұрақты кернеуді өткізсе (1.1,в сурет қарау), яғни қосу-анодқа және алу-катодқа (тікелей қосылу), электрондар тізбекте электрлік тоқты жасау арқылы электрлік өрістің әсерінен катодан анодқа ұмтылады. Егерде тізбекке R резисторын қосса, онда лампада тоқ пайда болған кезде онда кернеу түсіп кетеді.Азғантай анод кернеуі барысында электронның тек азғантай бөлігі анодпен тартылады, ал қалған электрондар катодтың айналасында кеңестік заряд жасайды. Анод кернеуінің өсу шамасымен катодқа жететін электрондар саны өседі және тізбектегі тоқ өседі, ал кеңестік зарядтың тығыздығы азаяды.Кернеу мен тоқ кеңестік зарядтың толығымен «таралуына» дейін өскен кезде және катодпен шығарылатын барлық электрондар анодқа жеткенде, анодтық кернеулік ұлғайю кезі әлсізденіп, қанығу режимі басталады.Тоқтың кернеуден тәуелділігін өлшеу арқылы, жартылай өткізгіш диоды сияқты ВАС диоды алынады (1.2 сур қарау).Егерде диодқа қосылатын өрісті ауыстырса, яғни анодқа алуды, ал катодқа-қосуды (кері қосылуды) өткізсе, электр шамында электр тоғы пайда болмайды, себебі мұнымен анод «салқын» болып қалады және электрондарды өткізбейді. Әдеттегідей, диод электронды шамының бір жақты (шұралы) өткізгіштігі бар.Бұл қасиет радиоэлектрондық құрылғыларда детектор ретінде және ауыспалы кернеу тұрақтыға өзгеру барысында электронды шамдарды қолданған кезде пайдаланылады.Электрондық шам триодтың анод пен катодтың арасында орнатылатын үшінші электроды бар, сондықтан электродқа берілетін кернеу анод пен катод арасындағы электрондар ағымына қаты әсер етеді.Үшінші электрод шынымен де тор немесе шиыршық, айнала катоды түрінде орындалатындықтан, онда оның өзі электронды аз 2 алады, ал олардың үлкен бөлігі анодқа шығып кетеді.Тор катодқа жақын орналасауының нәтіижесінде ондағы аз ғана өзгеріс электрондардың анодқа ағуы және анод тоғының мәніне әсер етеді.Триодтың дәл осы қасиетін электрлік белгілерді күшейту үшін қолданылады.Триодтар және басқа электронды лампалардың негізінде көптеген электронды құрылғылар, әсіресе әр-түрлі мақсаттағы электронды күшейткіштер жасалды:резонансты, кеңжолақты, импульсті, күш беретін және т.б. Тиродтар барлық күшейткіштерде біркелкі жұмыс жасайды, ал күшейткіштердің айырмашылығы сыртқы электр тізбегімен анықталады.Шамды генератор— электронды шамдардың (триод) көмегімен өшпейтін электрлік тербелістер жасалатын құрылғы. Қоректендіру көзі және тербеліс контуры (2.2 бөлім қарау) бар қарапайым шамды генератордың негізгі элементтері болып табылады.Клистрон —көлемді резонаторлары бар және аса жоғары жиіліктерді (сантиметрлі және милиметрлі диапозонда) өндіруді күшейтуге және ауытқу тербелісіне арналған бірнеше электронды шамдардың үйлескен электронды құрылғы.Отражательный клистрон — электронный прибор для генерации ультравысоких частот (свыше 100 ГГц), относящихся к мил- лиметровому диапазону длин волн.Магнетрон —үлкен қуатты ажа жоғары жиілікті генерацияға арналған бірнеше резонаторлы электронды құрылғы.Магнетрон аноды орталық қуысында катод орналасқан, ал қабырғаларында дөңгелек резонатор қуысы бар көлемді цилиндр.Катодтан анодқа баратын қажетті электрондар траекториясын жасау үшін көлденең магниттік өріс қолданылады.Осы өрістің әсерінен Лоренц заңына сәйкес, электрондар катодынан ұшып шығатын жол бұрмаланады. Анодқа жақындай бастағанда электрондар резонаторлық полюске бағытталған оның цилиндрлік бетінің кесігімен жанама бойынша жылжиды. Электрондар ағымының кездейсоқ өзгерістерінің әсерінен, бұл электрондар ағысын үлгілейтін, осылайша АЖЖ- ауытқуының берік генерациясын жасайтын резонаторларда ауытқу болады.Ауытқу қуатының бір бөлшегі байланыс ілгегінің көмегімен коаксильді толқын арнасымен бір резонатордан жұмыс сызығына іріктеледі.Қума толқын шамы (ҚТШ) —аса жоғары жиіліктің ауытқуын күшейту және генерациялауға арналған арнайы электронды шам.Бұл шамның ішінде диаметрі 3см және ұзындығы 15...20см цилиндр түрінде орындалған, ұзындығынан шиыршық түтікше оралған сым бойымен жарық жылдамдығымен (с » 300 000 км/с) электрлік магнитті толқын орналастырылады. 3 Шиыршықтың өсі бойымен осы толқынның электрлік өрісі аз жылдамдықпен тарайды (бұл соңғы жылдамдық болғандықтан, шиыршық бойымен шиыршықтың өсі бағытына тарайтын жылдамдық кескіні болып табылады). Шиыршық өсінің бойымен бір уақытта электрондар бір буда электрондар межемен өрістің жылжу жылдамдыңымен қозғалады.Электрлік өріспен өзара әрекет ету арқылы толқындар, электрондар оған өзінің қуатының бір бөлшегін береді және спираль бойымен таратылатын толқынды күшейтеді.Жеткілікті үлкен күш түсу барысында шамда ауытқу генерациясы басталады.Қума толқын шамының негізгі құндылығы күшейткіштегідей: кең өрісті жиілікте (орташа жиіліктің 10 % дейін) АЖЖ-белгілерін тікелей күшейту мүмкіндігі және салыстырмалы төмен шуыл факторы.Кері толқын шамы(КТШ) — Қума толқынды шамға қарағанда электрондар тар бір будаға шоғырландырылған электронды шам, қума толқын өрісінде баяулататын құрылғы бойымен бір бағытта емес, ал қарама-қарсы жылжиды.Сонымен қатар, ҚТШ сияқтя қозғалыстағы электрондардың қума толқын өрісімен өзара әрекет етуі осы өрісті күшейтеді.Кері толқынның қолданылатын негізгі саласы-ауытқудың дециметрлік және сантиметрлік толқындар диапазонында генерациясы. Электрондық-сәулелік трубка. Теледидар кинескоптары, осциллографтардың электрондық-сәулелік трубкалары, рентген трубкалары, электронды-оптикалық өзгертулер және т.б. электрлі вакуумдық құралдар электронды шамдардың түрленуі болыптабылады.Электронды-сәуле трубкаларының және кинескоптардың әрекет ету негізінде эдектронды пушкалар қағидаты жатыр.Бұлшиыршықты қызатын катод и тор электрондтармен қарқындылығы, жолданған электондардың бір будасын құрастыратын электродтар қатары.Осциллогратар және теледидарлардағы арнайы генераторлар ауытқыған электродтарға берілетін сызықтық өзгеретін кернеуді құрастырады және көлденең және жазық сурет кескіннің жаймасын жасайды.Нәтижесінде экранда екіөлшемді сурет алынады.Электрондық-сәуле құрылғысын құралдарда (электронды микроскоптарда) және өндірістік орнатуларда қолданылады. Сонымен қатар, шағынсызбатехникасы-нанотехнологияның жаңа бағыттары дамуда. Нанотехнология (электронды сәуле) құралдарының көмегімен резисторлар, конденсаторлар, өткізгіштер, диодтар және транзисторлар қабатты жартылай өткізгіш құрылымдарда көрінеді.Сонымен бірге алынған жеке элементтердің көлемдері ондаған нанометрлерді құрайды, яғни олар шамамен жасалған суретлитографияның ұқсас элементтерінен жүз есе кем .Газдыразрядтық құралдар және газды лазерлер. Газды разряд(газдағы электрлік разряд) —газ арқылы электр тоғының өтуі.Қалыпты 4 жағдайда газ электр өткізгіш болып табылмайды. Дегенмен қалыпты күшті электрлік өріс (50 кВ/см кернеуімен) кезінде газда электрлік разряд пайда болуы мүмкін, мысалы ұшқын (ұшқынды разряд) немесе иін (иінді разряд) түрінде.Егерде газ ажыратылған болса (5мм дейін), онда айтарлықтай төмен кернеулерде (50........100 В/см) сүйемелдеуші қоңыржай тоқ және газдың жарқырауын разряд пайда болады, себебі газда электрлік өрістің әсерінен азғантай мөлшерлі бас электрондар газ молекуласымен қақтығысқанға дейін үлкен жолдан өтеді, сонымен бірге жоғары жылдамдық пен едәуір кинетикалық қуатқа ие болады. Газдың иондалуын шақыру үшін бұл қуат жеткілікті болады, яғни нәтижесінде бір электродтан келесі электродқа жылжу арқылы өзімен бірге электрлік зарядтарды тасымалдайтын барлық жаңа бос электрондары және оң иондар пайда болады.Иондалған газ жақсы тоқ және сондықтан үлкен тоқтарды өткізе алады. Иондардың пайда болуы, сонымен қатар газ разрядында болатын иондардың және электрондардың бейтарап атомдары сипаты газ түріне тәуелді әдеттегідей сәуле таратумен беріледі.Егерда қоректендіру көзінің кернеуі аз немесе егерде газдық заррыд болатын дәйекті құрылғыда едәуір үлкен шектеуші ауытқу қосылған болса разряд солғын сипатқа, яғни тоқтың аз тығыздына ие болады.Газды ажыратушы (газдықажыратушы-электр кернеуінің әсерінен солғын немесе доғалы газды ажыратушы пайда болу барысында электрлік тізбектің тұйықталуы үшін арналған құрал.Бұл сәтте газ ажыратушы электродтар арасындағы ара-қашықтық өткізгіш болып, тізбектерде тоқ өте бастайды.Газ ажыратушыдағы ажыратушыны қолдау үшін қажетті кернеу белгілі мәннен түскен кезде, ондағы тоқ тоқтайды және газ ажыратқыш қосылған тізбек үзіледі.Газ ажыратқыштарды бастысы тізбектер матасқан немесе түйіспелерінің ажырауы кезінде тізбектерді механикалық ажыратқыштар қосылып үлгірмейтін қысқа уақытта орындау қажет.Мысалы, газ ажыратқыштарды найзағаы соққан кезде электр жүйелерін кернеудің үлкен ауытқуынан қорғау үшін орнатылады■Өздігінен ажыратыла алмайтындар— газотрондар, тиратрондар;■Солғынды ажыратқышы бар —газды жарық шамдары, газды жарық индикаторлы панель ұяшықтары , газды лазерлер, кернеудің газды стабилизаторлары, декатрондар және т.б.;■Автоэлектронды доғалы ажыратқышс—сынап түзеткіштер, игнитрондар және басқалар.Жылытқыш катоды және торы бар газ ажыратқыш тиратрон деп аталады.Тордағы кернеу титронның қосылу сәтін өзгертеді және онда қосулы түрде өтіп жатқан тоққа әсер етпейді.Газды лазер (квантты оптикалық генератор) —солғын газ ажыратқышты қолданылатын, когерентті оптикалық сәулені 5 генерациялауға арналған құрал.Газды лазерде, күндізгі қарапайым жарық шамы сияқты төмен қысымда және екі электрод (анод және катод) кезінде әдеттегі газ құрамымен толтырылған кварцты әйнек түтігі бар.Түтіктің екі жағында да әйнегі бар.Электродтарға жоғары кернеу берген кезде (5.....15 кВ) түтікте нақты газға тән жарықпен бірге солғын разряд пайда болады.Газдың жарығы, электрондар атомдармен соқтығысқан кезде қалыпты жағдайға оралу кезінде жарық шығаратын қозушы электрондар туындайда. Газдардың кейбір атомы мен молекулаларының, ондағы электрондар бірнеше секунд кідіретін метатұрақты қуатқа ие. Электрондар осы деңгейден берік, төменгі қуат деңгейіне ауысу барысында инверстік толымды ортада тарай отырып, электрондарды лақтыратын, метатұрақты қалыпта болатын белгілі бір ұзындықтағы толқынның жарығы сәулеленуін түсіреді.Бұл электрондар төменгі деңгейге ауысу арқылы келетін толқынға өзінің сәулесін қосады және оны күшейтеді.Осылайша, ажыратқышта газ ортасы сәулеленуді күшейеді, ал түтіктің жан-жағына орнатылған әйнектер бұл сәулелердің қуатты жинақтай отырып, қайта белсенді (күшейткіш) газ оратасынан өтуге мәжбүрлейді.Егерде уйнектің бірінде саңылау жасаса немесе жартылай мөлдір әйнек орнататын болсақ, онда қуаттың бір бөлігі лазерден кеңестікке сәуле түсіретін болады.Лазерлі сәлеленуді алу үшін келесі шарттарды сақтау қажет:■Генерация үшін қолданылатын ортада электрондар кідіретін метатұрақты қуат деңгейі бар атомдар болу қажет. Сонымен бірге осы деңгейден электрондардың ауысуы талап етілетін диапазонда (көзге көрінетін немесе инфрақызыл бағытта) сәулеленумен берілуі қажет.;■Генерация аймағына қуат (қуат тоғы) берілу қажет, электрондар одан да жоғары метатұрақты қуат деңгейіне (электрондарды«толтыру»);ауысуы үшін жағдайлар жасалуы қажет.■Резонаторды көрсететін және генерациялау және сәулені күшейту аймағында сәуленің бірнеше рет өтуін қамтамасыз ететін әйнекті шағылдырғыштар болу қажет.Үздіксіз сәулеленетін лазерлердің салыстырмалы сәулелену қуаты төмен. Импульсте үлкен сәулелену береді. Импульсті сәулеленуге ие болу үшін резонатор қысқа уақытқа ғана «қосылады».Мұндай жағдайда импульстердің арасында метатұрақты деңгейлерде электрондадың жинақталуы жүреді, ал резонатор «қосылған» сәтте сәулелену қуаты тез өсетін, осы деңгейден электрондарды көшкін тәрізді «кеміту» болады.Осының арқасында бірнеше киловатты қуат сәулесі және ұзақтығы бірнеше секунд импульстер алынады.Лазерлік

7 электрондар температуралық ауытқудың және диффузияның әсерінен р-түріндегі өткізгіші бар аймаққа өтеді және осы аймақтағы олардың тесіктерін толтырады (тесіктермен шоырланады). Электрондар қайта өтуін р-п-ауысуының екі жағынан бейтарап зона,, яғни біріккен қабат.пайда болғанша жалғасады. Осы біріккен қабатта атомдар бейэлектриктегі сияқты бейтарап және бейөрісті шоғырланған, бұл одан әрі қозғалысқа кедергі жасайтын потенциалды тосқауылдың пайда болуына әкеледі. 8 сурет. Жартылай өткізгіш диодтар:а — құрылым; б — ВАС; в — ШГБ; г — эквиваленттік сызба; д —Шоттки диодының құрылымы; 1...3 —көшкін, туннельдік және жылу ойықтарға сәйкес қисық ; Д — диод;СТ — стабилитрон; ВК — варикап; ТД — туннельдік диод; ДШ — Шоттки диоды; СД — жарықдиоды; ФД — суретдиоды; Сд және Яд —жоғары жиілік кезінде айқындалатын шегерме сыйымдылық және диодтың қарсыласуы. Бөлік шекарасын меңгеру кезінде электрондар потенциалды тосқауылдан асатын қуатқа ие болуы керек. Жартылай көрсеткіштің екі жағынан р—п- ауысуы ұстайтынкернеу бұл қуат көзіне қызмет атқара алады.Кернеу тікелей қосылған кезде, яғни плюс р- түріндегі, ал алу п-түріндегіге жартылай көрсеткішке қосылған кезде электр тоғы потенциалды тосқауылдан асқан кезде өтеді.Потенциалды тосқауылдың биіктігі қолданылатын жартылай көрсеткіш түріне байланысты.Егерде салынған кернеу потенциалды тосқауылдан асса, электронды және тесік өткізгіш аймақтары жақындайды, біріккен қабат жоғалып, электрондар р-аймағына өту арқылы тізбекте электр тоғын жасайды.Сонымен қатар тікелей қосу кезінде диодта кернеудің тұрақты кернеуі пайда болады, ол диодтың тікелей кернеуі (германий үшін 0,3 В және кремний үшін 0,6 В)деп аталады, одан соң тоқ кернеу кеңейген кезде өсе бастайды.Кернеуді кері қосқанда тоқ р—п-ауысуы арқылы өтпейді, яғни п-ауысуы электронды шам негізінде (бір бағытта электрондар ағымы өтеді, ал екінші электрон ағымында өтпейді және тоқ ақпайды) диодтың вентильді сипатына ие болады. 9 1.4,б суретте көрсетілгендей кернеуді тікелей және кері қосу кезіндегі балқытылған диодтың ВАС бөлшектеп қарастыралық.Тікелей кернеу кезіндегі U қосылуы диодтың потенциалды тосқауылынан асса, ол арқылы үлкен тоқ өте бастайды.Сонымен қатар кернеудің өте аз үлкеюі диод арқылы өтетін (1 қисық) тоқты қатты ұлғайтады.Кернеу кері қосылған кезіндегі 1 қисық түрі 1.4,б суретінің төменгі секторының сол жағында көрсетілген.Диод арқылы кернеу осылай қосылған кезде құрамында негізгі емес тасушылар бар, диод арқылы өте аз тоқ өтеді.Осы кері тоқтың мәні кері тоқ шапшаң өсетін р-п ауысу ойығы кернеуге жеткенге дейін тұрақты болады.Әдеттегідей, диодты сызбаға қосу кезенді өндірушінің көрсеткен ондағы кері кернеу ойық кернеуінен аспайтынына көз жеткізу қажет.Германий диодтарының кремнийге қарағанда кері қосу барысында қарсыласуы төмен, яғни осыған сәйкес тоқтың көбі кемиді. Оларда ойық кернеуі төмен.Кремний және германийден тұраты кең тараған жартылай өткізгіштер үшін фосфор, күшән, сурьма, ал ацепторлар-үш валентті бор, алюминий, индий болып табылады.Ең көп тараған диод кремний келесі қабаттардан тұрады:өткізу зонасында электрондар артылып қалатын, яғни электрондар жеткіліксіздігінен атомдар артық болатын, яғни тесік өткізгіші басым кремний, фосфорлы қоспасы (п- аймағы).Сонымен қатар түйісу аймағында бір жақты өткізетін және диодың ВАС сипатымен қамтылатынтоқты бір бағытта өткізетін р-л- ауысуы пайда болады.Температура ұлғайған кезде диод арқылы тікелей тоқ дәл сол түскен кернеуде ұлғаяды.Тыйым салынған ені үлкен жартылай өткізгіш материалдан тұратын диодтардың заряд тасушыларға арналған жоғары потенциалдық тосқауылдары бар оларда біркелкі тікелей кернеу кезінде тікелей тоқ аз болады. Құрылымы, құрамындағы жартылай өткізгіштеріне және жасай технологияларына байланысты тікелей және кері кернеу барысында диодтардың әр-түрлі ВАС болады (1.4,б 1...3 қисық қарау).Диодты қай қосқан кезде, кері кернеудің азғантай мәнінен бастап кері тоқ қанығуға жетеді және көшкін ойығына дейін өзгермейді (1 қисық).Көшкін ойығы- тоқтың диод арқылы шапшаң ұлғаюы кезінде ипроб шекті мәнге дейін ұлғаюы-жаңа қос электронды-тесік пайда болғаннан бастап соққы иондануды қамтамасыз етуге жеткілікті қуатқа дейін тасушыларды жылдамдататын қатты электр тоғының әсерінен пайда болатын зарядтарды көшкінмен тасушылардың пайда болуымен байланысады.Көшкінді ойық болатын кернеу диодтың өткізгіш кернеуі деп аталады.Егерде ою барысында берілетін кернеуді кенет тоқататын болсақ диод өзінің қызметтерін қалпына келтіреді. 10 Дегенмен ою кезінде диод тез бұзылады себебі ою каналында температура шапшаң көтеріледі.Туннельді және қыздыру арқылы тесу қисық 2 және 3 сипаттайды. Туннельдік тесік көп қоспалары бар, енді р-n –ауысу ені және тыйым салынған зонасы салыстырмалы түрде аз туннельді диодтарда болады. Электрондар ол арқылы секіріп шығатын (туннельденетін), ені азғантай ауысу кезінде диодты кері қосқанда үлкен кернеу болады.Температураы жоғарлаған сайын туннельді ойықтың тесі кернеуі төмендейді. р-n –ауысуының ені үлкен болғанда туннельді тесік көшкінді сипатқа ие болады.Жылулық тесігі тікелей немесе кері тқ арқылы бөлінген жылуға негізделеді.Әдетте тоқ пайда болған кезде бірнеше уақыттан соң диод қызады, бірақ артық жылу радиатор арқылы әлсізденіп, жылулық тепе- теңдігі белгіленеді.Дегенмен үлкен кері тоғы бар диодтарда (мысалы, германийлі) қоршаған орта температурасы жоғарлаған кезде жылулық тесік пайда болады және тқ шапшаң ұлғаяды.Қисық 3 терік дифференциалды ауытқуды анықтайтын учаскесі бар (төменгі секторда 1.4,б суреті).Жылулық тесігі ұзақ болған кезде р-n –ауысуы балқу температурасына дейін көтерілуі және доид бұзылуы мүмкін.1.4,в суретінде әр-түрлі диодтардың шартты графикалық бегілері келтірілген.Әдеттегі германий түзеткіш диоды құрылымында п- германий пластинкасына р-германий ілмесі балқытылған.Сонымен бірге олар түйіскен аймақта бір жақты өткізгіші барр-n –ауысуы құрылады.Сонымен қатар бір жақты өткізгіші жоқ балқытылған металл түйісулер бар, мысалы, шеттеріне қалайылаған мыс балқытылған п-германий пластинасына индий, р-германий пластинасына алюминий балқытылған делік. Мұндай түйісудің шықпалары жартылай өткізгіш құралдарды басқа құралдармен балқыту арқылы байланыстыру үшін қажет.Әдетте жартылай өткізгіш диодтардың симметриялық емес электронды-тесік ауысулары бар, сондықтан олар тікелей қосылғанда қатты қосындыланған аймақтан қайта өтетін негізгі емес тасушылар көлемі қарама-қарсы бағыттағы тасушылар көлемінен басым болады. Аймақта негізгі емес инжектрленетін тасушылар (диод базасы) әлсіз қосындыланған.База енінің ара-салмағына байланысты, оның алаңы және р-n –ауысу диодының алаңдарын жазық және нүктелі деп бөледі.Нүктелі диодтардың (Cp—n) р-n –ауысу алаңы, сыйымдылығы аз және шапшаң әрекет етуі жоғары. р-n –ауысу көлемі аз болуына байланысты олардың әлсіз қуат, сонымен қатар тікелей және кері кернеуі аз. 11 Нүктелі диодтарды қабылдау құрылғыларының жоғары жиілікті каскадтарында және импульсі өте қысқа немесе олардың жиілігі жоғары болғанда қолданылады.Оларды әсіресе жоғары жиілікті белгілерді детектрлеу кезінде немесе аралық жиілікті бөлу үшін радиобелгілерді гетеродин белгісімен қосу үшін қолданылады.Жазық балқытылған диодтардың р-n –ауысу алаңы үлкен және көп тоқты өткізе алады. Оларды қоректендіру блоктарында (2 тарауды қарау) түзеткіш ретінде және қатты қайралған импульстік тізбектерде қолданылады. р-n –ауысуындағы үлкен сыйымдылық, шапшаң әрекет етудің аздығы және үлкен кері тоқ (Ттүрінде) диодтардың кемшіліктері болып табылады.Жазық диффуздық диодтар, құрамында жазық және нүктелі диодтардың қабілеті бар, вакуумды жоғары температуралы диффуздық пештің р және n –ауысумен кристалардың тығыз түйісуінен құрастырылады. Осылайша жасалған кристалды қажетте жеке кристал етіп кеседі, оларғы екі жағынан металл жабынын жағады және түйісу электрондарын балқытады. р-n –ауысу алаңы аз диффузды диодтардың қолданылатын р-n –ауысу бетіне тәуелді және дыбыстық және бейне белгі детекторлары ретінде қолданылатын біршама жоғары шапшаңдығы бар. үлкен алаңды р-n –ауысуы бар диффузды диодтар қоректендіру блоктарында түзеткіш ретінде қолданылады.Өнеркәсіпте шығарылатын германий жазық диодтары жеткілік тікелей тоқ бойынша жіктеледі: қуаты аз-0,3 А дейін; орташа қуатты-10 А дейін; қуаты үлкен-10 А жоғары.Бұл диодтарды жиілігі 20 кГц аспайтын жиілікпен түзейтуде қолдануға болады. Олардың рұқсат етілетін кернеуі 400в аспайды. Жұмыс температуралық диапазоны 60 тан +85°С қа дейін.Диодтардың жұмыс температурасының жоғары шегі кері тоқтың ұлғаюына және жылулық тесіктің басталуымен байланысты.Төменгі шек түйісу шеттері балқытылатын гермений және индийдің температуралық кеңею коэффициенттеріне негізделген.К р е м н и й л і ж а з ы қ т ы қ д и о д т а р ы рұқсат етілетін тоқтар және 1600В дейінгі кері кернеу бойынша бөлінеді. Кремнийлі жазық диодтардың жұмыс температурасының жоғары шегі 125 °С. Бұл диодтардың жиілік сипаттамасын жақсарту үшін шоғырландырғыш тұзақ жасайтын және негізгі емес тасушылардың уақытын азайтатын алтын кремнийінде диффузия қолданылады. Мұндай кремний диодтарын жиілік деп атайды, себебі олар 100 кГц дейін жиілікте тоқтарды түзейте алады.Кремний диодының қызмет атқару мерзімі 100 мың.с. асады.Рұқсат етілетін кері кернеуді көбейту үшін кремний диодтарын 10 кВ дейінгі жеткілікті кері кернеумен тізбектеп түзеткіш тіреулерге түйістіреді.Сонымен қатар, төселме сызба немесе кернеуі еселенген сызба бойынша түзеткіш блоктары шығарылады (4 тарауды қарау). 12 Диодты жиынтығын пайдалану арқылы селендік түзеткіштер- құрамында әр-түрлі жартылай бар түзеткіштерге негізделген:хлор акцепторлы қоспасы бар және кадмий селениді.Электр тоғының өтуі кадминнің селенмен қарқынды түйісуін және электр тоғының өтуі жергілікті жылытуды жасауы селенді түзеткіштің ерекшелігі болып табылады, бұл гетероауысудың тең көлемді қалыңдығын жасауға мүмкіндік тудырады.Бұл түзеткіштердің басқа ерекшелігі ойылған орындарды өздігінен емдеу, яғни ойық орнында кристалды селен ауытқуы жоғары аморфқа ауысады.Селенді түзеткіштерде рұқсат етілетін тоқтың тығыздығы 0,1 А/см2, кері кернеу 60В, рұқсат етілетін температура шегі- 75 °С. Жарамдылығы-10000с.Диодтардың шапшаң әрекет туін сипаттайтын ауыспалы процестер олардың сыйымдылығымен ғана емес, сонымен бірге жартылай өткізгіште болатын физикалық процестермен анықталады.Дегенмен диод базасында электр өрісі жоғары болмағандықтан, ондағы тасушылар қозғалысы диффузия заңына бағынады, ал жинақталғандар және таралғандар тұзақтың көлеміне және осыған қатысты шоғырланудың кідіруіне байланысты.Тоқ тығыздығы аз болған кезде диодтарда процестер зарядтармен және олардың тосқауыл сыйымдылығының тоқтан айырылуымен анықталады. тоқ Салыстырмалы түрде үлкен жазықта болса, диод базасында зарядтардың негізгі емес тасушылары жинақталуы маңызды болып табылады. Ауысу процестерінің жиілік сипаттамасына және ұзақтығына диодтың ішкі ауытқуы әсер етеді.Диодтардың жиілік сипаттамасын есептеуге арналған эквивалеттік сызба 1.4,г сур. көрсетілген.ВАС қуатымен анықталатын р-n –ауысуының ауытқуы R = ид/1д құрайды.Кернеу беру және алып тастау кезіндегі диодтағы ауысу процестерінің ұзақтығы RC жасалған.Сипаттамалар және жиілік жұмыстары диодтардың пасаорттарының деректемелерінде және арнайы анықтама әдебиеттерде көрсетіледі.Диодтың электр тізбегіндегі ауыспалы процестері және сипаттамалары ол қосылған сырқы тізбектің ауытқуына байланысты.Жүктеме ауытқуы үлкейген кезде диодтағы ауыспалы процестердің ұзақтығы ұлғаяды.,д суретінде метал-жартылай өткізгіштің түзеткіш ауысуы негізінде Шоттки диодының құрылымы көрсетілген.Сонымен қатар металл n – өткізгіші бар материалдың рөлін, ал жартылай өткізгіштің n немесе р– ауысуы бар. Олар бөлінетін шетте түзеткіш ауысу (ТА) құралады.Қарапайым жартылай өткізгіш диодтағыдай Шоттки диодында, шеті метал жартылай өткізгіштің р немесе n –аймағында түзетпейтін түйістіру ауыспалар бар.БҰл диодтардың шапшаң тасу зарядтарын қолдану есебінен, негізгі емес заряд тасушылары қысқа 13 кезеңде жинақтайтын тез әрекет ете алады.Жартылай өткізгіш диодтар қолданылатын салалар.Қолданылатын жартылай өткізгіштің түріне және оларды қоспаландыру кезеңіне байланысты ерекшеліктерібар және нақты қызметтік мақсаттағы диодтар жасауға болады.Әр-түрлі диодтардың түрлерін ерекшеліктерін, олардың параметрлері мен қолдану салаларын қарастыралық.Түзейткіш диодтар, тоқты төменгі ауыспалы жиілікте түзейтуге арналған, қоректндіру құралдарында қолданылады.Кремний, германий және селендік жазық диодтар (балқытылған және диффуздық) бар. Түзейткіш диодтарды қолдану шарттары олардың шектік мәнін анықтайды: ■максималдық орташа тіке тоқ 1пртах;■максималдық импульсті тіке тоқ 7ипр max;■максималдық кері кернеу иобртах;■иобр кері кернеу берілгенде кер тоқтың орташа мәні 1обрҚуатты түзейткіш диодатр мәні 1500А дейін тікелей тоқ өткізеді, ал жоғары вольтті кремний диодтары 1600 В дейін кері кернеуге шыдайды.Жылулықты бұру үшін қуатты диодтар беті үлкен және жылулығы жоғары металл риадиаторларда жөнделеді.Жоғары жиілікті диодтар (детекторлы, қоспалы және модуляторлы) қуаты аз ЖЖ белгілерді детектрлеу үшін қолданылады.Бұл жағдайда азайту үшін вольфрамды ине ұшында жартылай өткізгішпен р-n –ауысу аймағын құруға мүмкін беретін, түйісу технологиясы қолданылатын диодтың сыйымдылығы белгілі мәнге ие.Бұл технология келесідей болады:уатты импульс түйісу орнын қыздырады, жартылай өткізгіште вольфрам диффузиясы пайда болады және ол салқындаған соң кішкене ауысу аймағы пайда болады.Мұндай пикофарадтың он бөлгінен тұратын (ПФ) диодтың сыйымдылығы диапазонды 300....600 МГц жұмыс жиілгімен қамтамасыз етеді.Жиілігі жоғары нүктелі диодтарды қыздырмай-ақ металл-өткізгішті қысып түйістіру арқылы жасайды. Мұндай диодтар 20 ГГц дейінгі жиілікте жұмыс жасай алады.Шектік жиілік, ауыспалы тоққа дифференциалды тікелей қарсыласу -диодтардың негізгі сипаттамалары Лд= Дипр/Д1пр (мұндағы Дипр и Д1пр —тікелей кернеудің және тоқтың өзгеруі) және Сд диод сыйымдылығы.Импульстік диодтар (мезодиодтар, зарядтар жинақталған диодтар,Шоттки диодтары)Импульті сызбада электронды кілт режимінде жұмыс жасайды, яғни олардың екі жағдайы бар:ашық-жабық.Сонымен қатар диод ашық жағдайда ауытқуы аз, ал жабықта-үлкен болу керек.Шапшаң әсер ететін импульстік сызбалар диодтың бір жағдайдан басқа 14 жағдайға ауысу уақытымен анықталады.Импульсі диодтарды қолдану шарттары олардың параметрлерінің шекті мәнін анықтайды:■максималды тікелей тоқ Іnpmax;■максималды импульстік тікелей тоқ■максималдық кері кернеу U^^x■максималдық кері тоқ 1обр max;■тікелей тоқ беру кезіндегі диодтағы тікелей импульстік кернеу;■сыйымдылық Сд;■қосылу уақыты твкл;■кері қарсыласуды орнына келтіру уақыты твос.М е з о д и о д та р да р—n-ауысуы жартылай өткізгішті улау жолымен құрастырылады.Д и о дта р да р—л-ауысу зарядтары жинақталған кезде диффузия әдісімен құрастырылады, осының арқасында беткі қабатта р және л- аймағының маңында зарядтардың жинақталуын қамтамасыз ететін қоспалардың үлкен шоғырлануы болады.Зарядтар жиналған кезде диодтар потенциалды ойықтарда зарядтарды жинайды және ұстап қалад. Диодтарды зарядтарды тарату есебінен, сонымн қатар сақтау элементі ретінде тоқты қосылуын кідіртетін элемент ретінде қолданылады. Осы диодтардың көмегімен әлсіз құралдарда импульстердің кідіруі құрастырылады. Зарядтар жиналған сәттен бастап диодтардың негізінде келесі байланыс құрылғылары жасалды:ПЗС- сызғыштар және ПЗС-матрицалар. Соңғыларды шапшаң әрекет ететін сақтап қалатын құрылғы түрінде қолданылады.Ш о т т к и д и о д т а р ы л-жартылай өткізгіш ауысуы негізінде жұмыс жасайды.Сонымен қатар метал л-жартылай өткізгішке қарағанда шығу жұмысы көбірек. Бөлім шекарасында байланысу түзеткіш ауысуы құралады.Металл заряды (электрондарды) негізгі тасушылар есебінен тікелей тоқ пайда болады. Сонымен бірге металл л-өткізгішіне қарағанда шығу жұмысын артық атқарады.Бөлім шетінде түйістіру түзеткіш ауысуы құралады, бұл заряд жиналған диодтар Шоттки диодына ауыспайда, яғни диодтардың сыйымдылығы аз р—л-ауысуы (Cp_n < 1 пФ) және оларды зарядтарды тарату кезеңі жоқ. Осының арқасында Шоттки диодтары шапшаң қозғалуы үлкен және 10ГГц дейін жиілікті жұмыс жасай алады. Сонымен бірге олар аз тоқтармен және аз кері ойық кернеуімен сипатталады.Шоттки диодтары транзисторлы кілтті сызбаларда кеңеінен қолданылады.Транзисторлы кілт Шотткимен үйлескенде теез әрекет етуі жоғарлайда және Шоттки транзисторы деп аталады.Бұл үйлесу көбінесе лигикалық сызбаларда қолданылады. 15 Стабилитрон-қатты легирленген кремнийден тұратын жартылай өткізгіш жазық диод.Тұрақтандыру ВАС 1(1.4,б сур қарау) қисық түрі бар.Электрлік тесу учаскесінде Яд = dU/dІ дифференциалды қарсыласуы өте аз.Кері тоқтың кенет өсуін , итесу тең кернеудің маңынан көруге болады.Дегенмен итесу маңында кері кернеудің өзгеруі кері тоқтың кері кернеуіне сәйкес болатындықтан, тесік кернеуін тұрақтандыру кернеуі итұр деп атайды.Стабилитрондардың негізгі параметрлері: ■тұрақтандыру кернеуі итесу;■итесу кернеуі кезінде Яд дифференциалдық қарсыласуы;■кернеуді тұрақтандыру температуралық коэффициенті а = (Дист/ист)/ДГ,мұндағы Дист — Д температурасы өзгерген кездегі тұрақтандыру кернеуінің өзгеруі;■и тұр берілген шекте болатын, Іmіn тұрақтандырудың минималды болатын тоғы;■Іmax тұрақтандыудың максималды болатын тоғы;■Рртах максималды болатын солғын қуаты –Стабилитрондарды кернеуді тұрақтандыру үшін қоректендіру құрылғыларында қолданылады (4 тарау қарау).Құрылымына, құрамына және құрастырылуаны байланысты стабилитрондардың тұрақтандыру кернеуі әр-түрле мәнде болады. Әр-түрлі номиналы бар, олар 3 тен 200В дейінгі қоректендіру блоктарында кернеуді тұрақтандыру диапазонына ие. Тұрақтандыру стабилитронда кері кернеу болғанда жүзеге асырылады. Ол жақсы жүрсе, тоқтың кернеуге қисық тәуелділігі тік болады, осыған сәйкес дифференциалды қарсыласу аз.Варикап-әрекет етуі созылған сыйымдылықты және әлсіз легирленген кері кернеуден р—л-ауысуын пайдалауға негізделген жартылай өткізгіш диод.Варикап сыйымдылығы кері кернеу көбейген сайын 500-ден 50пф дейін азаяды.Варикаптар-бұл р және n аймақтары арасында төмен легирленген диодтар.Мұндай диод қайта қосылған кезде кернеуге тепе-тең өзгереді.Варикаптарды АЖЖ (300 МГц-ден 30 ГГц дейін) дециметрлік және сантиметрлік толқын диапазонында басқарылатын резонансты жиілігі бар ауытқу контурларында қолданылады.Көібнесе варикаптарды радиобелгілерді модуляцияның сызықтық жиілігімен құру үшін қолданылады.Туннельдік диодтар-легирленген қоспасының жоғары шоғырлануы және р-л-ауысуы тар және тыйым салынған зонасы бар диодтар.Мұндай диод р- л-ауысуында кері қосылу кезінде жоғары кернеу пайда болады және 16 электрнодар р-аймағына туннельденеді.Туннельдік әсердің зарядталған бөлшегі потенциалдық тосқауылдан әрі қарай кіру қасиеті бар, оның қуаты потенциалдық тосқауылдан төмен болса да оны жасай алады.Күшті қуат өрістерінде туннелдік диодтардың р және n аймақтарының шеткі жағында жұқа потенциалдық тосқауыл пайда болуы мүмін, ол арқылы электрондар туннелдік әсердің арқасында өз қуатын өзгертпестен өте алады. Нәтижесінде құралатын N-тәрізді ВАС төмедемейтін уачкесімен және теріс дифференциалдық өткізгішімен туннелдік диодтарды 10 нан 100 ГГц-дейін жиілікте АЖЖ –ауытқу генераторлары ретінде қолдануға мүмкіндік береді.Жарықдиоды тікелей инекторлық тоқ өту барысында жарық түсіреді.Бұл тоқ инжекциондық деп аталады, себебі ол кезінде электрондар n-аймағынан р-п-ауысуына себіледі.Жарық түсіру заряд тасушылардың шоғырлануымен, сонымен қатар валентті атом электрондарының р-п- ауысуы арқылы р-аймағындағы электрондармен қозуына байланысты.Тоқтың шегі және қоректендіру кернеуі, ВАС тіктігі және квантты шығу (қолданылатын қуаттың сәулелендіру қуатына қатынасы) жарықдиодтарының негізгі сипаттамасы болып табылады.Суреттідиодтар жарық квантасы жартылай өткізгішінің электрнодарды қоздыру әсерін пайдалану негізінде жасалады.Егерде р—п- ауысуына жарық түсіретін болсақ, онда тікелей және кері өткізгіштікті жасайтын заряд тасушылар (электрондар және тесіктер) пайда болады.Жартылай өткізгіш құрылымын және көшкінді суретттідиодтардың өту өзгерістеріне негізделген суретті диодтар көбінесе сезімтал болып келеді. р—п-құрылымының орташа бөлшегінде өзін-өзі әлсіз өткізетін қоспасыз жартылай өткізгіш бар.Дегенмен оның өткізгіштігі жарықтың әсерінен шапшаң өседі және суретті диодқа тікелей немесе кері кернеу берген кезде, берілген жарыққа тепе-тең қарқынмен тоқ пайда болады. Көшкінді сурет диодтарында күрделі жартылай өткізгіш құрылымдар және жоғары кернеулер (шамамен 100В) қолданылады. Жарықтың әсерінен пайда болатын қозған электрондар жартылай өткізгіш атомдарымен соққыға түсе отырып, электр тоғымен тездетіледі және екінші электрнодардың көшкінді ағысын жасайды.Межелік сезімталдық (кіре берісте сурет қабылдағыштың қуатына тоқтың өзгеру немесе кернеуге қатынасы) және белгінің кіруін жасау бойынша шектік жиілігі суретті диодтардың негізгі сипаттамалары болып табылады.Жартылай өткізгіш диодтар электр техникасында кеңінен қолданылады.Оларды белгі жиілігін сыпырушы және белгілерді детектрлеу, ауыспалы кернеуді түзейту, белгілі өріс испульстерін (импульстік диодтар) селекциялау кезінде кернеу сыйымдылығын

21 Транзистордың кіру қарсыласуын ауысу проецестерін есептеу кезінде және алдағы кернеу көзінің жүктеуі немесе күшейткіш каскадын есептеген кезде ескерген маңызды.Ш ы ғ у с и п а т т а м а л а р ы. Коллектор тоғының 1К(шығу тоғы) коллектордағы UKЭ (шкернеудің шығуы) кернеуімен байланысқа түсуін анықтайтын транзисторлар, базаның 1Б (тоқтың кіруі) белгілі бір тоқ мәні 1.8, б сур. көрсетілген. Бұл қисықтар сонымен бірге 1Б кіру тоғының және 1К шығатын тоғы және иК—Э шығу кернеуімен өзара байланыс орнатады.Мысалы, шығу сипаттамасы бар транзисторлар үшін ( 1.8, б сур қарау) 1Б = 40 мкА и иК_Э = 6 В кезінде коллектор тоғы 1К = 4 мА (А нүктесі). Базаның таңдаған тоғына және коллекторына сәйкес иК_Э кернеуі шығу сипаттамасымен жеңіл анықталады. С нүктесі толығымен жабылған транзистордың жағдайына, ал В — толығымен ашық нүктеге сәйкес келеді. Транзисторлардың жіберу сипаттамалары (оларды өтпелі деп атайды) кіретін және шығатын транзистор тоқтары арасында белгіленеді. 1.8,в суретінде 1К коллектор транзисторы тоғының 1Б базасына тәуелділік кестесі көрсетілген. Осы сипаттаманың көмегімен тоқт күшейтудің статистикалық коэффициентін есептеуге болады.Мысалы, егерде А нүктесі- транзистордың жұмыс нүктесі болса, онда кесте бойынша 1Б = 40 мкА и 1К = 4 мА анықтаймыз, осығай сәйкес р = 4 • 1 000/40 = 100, яғни алдыңғыдағыдай нәтиже аламыз.Кез-келген транзистордың өте маңызды параметрі оның тұрақты тоқ бойынша күшейту коэффициенті-тоқты күшейтудің статистикалық коэффициенті.Бұл коэффициент статистикалық режимде болатын, яғни кіру белгісінің болмауы сияқты транзисторға тән.Тоқты күшейтудің статистикалық коэффициенті шексіз жоғары, себебі шығу тоғы базадағы кіру тоғына қатысты.в = 1К/1Б. (1.1)Коэффициентті транзистордың шығу сипаттамасының көмегімен есептеуге болады.Мысалы, егерде транзистор А (при 1Б = 40 мкА и 1К = 4 мА), то в = 4-1 000/40 = 100 жұмыс нүктесімен анықталатын режимде жұмыс жасайтын болса, яғни тоқ бойынша күшейту коэффициенті 100 тең. Егерде коллектор тізбектеріне резистор орнатылатын болса, транзистордағы тоқтың өзгеруі, ол арқылы өтетін тоқ күшіне тепе-тең болатын осы резистордағы кернеудің төмендеуіне әкеледі. Сондай-ақ транзистор базасының басқарушы тоғы базаға берілетін кернеуге тең. Осыған сәйкес, резистор коллекторын дұрыс таңдау барысында күшейту коэффициенті кернеу бойынша тоқ бойын күшейту коэффициентіне жақынболады.1Б = 0 кезіндегі қисықтық өткізбейтін транзистор жағдайына сәйкес, яғни кернеудің мәні иК—Э эмиттер ауысуындағы тікелей кернеу мәнінен аз. 22 Тәжірибе бойынша 1Б = 0 кезінде транзистор тоғы нөлге тең, дегенмен шынымен де ағып кететін өте әлсіз тоқ коллекторлық ауысу арқылы ағады. Жалпы айтқанда сипаттаманың сызбалық учаскелерінде тоқты күшейтудің иК кезінде вдиф = d^/d^ (оыс жерде және одан кейін де d- дифференциал немесе ұлғаю) дифференциалдық коэффициентіанықталады.Коллектор тоғының ІK -ІE базалы тоғына тәуелділігінің орнына қисыққа өте ұқсайтын, 1.8,в сур көрсетілген қисыққа өте ұқсайтын UE—базасындағы кернеуге ІK тәуелділігін құруға болады. Мұндай көлбеулік сызық учаскеде шығу сипаттамасының қисықтығын көрсетеді:  S = dVdUE_3. (1.2)Базадағы кернеудің дифференциалдық кіру қарсыласуы арқылы өтетін база тоғына байланысуын ескеру арқылы, яғни dUE—3 = RE—3dІE—3 аламыз:S = dІK/(RE—3dІE—Э) = (dІK/dІE—3)/RE—3 = P/RE—3,немесеP = SRE—3. (1.3)Формулаға сәйкес (1.3), соңғы үш параметр өзара байланысты және олардың екеуін білетіндіктен, үшіншіні анықтауға болады.Бұл параметрлер аз белгілі деп аталады, яғни тоқ немесе кернеу аз болғанда транзистордың жұмысын сипаттайды.Тоқ және кернеу транзисторда көп болғанда, ткелтірілген тәуелділіктер бұрмаланады және сызбалы сипаттамаға ие болады.Сонымен қатар, транзистор р—n-ауысуы кезінде, диодтағыдай кері кернеу үлкен болғанда көшкінді, жылулық және туннелдік түрлерінде тесіктер пайда болуы мүмкін.Жалпы көбінесе транзисторлардың кіру және шығу кернеуінің өзгеруіне тәуілділігі кезіндегі кіру және шығу тоқтарын мынадай түрде жазуға болады:dІE = У1 1 d UE—3 + y12dUK—3; (1.4)dІK = y21dUE—3 + y22dUK—3,мұндағы y11 = 1/Re—3 — транзистордың кіру өткізгіші; y12 = SE —базаға тоқты кер қайтару сипаттамасының тіктігі (жиілігі аз); y21 = S — өткізу сипаттамасының тіктігі; y22 = = 1/Rk—3 — транзистордың шығуды өткізуі.Егерде жұмыс жиілігі ретінде (управляющих) кіру тоғын ІE және коллекторлық кернеуді UK—3 алатын болсақ, базада және тоқтың өзгеруін келесідей көрсетуге болады:dUE—3 = h11dІE + h12dUK—3; (1.5) 23 dІK = h21dІE + h22dUK—3,мұндағы h11 = Re—3 — кіру ауытқуы; h12 = AE —керй қайтару коэффициенті (аз жиілік); h21 = р — тоқ бойынша күшею коэффициенті; h22 = 1/Rk—3 — кіру өткізгіші. 24 Сонымен қатар, транзисторларды диодтар сияқты қолдану, орындау және құрылымы бойынша бөледі.Жоғары жиілікті күшейту, генераторлар және қоспаларменжұмыс жасауға арналған жоғары жиілікті транзистордың да көлемдері шағын, ауысу сыйымдылығы азғантай, шуыл деңгейі төмен болғандықтан сипатталады.Күшейту бойынша кіру каскадтары үшін тоғы (100 дейін) және шуылы төменгі жоғары коэффициентті трансизторы жасалған.Қуатты каскад күшейткіштер үшін тоқты 10А дейін өткізетін транзисторлар жасалған.Бұдан да қуатты транзисторлар күш түсетін орнатулар және электрлі жылжытқыштарды басқару үшін жасалған.Түйінді және күшейткіш каскадтарда және каскадты және жоғары күшейту коэффициентті транзистор түрінде Дарлингтон (2.21,в сур.қарау) және каскадты (2.21, г сур.қарау) сызбасында орындалғанқұрастыру транзисторлары қолданылады .    1.7.   ӨРІС ТРАНЗИСТОРЛАРЫ  Өріс транзисторлары —тоқты немесе кернеуді күшейту үшін өтетін тоқ электр тоғымен басқарылатын жартылай өткізгіш құралдары р—л-ауысуынан және диэлектр бекітпемен басқарылатын өрістерге бөлінеді.р—л-ауысуымен басқарылатын өрістік транзисторлар.1.9,а,б суретінде бір және екі р—л-ауысу басқарушы транзисторлары бар өрістік транзисторлардың жартылай өткізгіштері келтірілген.Өрістік транзисторлардың үш электроды бар: И бастауы, С ағуы және З бекітпесі. Шамдағы катодка ұқсас электрод бастаушыдеп аталады, анодтың рөлін ағу орындайды. Негізгі тасушы тоқтар n-каналды өткізгішімен және бекітпедегі кернеумен басқарылады (1.9,в сур.). Бекітпеге кернеу беру арқылы, р— л-ауысу енін басқаруға, каналдың көлденең өткелін реттеуге және осылайша оның өткізілуін өзгертуге болады. р—л-ауысуының ені қайта ығысумен ауысады (бастауға алуды және бекітпеге қосуды қосу арқылы).Сонымен қатар, потенциалды тосқауыл көбейеді және тасушылар біріктірген аймақ кеңейеді және осыған сәйкес қарсыласу және өткізгіш каналдағы тоқ өзгереді.Л және р каналдармен трансизторлардың ШГБ 1.9, г, д, суретте көрсетілген. 25 сурет. Бір (а) және екі (б) басқарылатын ауыспалы транзисторлардың құрылымдары;оларды қосу сызбасы және n (г) және р (д) түріндегі каналдытранзисторлар үшін ШГБ.

28 Егерде бекітпелер бірнеше болса және олар сызық бойымен орналасатын болса, көршілес потенциалды бекітпе ойығына кернеу беру арқылы зарядты басқа потенциалды ойыққа ауыстыруға болады.Құрылымы жағынан ЗТЖ өрістік МДЖ-транзисторларына ұқсас. Олардың төсеніші, бастауы және тізбектеліп орналасқан бірнеше бекітпелері бар.ЗТЖ келесі бағытта қолданылатын әр-түрлі түрлері бар:■электронды есептегіш машиналардың (ЭВМ ) жедел жадыда сақтау құралдары;■суретті электр белгілерінде сақтау және қайта өзгерту құрылғылары;■ұқсас ақпараттарды өңдейтін құралдар.  ЗТЖ және оларды қолдану туралы түбегейлі ақпаратты арнайы әдебиеттерден табуға болады. 29   1.8. Тиристорлар, динисторлар және и симисторлар сурет. Басқарушы электродтары бар (а),оның ШГБ (б) және ВАС (в)р—п—р—n-тиристорының құрылымы. Жабық жағдайда тиристордың қарсыласуы шамамен 107 Ом нан басталады, онда құрамында 10-6 А (микроампер) бар. Тиристордағы тоқ ашық қалпында 0,1-ден 1,0 А- дейін құрайды.Осылайша, тоқ және қуат бойынша өте жоғары коэффициентке ие тиристор жақсы негізгі құрылғы болуы мүмкін.Жабық жағдайда тиристордың кедергісі 107 Ом-нан басталады, ондағы тоқ шамамен 10-6 А (микроампер) құрайды.Осылайша, тоқ және қуат бойынша күшейтукоэффициенті өте жоғары тиристор жақсы түйісу құралы болуы мүмкін.Динистор-бұл электронды басқарылмайтын тиристор.Динисторларды белгілі бір кернеу жоғарлаған кезде электронды кілттер сияқты қолданылады.Электронды құрылғыда тікелей және кері қосылу кезінде қайта қосылатын симметриялы диодтық динисторлар және триодты тиристорлар қолданылады. 30 Симметриялы диод тиристорының құрылымы- симистор (1.12, а, в сур.) төрт р—п- ауысуды құрайтын өткізу түрлерін кезектейтін бес жартылай өткізгіштен тұрады.Оң электродқа оң кернеу берген кезде, сол жақ 1 және 3 жартылай өткізгіш ауысуында терісі тікелей кернеу болады, 2 және 4 ауысуында –кері болады:тоқ өскен кезде олардағы кернеудің төмендеуі үлкейеді және 1 ауысуы ығысу үшін жеткілікті тікелей бағытта, ал 4- кері ауысуы болады.Нәтижесінде п1- аймағынан р1-аймағына электрондар инекцияланады, одан әрі оларды п2-аймағына жинақтайды.сурет. Симметриялы диодты және триодты тиристорлар (в,г) және диодты тиристор ВАС (д) құрылымдары:1...4 — жартылай өткізгіш ауысуы. Тесіктер п2-аймағы арқылы р2-аймағында кезігеді және олар р1 аймағында жинақталады. Сонымен бірге п3 аймағы тоқты құрастыруға қатыспайды, себебі 4 кері бағытта ығысады.Осылайша, п1—р1—п2—р2 құрылымының жұмысы тиристор жұмысына ұқсайды. Берілетін кернеу өрісін ауыстыру барысында п1—р1— п2—р2 құрылымы жұмыс жасайды және онда өтіп жатқан процестер тиристорға сәйкес болады.Физикалық процестердің симметриясы кернеу тікелеә және кері қосылғанда диодты тиристорлардың ВАС симметриясын анықтайды (1.12,д сур).

32 Туннельдік диодтар: 101.199 — күшейткіштер; 201.299 — гене- раторлық; 301.399 —қайта қосылушылар.Қайта қосылатын көп қабатты құралдар (басқарылатын және басқарылмайтын), тиристорлар мен симисторлар жататындар: 101.199— қуаты аз; 201.299 — қуаты орташа; 301.399 — қуаты үлкен.Аса жоғары жиілікті диодтар: 101... 199 — қоспалы; 201 .299 —бейнедетекторлар; 301.399 — модуляторлық; 401 .499 — параметрлік;501.599 — қайта қосылатындар; 601.699 — көбейтілетіндер.Түзейткіш тіреулер: 101.199 — қуаты аздар; 201.299 — қуаты орташа; 301.399 — қуаты үлкен.Түзейткіш блоктар: 301.399 — қуаты аздар; 401.499 — қуаты орташа; 501.599 — қуаты үлкен  Т ө р т і нш і э л ем е н т тің белгісі (міндетті емес) — әріп, құралдардың бір түрін келесіден ажырататын немесе құрылуына байланысты.Мысалы: КД202Б — 202 түріндегі кремнийлі түзеткіш диод; КС147А — тұрақтану 4,7 В кернеуі бар, қуаты аз кремний тұрақтандырғышы, А тепе-теңдік; 1Т403Ж —орташа қуатты германий транзисторы, жоғары жиілікті, 403 түрінде, Ж өзге түрі.1989 ж. шығарылған тиристорлар сыныпталады және МЕСТ20859.1—89 белгіленген белгілеу жүйесі бар. БАҚЫЛАУ сұрақтары Электронды техника дегеніміз не?Қандай құрылғылар вакуумды және қатты денелі жлектрондарға ажатады?Электронды техникаларды қандай салаларда қолданылады?Заманауи электронды техника қандай құрылғыларда жасалады?Электрондық техникада қандай материалдар қолданылады және олар электр өткізгіштігі бойынша қалай бөлінеді?Жартылай өткізгіштердің қандай қасиеттері және сипаттамалары бар?Өзін өткізу дегеніміз не және ол неге тәуелді?Электронды және тесік өткізгіштер неге тәуелді?р-п-ауысу дегеніміз не және оның қасиеттері қандай?Какие электровакуумные приборы вы знаете и для чего они нужны?Что такое электронная лампа? 33 Қандай электрондық-сәулелендіру құралдарын білесіз және олар не үшін қажет?Қандай газразрядтарын білесіз және олар не үшін қажет?Газды лазер дегеніміз не және оны қалай қолданады?Қандай диодтардың түрін білесіз және олар қалай қолданылады?Варикап дегеніміз не және оны қалай қолданады ?Қуаттар қалай түйіседі және диодтардың жұмыс жиілікітері?п-р—п- және р-п—р-транзисторларының құрылымы қандай және ШГБ?Транзисторлардың қандай сипаттамалары бар және олар қалай тағайындалады?Транзистордың кіруін және шығуын сипатта.Тоқты күшейтудің коэффициенті қалай анықталады?    Транзистордың шығу сипаттамасы қалай анықталады?Транзистордың параметрлері (у және h) қалай белгіленеді және олар нені білдіреді?р—п-ауысуымен басқарылатын өрістік транзистордың құрылымы қандай және ШГБ ?каналы келтірілген және ықпалдандырылған өрістік МОЖ (МДП)- транзисторларының құрылымы қандай?Биөрістімен салыстарғанда МОЖ тиімділігі қандай?ВАС құрылымы және тиристор ШГБ қандай?ВАС құрылымы және симистор ШГБ қандай? 34 тарау        ЭЛЕКТРОНДЫҚ КҮШЕЙТКІШТЕР Ақпараттың ең үлкен бөлігін адам ұқсас (ажырамас) нысанда, сонымен қатар жоспарлы түрде алмастыратын дыбыстар түрінде түсінеді. Бұл дыбыстық сигналдар сөйлесу мен музыка түрімен, көрнекті теледидарлық суреттер. Ұқсас электрондық қондырғылар тікелей уақытында күшейткіштер немесе тоқ алмастырылатын түрінде сигналдарды өндірілетін қондырғылар болып аталады. Оларға электрондық күшейткіштер, генераторлар, ипмульстық қондырғылар, модуляторлар, сигналдардың жиілілігін өндіргіштер, бастапқы есептегіштер (сумматорлар, көбейткіштер, игтеграторлар, дифференциаторлар) жатады. Электорндық күшейткіштер пайдаланудың түрлері, параметрлері мен аумақтарыЭлектрондық күшейткіштердің жұмысына қойылатын ең басты талап – сигналдардың күшейту кезінде олардың нысанын сақтау тәсілі. Бұл жағдайын сигналдарға қиын орындауға, ақырын алмастырылатын тоқтар немесе қосылулармен, сондай-ақ тез арада алмастырылатын тоқтар мен қосылулармен. Сондықтан үнемі тоқ күшейткіштер мен жоғары жиілілігі бар күшейткіштерді атайды.Электрондық күшейткіштер тағайындауына және сызба техникалық шешіміне сәйкес бөлінеді:үнемі тоқ күшейткіштері;төмен жиілілігі бар күшейткіштер (дыбыстық);жоғары жиілілігі бар күшейткіштер (радиотехникалық);импульстық (кең аумақты) күшейткіштер; 35 ■резонанстық (қысқа аумақты) күшеткіштер;■операциялық күшейткіштер.Сонымен қатар, тағайындауына қарай қосылудың, тоқтың және куаттың күшейткіштерді атайды, олар соңғы каскадтарда пайдаланады. Қазіргі кезде электрондық күшейткіштер мамандандырылған микро сызбалар түрінде пайдаланады. Арнайы кең аумақты күшейткіштер ең қысқа иипульстарға керек қысқа фронттар мен мен сызықтарымен, олар көп жоғары жиілілігі бар құрайтын (гармонигі) бар. Арнайы кең аумақты күшейткіштер микрос сызбалар түрімен бірнеше каскадтармен және кіріспе электродтармен күшейткіш сыртқы элементтерін қосылуымен (резисторлар, конденсаторлар,индукциялықтар) орындайды.Ең әмбебап микро сызбалар жоғары коэффициенттері бар күшейтуімен операциялық күшейткіштер болып табылады. Олар үнемі тоқтарды күшейтуі мүмкін, өзіңе салыстырмалы кіріспе күшейткішті қосылып және әр түрлі сыртқы элементтерімен пайдалануы мүмкін. Сонымен қатар олардың функциялары өзгеріледі.Микро сызбалардың үлкен мүмкіндіктеріне қарамастан әр жағдай да аумақты транзисторларда күшетйкіштерді төменгі дыбыстық сипатталарымен, үлкен кіріс қарсылықпен қосылу бойынша жоғары күшейту коэффициентпен тиянақты құру. Күшейткіш каскадтардың ерекшеліктерінің білуі әр түрлі электрондық элементтерінде ең тиімді сызбалы техникалық шешімін алуға рұқсат етеді. Транзисторлық күшейткіш каскадКүшейткіш каскадтың ең танымал сызбаны қарастырамыз р—п—р- транзисторда жалпы эмиттермен. Қосылу сызбасы р—п—р-транзистор күшейткіш каскадта жалпы эмиттермен 2.1, сур. а. көрсетілген.Шығу сипаттамағы линейлі аумағында транзистордың жұмысына оның базасына, R1, R2 резисторларда қосылудың аралығыш көмегімен қажетті қосылу береді. Бұл үнемі тоқтың қосылудың бұлағымен ғана 10 В қосылуымен пайдалануға болады.Тоқтың цепь арқылы шығуы R1, R2 резисторларымен қосылудан қосымша қуатын пайдалануына байланысты. Осы тоқты төмендеуге үшін жоғары сапалы қарсылық резисторларды пайдаланады R1 = 50 кОм и R2 = 10 кОм. 36   Сур. Базалық қосылуға арналған пайдалану сызбалары р— n— р-транзистор:а — с бұлақтары ЭДС; б — қосылу айырғышымен R1 и R2 резисторлар номиналдарын өзгере отырып, 0,625 базасында қосылуын өзгеру мүмкін. Бірнеше жағдайларда базалық кетуі R1 резистор қарсылығы арқылы ғана жасайды.Сондай-ақ кету тәсілдері р—п—р-транзистор, осындай жағдайда ғана қосылу көзі UK—Э жағымсыз полярлық қосылуымен пайдаланады..Эмиттерлік кіреберістің тік кетуіне үшін база потенциалы эмиттер потенциалы «жоғары» болуы қажет, сондықтан п—р—п- транзисторында эмиттеріне ең жағымды және р—п—р-транзисторында эмиттеріне ең жағымсыз болуы керек. Пайдаланатын транзистор түрінен қарамастан бапза потенциалы әрқашан эмиттер потенциалынан жоғары болуы керек, коллектор потенциалынан төмен болуы қажет.Коллектордан шығу қосылуын алу үшін оның цепіне жүктеме резистор R3 қосылады, сонымен қатар коллекторлық болып аталатын (2.1, б сур.). 1К коллекторлық тоқ, коллекторлық резистор арқылы өтетін RК = R3 қарсылығымен, онда қосылуын төмендетеді UR3.Сондықтан, Ом заңы бойынша UR3 = ІKR3.Барлық қосылулар корпус арқылы немесе жер потенциалымен өлшенетін болса, коллекторлық қосылымы иК—Э коллектор мен потенциал арасындағы потенциалдар сызбалардың айырмашылығыюолып табылады. Сызбадан UE = UR3 + иК—Э, қосылу бұлағы, сондықтан, [Д—Э = UE - UR3.R3 = 3,3 кОм қарсылықпен кәдімгі резисторына үшін, сызбада көрсетілген, 1К = 1,2 мА и UE = 10 В қабылда отырып, UR3 = = ІR = 1,2 • 3,3 = 4 В аламыз. Сонда ^—Э = UE - UR3 = 10 - 4 = 6 В. сонымен қатар коллектор қосылуы 10 бастап 6 В дейін өзгертілуі мүмкін.

38   сур. Коллекторлық және эмиттерлік цепьтарында резисторларымен ауыспалы қуаттың транзисторлық ЯС-күшейткіші. 39 Ауыпалы тоқ бойынша байланыстың жақсы сапасы, ХС конденсатордың реактивті қарсылығы (ауыспалы тоқ қарсылығы) жұмыс жиілілігінде R2 жүктемелі резистордың қарсылығы төмен болса, сонымен қатар R1 > 2R2 қарсылығымен сол жағдайда ғана болады. Сонда бұл конденсаторда кіріс сигналы қуатының аз бөлігі төмендейді (және жоғалады). Мысалы, ивх = 100 мВ егер болса, ауыспалы тоқ бойынша байланыс жағымды болып санауға болады, ивых= 95 мВ, шығу қуаты кезінде, сонымен қатар бөлігіш конденсаторында5 мВ жоғалады (кіріс қуаттың 5 %, немесе 1/20бөлігі).Конденсатордың қажетті теңдігін екі фактор негізделеді.1. R = R2 + RE—R кіріс жүктеменің қарсылығы тоқ бойынша жағымды байланыс жеткізіледі, ллХС = R/20 егер болса, R = 1 кОм егер болса, ХС = R/20 = 1 000/20 = 50 Ом аламыз.Мысалы, кіріс сигналдың жұмыс жиілілігі f = 300 Гц.Себебі ХС = l/(2nfC1), сондықтан С1 = 1/(2ПХС) = 1/(2п-300 • 50) = =10 мкФ.Егер R2 жүктемелі резистрдің қарсылығы 100 кОм көбейткен болса, ХС = R/20 = 100/20 = 5 кОм; С1 = 1/(2nfXc) = = 1/(2п300 • 5 • 103) « 0,1мкФ аламыз.Сондай-ақ, егер жүктемелі резистрдің қарсылығын 100 ретке көбейту кезінде (1 бастап 100 кОм дейін), бөлгіш конденсатордың теңдігін сондай пропорцияда төмендету мүмкін (с 10 до 0,1 мкФ). Кіріс жүктемелі резистрдің қарсылығы көп болса, бөлгіш конденсатордың қажетті теңдігі төмен болады. Бірақ, тағы бір қарсылығын есептеу қажет және коллектор – базасының қарсылығы RE—K, ол әр түрлі транзисторларына 0,1 бастап 10 кОм дейін өзгеруі мүмкін.2. Жұмыс жиілілігі. Шығысында алдыңғы мысалдан мәліметтерді аламыз, ауыспалы тоқ бойынша жағымды байланыс осы кезде C1 = 10 мкФ и R = 1 кОм для f = 300 Гц байқалады.Егер жұмыс жиілілігін көбейту 300 кГц дейін, ХС = R/20 = 1 000/20= 50 Ом есептеуімен, С1 = 1/(2пХС) = = 1/(2п300• 103• 50) « 0,01 мкФ аламыз.Сондай-ақ, егер жұмысжиілілігін 1 000 ретке көбейткен болса (300 Гц бастап 300 кГц дейін), бөлгіш конденсатордың теңдігін 1 000 ретке (10 бастап 0,01 мкФ дейін) көбейту мүмкін. Жалпы жағдайда жүктемелі резистордың тапсырмалы қарсылықта төменгі жиіліліктері үшін үлкен теңдігімен бөлгіш конденсаторларды пайдалану қажет, және керісінше, жоғары жиіліліктер кезінде – аз теңдігімен конденсаторлар.Негізгі жиіліліктің диапазонын өткізу қажеті болса, бөлгіш конденсатордың теңдігі осы диапазоннан ең төменгі жиілілігімен негізделеді. 40 Қарастырылған мысалдардан, бір жағынан, конденсатор 10 мкФ теңдігімен 300 Гц жиілілігімен ауыспалы тоқ бойынша тиянақты байланысын қамтамасыз етеді және 300 кГц жиілілігімен көрінеді. Басқа жағынан, 0,1 мкФ теңдігімен конденсатор 300 кГц жиілілігімен тиянақты байланыста болады, бірақ 300 Гц жиілілігінде ауыспалы тоқ бойынша байланысқа жарамсыз.Барлық айтылған С2 шығу бөлгіш конденсаторына жатқызуға болады, ол келесі каскадқа күшейткіш ауыспалы тоқтың қозғалыстарына апарады. Осындай С1 мен С2 бөлгіш конденсаторлардың маңыздылары: дыбыстық жиіліліктеріне — 10...50 мкФ, радиожиіліліктеріне — 0,01 ...0,1 мкФ.Жылыту ойығы және оны жою. Жоғары айтқандай, негізгі емес тасымалдағыштар тоқ шығуына ауыспалы жолында пайда болады. Тоқ шығуы (ауыспалы коллекторлық тогі болып саналатын) қайтадан транзистордың ауыспалы коллекторлық жолынан өтеді (2.1. сур.). Осындай тоқ сол жолымен күшейтіледі, кіріс (базалық) тоқ күшейту коэффициентімен р. Транзистордың температурасы көбейтілген кезінде тоқ шығуына жол ашады. Ол транзистормен күшейтіліп және коллекторлық тогін көбейтеді, ол әрі қарай транзистор температурасының көбеюіне келтіреді, және тоқ шғуы мен т.б.Осындай процесс, жылыту пробойда аталатын, лавинді-жасайтын сипаты бар, егер оны бақылаусыз қалдырса, транщистордың жоюына әкеледі. Жылыту пробойдан қорғауына R4 резисторын эмиттерлік цепьта (2.2 сур. қар.) пайдаланады. Қуат төмендеуі осы резисторда эмиттер потенциалын артады және эмиттер мен база арасындағы потенциал айырмашылығын төмендетеді, ол база тоқ пен коллекторды тез арада төмендетеді.Ауыспалы тоқ бойынша жұмыс тәртібінің тұрақтылығы. Жылыту ойығынан тыс жалпы эмиттермен күшейтілгенде, тоқтың шығуы коллектор жолында транзистордың ауыспалы тоқ (статикалық тәртібінде) тәртібінде тұрақсыздығын көрсетеді. Бұл тұрақсыздылығын R4 резисторын қосып жоюға болады, транзистордың эмиттерлік цепіне, 2.2. сур. көрсетілгендей. Эмиттер потенциалы R4 резисторында қуаты бірдей төмендеген болса, ол гЭ эмиттерлік тоқтың жолында осы регистор арқылы. Сонымен қатар, U3 = І3R4. бұл қуат ауыспалы белгімен R2 резистор арқылы базаға беріледі және транзисторда коллекторлық тоқтың шектеуіне және кіріс қуатының төмендеуіне әкеледі.С3 байланыс конденсаторы ауыспалы тоқпен R4 резисторын шунтир жасайды. Бұл конденсатор болмаған жағдайда, транзистор эмиттерінде тұрақты тоқ бойынша базадағы жағымсыз ауыспалықты қамтамасыз ететін тұрақты шама болады. С3 конденсаторы, үнемі тоқ өткізбейтін, эмиттердің үнемі потенциалына әсер етпейді. Егер осы 41 конденсатордың теңдігі осындай болса, жұмыс жиілілігінде оның реактивті қарсылығы R4 резистор қарсылығына төмен, ол белсенді түрде жерге ауыспалы тоқтың сигналын қысқаша түрде сөндіріледі. Сонымен қатар, эмиттер нүктенің потенциалы ауыспалы тоқ бойынша нөлге болады. С3 конденсатор теңдігі, жағымды шегін жасайтын, R4 және сигналдың жұмыс жиілілігімен негізделеді. Конденсатор теңдігінің есебі осы формулалармен орындауға болады, олар бөлгіш конденсатор теңдігінің есебіне үшін пайдаланған. Сонымен қатар С3 конденсатор теңдігінің үлкен болса, R4 резисторын шунтирлеуін жақсы жасайды.Эмиттер мен базаның айналма байланыс, R2, R4 резисторлар арқылы жасалатын, R4 резисторында қуат төмендеуі арқылы болады және жағымсыз болып саналады, сонымен қатар қарсы фазада кіріс сигналға әсер етеді (транзистор тогінің күшейюі оның базасында жабынды қуатын көбеюіне әкеледі). Бұл байланыс каскадтың күшейту қажетті тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Ауыспалы тоқ бойынша жағымсыз айналма байланысты жою үшін және бір қатар айналма байланыстың тұрақтылығын сақтауына ауыспалы тоқ бойынша С3 эмиттерлік алмастыратын конденсатор пайдаланады, осындай маңыздылар теңдіктер С2 бөлгіш конденсаторынан гөрі екі ретке жоғары.сур. көрсетілген сызба, жалпы эмиттермен бір каскадты күшейткіш аяқталатын сызба болып табылады. Тоқ күшейту принципі осы каскадта 2.3 суреті көрсетеді. Синус секілді нысан сигналы ивх(?), күшейткіш кіруіне берілген, транзистор базасына конденсатор арқылы беріледі.Алдында жағымды жартылай мезгілінің базаның кіріс потенциал сигналы эмиттер потенциалына жоғары болады, иБ_Э қуаты көбейтіледі, 1Э эмиттер тоқтары, сондықтан, 1К коллекторы көбейтіледі; қуат нәтижесінде иК коллекторында төмендетіледі. Бұл көрсетеді, бір жағынан, кіріс сигналдың жағымсыз жартылай мезгіліне сай. Басқа жағынан, сигналдың жағымсыз жартылай кіріс мезгіліне коллекторлық қуаттың өзгертулердің жағымды жартылай мезгіл сәйкесті. Сонымен қатар, кіріс пен шығуында болған сигналдар кушейткіштің қарама – қарсы фазалық. Сигнал күшейткіші пайда болады, иБ Э қуаттың ең төмен күші транзистордың үлкен тоққакелтіреді, ол R3 резистор арқылы келеді, ивых = ІKR3' коллекторлықжоғары қуатқа пайда болады.Нақты сызбада күшейткіш каскад жұмысын жүктемеге сай қарастыру қажет. Осыған байланысты транзистордың жүктемелі тік жүктерін бекіту керек, шығу қарама – қарсыдан тыс.Күшейткіштің амплитудалық – жиілілілік сипаттамасы жоғары жиіліліктерінде қисық түрі бар, 2.4 сур. көрсетілген. юв.гр дөңгелек жиіліліктің жоғары шектес маңыздылар және /вгр күшейткіштің уақытша жиілілігімен тв = C2RK үнемі күшейткіш сәйкесті уақытымен негізделеді. Мысалы, 42 юв.гр = 1/(2птв), /вгр = 1/тв (тв аз болса, күшейткіштің жоғары шектес жиілілігі көп болады). Осындай жиіліліктердің сарапшы маңыздылары К = = 0,7Kmax каскад күшейту коэффициент деңгейіне мөлшеріне сәйкес ӘШБ күшейткіште.1К, мА tr Сур. Транзиторлық каскадта синус секілді қуаттар күшеюін нақтылайтын кестелер. 43  Я(<о)/Ктах 1,00,70,5 Сур. RC- каскадтың күшетйкіш транзиторлықтың нәтижелі ӘШБ   Жиілілілк сипаттаманы кеңейту үшін жүктемелі қарсылығын төмендетуге болады, бірақ ол төмендетуге әкеліп соқтырады.Өткізу сызығы юн.гр жиіліліктің төменгі шегінен юв.гр жоғары шекті жиілілігіне дейін тн и тв, сонымен қатар юн.гр = 1/(2птн); тн = C1R2. юн = 50 Гц, юв = 20 кГц дыбыстық күшейткіштерге арналған.Кәдімгі күшетйкіштің өткізу сызығының ені қажеттіліксіз болса, түзету цепьтары мен кең сызықты импульстық күшейткіштерді пайдаланады. Жоғары айтқандай, импульстық күшейткіштер нысан жоғалтпай импульсты жақсы күшейтуі міндетті, сонымен қатар импульс төменгі жиілілілікте (оның биіктігін сақтау үшін), сондай-ақ жоғары жиілілікте де (оның фронты мен кесу сызығын сақтау үшін) диапазонда бірдей болуы қажет.Жоғары жиіліліктерінде түзетудің құрамалық транзисторында тоқ генераторлар түрімен эмиттерлік шынжырлар пайдаланады. 2.1.4. Резонанстық күшейткіштерРезонанстық күшейткіштер – транзистор жүктеменің қарсылығы сапасында күшейткіштер немесе операциялық күшейткіш әрі қарай немесе параллельдік қозғалыс LC-контур пайдаланады, ол күшейту қозғалыстар жиілілігімен резонанста құрастырылған.Резонанстық күшейткіште RC-күшейткішпен арасында бірнеше айырмашылықтар бар: ■кіріс пен шығу теңдіктері, сонымен қатар монтаж теңдігі резонансқа контур енгізуімен дәлелденеді, сондықтан жүктеме қарсылығы, контурдың эквивиленттік қарсылығына теңдес, ол үлкен болуы мүмкін және үлкен қуатын қамтамасыз етуі мүмкін;■жүктеме қарсылығына үнемі қуат келмейді, сондықтан жүктеме қарсылығы ең үлкен болуы мүмкін;■күшейткіш жиілілілікте таңдау бар, ол ӘШБ жүктеме контурымен негізделеді. Бір контурлы транзисторлық резонанстық күшейткіштің электрлік сызбасы контурдың автотрансформаторлық байланыспен келесі каскад транзисторыменсуретте көрсетілген. Контурға транзисторға жартылай қосылуы шығыс қарсылықтың шунтирлеу әсерін төмендету мақсатында

51 линейлі емес өзгертулер төмендетіледі, функционалды сипаттамалар жақсартылады. ИМС ОК негізінде цепь әсерлермен және айналма жағымсыз байланыспен күшейткіш каскад сипаттамалары негізделетінің санауға болады.Кейде ОК ИМС айналма байланыссыз операциялық күшейткіш болып атайды, ал негізінде ОК негізінде күшейткіш – айналма байланыспен операциялық күшейткіш, сонымен қатар операциялық күшейткіш интегральді сызба болып атайды, сондай-ақ ОК ИМС күшейткіш болып саналады. (Әрі қарай, бірнеше жағдайда ОК жеңілдетуіне ОК ИМС ойлануымен керек немесе ОК ИМС күшейткіші, ол жеңіл түрде контекст бойынша білуге болады.)ОК ИМС мәселесіне, айналма цепьтан тыс, қосылу, жүктеме, сигналдар бұлақтары мен басқа цепьтар қосылады. Операциялық күшейткіш үнемі қуат күшейткіші болып саналады, сонымен қатар ӘШБ төмен жиіліліктер аумағында да болған, себебі ОК ИМС бөлгіш конденсаторлары жоқ. Соның ішінде кіріс сигналдар болмауында кіріс потенциалын нөлге апаруы үшін (жер потенциалы), ОК қосылуына екі полярлық бұлағын пайдаланады (жиі кезде симметриялық, мысалы,±15 В).Операциялық күшейткіштің ИМС электрлі сызбасы 140УД1 каскадтарға бөлініп УГО 2.10 суретінде көрсетілген.ОК ИМС екі кіріс шығуы бар: инвенторлық (сызбаларда дөңгелекпен көрсетілген) және инвенторлық емес. Жиі кезде инвенторлық кіріс жағымсыз болып саналады (-), ал инвенторлық емес– жағымды (+), оларды иинв и инеинв сәйкес атайды. Сонымен қатар ОК шығуында қуат жағымсыз кірісіне берілген сигналына инвенторлық болып саналады, жағымсыз кірісіне берілген сигналына инвенторлық емес болып саналады.Егер ОК ИМС кіріс мәселелеріне иинв и инеинв қуаттар келетін болса, олардан синфазалық (исф) және салыстырмалы (идиф) сигналдарын белгілеуге болады.Синфазалық сигнал екі кіріс шығуыларға қосылған сигналдар белгілеріне бірдеу екі қуаттардың орташа маңызына сәйкесті.

53 арналған, қосылулар айырмашылығы, кірістерге келтірілген. Құрама элементтердің каскад сызығының біртұтас параметрлері кезінде күшейткіш қуаты VT1 мен VT2 коллектор транзисторлары арасындағы сигналдың болмауы кірістерге нөлге жақын. Күшейткіштің бірдей сызығындарында коллекторлық қуаттар бірдей синфазалық сигналда өзгерілмейді.ІІ — қ у а т к ү ш е й т к і ш і. VT5 пен VT6 транзисторларында салыстырмалы күшейткіш сызба бойынша орындалған. Оның эмиттерлік тоқ тұрақты емес, және онда VT6 транзистор коллекторынан бір тұтас шығу бар. Осы аралық каскад қуат бойынша негізгі қуатын күшейтеді және үнемі қуат деңгейіне қажетті жол береді кіріс сигналы болмаған кезде. Қуат күшейткіштің қосымша аралық каскадтар ретінде жиі кезде биполярлық транзиторларында салыстырмалы каскадтар пайдаланады немесе кәдімгі күшейткіштер олардан кейін каскадатр қайталама қуаттар деңгейі.ОК ИМС бірнешеде симметрияға үшін коллекторға қуат күшейтудің салыстырмалы күшейткішіне оның екіншісіне жүктеме қосылады, ол бірінші иық жүктемесіне сай.ІІІ — ү н е м і қ у а т д е ң г е й і н і ң қ о с ы л у ц е п і. Бөлгіш конденсаторында сызбаларында болмаған үнемі құрайтын қуаттарға үшін қажетті. 2.10 суретінде сызбада VT6 транзистор коллекторында потенциалдың жоғары деңгейі база қосылу соммасына төмендейді және R6 резисторында қуаттың төмендеуі. VT7 транзистор тоқтың тұрақтылығы тұрақты тоқ генераторымен қамтамасыз етіледі, VT8 мен VT9 транзисторларында жасалған (осы қосылуында).ІV — ш ы ғ у к а с к а д . VT9 транзисторында қуат күшейткіші қайталама эмиттерлік сызбада орындалған қуат күштілігі үшін. Ол коллектор мен база арасындағы бірдей қуатына үнемі қуат деңгейінің көбейтеді. ОК шығуында қуат деңгейінің нәтижеліде (5 шығу) VT6 коллекторында үнемі қуатына сай.Шығу каскадта шығу қарсылығы, өткізудің кеі сызығы, үлкен кіріс қарсылығы бар. Шығу каскады негізінде жиі кезде қуат қайталамалар пайдаланады (эмиттерлік пен шығу тегілік).ОК ИМС сериялық негізгі параметрлері:1) Ку күшейту коэффициенті – Аивых шығу қуаттың өзгерілуі, оның салыстырмалы кіріс қуатын өзгеруіне апарды Аивх. ОК ИМС мыңнан бастап бірнеше миллиондарға күшейту коэффициенттері бар;2) ОК кіріс қарсылығы. Кіріс салыстырмалы қарсылығы биполярлық ОК 10 кОм бастап 10 Мом дейін шегінде орналасады, ал синфазалық қарсылық 100 Мом кем құрайды;3) Кос.сф синфазалық сигнал төмендеу коэффициенті —салыстырмалы сигнал күшейтудің коэффициенті Кдиф синфазалық 54 сигнал күшейткіш коэффициентіне сай. Кос.сф = = 60...80 дБ;4) Лвых шығу қарсылығы — сшығу каскадымен негізделетін және жиі кезде 100.500 Ом құрайды;5) f1 бірлік күшейту жиілілігі — ИМС К = 1 күшейту коэффициенті бар жиілілік. Кәдімгі f1 = 1... 10 МГц;6) fcp кесу жиілілігі — ОК күшейту коэффициентінде жиілілік 0,7 күшейту коэффициентін қрайды. Кәдімгі f1 = 1... 10 МГц.ОК шекті шығу тоқ номиналды қуат кезінде минималды жүктеме қарсылығын негізделеді. ОК шығуын болдырмау үшін шекті тоқ көбеюі кезінде, ОК қорғаныш байланыстармен қамтамасыз етеді. Шекті тоқ 25 мА жоғары емес.ОК шығу қарсылығы оның сызбасынан тыс және тағайындауына 20 бастап 2 000 Ом дейін шегінде тұр. Қорғаныш байланысы болса бұл маңызын айтпайды.Сериялық ОК ИМС. Отандық өнімі К140, К153, К284, К544, К553, К710, К740 сериялы операциялық күшейткіштерімен интегральді микро сызбалар шығарылады. ОК интегральді микро сызбалары жүзге жақын әр түрлі қосылу сызбаларды қосуға рұқсат етеді және жоғары, аралық және төмен жиіліліктер бар күшейткіштерді жасауға микро сызбаны пайдалануға, сонымен қатар өндегіштер, генераторлар, детекторлар, компараторлар, белсенді фильтрлер мен басқа қондырғылар.К140УД1 микро сызбалар екі модификацияда жасалады: К140УД1А және К140УД1Б.Жетілдірілген операциялық күшейткіштің ИМС К153УД6, р—п— р- және п—р—п-транзисторлар негізінде орындалатын, вакуумды және молекула-сәулелі эпитаксия технологиясымен жасалады, оларда жоғары сапа мен жоғары коэффициент бар тоқ бойынша күшейткіші. Осындай ИМС жоғары омды жоғары тұрақты резисторлар жасалады, ал салыстырмалы күшейткіш кірісте каскадты сызба бойынша жиналған, ол үлкен кіріс қарсылығын және күшейту жоғары коэффициентін қамтамасыз етеді.К544, К553, К710, К740 сериялы микросхемалар МОП- транзисторлар аймақты технологиясы бойынша орындалған. 2.1.8. ОК ИМС күшейткіш каскадтарОК ИМС күшейткіштердің барлық түрлерінің жалпы ерекшелігі – ИМС шығуында айналма байланыстың жағымсыз цепі мен оның резисторларымен жасалған инвенторлық кіруі.ОК ИМС қосылу сызбалары кіріс қуатымен әр түрлі жолдарда 2.11 суретінде көрсетілген.

56 айналма байланыс цепінде резисторлар қарсылығымен негізделеді.ОК ИМС кіру цепьтарында қарсылығы бірдеу болуы керек, с.қ.сур. көрсетілген, а қарсылығы R1 = R2.Инвенторлық қуатының сумматор сызбасы 2.11 сур. көрсетілген2.11, б.ОК ИМС инвенторлық кірісіне қосылу кезінде бірнеше резисторлар бірдей қарсылықтармен R оларда тоқ өтеді кіріс сигналдар бұлақтарынан U1, U2,... , Un (онда n — кіру сигналдар саны). Сумматорлық күшейткіш шығуында қуаты:^ых = -(U1 + U2 + ... + U„)Ro/R.И н в е р т ор ( 2.11, в сур.) 2.11. сур. таңдап алуға болады, ақарсылығы резисторлары R1 мен R2 теңдес, R0 = 0 кезінде.Инвенторлық емес операциялық күшейткіште (2.11, г сур. қар.) Um сигналы жағымды кірісіне келеді, U^ синфазалық UM. Соның салдарынан ИМС U0 = 0, R1 резисторында қуаты UM жақын, ал тоқ, І1 = U^/R^ осы резистордан өтеді.ИМС кірістер арқылы үлкенінен салдарына ойлана отырып, оның кіріс қарсылығы, R0 резистор арқылы өтетін тоқ, І1 жақын. ОК шығуында қуаты R0 мен R1 резисторларында қуаттар соммасы.І1 тоқты есептей отырып, жазуға боладышығ = І1(R1 + R0) = Uкір(R1 + R0) 1,осыдан инвенторлық емес күшейту коэффициенті:Kинвент=Uшығ/Uкір=(R+R0)|R1=1|%онда х - Rі/(R0 + Rі) — кері байланыстың тізбек берілу коэффициенті.Кіріс қарсылығы бүндай күшейткіште жоғары, себебі, ИМС кірістері арасында U0 — 0 қуаты салынған және сызба арқылы кішкене кіріс тоғы өтеді, яғни, Rкір.инвентемес=Rшығ(1+%K)ОК шығу қарсылығы, керісінше, көп емес. ОК инвенторлық та, Rкір.инвентемес=Rшығ(1+%K)онда -шығ — ИМС шығу қарсылығы. 2.1.9. ОК ИМС негізінде компараторларКомпаратор — екі бірдеу сигналдарды салыстыратын қондырғы: тіректі және өлшейтін, немесе кірісті U^x. Осы сигналдар бірдей боған 57 кезде компаратор шығуында қуаты қуаттан өзгереді, логикалық нөліне сәйкес, қуатына дейін, сәйкесті логикалық бірлігіне.Жиі кезде компаратордан кейін цифрлық логикалық элемент пен триггерді қосады, оның кірісіне екі деңгейлі ғана қуатын қосуға болады: сәйкесті логикалық нөліне немесе логикалық бірлігіне, сондықтан қуат та компаратор шығуында осы маңыздыларын қабылдауа керек.Екі кірістер мен үлкен коэффициентімен салыстырмалы күшейткіш ОК ИМС компараторды негізіне құруға рұқсат етеді.2.12 сур. компаратордың УГО көрсетілген бір полярлық сигналдарымен салыстыра отырып, сонымен қатар қуат эпюралар мен оның шығуында және кірісте. Шығу сигналдың полярлігі қуаттың үлкенімен негізделеді Uшығ және Uоп, яғни, Uшығ=K(Uоп-Uшығ).К күшейтудің үлкен коэффициентінің есебінен айналма байланысболмаған кезде компаратордың ишығ , икір(+) немесе ишығ(_) қуатында ивх қуатының айрықша айырмашылығы.   и иоп.  Уақыт компаратор кіруіне қуаты көбейген сайын tl (2.12, б сур. қар.) иоп > икір, сонымен қатар инас(+) қуат полярлігі иоп, и ишығ — инас(+) қуатты полярлігімен теңдес. икір кезде иоп көп болады (tl уақыттан кейін), ишығ полярлігі, инвентолық кірісте қуатымен негізделеді. 58 сур. УГО компараторы (а) және компатор (б) қуат эпюралары  UBX полярлігі қарама – қарсы (кіріс инвенторлық). Себебі, икір және иоп, с.қ. бірнеше жоғары болған кезде t1 уақытында, ишығ шығуында қуат нас(_) қуат теңдігіне орнатылады.t2 уақытында икір и иоп сигналдар теңдігі болады, одан кейін икір иоп аз болады, аз болады және шығуда қуат инас(_) одан кетіп инас(+) келеді. 2.12, б суретінде көрсетілген статикалық сипаттама дұрыс болып саналады, компаратордық қайта қосылуы ишығ х тез арада жасалады t1 мен t2 уақытында, онда им = иоп. Суретте сызығымен компаратордың сипаттамасы көрсетілген, онда қайт қосылу бірнеше кешігуіменбасталады t1 мен t2 және бірнеше уақыт созылады.Егер 2.12, а сур. сызбада тіректі нөлде болса, компаратор икір = 0, қосылады с.қ. нөл деңгейіне детектілеу орыны бар. Осындай сызбаны иоп = 0 нөл деңгейлі детектор болып табылады.Цифрлық деңгейлер компаратордың шығуында сәйкесті логикалықбірлігін логикалық нөлін алу үшін, сызбаға шектесті енгізеді, ол диодтар мен резистордан тұрады.Мамандандырылған компаратор ИМС сигналды жоғары нақтылығымен салыстыруға рұқсат етеді (он микро сызбаларға дейін) және олар шұғыл жасалады. Құрылымды шегінде олар ОК ИМС байланыспен шығу қуаттың шегімен логикалық нөл деңгейлерінде және бірліктеріне өзгешеленеді.Мамандандырылған компараторлардың ИМС ОК ИМС жасалатынына бірдей бір полярлық және әр түрлі полярлық қуаттар іске асырылған. 2.1.10. Қуат күшейткіштеріСоңғы (шығу) және соңының алдында күшейткіш каскадтарда пайдаланатын қуат күшейткіштері, тоқтың қажетті деңгейін 59 қамтамасыз ету немесе жүктеменің берілген қарсыласуында белгі қуаттылығын қамтамасыз ету үшін тағайындалады. Егер жүктеме белсенді (резистор), соңғы каскад қуат күшейткіші болуы мүмкін, ал егер реактивті (теңдік, индукциялық) – қуат күшейткіші. Соңғы каскадтарда күшті күшейткіш элементтер үлкен жұмыс тоқтармен және үлкен энергия пайдалануымен пайдаланады. Сондықтан, соңғы каскадтарды жобалау кезінде жоғары КПД жетуіне қажет, егер КПД жоғары болса, жылыту энергиялары аз және күшейткіштің жоғары үнемділігі болады.Толығымен жылыту жоғалтуларын жоюға мүмкін еместігіне қарамастан соңғы каскадтарда жылыту өткізгіштердің қуат күшейткіштерін радиаторлар мен тоңазытқыштарды қарастыру қажет,.Соңғы каскадтардың ерекшелігі кіріс сигналдардың жоғары деңгейі болып табылады, осыған байланысты күшейткіш элементтер параметрлері тез арада өзгерілуі мүмкін. Қуаты бойынша ең көп күшеюі транщисторларды сызба бойынша жалпы эмиттермен қосылған кезде алады. Жалпы коллектормен сызба бойынша транзисторлар қосылуы төмен омды жүктемемен каскадтың шығу қарсылығымен тамаша келісімді қамтамасыз етеді.Соңғы және соңғының алдында каскадтар сипаттамасы. Соңғы каскадтар бір контакты және екі контакты болып бөлінеді: бірінші транзисторы ВАХ линейлі аумағында экономикалық емес тәртіпте жұмыс істейді, ал екіншілер қуатына қарай және жұмыстың экономикалық тәртібі бойынша үлкен күш салады.Каскад аралық байланыстардың принципі бойынша трансформаторлық және трансформаторсыз соңғы каскадтар бар. Трансформаторлық соңғы каскадтар ең үнемдеулі, бірақ көп мөлшерлі және габариттік мөлшерлері бар.Сызбаны таңдауға және оның негізгі параметрлерін есептеуге рұқсат ететін соңғы каскадтардың жұмыс пен сипаттамалардың негізгі принциптерін қарастырамыз. Содан күшейткіш элементтер ретінде транзисторларын қабылдаймыз, олар соңғы каскадтарда кең түрде пайдаланады.Соңғы каскадтар ауыспалы қуаттарын күшейген болса, ал кіріс пен шығыс цепьтарында индукциялық пен теңдіктер бар, олардың қарсылығы кешендік мөлшерлермен сипатталады, олар белсенді және реактивті болады. Сондықтан динамикалық сипаттамалар кейде үнемі және ауыспалы тоқ сипаттамаларына бөлінеді.Соңғының алдында және шығыс күшейткіш каскадтар сызбалары биполярлық транзисторларда байланыстардың теңдікті байланыстармен кәдімгі күшейткіш каскадтар сызбаларына тең, оларда ең күшті транзисторлар пайдаланады. Каскадтың коллекторлық резисторы үлкен тоқ өткізетініне есептелуі қажет, ал конденсаторларда 60 кәдімгі каскадтардан 3-4 ретке көп теңдігі болуға тиісті.Соңғының алдында және соңғы каскадтардың кіріс және шығыс сипаттамалар кәдімгі күшейткіш каскад секілді негізделеді. Транзистордың өткізгіш динамикалық сипаттаманы, оның кіріс және шығыс сипаттамаларын пайдалана отырып қабылдайды. Қисыз тәуелділер негізінде 1К = /і(UR—3, иБ—Э) жүктемелі тік жасайды – 1К =/2(иК—Э) тәуелділігі және келесі тәртіптерінен транзистор жұмысын таңдайды.А т ә р т і б і. Транзистордың жұмысын лшығыс сипаттаманың линейлік аумағында айқындалады. Осы тәртіпте демалу орны (кірісте нөл қуатына сәйкесті) кіріс сипаттамасының орташа бөлігінде орналасады. Себебі, транзисторда ең үлкен тоқ өтеді, кірісте сигнал болмаған кезде де, осындай күшейткіш каскадтың жоғалтуы жоғары.В т ә р т і б і. Осы тәртіпте демалу орнын транзистордың демалу тогі кезінде нөлге жақын кезде таңдайды.Шығыс сипаттаманың линейлік аумағы, егер базада қуат пайдаланатын болса ғана эмиттерге қарсы жағымды (п—р—п- транзисторларына арналған). Демалу орны бастапқы аумағында кіріс сипаттаманың орналасады. Себебі, осы жағдайда транзисторда кірісте сигнал болмаған кезінде тоқ өткізбейді және күшейткіш каскадтың КПД жоғары. Осы тәртібінің жетіспеушілігі жұмыс сипаттаманың сәйкесті линейлі еместігі болып табылады, ол кірісте жартылай мезгілді жағымсыз сигналдар кезінде күшейткіш жұмыс істемеген болса онымен негізделеді (с.қ. транзистор базасында).С т ә р т і б і. Осы тәртіпте демалу орны кіріс сипаттаманың В нүктесінен сол жағына қарай, сонымен қатар осы кезде транзистордың демалу тоқ нөлге теңдес болуы қажет бірнеше жағымды қуаттар кезінде ғана таңдалады. Осы тәртіп ең экономикалық және күшті дыбыстық күшейткіштерде пайдаланады. Осындай тәртіптің жетіспеушілігі сәйкесті жұмыс сипаттаманың линейлігі емес болып саналады, ол кірісте жартылай жағымсыз мезгілдерінде күшейткіш жұмыс істемейді (транзистор базасында). Шығысты сигналда нақты емес гармониктері бар, оларды таңдаулы фильтрлермен шығыс күшейткіш каскадтармен жою мүмкін.Бір контакты күшейткіш каскадтар. Бір контакттыға кәдімгі транзисторлық күшейткіш каскадтар жатады, олар бүгінгі бөлімінің басында қарастырылған. Шығыс сипаттаманың линейлі аумағында жұмыс істейтін күшейткіштер, с.қ. А тәртібінде. Сондықтан сигналдар линейлі емес өзгертулерсіз күшейтіледі. Осындай күшейткіштердің жетіспеушілігі төмін КПД болып табылады: құрылымнан тыс және жұмыс тәртібінен тыс ол 5... 8 %. Құрайды. Осындай каскадтар сигналдың төмен кіріс қуаты кезінде алдыңғы күшейтуіне үшін пайдаланады және соңғының алдында каскадтар деп аталады.

62 үстіңгісімен, олар қуаттылығын конвекция нәтижесінде қоршаған ауа ортасына корпус ішіне пайдаланатын аппаратураға тапсырады. Аппаратура корпусында табиғи желдетуіне арнайы жолдар бар, онда қосымша түрде желдеткіштер орнатылады.Екі контакты күшейткіш каскадтар. Екі контакты каскадтар, екі күшейткіш элемент бар, жалпы жүктемеге жұмыс істейтін180° фазада жылжыған шығыс тоқтар деп аталады.Күшейткіш элементтер (жиі кезде транзисторлар, В немесе С тәртібінде жұмыс істейтін), әр өз электрлі цепьтарымен екі контакты күшейткіш каскадтың екі сызығына ие болады.Екі контакты транзистық каскадтарда үш түрі бар.1) бір фазалық кіріс қуаты параллельді басқаруымен каскадтар. Осындай каскадтарда кіріс сигнал бір фазада сызбаның екі сызыққа бір бұлақтан беріледі. Сонымен қатар сызықтарда әр түрлі түріндегі транзисторлар пайдаланады: п—р—п біріншіден, ал басқада р—п—р (комплементарлық жұп), олар кезекпен жартылай мезгілдерінде әр түрлі полярлігімен жұмыс істейді;2) фазаға қарсы қуатымен параллельдік басқаруымен каскадтар екі сызықтарда сигналдың бір бұлағынан. Осындай каскадтарда бір типті транзисторлар пайдаланады әр түрлі аумақтарда және фазалық инвенторлық электрлі RLC-цепьтары немесе 180° транзисторлар жұмысына фазалар жылжытуына үш нүктелі трансформаторлар;3) бір фазалық кіріс қуаты әрі қарай басқаруымен каскадтар. Осы каскадтарда бір типті өткізуімен екі транзистор пайдаланады А тәртібінде жұмыс істейтін. Сигнал бұлақтарынан қуаты транзистор бірінші жүргізілетін сызығының кіруіне беріледі, шығуынан қуатты дыбыс содан кейін транзистор жолына екінші көрінетін сызығына.Екі контактты трансформаторсыз шығыс каскадтары. Трансформаторларда ең үлкен масса бар, габариттік мөлшерлер оларда сигнал қуаттылығының бөлігі жоғалады, кең таралуын аса экономикалық және аз габариттік екі контактты транфорсматорсыз шығыс каскадтар алған, олар микро сызбалар түрінде интегральді технология бойынша іске асырылуы мүмкін.Екі контактты транфсоматорсыз шығыс каскадтар комплементарлық транзиторлық жұптарда (п—р—п- и р—п—р- түрінде) күшті шығыс транзисторларынан, алдыңғы каскадтар жақсы келісімдейі, олар төмен омды жүктемеде экономикалық тәртібінде жұмыс істейді.Шығыс каскадының кәдімгі сызбасы комплементарлық VT2 мен VT3 транзисторларында 2.14, а сур. көрсетілген. VT1 транзисторында осында соңғының алдында каскад сызба бойынша R3 жүктемемен күшейткіш сызба бойынша жиналған. VT1 жылжыту қуаты R1 резистор арқылы беріледі. Үнемі тоқ транзисторлары VT2 мен VT3

66  2.2. ЭЛЕКТРОНДЫҚ ГЕНЕРАТОРЛАР Автогенерация принциптеріАвтогенератор — ауыспалы қуатты қосылуысыз жоғары жиілілік ауыспалы қуаттылығында үнемі тоқ энергиясын жасайды.Алдымен гармониялық толқындар генераторларын қарастырамыз, оларда толқындар жиілілігі толқынды контур көмегімен тапсырылады. Сонымен қатар оларды синус секілді толқындар генераторлар деп атайды.Толқынды контурды қуат көзіне жалғау барысында онда уақыт өте келе шығындар салдарынан контурдың өзінде де, оған қосылған жүктемеде де өшіп қалатын электрлік толқындар пайда болатыны мәлім. Толқындарды тұрақты ұстау үшін, яғни, оларды өшпес қалыпқа келтіру үшін уақыт аралығы сайын оны қуат көзіне жалғау арқылы толқынды контурдағы қуат көзін әрдайым толтырып отыру қажет. Сәйкесінше, автогенератор құрамына толқынды контурдан басқа реттегіш деп аталатын, оның контурған түсуін қадағалайтын энергия көзі мен элемент кіруі қажет. Реттегіш контур толқындарының амплитуда, фаза және толқындар жиілігімен сәйкес келуі қажет, яғни, онымен басқарылуы қажет. Басқарудың бұндай механизмін осы жағдайда оң болуы қажетті кері байланыс деп атаймыз. Автогенератордың құрылымдық сызбасы 2.16 суретте бейнеленген.Негізінде реттегіш ретінде электрондық шамдарын және транзисторларын пайдаланады.

69 Автогенератордың өз – өзімен күшею тәртібі. Автогенератордың өз – өзімен күшею тәртібін білу үшін екі сипаттаманы қарастырамыз: кіріс қуаты транзистордан (толқынды контур тогі) шығыс тоқ тәуелділігі мен толқынды контурдың кіріс қуаты транзисторы, сонымен қатар айналма байланыс тереңдігі.Толқынды контурда 1-ші тоқ гармониканы ғана пайдалануы шығыс тоқ амплитуда тәуелділігі транзистор кіріс қуатынан толқынды сипаттамаларды атайды.суретінде синус секілді толқынды автогенераторлардың үш сызбасы көрсетілген: биполярлық транзисторда, аумақты транзисторда эәне электрондық шамында.Транзистордың кіріс қуатының амплитудасы толқынды контурында салыстырмалы тоққа немесе 1-ші гармоника амплитудасына сай, сонымен қатар тоқтан қуат тәуелділігі линейлі: икір = raM7max1.Осыдан: Іmax1 = икір/(юМ) айналма тәуелділігін табуға болады.Осы тәуелділік, графикалықпен суреттелген, айналма байланыс сызығы болып аталады.Сонымен, транзистордың кіріс қуатының толқынды контурында 1- гармониялы амплитудамыз бар, біреуі ОК есептеуісіз бекітіледі, ал басқасы ОК негізделеді. Тәжірибеде автогенератор қүштілігінің екі тәртібі кездеседі.Толқынды контурындағы тоқтың 1-гармониялы амплитудасы ОК негізделетін маңызы үлкен, кіріс қуатының бірдеу маңызымен. Себебі, транзистор кіруінде қуат өседі және коллектор тогіне сәйкесті өседі. Егер транзистордың кіріс қуаты шектен тыс болса, оның сипаттама күшеюі төмендейді, генератор толқының амплитудасы қуатын ұстайтын қажетті маңызына аз болады, икір ОК көмегімен транзистор базасында ол төмен түседі. Кей жағдайда қуат өсуі пайда болады, және генератор автоматты түрде тұрақты нүктесін табады. Бұл автогенератор күшеюінің тәртібі жұмсақ болып аталады. М трансформаторлық байланыстың коэффициент таңдауын автогенератоорға сыртқы әсер етуісіз генерленген толқындар амплитудасын реттеу мүмкін.

71 маңызы бар, кварц пластинаның геометриялық өлшемдерімен өлшенеді және механикалық толқындарымен (тік және көлденең). Кварцттарда екі резонансты жиіліліктер бар: f01 келесі резонасты және параллельді резонансы f02. Еркінді кварц Q = 500.10 000 кәдімгі контур үш тәртіпте жоғары болады.Квартты резонанаторлар кең таратылуын әр түрлі элеткрондық техникада орын алған. Олар сериялы түрде өндіріспен шығарылады герметикалық және вакуумды түрінде, пластмассалық, шынылы және керамикалық корпустарында, жиіліліктерімен он килогерцтен бастап жүз мегагерцке дейін. Сонымен қатар лизерлік таңдауымен жоғары нақтылығымен тапсырылған жиілігінің , сағаттар үшін жасалады.Квартты резонаторлар тактты генератор секілді сағаттарда, компьютерлер мен тұрмыстық техникада пайдаланады. Соынмен қатар олар радиотехникада пайдаланады,резонаторлар, жиілілік тұрақтатқыштар, сзгіштер, теледидарлық қабылдауыштар, өлшегін приборларда және басқа қондырғыларда пайдаланады. Сызықты өзгерілетін қуатының генераторларыСызықты өзгерілетін қуатының генераторлары (ЛӨҚГ), немесе ара секілді қуатының генераторлар, симметриялық және симметриялық емес түрінің импульстарын жасауға үшін тағайындалған. Симметриялық сызықты өзгерілетін қуат радиобиіктігін өлшейтінінде, ал симметриялық емес – осцилографтар мен электронды-сәулелі трубкаларда пайдаланады. Сызықты өзгерілетін, мысалы полог секілді (ең ұзақты) импульс бөлігі тік болып атауға болады (жұмыс) уақыт барысымен ts, ал оның қысқаша бөлігі — айналма жолымен (қалпына келтіру деңгейі) ^бр ұзақтығымен. Ишығтах қайталама келтіру ара секілді импульс амплитудасы қуаттар айырмашылығымен тік жолының бастауында және соңғысында негізделеді.Импульстың тік және айналма жолының ұзақтығының аралығы әр түрлі болуы мүмкін. Импульстар нысандары әр түрлі болуы мүмкін, сонымен қатар қиын геометриялық фигуралары ретінде болуы мүмкін (мысалы, трапеция) әр түрлі полярлігімен. Ең кең тараған ара секілді қуатының генератоларын қарастырамыз, олардың көмегімен трапеция секілді импульстарын, шекті диодты сызбаларын пайдалана отырып қабылдауға болады.Сызықты өзгерілетін қуатын үлкен қарсылығымен қуат алатын конденсаторда алуға болады, мысалы, интегрирленген цепінда, онда үнемі қуаты бар.Сызықты өсетін қуатының қалыптастыру сызбасы инвентор мен конденсатор негізінде С, RK резистор арқылы қуат алатын, Нп қосылу бұлағынан ишығтах сүнемі үлкен уақытымен 9 = RKC 2.19, а сур. 72 көрсетілген. Ашық транзисторда С конденсаторында қуаты жоқ, мәні нөлге дейін барады.

74 Сонымен, қарастырылатын ЛӨҚГ вариант пайдалануын тік жолының үлкен емес уақыт маңыздылығы кезінде көрсуге болады £пр, сонымен қатар !пр << ЛКС кезінде. 1обр қайтару жолының уақыты ашық транзистордың Лс ішкі қарсылығымен негізделеді (1обр » С • Лс).Осы сызбаның талдауынан ЛӨҚГ зарядтың тоқ тұрақтылығынжасау қажет, І(t ) = ( U - ивых(())/ЛК тәуелділігін төмендету. Тоқ тұрақтатқыштар ретінде биполярлық және аумақты транзисторларын пайдалануға болады, олар алдыңғы ВАХ учаскілерінде жұмыс істейді.Тоқ тұрақтылығы ең үздігі, тоқ тұрақтатқыш элементінің салыстырмалы қарсылығы болса (осы сызбада заряд цепінің резисторы мен конденсаторы ЛК).Аумақты тоқ тұрақтатқыш транзисторымен ЛӨҚГ сызбасы 2.19, бс ур к өрс ет і л г е н . Аумақты транзистор қадамымен қосылған, Л резисторымен және эквивалентті қарсылығын жасайды Лэ = Лс(1 + Б Л) , онда S — сипаттама күштілігі. Тәжірибеде тоқтың жақсы тұрақтатқышымен Лэ = 11,5 МОм алуға болады. Осындай ЛӨҚГ жай және экономикалық, сондықтан жиі кезде пайдаланады, мысалы, Кнл = 1 ...2 %.Қорытындыда импульстық техниканың элементтері ең үлкен таралуын импульстық логикалық және цифрлық қондырғыларда, есептегіш техникада және ақпаратты берулі жүйелерінде алды депбелгілеуге болады.    2.3.  ИМПУЛЬСТЫҚ ҚОНДЫРҒЫЛАР  Қазіргі кезде эәне электроникада кең түрінде ипуьстық қондырғылар пайдаланады электрондық техниканың арнайы қондырғылар жұмысын қамтамасыз етуіне үшін, сондай-ақ цифрлық электроникада. Импульстық элеткроникада элеткрондық кілттерін пайдаланады – қондырғылар, тез ауыстырылатын ішкі қарсылығын басқарушы сигналымен, және импульстық генераторлар, импульстар төбелерін қалаптастырылатын.

76 Триггерлерде жасалған регистрінде ақпаратап көп жылдар бойы сақталады, себебі регистр ғана сақтау элементі болып табылады (ақпаратты сақтау қондырғысы).Екі цифрлық кодтарда ақпарат ұсынылуы микропроцессорлық техникада және цифрлық ЭЕМ логикалық және арифметикалық операцияларды шешуге үшін пайдаланады. Екі кодта ақпарат берілуі байланыс каналдарының кедергі тұрақтылығын жоғары етеді және сондықтан спутникті, ұялы, радиорелейлік пен мақталы – оптикалық байланыс жүйелерінде пайдаланады.Қарігзі кезде импульстық және цифрлық қондырғыларда жиі кезде аса қысқаша импульстар пайдаланып жүр тік бұрыштарға жақын. Осныдай импульстарында тік бұрышты нысанда жетіспеушілік көрінеді, олар индукциялық пен байланыс цепь теңдіктерімен байланысты. Жиі кезде бір импульсты нысан жақсы осцилограмм экранында қарастырылады.Тік бұрышты импульстар келесі параметрлерімен сипатталады:Umax— импульс амплитудасы, AUm » 0,1Umax — импульс биігінен түсуі, т — импульс ұзақтылығы, Тф — фронт ұзақтылығы, TC — кесу ұзақтылығы.Импульстың максималды жетіспеушілігі немесе бастауыш деңгейінен тоқ импульс амплитудасы болып атайды.Импульс ұзақтылығы амплитуда маңызынан 0,7 деңгейінен өлшенеді.Ауыспалы процесс ұзақтылығы (импульс фронтының ұзақтылығы) 0 бастап 0,9Umax өлшенеді.Кесу ұзақтылығы төмендеуінен бастап 0,1 Umax дейін өлшенеді.Импульстық қондырғылардың тез әсер етуі жоғары болса, фронт пен кесу ұзақтылығы төмен, ал импульс нысаны тік бұрышқа жақын. Жиі кезде фронт пен кесу ұзақтылығы бірнеше импульс ұзақтығынан проценттен тұрған. Кей жағдайда, импульстың фронт қалыпын фронттың (кесудің) бұрыштамасымен сипаттайды, яғни, фронт немесе кесу ұзақтығына амплитуда қатынасымен сипаттайды. Импульс биігінде қуаттың төмендеуі төмендеу коэффициенті болып аталады: Кс= AUm/Umax. Импульстың төмендеу коэффициенті жиі кезде 0,01 жоғары болмайды және импульстық жүйені қалыптастыратын сапасын сипаттайды.Импульстық және цифрлық электрондық қондырғыларында әр түрлі нысанды электрлі импульстар бар. Олардың кең пайдалануымен оларды кең қарастырамыз.

78 элеткронды – сәулелі индикторлар ашылу сызбаларында өсетін қуаттылығының жиі кезде линейлі импульстарды пайдаланады. 2.3.2. Электрондық кілттер«Кілт» термині кең түрінде автоматикада және автоматиканың радиотехникасында пайдаланады – көп реттік контактты қолды қосқышын белгілеу үшін, ал радиотехникада – радиокілтті белгілеу үшін, Морзе әліпбиімен хаттардың импульсты берілуімен тағайындалған. Электрондық кілттің негізгі тағайындалуы – қосу және сөндіру операциялар (ағылшын техникалық терминологиясында — On және Off).Қазіргі кезде импульстық қондырығларда электрондық кілттерін пайдаланады – басқарушы сигнал әсерімен ішкі қарсылығын тез арада өзгеріп отыратын қондырғылар. Электрондық шамдарында электрондық кілттер, транзисторлар, оптрондар мен логикалық элементтер кең таралуын алды. Олар әр түрлі тізбек мен қондырғыларын, қосылу бұлақтарын, жоғары және төмен қуаттарын, әлсіз және мықты тоқтарын қосу мен сөндіруде пайдаланады.«Кілт» термин ретінде импульстық цифрлық қондырғылар дамуымен иә – жоқ (қосылған - қосылмаған) принципі бойынша жұмыс істейтін элементті түсінуге бастады. Осындай кілттерді цифрлық логикалық элементтер негізінде жасалады.Әр түрлі электрондық кілттер жұмысының ерекшеліктерін қарастырамыз.Диодты кілттер. Олар шамды немесе жартылай өткізгішті диодтар негізінде жасалады дәйекті түрле параллельді сызбалар пайдалануымен. Жартылай өткізгіш диод тоқты бір бағытта ғана өткізеді (плюстан бастап минусқа дейін, 4 бөлімінде қар. – түзеткіштер). Сөндірілген сәтінен кілттің жолы қосылған сәтіне икір > U0 кезінде болады. U0 жылжыту қуаты өзгере отырып, кілттің қосу және сөндіру сәтін өзгеруге болады.Диод ашық болса, кілт қосылған, шығуында қуат диод кірісінде теңдес, сонымен қатар диод қарсылығы аз (жүктеме қарсылығына ең аз). Керісінше, диод жабық болса, кілт ашылған және шығуында қуат U0 жылжыту кернеуге тән.Қысқаша импульстардың тіке фронттарымен арқылы өтуі кезіндебасты рөлін Сд диодты паразиттік теңдіктер атқарады және Сн жүктемесі (монтажды өткізгіштер теңдіктерімен). Жүктеменің теңдігі үлкен болса, заряд және разряд уақыты тым көп болады, сонымен қатар кілт коммутациясы мен оның тез арада әсер етуі аз болса қуаттың ауыспалы процесстерінің көп.Транзиторлық кілттер. Транзиторлық электрондық кілт екі

82 кілттерінен гөрі оларда бір қатар артықшылығы бар: жоғары кіріс қарсылық, кіші нүктелер, жақсы жиілілікті сипаттамалар мен радиациялық тұрақтылық.Өрісті транзисторларда кілтті және күшейткіш каскадтар сызбаларды жеңілдетеді және электрондық қондырғылар сенімділігін көтереді. Өрісті транзисторларда жоғары кіріс қарсылығы бар сақтаумыз маңызды және кернеумен басқарылады, жапқыштан беріледі, ал тоқпен емес, кідімгі транзистор секілді. Сондықтан олардың ауыспалы үрдісінің үнемі уақыты мен ұзақтылығын төмендетуіне конденсатордан кейін кіріс тізгегіне сөндірілетін қарсылығын енгізеді.Тиристорлық кілттер. Тиристор басқарушы электродта сәйкесті кернеунің екеуінің біреуінде тұрақты жағдайында орналасуы мүмкін. Басқарушы кернеуде критикалық тиристордан төмен болса жабық. Егер ол критикалықтан жоғары болса немесе тең болса, тиристор ашық.Тиристордың бір тұрақты жағдайынан басқаға ауысуы секіруімен пайда болады (ВАХ жағымсыз учаскіде прибор жағдайы тұрақсыз). Тиристор, егер басқарушы электродта кернеу бастапқы кернеуден жоғары болса U1 ашылады, сондықтан осы ауысуында тиристорқарсылығы және тоқ, одан өтетін, 106... 107 ретке өзгереді. Тиристодыңкері ауысуы жабық сәтіне U2 басқарушы электродта кернеуі болған кезінде болады. 107 Ом бастап қарсылығы кезінде жабық сәтте тристорда тоқ күші 10-6 А құрайды, ал жабық — 0,1 бастап 1,0 А дейін. Осылайша, тиристорда тоқ пен қуаттылығы бойынша қосылудың аса жоғары коэффициенттері бар және тамаша кілтті қондырғы болуы мүмкін.Ұқсас тиристорға жарық кезінде фототиристор қосылады.Фотоэлектрлік қондырғыларда электрондық кілттері. Осындай кілттердің қосылуы олардың сезімтал аумағына жарық берілген кезінде болады. Осылайша, жарық жолы кілт өткізгішіне әсер етеді (немесе ішкі қарсылығы) және тқты тізбекке қосады. Кілтті каскадтарда фотоқарсылықтар, фотодиодтар, фототранзисторлар, сонымен қатар оптопарлар мен оптрондар пайдалануы мүмкін (5 бөл. қар). Импульстық генераторларИмпульстық генераторлар түрлерінің үлкен санының болуы электроникада пайдаланатын, олардан әр түрлі белгілерінен категориялауын талап етеді. Функционалды тағайындау мен нысаннан тыс генератор импульстарымен жасалатын келесі үлкен класстарға бөлінеді:■тік бұрышты импульстар генраторлары; 83 ■сызықты алмастырылатын (ара секілді) кернеу генераторлары;■арнайы функциялар генераторлары (сирек пайдаланады).Т і к б ұ р ы ш т ы и м п у л ь с т а р г е н е р а т о р л а р ы н д а :■өз еркімен нысанды импульстар немесе синус секілді кернеуден тік бұрышты импульстар қалыптастырушылар;■күтетін генераторлар, яғни қолайлы импульс бойынша жұмыс істейтін;■меандролық дәйекті жолымен генераторлар, яғни ұзақтығымен импульс дәйегін қалыптастырылатын, олардың арасындағы аралықтың теңдес ұзақтығымен;■автотолқынды генераторлар – мультивибраторлар, блокинг –генераторлары мен фантастрондар;■импульстық цифрлық дәйекті генератолары.Айтылған генераторлар бейнеимпульстарына үшін пайдаланады, бірақ олар генерацияға үшін пайдалануы мүмкін (немесе модуляцияға) осындай нысанды радиоимпульстарына жоғары жиілілігімен толтыруымен. Жоғары жиілілігі импульстық модуляция амплитуда бойынша мүмкінді, жиілілігі мен фаза бойынша.Сызықты а л м а с т ы р ы л а т ы н к е р н е у г е н а р т о р л а р (а р а с е к і л д і) :■симметриялық генераторлар (симметриялық сызықты өсуімен және кернеу немесе тоқтың кетуі);■симметриялық емес генераторлар (ақырын өсуімен және тез арада қайтаруымен кернеу немесе тоқтың жағдайына шығыс жағдайына);■тоқ тұрақтатқышымен генераторлары;■жағымды кері байланыспен генераторлар;■жағымсыз кері байланыспен генераторлар;■автогенераторлар (мультивибраторлар, блокинг-генераторлар мен фантастрондар негізінде).

86 R sRT t1 ^1 ] t t  t  2.24. сур. Интеграцияланған орындауындағы (а) симметриялық RS-триггерінің сызбасы, оның кернеу эпюрлері (б) және УГО (в) Q = 1 сәтінде, R кіруіне импульстың берілуі кезінде ол Q = 0 жағдайына келеді. Егер әрі қарай S кіруіне импульс берсе, триггер Q = 1 сәтіне айналады.Бір кілтті каскадымен байланыс басқа кіруімен көшкін тәрізді процессті шақырады. Каскад арасындағы байланысын көбею есебінен көшкін тәрізді үрдісін жылдамдатуына үшін қатарлас R1 мен R2 байланыс резисторларына C1 мен C2 конденсаторлары қосылған, олар триггердің статикалық жағдайына әсер етпейді, бірақ тамаша өзгеруін тауыспалы тәртіпте тапсырады.Триггер шектеусіз ұзақ тұрақты жағдайда болуы мүмкін. Егер транзисторлардың бірі, мысалы VT1, ашық болса, онда VT2 транзистор базасының потенциалы исм жылжыю кернеу бұлағы потенциалы есебінен жағымды болады және оның жабылуына әкеледі. Үлкен жағымсыз потенциал коллекторда VT2 зжабық транзистор коллекторында R2 резисор арқылы VT1 транзистор базасына оны қанықтыру тәртібінде ұстап отырып беріледі..R жағымды импульс кіруінде VT1 транзисторы жабылады. Оның коллекторындағы жағымсыз потенциал өседі және С1 мен R1 резистор арқылы VT2 транзистор базасына беріледі. Оның коллекторында жағымды потенциал көрінеді (эмиттерден), ол С2 конденсатор арқылы және R2 резистор арқылы VT1 транзистор базасына беріледі, оның қайта жабу үрдісін күшейте отырып. Осылайша, RC-тізгектер арқылы үлкен жағымды кері байланыс күшейеді, триггерді көшкін секілді«лақтыруға» әкелетін және оның жаңа тұрақты жағдайына ауысуы. Кері ауысу S триггердің кіруінде жағымды импульстың берілуі кезінде ғана болады. Сызба симметриясына қарамастан кері ауысу тік секілді жалғасады, егер үрдісті қарастырылған болса VT1 мен VT2 транзисторларын орындарымен ауысуы кезінде. 87 Триггерлердің интегральді микро сызбалары 3.2.5 логикалық элементтерінде бөлімшелерінде қарастырылған. 2.3.6. Блокинг-генераторларБлокинг-генератор деп үлкен амплитуда мен қуаттылықтың қысқа ұзақтығының (он бөліктердің микросекундалар бірлігіне дейін) тікбұрышты импульстарын қалыптастырушы трансформаторлық дұрыс теріс байланысы бар бір каскадты регенеративті импульстік құрылғыны атайды.Блокинг-генератордың (БГ) мультидірілдеткіштерден айырмашылығы оның бір ғана күшейткіші болады, ол импульстардың ұзақтығының және жиілігінің қайталануын реттеуді жеңілдетеді. Бірақ оған кіретін трансформатор конструкциясын күрделендіреді және оның миниатюралауды қиындатады. Сол уақытта, трансформатордың қосымша жүктеме орамасын қолдана отырып, жүктеме мен қосылу көзінің электрлік түйінделуін жүзеге асыруға, және шығу кернеуін күшейтуге болады.Блокинг-генераторлардағы блокинг-процесс (БП) деп аталатын регенеративтік процесстер тоқтар мен кернеулердің секіруін жасай отырып, фазалар мен амплитудалар балансының жағдайларын орындау кезінде туындайды. Импульс алаңын қалыптастыру кезінде туындайтын блокинг-процесс тікелей (ПБП), ал импульс кескінін қалыптастыру кезінде — қайта (ОБП) деп аталады. Импульстар арасында паузаны қалыптастыру конденсаторын (мультидірілдеткіштердегідей) зарядтау кезіндегі релаксация процесстерімен шартты болған, ал импульс шыңын қалыптастыру — конденсаторды зарядтау кезіндегі релаксация процесстерімен (ол БГ ерекшелігі болып табылады).Блокинг-генераторлар күту және автотербеліс режимдерде жұмыс істей алады. Соңғысында олар үлкен импульстер қуыстылығын генерациялайды (М = 1 000 және жоғары). БГ пайдалану импульстардың нысанын жақсартатын қуатты жүктемеге жұмыс істеу кезінде әсіресе әсерлі. 88                2.25-сурет. Транзистордағы автотербеліс блокинг- генераторының сызбасы (а) және кернеулер эпюралары (б) Сондықтан БГ қуатты импульстық құрылғыларда, көбіне жоғары жиіліктегі импульстық генераторлардың модуляторларында қолданылады.Транзистордағы блокинг-генераторы кернеулерінің сызбасы мен эпюралары 2.25-суретте келтірілген. Автотербелісті режимге жету үшін сызбада көрсетілгендей ЯБ резисторын U қосу кернеуінің көзіне қосу керек. Бұл жағдайда БГ өзінің тұрақты жағдайын жоғалтады, яғни оның екі жағдайы да квази тұрақты болады.Уақыттың t1 бір сәтінде транзистордың VT базасында кернеу нөлге жақын деңгейге жетеді, және ол ашылады. Ол кезде блокинг- генераторда нәтижесінде транзистор қанықтыру режиміне көшеді. Бұл режимде конденсатор С трансформатордың екінші орамы кернеуімен және базалық тоқпен зарядталады. Конденсатордың зарядталуы бойынша база кернеуі өседі, ал базалық тоқ азаяды.Уақыт t2 сәтінде транзистор VT қанығудан шығады және нәтижесінде транзистор жабылатын кері блокинг-процесс болады. Транзистор жабылғаннан кейін конденсатор С трансформатордың базалық орамы, қосылу көзінің резисторы ЯБ және қосылу кернеуінің көзі U арқылы қайта зарядталады (t2... t3 уақыт интервалында). Базадағы кернеу теріс бола бастағанда, регенеративтік процесс дамиды, оның нәтижесінде транзистор қайтадан қанығу режимінде болады.Әр қарай сызбадағы процесстер қайталанады. Барлық қарастырылған процесстер күту БГ тиісті процесстермен ұқсас. Автотербелісті БГ айырмашылығының ерекшелігі конденсаторды С 89 зарядтан ажырату емес, қайта зарядтау болып табылады.Автотербелісті блокинг-генератордың шығі импульстарын қайталау кезеңі: Т = Тпр + Ти, онда Тпр — сыйымдылықты қайта зарядтау уақыты; Ти — импульс ұзақтығы. Қайта зарядтау уақыты импульс ұзақтығынан маңызды үлкен болғандықтан, Т және Тпр. деп санауға болады. Импульстардың қайталану кезеңін конденсатордың С және резистордың ЯБ көмегімен реттеуге болады.Блокинг-генераторлар радиолокаторларда, импульсті лазерлердежәне өте қысқа және қуатты импульстар талап етілетін басқа импульстық тізбектерде пайдаланылады. Бақылау сұрақтары 1. Аналогты күшейткіштердің ерекшеліктері қандай? Күшейткіштердің қандай түрлері бар?2. Кіру орнында тұрақты және ауыспалы кернеулер кезінде күшейткіш транзисторлық касскадтың ерекшеліктері қандай?3. Ауыспалы кернеудің транзиысторлық күшейту каскадтарында конденсаторлар не үшін керек?4. Резонанстық күшейту каскадының сызбасының суретін салыңыз және жұмысын түсіндіріңіз. Олардың АЧХ және ФЧХ қандай?5. Резонанстық контур өткізгішінің жолағын қалай анықтауға болады және ол неге байланысты?6. Тұрақты тоқ күшейткіші деген нені білдіреді және ол қалай жұмыс істейді?7. Дифференциалдық күшейту каскадының сызбасының суретін салыңыз және жұмысын түсіндіріңіз.8. Операциялық күшейткіш (ОУ) деген нені білдіреді және ол қалай жұмыс істейді?9. ОУ микросызбасы қандай негізгі каскадтардан тұрады?10. ОУ бар күшейту каскады дегеніміз не және ол ИМС ОУ несімен айрықшаланады?11. Күшейткіштердегі кері байланыстар не үшін керек және электр қондырғыларында қандай кері байланыстарды пайдаланады?12. Қуаттылықты күшейткіштер (УМ) немен сипатталады және оларды не үшін пайдаланады? 90 13. Шығу каскадратырының үнемді жұмыс режимдеріне қалай жетуге болады?14. Транзисторлардың комплементарлы жұбына арналған екі тактілі трансформаторсыз шығу каскады сызбасының суретін салыңыз. Оның қалай жұмыс істейтінін түсіндіріңіз.15. Автогенератор деген нені білдіреді және оның құрамдас элементтері қандай?16. Синусоидалық кернеулер автогенераторының сөнбейтін тербелістерінің генерациясы жағдайларын қандай параметрлер белгілейді?17. Автогенератордың жиілігін тұрақтандыру не үшін керек және ол қалай жасалады?18. Биполярлы және дала транзисторларында автогенераторлардың сызбасының суретін салыңыз. Олардың қалай жұмыс істейтіндігін түсіндіріңіз.19. Мультидірілдеткіш деген нені білдіреді және оның сипаттамалары қандай?20. Блокинг-генератор деген нені білдіреді және ол үшін не сипатты?21. Жолақты өзгерткіш кернеулердің ерекшелігі неде? 91  3-тарау        МИКРОПРОЦЕССОРЛЫҚ ТЕХНИКАНЫҢ негіздері     МИКРОЭЛЕКТРОНИКА ЖӘНЕ ИНТЕГРАЛДЫҚ МИКРОСЫЗБАЛАР Қазіргі микропроцессорлық электондық техникасының жетістіктері маңызды деңгеуде өнеркәсіптің өте көп салаларының (робот техникасы, автоматика, бақылау-өлшеу техникасы) техникалық деңгейін белгілейді. Күрделіліктің тез өсуі және радиэлектрондық аппаратураның миниатюраландыру талабы микроэлектроника негізінде элементтік базаны құрудың жаңа жолдарын іздеуді талап етті. Электрондық техниканың дамуының қазіргі кезеңінің ерекшелігі микроэлекторониканы барлық электрондық құрылғыларға барынша күшейту процесі болып табылады.Микроэлектроника — электрониканың ғылыми-техникалық бағыты, ол физикалық, химиялық, сызбалық техникалық және технологиялық әдістерді пайдалану негізінде миниатюралы электрондық құрылғыларды жасау міндетін шешеді — электрондық бөліктердің көп бөлігін қамтитын микросызбалардан тұрады.Жартылай өткізгішті интегралдық микросызбаларды дайындау жоғары технологиялар саласына жатады және технологиялық жабдықтауға маңызды капиталдық шығындарды талап етеді. Интегралдық микросызбаларды дайындаудыі технологиялық процесі 92 ерекше таза материалдарды пайдалануды, жұмысқа білікті персоналды тартуды талап етеді. Сондықтан жартылай өткізгішті микросызбалардың технологиясын әзірлеу және енгізу бұқаралық өндіру (қалталы радиоқабылдағыштарды, мобильді телефондарды, планшеттерді және т.с.с.) жағдайларында ғана экономикалық мақсатты. 93 Микрожинақтар және интегралдық микросызбаларМикрожинақтар — балқытып (асып) біріктірілген белсенді және пассивті элементтермен (тразисторлармен, конденсаторлармен және т.б.) қалың пленкалы технология бойынша дайындалған платада орындалған функционалдық электрондық құрылғылар (күшейткіштер, генераторлар, қабылдауыштар және т.с.с.).Интегралдық микросызбалар — бұл бір жартылай өткізгіш кристалда, герметикалық пластмасса немесе керамикалық корпуста жіңішке пленкалы технология бойынша орындалған көптеген пассивті және белсенді элементтері бар миниатюралық функционалдық электрондық құрылғылар.Топтастырудың маңызды белгілері орындау технологиясы (қалың пленкалы және жіңішке пленкалы) және конструктивті орындау болып табылады.Қ а л ы ң пл е нк ал ы т ех но л о гия әрі қарай кептіре және күйдіре отырып типографиялық басу әдісімен эмульсиялық қабаттарды басуда. Бұл әдіспен, әдетте, пассивтік элементтерді алады (резисторлар, индуктивтігі және сыйымдылықтар), ал жолақты емес және белсенді элементтерді (диодтар және транзисторлар) балқытып жабыстырады. Қалың пленкалар негізінде сызбаларды дайындау технологиясы салыстырмалы қарапайым болып табылады және күрделі және аса қымбат жабдықты талап етпейді. Қалың пленкалы ИМС жоғары сенімділігімен және өздік құнының көп болмуымен сипатталады.Ж і ңі ш к е пл ен к ал ы т ех н о л о гия кезінде жартылай өткізгіштерді, оқшаулағыштарды және металлдарды молекулярлық түйінді немесе плазмохимиялық әдіспен ваакумды қондырғыларында салады. Бұл әдістер суреті, әдіс ұсынған фотолитография бойынша кезеңмен салынатын қабаттардан кез келген элементтерді және күрделі сызбаларды жасауға мүмкіндік береді. Бұл технологиядағы пленкалар қалыңдығы 0,1-ден 0,5 мкм дейінді құрайды, жолақтардың немесе олардың арасындағы аралықтардың ені 0,3 мкм жетуі мүмкін. Бір белсенді элементтің өлшемдері аз болған сайын, бір кристалда күрделі ИМС жасауға болады. Сондықтан қазір бөлшектерді 0,3 мкм өлшемдерімен ИМС дайындауға мүмкіндік беретін ультрафиолетті фотолитографияға көшу жүзеге асырылады. Сонымен қатар элементтерінің 10 нм = 0,01 мкм өлшемдерімен ИС алуға мүмкіндік беретін ең жаңа ненотехнологиясы әзірленуде.Конструктивтік орындалуы бойынша ИМС гибридтік және жартылай өткізгіш болып бөлінеді. Гиб р ид т ік ИМС жіңішке 94 пленкалы немесе қалың пленкалы пассивтік бөлшектер және жартылай өткізгіш белсенді аспа бөлшектері – ИМС компоненттері болады. Гибридтік қалың пленкалы технология мамандандырылған микросызбалардың – қуатты құрылғыларға арналған микрожинақтардың салыстырмалы көп емес бөлігін дайындау қажет болған жағдайларда алға қойылады.Ж ар т ы л ай ө т к і з гі ш ИМС негізгі басымдығы бөлшектерінің жоғары тығыздылығымен жіңішке пленкалы технология бойынша жоғары сапалы электрондық элементтерді дайындау мүмкіндігі болып табылады. Ол кезде элементтердің параметрлеріне рұқсат берулер 1—2 % дейін жетуі мүмкін. Бұл пассивті бөлшектердің номиналдық параметрлерінің дәлдігі және олардың тұрақтылығы шешуші мағынада (мысалы, сүзгілердің кейбір түрлерін, фазаны сезгіш және сайлау сызбаларын, генераторлард және т.с.с. дайындау кезінде) болған кезде маңызды.Микроэлектрониканың басты қасиеттерінің бірі — ИМС жоғары сенімділігінің, біріктірулер санын айтарлықтай төмендетудің және тұтас тораптарды, сонымен қатар жеке элементтерді резервілеу мүмкіндігінің арқасында аппаратураның сенімділігін арттыру. Микросызбаларда балқытып біріктірулер болмаған, ал сыртқыларынан кіру және шығу өткізгішін ғана балқытып бріктіру керек кезде біріктірулердің бұзылуының салдарынан микросызбаның қатардан шығу анықтылығы дискреттік жартылай өткізгішті микросызбаларға, мысалы транзисторларға қарағанда артық емес. Жартылай өткізгішті микросызбадың бас тартуының қарқындылығы қазіргі кезде 10-9 ч-1жетеді.Микроэлектрониканың дамуы шағын габаритті, сенімді және үнемді есептеуіш машиналарын және жүйелерін құрумен байланысты, онда бір типті элементтердің көпшілігі пайдаланылады. Сондықтан бірінші кезекте логикалық және есептеуіш микросызбаларының түрлері жасалған. Гибридтік ИМС байланыстың қабылдау-беру аппаратурасында, жоғары жиілікті күшейткіштерде, микрофон күшейткіштерінде, СВЧ-құрылғыларында және т.б. пайдаланылады.Микросызбалар тұрмыстық хабарлау аппаратурасында көп қолданылып келеді, мысалы теледидарлардың сигналы аз деңгейдегі барлық каскадтары микросызбаларда жиналады. Бейнемагнитофондарының, тасымалданатын автомобиль радиоқабылдағыштыраның электрондық құрылғылары қазір типтік микросызбаларда орындалады.Элементтерді және компоненттерді ораудың функционалдық қиындығын және тығыздылығын ұлғайту үлкен интегралдық сызбалардың (БИС) пайда болуына әкелді, оларда жеке элементтердің (күшейткіш каскады, тригтер, логикалық ұяшық және т.с.с.) орнына 95 интегралдық тораптар және тұтас құрылғылар (тіркеуші, есептеуіш, күшейткіш, аналогты-цифрлық және цифрлық аналогты түрлендіргіштер, есте сақтау құрылғысы және ЭВМ процессорының өзі) пайдаланылады. Күрделілігі бойынша БИС кемінде 100 логикалық сызбаға тең деп саналады. Микросызбалардың күрделілігі деңгейінің көрсеткіші K = lgN интеграциясының деңгейі болып табылады, онда N—ИС құрамына кіретін элементтер мен компоненттер саны. 1-ші деңгей микросызбасына арналған N < 10 и 0 < K < 1, для 2-й — 10 < N< 100 және 1 < K < 2, 3-ші үшін 100 < N < 1000 и 2 < K < 3. 5-ші деңгейдегі интеграциясы ИМС кристаллда 105 дейінгі бөлшектерге дейін болады. Диаметрі 150 мм бір кремний пластинасында ондаған СБИС құралады, олар жалпы ЭВМ функцияларын орындай алады. БИСжүзеге асыру үшін металл –диэлектрик – жартылай өткізгіш (МДП құрылымы) құрылымы жарамдырақ. МДП-құрылымдарындағы сызбалар дайындалуында біраз жеңілірек, басқару кернеулерінің үлкендігі шамалы, аз қуаттылықты тұтынады, жоғары тез әсер етушілік сипаты бар.Микросызбалар оларды дайындау әдістері бойынша да, ондағы қолданылатын физикалық құбылыстар бойынша да топтастырылады.Микросызбалардың шартты белгісіне төрт элементкіргізілген. Бірінші элемент: коструктивтік-технолологиялық орындауды көрсететін сан, екінші және үшінші сандар — осы серияны әзірлеу нөмірі (бірінші үш саны микросызбалар сериясының нөміріне сәйкес келеді). Төртінші бөлшек (бір немесе екі сан) — осы сериядағы функционалдық белгісі бойынша микросызбаны әзірлеудің реттік нөмірі. Мысалы, 133ТМпорядковый номер разработки микросхемы по функциональному призн жазбасы мынаны білдіреді: 133 сериясының жартылай өткізгіш микросызбасы, ол 2 әзірлеу нөмірі бар екі D- триггерді ұсынады. Микросызбалардың санаттары мен топтары және олардың белгіленулері (жақшаларда) 3.1-кестеде келтірілген. 96 . 1 - к е с т е . М и к р о сы з ба л а р д ы ң са на т т а р ы м е н т оп т а р ы ж ә н е ол а р д ы ң б е л г і л е н у л е р іСанатыТобыКүшейткіштерЖоғары жиілікті (УБ), синусоидалды (УС), аралық жиілікті (УР), тұрақты тоғының (УТ), төмен жиілікті (УН), бейнекүшейткіштер (УВ), оқу және жүргізу (УЛ), импульстық (УИ), индикация (УМ), операциялық және дифференциалдық (УД), басқа (УП)ГенераторларҮйлесімді сигналдардың (ГС), тікбұрышты сигналдардың (ГТ), жолақты өзгертуші сигналдардың (ГЛ), арнайы нысандағы сигналдардың (ГФ), шудың (ГМ), басқа (ГП) 97 3.1-кестенің соңы                                            9 8 СанатыТобыТүрлендіргіштерЖиілік (ПС), ұзақтық (ПД), фазалардың (ПФ), қуаттылықтың (ПМ), кернеудің (ПН), аналог — коды (ПК), кодтарын ашушы (код — аналог) (ПД), код — код (ПР), деңгейдің (келісушілер) (ПУ), басқа (ПП)МодуляторларАмплитудтық (МА), жиілік (МС), фазалық (МФ), импульстық (МИ), басқа (МП)ДетекторларАмплитудтық (МА), жиілік (МС), фазалық (МФ), импульстық (МИ), басқа (МП)ТриггерлерJ-түріндегі (ТВ), D-түріндегі (ТМ), -RS-түріндегі (ТР), T-түріндегі (ТТ), құрамдастырылған (түрлері DT, RST. Т және басқалар. (ТЛ), Шмитт (ТК),динамикалық (ТД), басқа (ТП)Кілттер және коммутаторларТранзисторлық (КТ), диодтық (КД), оптоэлектрон- дық (КЭ), тоқтың (КТ), кернеудің (КН), басқа (КП)СүзгілерЖоғары жиіліктердің (ФВ), төменгі жиіліктердің (ФН), жолақтық (ФП), қоршамалық (ФГ), режекторлық (ФР), тегістеуші (ФС), пассивті (БМ), белсенді (БР), басқа (БП)Логикалық бөлшектерИ (ЛИ), ИЛИ (ЛЛ), НЕ (ЛН), И—НЕ (ЛА), ИЛИ—НЕ (ЛЕ), И—ИЛИ (ЛС), И—ИЛИ—НЕ (ЛР), И— ИЛИ— НЕ/И-ИЛИ (ЛК), ИЛИ—НЕ/ИЛИ (ЛК), кеңейткіштер (ЛД), басқалар (ЛП)Есте сақтау құрылғыларының бөлшектеріЖинақтаушы матрицалар: ОЗУ (РМ) және ПЗУ (РВ), ОЗУ басқару сызбаларымен (РУ), ПЗУ (маскалық) басқау сызбаларымен (РЕ), ПЗУ басқару сызбаларымен (РТ), басқа (РП)Есептеуіш бөлшектерТіркешілер (ИР), суммалаушылар (ИС), жартылай суммалаушылар (ИЛ), есептеуіштер (ИЕ), шифрлаушылар (ИШ), шифрды алушылар (ИД), құрастырылған (ИК)Көпфунционалды сызбаларИмпульстық (ХИ), сандық (ХЛ), аналогты-им- пульстық (ХЕ), аналогты-логикалық (ХВ), аналогты-импульсты-логикалық (ХК), басқа (ХП)ҚұрастырушыларТікбұрышты нысандағы импульстердің (АГ), арнайы нысандағы импульстердің (АФ), адресті тоқтардың (АА), разрядтау тоқтарының (АР), басқа (АП)Қосылуды екінші рет сынауТүзетушілер (ЕВ), түрлендірушілер (ЕМ), кернеуді тұрақтандырушылар (ЕН), тоқты тұрақтандырушылар (ЕТ), басқа (ЕП) 99 Технологиялық орындалуы бойынша микросызбалар жартылай өткізгішті және біріктірілген болып бөлінеді (шартты белгілеудегі бірінші сандары 1, 5, 7), гибридтік (2, 4, 6, 8), пленкалы (3). Кеңінен пайдаланылатын микросызбалар үшін шартты белгілеудің бірінші элементінің алдына К әрпі қойылады.Орындалатын функциясының сипаты бойынша микросызбалар мына санаттарға бөлінеді: генераторлар, күшейткіштер, түрлендіргіштер, логикалық бөлшектер, ЗУ бөлшектері және т.б. Әр санат, өз кезегінде, топтарға бөлінеді. Мысалы, күшейткіштер синусоидалдық, тұрақты тоқ, импульстық, аралық және төменгі жиілік, операциялық және дифференциалдық бейнекүшейткіштер, қайталаушылар болып бөлінеді.Микросызбалар сериялар бойынша да топтасады. Бір серияға жататын микросызбалардың технологиясы, қосылу кернеуі, сенімділігі, сонымен қатар сыртқы әрекет етудің рұқсат етілген деңгейлері бірдей. ИМС дайындаудың технологиялық процестеріГибридті ИМС дайындаудың қ ал ы ң пл ен к а л ы т ех но л о гия с ы н д а баспа платаларын дайындау технологиясына жақын материалдарды және технологияны пайдаланады. Төсем ретінде фольгаланған текстолит және гетинакс пайдаланылады. Конденсаторлардың өткізгіштері, пластиналары және индукциялану бөлшектері ретінде фольга немесе гальваникалық және химиялық тұндырмалар қолданылады: Al, Cu, Ag, Au. Кедергілі бөлшектерді дайындау үшін құрамында NіCr немесе SіCr бар эмульсияларды және суспензияларды пайдаланады. Диэлектриктер ретінде эроксидтік симоланы, силикон резиналарды, лактарды пайдаланады. Гибридтік ИМС дайындау процесі ктаптарды асудың типографиялық процестеріне ұқсас. Барлық талап етілетін материалдарды суспензиялар, эмульсиялар, лактар, сырлар түрінде дайындайды. Басу әдісімен гетинакс фольгасына қышқылға берік лактың қорғау қабатын жағады. Кептіргеннен кейін металлды қышқыл ерітіндісінде өңдейді. Одан кейін баспамен кезеңмен конденсаторлардың резисторларын, оқшаулағыштарын, қоршауын салады. Әрі қарау, кептіргеннен кейін, жолақты емес және белсенді бөлшектерді балқытып жабыстырады (диодтар, транзисторлар). ИМС дайындаудың соңғы кезеңдерінде өорғаушы диэлектрлік жабындар жабады және сызбаны пластмасса немесе металл корпусқа салады. Гибридтік ИМС-тің арнайы фнкционалдық тағайындалуы бар. Оларды шамалы партиялармен орындайды, 100 және микросызбаның әр түрінің өзінің ерекше технологиясы болуы мүмкін.Ж і ңі ш к е п л е нк а л ы т ех н о л о гия д а жартылай өткізгішті ИМС дайындау процесі келесі негізгі кезеңдерден тұрады: диффузиялау, оксидтау, эпитаксиалдық өсіру, фотолитография және вакуумдық шаңдату, газ ортасынан химиялық тұндыру, андтау.Жартылай өткізгішті жіңішке пленкалы ИС төсемдері ретінде кристаллданған кремнийден, арсенид галийден, фосфид галийден жасалған пластиналарды пайдаланады. Кремний технологиясы көп таралған, онда қалыңдығы 0,5 мм және диаметрі 150 70, 100 және 150 мм қоспаланған кермнийден жасалған стандартты планшайбалар пайдаланылады. Пластиналарды тегістелгенжәне полирленген беттері бар дискілер түрінде жеткізеді. Дайындау процесінің алдында оларды қышқыл ерітіндісінде улайды, деионизделген суда жуады және сүзілген ауа астында кептіреді.Жіңішке пленкалы микросызбаларды дайындау енгізінде планшайбаға жіңішке пленканы кезеңмен жағудың ваакумдық процестері жатыр.Қысқаша айтылған технологиялық процестерді қарастырамыз.Диффузия. р—л-өткелдерінің ИС құрылудың көптеген әдістері қатты денедегі диффузия құбылысын пайдалануда негізделген. Қазіргі микросызбаларды алудың кремний технологиясы 1 000—1 300 °С температурасында кремний пластинасындағы легирлеуіш қоспалар диффузиясына негізделген. Әдетте акцепторлық қосындысымен – бормен (р-саласы) қосылған кремний пластинасын (төсемін) алады — және оны диффузиялық кварц реакторына салады. 1 200 °С температурасында реакторға донорлық қосындысы бар (мысалы, фосфор) газды береді. Егер төсемнің төменгі жағы қорғалған болса, онда өңделгеннен кейін 30 минут бойы жоғарғы беттің 0,1 мм тереңдігінде, донорлық және акцепторлық қосындыларының концентрациясы тең жерде, р—n-өткел пайда болады. Реакторда әрі қарай болу кезінде р—л-өткел төсенің тереңдігіне қарай ығысады.р—л—р-өткелін қалыптастыру үшін газды беруді әртүрлі легирлеуші қоспалармен кезектеп отыру керек. Нәтижесінде жоғарғы қабаттың астындағы қабатта диффундаушы заттардыбиополярлық транзисторла үшін лайықты р—л- және р-салаларымен тарату жасалады.Оксидтау. Кремний диоксидінің жіңішке пленкасы (SіO2, кварц) жақсы оқшаулағыш материал болып табылады. Ол бекем, біркелкі, түтікшелері жоқ, химиялық инертті, крмений бетімен жақсы жабысады, микросызбалардың бетін қоршаған ортаның әсер етуінен жақсы қорғайды. SіO2 пленкасы диффузия жүргізу кезінде кремний бетін маскалау үшін пайдаланылады, өйткені ол легирлеуші қоспаның 101 кремний төсеміне диффузиялануына кедергі келтіреді. Кремний диоксидінің тегіс пленкасы ылғалды (су буымен) немесе таза (құрғақ) оттегін бере отырып 1 200 °С температурасында диффузиялық реактордағы төсемде алады. Кремний пластинасының беткі қабаты оттегімен SіO2 пленкасын жасаумен тоттанады. Әсерлі маскалау үшін қалыңдығы 0,2 бастап 1 мкм дейінгі пленка талап етіледі. Тиісті орындарда пленканы алып тастау үшін (түйістіргіштер астында немесе диффузия үшін) фотолитография әдісімен фотрезисттен қорғау суретін салады, ал содан кейін пленканы иондық-плазмалық улау әдісімен фторқұрамды газбен (фреонмен) улайды.Кремний диоксидінің пленкалары оттегі ортасында кремний тетрахлоридінен (SіCl4) жасалған жартылай өткізгіш бетте келесі реакция бойынша синтезделе алады: SіCl4 + О2 ^ ^ SіО2 + 2Cl2T. 1 200°С жоғары температурада кремний тетрахлориді кремнийге жәнехлорға бөлінеді. Хлор шып кетеді, ал кремний оттегімен бірігеді және жартылай құрылымның бетіне SіО2 пленкасы түрінде қонады.Эпитаксиальді өсіру. Бұл процестің нәтижесінде жаңа заттардыңатомдары оның құрылымын қайталай отырып монокристалдық төсемге келтіріледі. Сұйықтық және газдық эпитокия кезінде атомдар тәртіпсіз кристалл беті бойынша нақты орналасқанға және кристалл бетінің құрылымын қайталайтын қатты құрылым жасалғанға дейін жылжи береді. Бұл процесс табиғи және синтетикалық кристалдардың өсуіне ұқсайды. Ол өсірілетін қабаттардың басқа атомдық құрылымы болуымен ерекшеленеді және сондықтан атомдардың реттілігі бірнеше атомдық қабаттардан кейін бұзылады. Эпитаксиальдық өсіру кезіндегі негізгі талап өсірілетін зат пен төсем затының арасындағы атомаралық жақындық болып табылады.Соңғы уақытта жаңа бағыт – молекулярлық-шоғырлаушы эпитаксия қарқынды дамуда. Бұл процесте пленканы реттелген кристалл құрылымымен эпитаксиалдық өсіру вакуумдық қондырғыда заттарды доғалық, плазмалық немесе магнетрондық таратуымен молекулярлық (немесе атомдық) шоғырымен жүргізіледі. Молекулярлық-шоғырлы эпитаксияның вакуумдық шаңданудан айырмашылық ерекшелігі төсемнің жоғары температураға дейін (кремний технологиясы үшін 1000°С дейін) қыздырылады. Ол кезде молекулалар (атомдар) кристаллдың бетіне бірден бекітіледі, және температуралық тербелістер есебінен кристалл бетінен өсудің жақын жақын шекараға дейін көшіріледі. Онда олар кристалл тордың тығыз молекулярлық байланыстармен мықты орын алады.Фотолитография. Диффузия жүргізуге қажетті кремний төсемінің бетіне берілген микроскопиялық суретті қалыптастыру үшін диффузия өткізу керек кремний төсемінің бетіне диффузия өткізу керек, кремний диоксидінің қабатын салу жән онда тиісті «терезелерді» улау керек. Ол 102 үшін диоксиддің тұтас қалың қабатына шамамен 1 мкм жарық сезгіш заты (фоторезист) салынады. Одан кейін пластинаны сөлдір және мөлдір емес сызбамен (фотошаблонмен) металл маска фотопленкада) жабады және ультрафиолет (УФ) жарығынмен сәулелендіреді. УФ жарығының мөлдір учаскелерінің астына фоторезистті полимерлейді. Ол трилорэтилде ерімейтін болады, ол кезде полимерленген ретінде онда жақсы ериді. Трихлорэтилде өңдегеннен кейін төсемнің бетінде фоторезист тек УФ жарықпен сәулелендірілген төсемнің бетінде зақымдалған орындарда, яғни масканың мөлдір орындарында қалады. Одан кейін пластинаны балқыту қышқылымен сауытқа орналастырады, ол бірнеше минут ішінде кремний диоксидін фоторезистпен қорғалған орындарда ерітеді. Полмерленген фоторезистті ыстық күкірт қышқылымен алып тастайды, және төсем диффузия процесіне дайын болады.Микросызбаны дайындау үшін төсемнің әртүрлі жерлерінде легирлеудің әртүрлі түрімен бірнеше қабат салу талап етіледі. Ол үшін әртүрлі суреттері және біріктіру орындары бар фотошаблондар дайындайды. Диффузияның бір операциясын өткізгеннен кейін бетті тағы да тоттандырады, фоторезист салады, микроспкоппен біріктіру белгілерін қоса отырып фотошаблон орнатады, және фотлиграфия және диффузия операцияларын қайталайды. Осылайша, фитолиграфия процесінің арқасында бір кремний пластинасында 100 микросызбамен 4-ші немесе 5-ші ингерациялау деңгейін алуға болады.Вакуумдық шаңдату. ИМС біріктіру өткізгіштеріндегі металлдың жұқа қабатын резисторларды, конденсаторларды және индукциялауды қалыптастыруға арналған отырғызуды вакуумдық шаңдату әдісімен жүргізеді. Термикалық шаңдату кезінде баяу балқитын «лодочкадағы» металл жоғары температураға дейін жоғары жиілікті индуктормен қыздырылады. Металл ериді, ұша және біріктірмелерге, салқындау беттерге оларды жұқа қабатпен жаба отырып қона бастайды. Егер кремний пластинасын трафаретпен жапса немесе фотолиграфия техникасын пайдаланса, онда барлық айтылған жұқа пленкалы бөлшектерді жасауға болады. Ваккумның арқасында времний төсемінде жақсы адгезия және қалыңдығы 0,5-тен 1 мкм дейінгі біртекті қалың металл қабаттарын алады.Металлдың ұшу әдісі бойынша термикалық (қыздыру), доғалық (жлектр ооғының доғасында), электрондық-сәулелік, котодық шашу, магнетрондық шашу, лазерлік ұшу болып бөлінеді.Бетке қону түрі бойынша қалыпты (салқын бетке), эпитаксиалдық (ыстыққа) және иондық қону болып бөлінеді. Соңғы тәсілде қыздырылатын металл мен төсем арасындағы әлеуеттердің әртүрлілігі жасалады. Иондық мазмұн металл молекулаларының ағынын реттейді және пленканың төсемге жоғары адгезиясын (жабысуын) береді. 103 Газдық фазадан химиялық қондыру. Бұл әдіс реакторға газдық немесе бу газдық қоспа беріледі және реактор қыздырылады. Жоғары температураның әсерінен енгізілетін химиялық заттардың бөлінуі болады және төсенің бетіне қонатын жаңа заттар пайда болады.Газдық фазадан химиялық қонумен жұқа пленкалардың түрлерін микроэлектрондау үшін қажетті барлық қажеттілерді алуға болады: оқшаулағыш, өткізгіш және жартылай өткізгіш.Анодтау. Анодтау — конденсатордың эиэлектригі ретінде қызмет ететін тантал оксидіне тантал пленкасының анодтық тотығуының көп таралған әдісі. Анод ретінде қызмет ететін тантал пленкасына кернеу қоса беріледі. Электрлит ретінде сірке қышқылы ерітіндісін пайдаланады. Пленкада тантал оксидінің біркелкі қабаты пайда болады, оның қалыңдығы қоса берілген кернеуге бацланысты болады. Одан кейін қайтадан металлды қондырады. Нәтижесінде тұрақты сипаттамалары бар үлкен сыйымдылықтың конденсаторлары қалыптастырылады.Металдандыру, плазмохимиялық қондыру және анодтау процестерін фотолитографияны және уалауды қолдана отырып жүргізеді. Әдетте кремний планшайбасының (төсемінің) бетін тоттандырады. Плазмохимиялық немесе химиялық улаумен кремний диоксидін алып тастайды, диффузиялық процестерді жүргізеді. Түйістіргіштер болу керек жерлерді алюминийдің жұқа (1 мкм) қабатымен шаңдайды. 104 Әрі қарай тағы да фотлиграфиялау, анодтау, жаңа металл пленкалар салу процестерін жүргізеді.Планар ИМС дайындау. Транзисторлық күшейткіш-инвентордың интегралдық орындаудағы жартылай өткізгіш микросызбасы және оның электрлік сызбасы (құрылым үстінде бір жолаққа орналастыруға арналған көрнекілік бөлшектері) 3.1-суретте көрсетілген. Барлық бөлшектер р-түріндегі бір кремний пластинасына орналастырылған. Өзара әсер етуін болдырмау үшін белсенді және пассивті элементтер төсемнен оқшауландырылған құрлықтарда орналастырылады. Төсемнің үсті оқшаулағыш қабытпен қорғалған, оған элементтерді өзара біріктіретін өткізгіш жолдар жүргізілген.Жартылай өткізгішті микросызбалардың белсенді элементтері (транзисторлар, диодтар, тиристорлар және опоэлектрондық құралдар) бір немесе одан артық p—n-өткелдерден тұрады. Кез келген p—n- өткелде тегіс конденсаторға ұқсас барьерлік сыйымдылығы бар, және ондай конденсаторлар көбінесе микросызбаларда қолданылады. Резисторлар ретінде жартылай өткізгіштің учаскелері пайдаланылады, әдетте p—n-өткелдерімен шектелген, яғни кремний қабаты резистордың функциясын орындайды, ал p—n-өткелдер шекаралар бола алады.Осылайша, p—п-өткелдері бар жартылай өткізгіш кристалда көптеген радиотехникалық сызбалар үшін жетклікті жиынтық жасауға болады. Көбінесе интегралдық орындаудағы талап етілетін номиналдарды жасау қиын.Микросызбаларды жүргізу үшін бірегей технологиялық процесте микросызбалардың көп бөлігін алуға мүмкіндік беретін планар технологиясы қолданылады. Микросызбаларды дайындау үшін эпитаксалдық өсіру әдісімен алынған кремний пленкасы ыңғайлы болып шықты. Бұл жағдайда микросызбаларды дайындау процесі планар-эпитаксальдық деп аталады. Кіріс •—11—• • N • •-£ «Н 1-» Т ^ П”Т Т Шығыс + и &+ и    Кіріс І А Шығыс  - и   -сурет. Жартылай өткзгішті интегралдық микросызбасы күшейткіш каскадының құрылымы (а) және сызбасы (б) 105 Қазіргі ақпараттық технологиялардың негізі қосарлы сандық кодтарда ұсынылған сандық мәліметтері бар есептеуіш құралдарының жұмысы болып табылады. Қазіргі ақпарат беру жүйелері ипульстық-кодтық модуляция режиміндегі қосарлы сандық кезектілік кодымен де жұмыс істейді. Ол кезде берудің жоғары кедергіге беріктігі және дәлдігі қамтамасыз етіледі. Мәліметтерді сандық өңдеу де соңғы нәтижені алудың жоғары дәлдігін қамтамасыз етеді.Қосарлы сандық нысанда ақпарат ұсыну автоматтық және өнеркәсіп кәсіпорындарында және тұрмыстық техникада технологиялық процестерді басқару жүйелерінде кеңінен қолданылатын микропроцессорлық құрылғыларда да қосарлы сандық нысанда пайдаланылады. САНДЫҚ ЭЛЕКТРОНИКАНЫҢ БАЗАЛЫҚ БӨЛШЕКТЕРІ ЖӘНЕ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ 2.1.Логикалық элементтер және құрылғыларТиптік логикалық элементтер мен құрылғылар сандық есептеуіш машиналарын және дискреттік әсер ету автоматтарын жасау кезінде негіз болады. Олар микропроцессорлардың және бульдік алгебра заңдарына сәйкес қосарлы сандармен жұмыс істейтін үлкен есептеуіш машиналарының арифметикологиялық құрылғыларының (АЛУ) негізгі бөлшектері болып табылады. Импульстық тізбектерде және құрылғыларда олар кілттер және кілт сызбаларының бөлшектері ретінде пайдаланылады.Логикалық құрылғыларда кіру және шығу орындарындағы дабылдар қосарлы – бинарлық болып келеді, яғни олар тек 0 немесе 1 мағыналарын қабылдайды.Кез келген логикалық құрылғыны n кіру орындары және m шығу орындары бар «қара жәшік» түрінде ұсынуға болады, оның кіру орнында логикалық комбинацияны да қосарлы түрде ұсынуға болады.К о м б ин аци ял ы қ логикалық құрылғылар бөлек логикалық элементтерден тұрады. Олардың шығу сигналы тек 0 және 1 түріндегі дабылдар мағыналарына байланысты.К е зе ң ді к логикалық құрылғылар логикалық құрылымдардан және жады элементтерінен тұрады. Олардың әсер ету нәтижесі кіру орнындағы сигналдарға да, жады мазмұнына да байланысты.ИЛИ логикалық бөлшегі келесі ережелер бойынша дизъюнкция (логикалық мазмұн) операциясын жүзеге асырады: 0 + 0 = 0; 0 + + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1. 106 -°Y       -сурет. УГО және ИЛИ (а), И (б), НЕ (в) логикалықэлементтерінің электрлік сызбалары Бұл операция математикалық түрде қосарлы қосу ретінде Y = X1 + X2 немесе логикалық қосу ретінде Y = X1 v X2 ұсынылады (онда v — логикалық қосу символы).Дизъюнкция операциясын жүзеге асырушы құрылғы логикалық ИЛИ деп аталады. Бұл құрылғының шартты белгіленуі және оны диодтарда және резисторда сызбалық жүзеге 3.2-суретте, а көрсетілген. Егер келтірілген сызбаның X1 немесе X2 кіру орнында ИЛИ +1 В дұрыс кернеуі берілсе, онда ол автоматты түрде шығу орнында болады, яғни= +1; ол да осы сызбаның екі кір орнында да беру +1 В кезінде болады(Y = +1).0 немесе теріс кернеуде осы сызбаның екі кіру орнында да оның шығу орнында 0 болады.ИЛИ логикалық бөлшегінің кіру немесе шығу орындарында қосарлы маңыз арасындағы байланысты шынайылықтың тиісті 3.2- кестесі көрсетеді. ИЛИ бөлшегінің атауы оныі мағыналың белгісін түсіндіреді: егер оның бірінші немесе екінші кіру орнында j пайда болса, онда шығу орнында j болады.ИЛИ логикалық бөлшегінде екі емес, n кіру орындары болуы мүмкін. Ең болмағанда олардың біреуінде j белгілері пайда болса, оның шығу орнында j қалыптасады; егер де барлық кіру орындарында 0 болса, онда шығу орнында да 0 болады. Көп жүрісті логикалық сомалауды келесі формула түрінде жазуға болады: Y = ^Xі .і= 1Логикалық сомалау әдеттегі сомалаудан ИЛИ бөлшегінің кіру орындарында жалғыз белгілердің кез келген көлемінде оның шығу орнында сол мөлшер болады Y = 1. 107  X1X2Y0000101001113 .3 - ке с т е . И логикалық элементінің шынайылық кестесі             И логикалық элементі конъюкция операциясын жүзеге асырады (логикалық көбейту).Бұл операция математикалық қосыарлы шығарма Y = Х1 • Х2 немесе логикалық көбейту Y = Х1 л Х2 ретінде ұсынылады (онда л — логикалық көбейту символы. Бөлшекке кіру орындарында 0 және 1 болса логикалық көбейту нәтижелері қарапайым көбейту еске түсіреді: 0 л 0 = 0; 0 л 1 = 0; 1 л 0 = 0; 1 л 1 = 1.Конъюкция операциясын жүзеге асырушы құрылғы И логикалық деп аталады. Бұл құрылғының диодта және резисторда шартты графикалық белгіленуі және сызбалық іске асырылуы 3.2-суретте, б ұсынылған.Егер келтірілген И сызбасының Х1 немесе Х2 кіру орындарына приведенной схемы +1 В дұрыс сызбасын берсе, онда оның шығу орнында бәрібір 0 (Y = 0) болады, өйткені диодтардың біреуі 0-де тоғысады; ол да екі кіру орнында 0 болады (Y = 0). Сызбаның екі кіру орнына да +1 В берілсе оның шығу орнында 1 (Y = +1) болады.И логикалық бөлшегінің кіру және шығу орындарында қосарлы белгілер арасындағы байланысты келсі тиісті шынайылықтың 3.3- кестесі көрсетеді.И логикалық элементінде екі емес, ал n кіру орындары болса, және ең болмағанда олардың бір белгісінде 0 болса оның шығу орнында да 0 қалыптасады; егер барлық кіру орындарында 1 болса, онда шығу орнында да 1 болады. Көп жүрісті логикалық көбейтуді келесі формула түрінде жазуға болады: 108 3 .2 - ке с т е . Или логикалық элементінің шынайылық кестесі X1X2Y000011101111 Y = і= 1 109 Логикалық көбейту нәтижелері әдеттегі көбейту нәтижелерінен ерекшеленбейді. Осылайша, кіру орындарындағы жалғыз белгілердің кез келген санында, егер шығармада ең болмағанда бір 0 болса, шығу орнында 0 болады. Егер тек барлық шығу орындарына 1 берілсе, шығу орнында 1 болады.3. НЕ логикалық элементі инверсия операциясын жүзеге асырады (логикалық терістеу). Мұнда «инверсия» сөзі айналдыруды білдіреді, яғни НЕ сызбасының кіру орнында 0 кезінде оның шығу орнында 1 болады, және керісінше, егер кіру орнына 1 берілсе, шығу орнында 0 болады.Булевая алгебрасындағы терістеу операциясы символ үстіндегі сызықпен белгіленеді, яғни келесі түрде:Y = X;1 = 0; 0 = 1.НЕ логикалық құрылғысын УГО және сызбалық іске асыру транзистор негізінде 3.2-суретте ұсынылған. Егер келтірілген НЕ сызбасының Х1 кіру орнына +1 В дұрыс кернеуін берсе, транзистор ашылады және оның шығу орнында 0 болады (Y = 0), өйткені транзистор жерге арналған тізбекті жабады. Егер де сызба кіру орнында 0 болса, онда транзистор жабық болады, ал оның шығу орнында 1 сәйкес келетін дұрыс кернеу болады (+U әлеуеті).3.2-суретте, в сызбалық келтірілген транзисторлық құрылғы да инвертор (айналдырушы) деп аталады және радиотехнкада жиі қолданылады. Егер инвертордың кіру орнына кернеудің дұрыс көтерілуі берілсе, онда шығу орнында кернеудің түсуін алады.НЕ операциясы тек бір ауыспалы Х үшін мүмкін емес.И, ИЛИ, НЕ логикалық бөлшектерін қамтитын жүйе кез келген комбинациялық логикалық құрылғыларды салу үшін жеткілікті және фу нк цио н ал ды т о л ы қ деп аталады.Көбінесе қарапайым логикалық құрылғылар жүйесі артық болып табылады, онда олардың бөлігін қысқартуға болады.И, ИЛИ, НЕ бөлшектерін И—НЕ және ИЛИ—НЕ логикалық бөлшектерінің комбинациясына ауыстыруға болады.4. И—НЕ логикалық элементі логикалық функцияны іске асырады (конъюкцияны терістеу), Y = Х1|Х2 белгіленеді және Шеффер функциясы деп аталады (|белгісі Шеффера штрихі деп аталады).5. ИЛИ—НЕ логикалық элементі, логикалық функцияны іскеасырушы (дизюнкцияны терістеу), Y = Х1^Х2 ретінде *1—*2— *1— белгіленеді а в 3.3-сурет. ИЛИ—НЕ (а) және И-

110 НЕ әмбебап логикалық бөлшектерінің УГО (б) 111   X_ І- Y=X  ИЛИ ИЛИ-сурет. ИЛИ-НЕ және И-НЕ көмегімен негізгі логикалық элементтерді қалыптастыру сызбасы -сурет. Интегралдық орындаудағы дала тразисторларында (а) және комплементарлық жұптарда логикалық элементтердің логикалық сызбалары және УГО және Пирс фунциясы деп аталады (4 белгі Пирс нұсқары деп аталады). ИЛИ — НЕ және И — НЕ логикалық элементтерінің УГО 3.3-суретте келтірілген. Бұл элементтердің әрқайсысы функционалдық толық жүйені ұсынады, олардың көмегімен 3.4-суретте көрсетілгендей барлық негізгі логикалық бөлшектерді (И, ИЛИ, НЕ) қалыптастыруға болады.Логикалық элементтерден логикалық функцияларды жүзеге асыратын түрлі логикалық құрылғылар жасала алады. Логикалық құрылымдардың әрекет ету нәтижесі 0 немесе 1 болып табылады. 112 Негізгі (базалық) элементтерді резисторларды, диодтарды және транзисторларды пайдаланып планар микросызбалы технологиясы бойынша дайындайды. Сонымен қатар МОП-технологиясы бойынша орындалған дала транзисторлық логикалық бөлшектерінде логикалық бөлшектер бар.3.5-суретте МОП-технолгиясы бойынша орындалған ИЛИ—НЕ, НЕ, И—НЕ логикалық элементтерінің электрлік сызбалары келтірілген. Комплементарлық жұптардағы И—НЕ бөлшегі ерекше қызығушылық танытуда. Ол жағдайлардың біреуінде де энергияны тұтынбайды, өйткені кіру орындарындағы 0 кезінде транзисторлардың төменгі жұбы тоқты жабады, ал 1 кезінде екі кіру орнында жоғарғы транзисторлар жабық. 2.2.Триггерлердің интегралдық микросызбаларыЭлектрондық негізгі құрылғылардың арасында триггерлер ерекше орын алады. Олардың екі мықты (тұрақты) жағдайы бар және сондықтан бистабильдік құрылғылар деп аталады. Бір жағдайдан басқаға көшу қосушы импульс ерікті нысанла берілген, және жаңа жағдайы керегінше ұзақ сақталатын кезде болады. Әдетте электрондық кілттер монотұрақты, өйткені олардың бір ғана тұрақты жағдайы болады, ал басқа (мықты емес) жағдайда олар тек кіру орнында басқару кернеуі болса ғана бола алады.Триггерлердің бистабильділік қасиеті есептеуіш машиналарының жадындағы қосарлы сандық дабылдарды сақтау үшін пайдаланылады. Бұдан басқа, триггерлер қандай да бір құрылғыларды сөндіру және қосу үшін, сонымен қатар арналарды қайта қосқыштар (коммутаторлар) ретінде қолданылады.Триггерді қайта қосу тез – секіріп жүргізіледі. Нәтижесінде қосу импульстары арасындағы уқыт интервалына тең ұзақтықпен ткбұрышты нысанындағы импульстар қалыптасады. Сондықтан триггерлерді жиі тікбұрышты импульстарды құрастырушылар немесе генераторлар ретінде пайдаланады. Триггерлер, іртүрлі импульстық генераторлар сияқты, радиотехникалық жүйелерде және әсіресе импульсті радиолокациялық жүйелерде қарқынды дамыды. Қазір олар радиоэлектрондық аппаратурада, ақпаратты беру жүйелерінде, технолгиялық қондырғыларда және тұрмыстық техникада кеңінен қолданылады.Логикалық бөлшектердегі симметриялық RS-триггерлерін қарастырамыз. Тк кіру орындары бар ИЛИ—НЕ екі логикалық бөлшектеріндегі RS-триггер сызбасы 3,6-суретте, а келтірілген. 113                    tб-сурет. Бейсинхронды триггерлердің кернеулерінің және УГО сызбалары, эпюралары: а — ИЛИ—НЕ логикалық бөлшектерінде тікелей кіру орындары бар RS- триггерлер; б — И—НЕ логикалық бөлшектерінде инверстік кіру орындары бар RS-триггерлер «Тікелей кіру орындары бар» термині осы триггердің R немесе S кіру орындарына дұрыс жалғыз импульс беру кезінде ол өзін транзисторлардағы симметриялық RS-триггер ретінде болуын білдіреді.Триггердің S және R екі кіру орны болады (ағылшыннан set — орнату және reset — алу) және екі шығу орны — тіке Q және инверстік Р. Жалғыз кернеуді кіру орнына S берген кезде триггер Q = 1, Р = 0 жағдайына ауысады. Импульсті кіру орнына R берген кезде ол Q = 0, Р= 1 жағдайына ауысады. Егер әрі қарай импульсті кіру орнына S берсе, онда триггер Q = 1, Р = 0 жағдайына қайта келеді.ИЛИ—НЕ логикалық бөлшектерінің шынайлық кестесіне сүйене отырып, RS-триггердің жағдайын 3.4-кестедегі түрде көруге болады.Триггердің бір жағдайдан басқаға ауысулары сол триггердің кернеулері эпюраларымен түсіндіріледі. Симметриялық RS-триггердің екі мықты жағдайы болғандықтан, шығу орнындағы белгілер Q және P 114 4 - к е с т е . RS-триггерінің жағдайлары және өткелдері Кір орындарындағы дабылдарШығу орындарындағы дабылдарӘрекет етуSRQР1010Қайта қосу0010Сақтау  0  1  0  1 Қайта қосу0001Сақтау11  Белгіленбеген міндетті түрде қарсы орналасады, яғни булевая (бинарлық) алгебрасының терминдерінде P жағдайы Q жағдайын терістеуші болып табылады.Триггер жұмысын ұсынылған кернеулер эпюрасын пайдаланумен нақтырақ қарастырамыз.Кіру орнына S дұрыс импуль берген кезде триггер Q = 1 және P = 0 жағдайына ауысады және бұл жағдайда шектеусіз ұзақ бола алады. Егер тағы да кіру орнына S дұрыс импульс берілсе, онда триггердің жағдайы өзгермейді, өйткені оның кез келген кіру орнында 1 пайда болып, жағымды импульс пайда болады, себебі, оның кез келген кіруі кезінде, немесе кірмеген кезінде, жоғарғы кіру орнында логикалық бөлшек 0 болады, ал 1 белгісі төменгі логикалық бөлшектің шығу орнында Q қолданылады. Тек кіру орнына R 1 сәйкес дұрыс импульс берген кезде, тқменгі логикалық бөлшек жұмыс істейді және шығу орнында Q 0 пайда болады, ал кіру орнында S болған жағдайда, шығу орнында Р 1 пайда болады, яғни триггер жаңа мықты жағдайға ауысады.Егер триггердің екі кіру орнына да нөлдік кіру дабылы берілсе, онда оның шығу орындарында соңғы болып белгіленген жағдай сақталады. Мұндай режимді (ақпаратты сақтау режимін) триггер мейлінші ұзақ саұтай алады. Триггерлердің бұл қасиеті есептеуіш машиналарының оперативтік жадын жасау және есептеудің қосарлы жүйесіндегі сандық мәліметтерді сақтау үшін пайдаланылады.Егер триггердің екі кіру орнына да жалғыз дабыл берілсе, онда оның екі шығу орнында да нөлдік белгі дабылдардың біреуінің әрекет етуі біткенге дейін болады. Триггердің шығу орнында дабылдардың соңғы белгілері кейінірек аяқталатын дабылмен белгіленеді.Әр логикалық бөлшектің белгілі әсер ету уақыты болады, және триггердің бір жағдайдан басқаға ауысуы үшін бір логикалық 115 бөлшектің әсер етуінің екі есе уақытына тең уақыт керек. Бұл уақыт логикалық бөлшектерде триггердің қайта қосылуының жылдамдығын және рұқсат етілетін жиілігін белгілейді.И – НЕ логикалық бөлшектеріндегі инверстік кіру орындары бар сызбасы 3.6-суртетте, б келтірлген. И – НЕ бөлшектерін біріктіру сызбасы ИЛИ – НЕ бөлшектеріндегі тікелей кіру орындары бар триггердегі біріктурілердің сызбасына ұқсас, бірақ ондағы орындалатын функциялар басқа. Ол триггер әдеттегі RS-триггер ретінде жұмыс істеуі үшін кіру орындарына инверторлары қою керек.Триггерлердің түрлі конструкциялары және сызбалық іске асырулары болады, ол олардың тағайындалуына және пайдаланылатын элементтік базасына байланысты. Сонымен қатар триггерлер жады лементі болып табылатын кезеңдік сандық құрылғылардың толық санаты болады.Әдетте, бірнеше триггерлік ұяшықтары бар микросызба түрінде орындалатын интегралдық триггерлер триггердің өзінен және оның кіру орындарын (кіру логикасының сызбасын) басқарудың көмекші логикалық бөлшектерінен тұрады. Кіру логикасы сызбасының құрылымына байланысты әртүрлі функционалдық мүмкіндіктері бар триггерлерді ажыратады, яғни триггерлердің әртүрлілігі: RSC, D, Е, Т, JK және т.б.Басқару тәсілі бойынша триггерлерді асинхронды (RS) және синхронды (тактіленетін, RSC) деп бөледі. Басқару әдісі бойынша триггерлерді асинхрондық және синхрондық деп бөледі. Асинхронды триггерлерді қайта қосу (немесе аудару) олардың ақпараттық кіру орнына кіру дабылының түсуімен тікелей жүргізіледі. Тактілік импульсін беруге арналған қосымша кіру орны бар С синхрондық триггерлерді қайта қосу ақпараттық кіру орындарына кіру және тактілік импульстар бір уақытта түсуі кезінде ғана жүргізіледі.Бір тактілі (Т деп белгіленетін) және екі тактілі, немесе екі деңгейлі (ТТ деп белгіленетін) триггерлер бар. Бір тактілі триггерлер тактілік импульстің алдыңғы фронты бойынша қайта қосылады, ал екі тактілі—оның жырығы бойынша.Тактіленетін JK-триггерінің базасында кедергінің Т-триггерін, D- триггерін және блоктаушысы бар DV-триггерін іске асыруға болады, яғни бұл триггер әмбебап болып табылады. 2.3.Логикалық элементтердегі мультидірілдеткіштерИ—НЕ логикалық элементтерін параллельді біріктіруіндегі электрлік сызба 3.7-суретте келтірілген. Бұдан басқа, сызбада екі RC- тізбектері бар R1, С1 и R2, С2, олар транзисторлардағы мульти 116 дірілдеткіште сияқты уақыт белгілеуші релаксацтялық элемент болып табылады. Конденсаторлар арқылы да логикалық элементтің бір шығу орнының дұрыс кері байланысы ілмегін жасайтын басқа кіру орнымен байланысы жүзеге асырылады. 117 -сурет. Параллеьді қосылған екі логикалық элементтердегі мультидірілдеткіштің сызбасы (а) және кернеулер эпюралары (б) Келтірілген кернеулер эпюралары құрылғының жеке элементтерінің жұмысын сипаттайды.Бұл мильтидірілдеткіштің екі квази тең салмақты жағдайы болады. Бастапқы жағдайында DD1.1 логикалық элементі сөндірулі, ал DD1.2 логикалық элементі қосулы. DD1.1 элементінің шығу орнындағы түгендеу дабылы 1 тең және, сәйкесінше, С1 конденсаторы R1 резисторы арқылы зарядтала бастайды. R1 резистордағы кернеудің түсуі жағымды әлеуетті жасайды және қоысылып тұрған жағдайда DD1.2 логикалық элементін қолдайды. Ол кезде DD1.2 шығу орнында инвертацияланған дабыл нөлге тең және конденсатордың қоршауларындағы кернеу С2 де нөлге тең.Конденсатордың қоршауларындағы С1 кернеу біртіндеп бір деңгейге жақындап келеді, және резистор R1 арқылы өтетін тоқ азаяды. Ол кезде резистордағы кернеу R1 азаяды және бірнеше сынамалы деңгейден кейін DD1.2 логикалық элементімен логикалық 0 ретінде қабылдана бастайды. Кернеудегі бұл секіру С2 конденсаторы арқылы өтеді және DD1.1 логикалық элементін қосады, оның шығу орнында 0 пайда болады.DD1.1 элементін қайта қосу аяқталғаннан кейін R2 тойтарыс беру кернеуінің құлауы есебінен оны қосылған жағдайда қолдай отырып С2 конденсаторы зарядтала бастайды. Конденсатор С2 конденсаторы зарядталғанша, DD1.2 логикалық элементінің кіру орнында теріс әлеует құра отырып, С1 конденсаторының заряды біте бастайды.Мультидірілдеткіш С2 конденсаторы толтырылғанша мықты жағдайда болады. Содан кейін резистордағы R2 кернеу логикалық 0 сәйкес келетін мағынаға жақындайды, және DD1.1 элементі сөнеді. Мультидірілдеткіш қайтадан бастапқы жағдайына қосылады, және әрі қарай процестер циклды түрде қайталанатын болады.Осылайша, мультидірілдеткіште бір уақытша мықты жағдайдан 118 басқаға ауысудың автоқұбылысты режимі қолданылатын болады. Сонымен қатар әр мықты жағдайды ұстау уақыты С1 және С2 конденсаторларды R1 және R2 тойтарыс беруі арқылы зарыд алу (релаксация уақытымен белгіленетін болады. Мультидірілдеткіштің жиілігін тұрақтандыру үшін кварцтық генератордан жоғары жиілік импульстері Сст Т конденсатор арқылы беріледі.Енді 3.8-суретте ұсынылған сызба бойынша кезеңмен біріктірілген И—НЕ екі логикалық элементтерінде жұмыс істейтін мультидірілдеткішті қарастырамыз.Қосқышты қосқан кезде DD1.1 логикалық элементіне төмен дұрыс кернеу беріледі және ол сөніп қалады. Инвертациялау әсерінен DD1.1 шығу орнында логикалық 0 болады, ал DD1.2 шығу орнында — логикалық 1. Ол кезде С конденсаторы резистор Rм арқылы толтырыла бастайды. Конденсаторды С зарядтау кезінде DD1.1 логикалық элементінің кіру орнында резисторде R кернеудің түсуінен жағымды әлеует сақталады. Конденсатордың толуы бойынша тізбектегі тоқ азаяды, ал резисторда кернеудің түсуі төменгі шектік мәнге жақындайды, оны DD1.1 логикалық элементі логикалық 0 ретінде қабылдай бастайды. Одан кейін DD1.1 логикалық элементі қайта өосылады, оның шығу орнында 1 пайда болады, ал DD1.2 логикалық элементінің шығу орнында – 0.DD1.1 қайта қосқаннан кейін конденсатордың С DD1.2 шығу орнында жоғары деңгейдегі кернеудің әсер етуімен резистор R арқылы заряды біте бастайды. Конденсатордың заряды DD1.1 элементінің кіру орнында ол логикалық 1 ретінде қабылдайтын әлеует пайда болғанға дейін бітед. Одан кейін DD1.1 қайтадандан қосылған жағдайға қосылады, оның шығу орнында логикалық 0 пайда болады, ал DD1.2 шығу орнында — логикалық 1. Одан кейін конденсатор қайтаданзарядтала бастайды, с   -сурет. Кезеңмен біріктірілген И—НЕ екі логикалық элементтерде жұмыс істейтін мультидірілдеткіштің сызбасы 119 мультидірілдеткіш келесі қайта қосылуға (ашылуға) дейін мықты жағдайда болады.Конденсатордың зарядталу және зарядының біту уақыты бірдей, өйткені С бір резистор R арқылы зарядталады және заряды бітеді. Нәтижесінде ондай мультидірілдеткіштің шығу орнында тікбұрышты импулсьтардың меандрлы кезеңділігін алады. Егер үлкен ұғымасы бар қысқа импульстар кезеңділігін алу керек болса, резисторға R конденсатордың заряды зарядтың бітуіне қарағанда тезірек өтуі үшін парралельді диодты және тойтарыс беруі аз резисторды қосады. Параметрлердің шамаланған мағыналары: С = 1,0 мкФ, R1 = 100 кОм, R2 = 10 кОм.Логикалық элементтердегі мультидірілдеткіштердің басқарелаксацииялық RC-тізбектері бар бағытталған белсенді элементтеріндегі мультидірілдеткіштердегідей кемшілігі жиіліктің тұрақсыздығы және импульстардың ұзақтығы болып табылады. Осыған байланысты жиілікті тұрақтандыру әдістерін пайдалану керек.DD1.1 логикалық элементінің кіру орнындағы кернеуді өзгерту сипаттамасы (3.8-суретті қараңыз) осы мультидірілдеткіш кернеулерді жолақты өзгертуші генераторы (ГЛИН) ретінде пайдаланыла алатындығын көрсетеді. 2.4.Жады тіркелімі, кодерлер және мультиплексорлар2.1-кестеде тұтас дұрыс он мағыналы санды N қосарлы түрде ұсыну көрсетілген. Қосарлы сандарды көрсету үшін 0 немесе 1 екі мағынасы бар құрылғылар жиынтығы керек. Мұндай құрылғы триггер болып табылады. Ол кезде триггерлер саны қосарлы кодтың разрядтары санына тең болуы тиіс.Тіркелім — санды N триггерлерден тұратын қосарлы түрде көрсетуге арналған құрылғы. Тіркелімге разрядтардың берілген санымен қосарлы санды жазғаннан кейін бұл сан триггерлердің жағдайы өзгергенге дейін сақтала алады. Тіркелімдегі триггерлерде құрылған ақпарат қажет болғанша ұзақ сақтала алады, яғни тіркелім жады элементі (ақпаратты сақтау құрылғысы) болып табылады Жады құрылғысының сызбасы параллельді әрекет ету тізбесінің негізінде 3.9- суретте келтірілген.Құрылғы келесі жағдайда жұмыс істейді. Жазу және санау барлық разрядтар бойынша бір уақытта жүргізіледі. Жинау командасы бойынша триггерлер нөлдік жағдайға ауысады. Мысалы, 5 санын жазу кезінде триггерлер кіру орнында 101 санына сәйкес келетін жағдайға ауысады. Санды мұндай жағдайда сақтау қажетінше ұзақ болуы 120 мүмкін.а б-сурет. Параллельдік әсер ету тіркелімінің негізінде есте сақтау құрылғысының сызбасы (а) және УГО (б)Запись – кіру, Сброс – қалпына келтіру, Считывание - оқу Санау қанша ұзақ уақытқа созылса да, санау импульсі шығу орнында 101 параллельді кодын (бір уақытта) жасайды.Кейде есептеу үшін кодқа жүгінуді орындау, яғни инвертацияланған деп аталатын кері кодты алу талап етіледі. Ол үшін есептеу кіру орны бар триггерді пайдаланады.Кері кодты алу үшін О инверсиясын беретін жүгінген код импульсі пайдаланылады. Бұл импульстеу қайтадан беру кодты қалпына келтіреді. Жүгінілген код оң және теріс қосарлы сандарды қосу операциясын жүргізу үшін пайдаланылады.Шифраторлар және дешифраторлар — ондық санау жүйесінен қосарлыға, және керісінше қосарлыдан ондыққа өзгертілетін құрылғы. Шетелдік терминологичда олар кодер (CD) және декодер (DC) ретінде белгіленеді. Бұл құрылғылардың жұмыстарын жақсырақ түсіну үшін алдымен шифраторды қарастырамыз.Ш и фр ат о р л ар (CD кодерлері) — бұл санды ондық жүйеден қосарлы кодтық комбинацияға ауыстырушы құрылғы. Шифраторлардағы кіру орындарының саны басталған кіру орнының нөміріне сәйкес мүмкін болатын ондық сандарға тең (3.10-сурет). Қосарлы код шығу орнында егер кіру орнына синхрондаушы импулсьтың дабылы түссе ғана қалыптасады. Мысалы, егер синхрондаушы импульстың Z = 1 дабылы кезінде шифратордың (5) кіру орнында логикалық 1 деңгейіне сәйкес келетін кернеу бар, ал қалған кіру орындарында ол кезде 0 болса, онда шығу орнында 101 комбинациясы пайда болады. 121   0DC012 12  3  4  5  6 Л 781CD12  3  4 25  67 3-Aі _— ^2 — ^3 -сурет. Логикалық элементтерде шифратор (CD)және дешифратор (DC) микросызбасының УГО  Д е ш и фр а т ор ла р (DC декдерлері) — бұл қосарлы кодтық комбинацияларды анықтайтын және оларды ондық санға түрлендіретін құрылғы. Дешифраторларда қабылданатын қосарлы кодтың разрядтығына тең кіру орындарының саны және әртүрлі кодтық комбинациялар санына (яғни мүмкін болатын ондық сандар санына) тең шығу орындарының саны болады. Бұл құрылғылар әр шығу орнында егер олардың кіру орнына осы шуға орнының нөміріне сәйкес санның коды түссе, жалғыз дабылды шығарады (3.10-суретті қараңыз). Мысалы, егер кіру орнына 101 комбинациясы берілсе, онда дешифратордың (5) шығу орнында логикалық 1 пайда болады, ал қалғандарында 0 болады.Мультиплексор (біріктіруші) бірнеше құрылғылардың кіру орындарынан k дабылдардыбір арнаға (бір шинаға) біріктіреді. Мысалы, Х1, Х2, Х3, ..., Xk құрылғыларынан логикалық хабарламалар уақыты бойынша кезеңмен жалпы шығу шинасына Хс беріледі.Демультиплексор (таратушы) дабылды қысқару мағынасынабайланысты импульстің кіру ағынын таратады. Мысалы, логикалық хабарламалар Yc кезеңділігі уақыты бойынша кезеңмен алдымен шығу орнына Y1, ал кейін Y2, Y3, ..., Yk шығу орындарына бөлінеді.Таратушыда k шығу орындары бар. Импульстардың і > k санындаоларды беру блоктанады. Циклды таратушыларда k +1 импульсі 1-ші шығу орнына беріледі, k + 2 — 2-шіге және т.с.с., яғни цикл қайталанады.Импулсьтардың мультиплексоры және демультиплексоры, әдетте, жұпта жұмыс істейді және ақпаратты бір арна бойынша тығыздау (уақытша тығыздаулар) режимінде беру үшін қызмет етеді. Көп таратуды олар радиожиілікті арналарда уақытша тығыздау режимінде телефондық хабарламалар беру кезінде алды. Ол кезде арналарды уақытында тығыздау жүреді, яғни дауыс дыбыстарының салыстармалы баяу өзгерістері қосарлы сан түрінде кодталады және кезеңмен алдымен біріншіден, кейін екіншіде, үшіншіден бастап және солай 12- ші абонентке дейін беріледі. Жолақтың екінші жақ соңында абоненттар– хабарламаны тұтынушылар бойынша ақпаратты тарату жүргізіледі. 122 2.5.Аналогтық-сандық және сандық аналогты түрлендіргіштерАналогтық-цифрлық түрлендіргіштер (АЦП) үзіліссіз өзгеруші кернеуді y = f(t) (аналогты мағынаны) қосарлы сандық кодтарға түрлендіру үшін қызмет етеді. Сандық кодтан баламалы кернеуге қай түрлендіруді сандық аналогты түрлендіргіштердің (ЦАП) көмегімен жүзеге асырады.АЦП ЭВМ ақпаратты өңдеу кезінде керек, өйткені ЭВМ операция жасайтын ақпарат қосарлы сандық нысанда болуы керек, ал бастапқы мәліметтері датчиктерден және басқа перифериялық құрылғылардан әдетте тоқтарды немесе кернеулерді өзгерту түрінде аналогтық нысанда түседі.Аналогтық-сандық түрлендіру процесі келесі кезеңдерді қамтиды:■уақыт функциясы (кванттау интервалын таңдау және уақыттың тең интервалы арқылы өлшеулер жүргізу) дискретизациялау (бөлу, кванттау);■дабылды деңгей бойынша кванттау (кванттау интервалын деңгей бойынша кванттау және өлшеулер диапазонын деңгейлер бойынша бөлу);■кодтау (функция маңызын қосарлы сандық кодқа түрлендіру).Дискретизацияның минималдық интервалы Котельников теоремасынан шыға отырып белгіленеді: At = 1/(24), онда f — жоғарғы, маңызды жиілік.Дискретизация операциясы y = f(t) функцияларының сандық мағыналарын белгілеуде t1 , t2 , t3 , s ..., tn сәттерде At интервалы арқылы анықтауда. Дискретизация нәтижесінде At дискретизация қадамымен f(t1 ), f(t2 ), s, f(tn) функцияларының мағыналарының жиынтығын алады.Кванттау операциясы деңгейі бойынша кванттау интервалынтаңдауда АУ және өлшеулер диапазонынан fmіn(t1 ) до fmax(t1 ) деңгейлері боцынша бөлуде. Кейбір АЦП функцияның маңызының шегін ескеретін кванттау құрылғылары (квантизаторлар) қарастырылған. Әдеттегі АЦП кіру орнына ±5 В деңгейіндегі (немесе±15 В операциялық күшейткіштер деңгейіндегі) ТТЛ-дабылы беріледі. Қарапайым АЦП шектеулердің деңгейлерінен 0,4% және 256 өлшемінің дәлдігін қамтамасыз етуші сегіз разрядты код қолданылады. Осылайша, ±5 В диапазоны үшін кванттау интервалы АУ 2,12 • 10-2 В құрайды, ал ±15 В диапазоны үшін — 6,36 • 10- 2 В. Бұл мағыналар дабылды кванттау кезінде туындайтын әдістемелік қателікті анықтайды.Аналогтық-сандық түрлендірудің қорытынды кезеңі дабыл кернеуінің деңгейін анықтау және тиісті қосарлы сандық кодты 123 қалыптастыру болып табылады.АЦП кернеуді түрлендіру негізінде — жилігі кіру кернеуіне пропорционалды импульстарды қалыптастырады, және уақыт бірлігіне импульстар санымен көрсетілетін аналогтық дабылдан (кернеуден) сандыққа ауысу қажеттілігі кезінде кеңінен пайдаланылады. Анықтау принципі АЦП кіру орнындағы кернеуге сәйкес қосарл кодты анықтау үшін белгілі уақыт интервалы ішінде қосарлы есептеуішпен импульстар санын есептеуді жүргізуде. АЦП кіру орнында кернеу көп болған сайын, импульстар жиірек және есептеуіш шығу орнында саны көп.Датчиктерден үлкен арақашықтықтарға сигналдарды беру де жиілік нысанында жақсы орын алады, өйткені ол кедергіге берігірек.Кезеңдік есептеудегі АЦП такт импульстері генераторынан импульстарды есептеу үшін қосарлы есептеуіш пайдаланылады. Есептеуіш нәтижесі кернеуге ЦАП көмегімен түрленеді, оны компараторда сандық кернеумен салыстырады. Олар теңесіп кеткенде, есептеуіштің қосарлы коды ЦАП шығу орнындағы кернеуге, яғни, сәйкесінше, АЦП кіру орнындағы ивх кернеуі де сандық эквивалентті болып табылады. Қазіргі сегіз разрядты АЦП жоғары жылдамдықты және жиілігі 10 МГц дейінгі радиодабылдардың түрленуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар өте тез әсер ететін төрт зарядты жиілігі 1 ГГц дейін сигналдарды өңдеуге мүмкіндік беретін АЦП бар.Сандық аналогты түрлендіргіштер (ЦАП) АЦП қарсы әрекеттерді жүзеге асырады, яғни сандық қосарлы кодты кернеудің тиісті мағынасына түрлендіреді. Мұндай түрлендіру мысалы, дисктегі сандық жазылған дыбыстарды қалпына келтіру үшін керек. Ол ЭВМ дсиплейінде немесе теледидар экранында сандық теледидар арналарын пайдалану кезінде бейнелерді қалпына келтіру үшін де қолданылады.ЦАП электрлік сызбаларын тойтарыс берулер жиынтығымен интегралдық сызбалар түрінде іске асырады. Салмақ резисторлары бар сызба қосарлы кодқа сәйкес келетін электрондық кілттер жинағын қамтиды, және тез арада шығу орнындағы кернеуді қалыптастырады. 124   3.3. МИКРОПРОЦЕССОРЛАР, микроэвм ЖӘНЕ ПЕРСОНАЛДЫҚ КОМПЬЮТЕРЛЕР Қазіргі уақытта электрондық сандық есептеуіш машиналары басқарудың әртүрлі өндірістік жүйелерінде және тұрмыста кеңінен қолданылады. Ақпараттық және басқарушы жүйелерде әртүрлі деңгейдегі басқару және есептеуіш машиналарын пайдаланады.Микропроцессор қосарлы сандармен қарапайым логикалық және арифметикалық операцияларды орындайды, командалар мен такттік үзілістер жүйесі, басқа құрылғылармен байланысу үшін кіру және шығу түйістіргіштері жүйесі бар. Әдетте, ол бір кристаллда жасалған, бір микросызба түрінде жасалған. Микропроцессорлармен жұмыс істейтін құрылғылар қажет етілетін кварцтық генератор (синхрондаушы) және жады микросызбалары негізінде тактті импульстар генераторымен жабдықталады.Бір кристалды микроЭВМ — микропроцессорлары мен жадының кіріктірілген элементтері бар. Нақтысында бұл ашық микросызба түрінде орындалған шағын есептеуіш машинасы. Онда процессор, оперативтік есте сақтау құрылғысы (ОЗУ), тұрақты есте сақтау құрылғысы (ПЗУ), сыртқы есте сақтау құрылғысына қосылу үшін түйістіргіштері болады. Онда сонымен қатар өзінің команда жүйесі және басқа құрылғылармен байланысу үшін контактілердің кіру және шығу жүйесі бар. Әртүрлі тәсілдермен 8-разрядты және 16-разрядты бір кристалды микроЭВМ біледі.Контроллер — бұл бірнеше аналогтан (8 немесе 16) және логикалық датчиктерден (8 немесе 16) ақпарат қабылдау үшін кіріктірілген қосымша элементтері бар бр кристалды микро ЭВМ. Логикалық датчиктер – бұл екі мағынаны қабылдаушы датчиктер: 0 - жабық (сөндірулі), 1 – ашық (қосылулы). Кіріктірілген құрылғыларға мультиплексор (датчиктерді кезеңдік сұрау үшін), аналогты-сандық түрлендіргіш, командалар мен мәліметтерді енгізу және шығаруэлементтері. Қосылып тұрған құрылғыларға мыналар жатады: тактті импульстар генераторы, қосылу элементтері, енгізу-шығару құрылғыларына келісетін элементтер. 125           -сурет. Бақылаушының құрылымдық сызбалары:УВв — процессорге мәліметтерді енгізу құрылғысы; ГТС— такттік дабылдар генераторыв; МП — микропроцессор; ЗУ — есте сақтау құрылғысы; ОЗУ — оперативтік есте сақтау құрылғысы; Увыв — мәліметтерді шығароу құрылғысы; ША — мекенжайлар шинасы; ШД — мәлеметтер шинасы; ШУ — басқару командаларының шинасы  Бақылаушының құрылымдық сызбасы 3.11-суретте келтірілген. Қазіргі уақытта олар басқарудың өнеркәсіп жүйелерінде кеңінен пайдаланылады және үлкен интегралдық микросызбалар түрінде (БИС немесе микроЭВМ бір кристалда) орындалады. Олар ақпаратты жинау жүйесінде және басқарушы есептеуіш машинасы (УВМ) ретінде пайдаланылады.УВв кіру құрылғысы мәліметтерді процессорға енгізу кезіндекелісу үшін қызмет етеді. УВв 16 логикалық датчиктері (әдетте ол контактілік біріктірулер: 1 — иә, контакт бар; 0 — жоқ, контакт жоқ) және мультиплексорға кіріктірілген 8 аналогты датчиктері және аналогты- сандық түрлендіруші бар. УВыв байланыс объектісі бар құрылғыда кіріктірілген сандық аналогты түрлендіргіш бар.Бақылаушы, микроЭВМ басқарушы — ол МП, есте сақтау құрылғыларының (ЗУ), перифириялық құрылғылары бар (интерфейс) басқару құрылғысы және байланыс құралы. Басқарушы микроЭВМ датчиктерді, АЦП, ЦАП басқару объектісімен бірлесу құралы болуы керек. МикроЭВМ және бірлесу құралдарының жиынтығы ақпарат жинаудың микропроцессорлық жүйесін, немесе басқару жүйесін құрайды.Бақылаушының құрылымдық сызбасын нақытрақ қарастврамыз(3.11-суретті қараңыз).УВв ретінде магнит бастиектер, фотодиодтар және АЦП қызмет етеді. УВыв ретінде — дисплейлер, баспа құрылғыларына арналған 126 дабылдар құрастырушылар, ЦАП және т.с.с. Енгізу және шығару порттары ақпаратты енгізу, шығару және арналарды қайта қосу процесіндегі қысқа мерзімді сақтауға арналған.Кіру ақпараты операциялар орындалатын мәліметтерге және бағдарламаға бөлінеді. яғни орындалатын операцияларды сипаттайтын командалар кезеңділігі. Мәліметтер және бағдарлама 8 (байтқа) тең разрядтар санымен қосарлы санның жиынтығымен беріледі.УВв мәліметтері енгізу портына түседі. Басқару дабылдары қажетті портты таңдайды, мәліметтердің жазылуын, портта уақытша сақтауды, одан кейін оларды өткізу жолақтарының т жиынтығынан тұратын және ш-рязрядты сөздерді беруді қамтамасыз етуші мәліметтер шинасына (ШД) беруді қамтамасыз етеді. Байланыстарды магистралдық ұйымдастыру кезінде бақылаушының элементтері жалпы магистральдарға – мәліметтер шинасына, командалар шинасына және мекенжайлар шинасына қосылады.Мәліметтерді кіру портынан беру үш жағдайдың біреуінде болуы мүмкін буферлік күшейткіштер арқылы жүреді: 1 — мәліметтерді магиистральға беру; 2 — мәліметтерді магистральдан жинау; 3 — магистральдан сөндіру.Басқарудың бір дабылы микропроцессордан магистральға ақпарат беру режимін тапсырады, басқалары – ақпаратты қабылдау немесе енгізуді сөндіру режиміне. МП жұмысы УВв тез әрекет етуіне байланысты болмаса, мәліметтер мен бағдарламалар орындалу алдында бақылаушының ОЗУ жазылады. МикроЭВМ арналған ОЗУкөлемі бірлік және ондық килобайттарды құрайды (1 Кбайт = 210 байт, яғни 1 024 сегіз разрядты сөздер). Бұдан басқа, сыртқы флэш-жады, немесе сыртқы қатты диск қосыла алады.Микропроцессор (МП) келесі кезеңділікте жұмыс істейді:1) команданы жадыдан оқу; ол кезде бірінші команда сақталатын жады жәшігінің нөмірі командалар есептеуішіне кіргізіледі, ал команданы орындағаннан кейін есептеуіштегі сан автоматты түрде 1-ге ұлғаяды. Ол бағдарламаның келесі командасын орындау кезеңділігін қамтамасыз етеді;2) командалар есептеуіштің әрбір жағдайында жадыдан келесі ақпаратты оқу жүргізіледі: осы команда бойынша орындалатын операциялар коды, және команда орындалатын сандар, немесе оның мекенжайы;3) командаларды орындау жүргізіледі.Команданы орындағаннан кейін жадының келесі ұяшығынан «оқу» орындалады, және цикл қайталанады. Тактті дабылдарды генератор көмегімен (ГТС) басқару құрылғысы талап етілетін жұмыс кезеңділігін және команда кезеңдерін орындауды қамтамасыз етеді.Бір команданы орындау бірнеше машиналық циклдар ішінде 127 жүреді, олардың әрқайсысы кварц ГТС жұмысының бірнеше циклдарын қамтиды.МП команда қосарлы сегіз разрядты сөздер түрінде беріледі. Команда жады ұяшықтары мекенжайларымен бірге жазылады, онда сандар сақталады. Бағдарлама машиналық командада тікелей жазылуы мүмкін, бірақ бұл процесс өте күрделі және шаршатады. Бұдан бақа, бағдарламаны кейінге қалдыру кезінде қиындықтар туындайды. Бағдарламалауды жеңілдендіру үшін Ассемблер, Фортран, ПЛ түріндегі тілдерді пайдаланады. Ол кезде машиналық команда бағдарламалары орындалатын команданың санын арттырады, және мәліметтерді өңдеу уақыты ұлғаяды. Сондықтан тез өтетін процессорлардан мәліметтерді өңдеуші бақылаушылар үшін машиналық командалардағы бағдарламалаулар керек.Бақылаушылар үнемі күрделеніп отырады, және олардың кқптеген модификациялары бар. Олардың мәліметтерді орталық процессормен (диспетчерлік ЭВМ) ауысуға арналған құрылғылары бар. Әдетте басқарудың автоматтандырылған жүйесінде (АСУ) көп бақылаушылар бар. Орталық процессормен байланыс тікелей болады және жалпы мәліметтер шинасы арқылы (магистрльдық интерфейс).Персоналдық компьютер — қосу блогы, платасы, қатты дискі, ақпаратты оптикалық және магниттік дисктерде енгізу-шығару блоктары бар толық стационарлық сандық есептеуіш машинасы. Платасында сандық электрониканың негізгі элементтері орналасады: үлкеннен артық интегралдық сызба (СБИС) түріндегі орталық процессор; оперативтік жады тұрақты жады элементтері; өзінің миропроцессорлары бар бейнекарталар және дыбыс карталары; жиілікті көбейткіші бар кіріктірілген кварц генераторы. Қазіргі персоналдық компьютерлердің перифирийлік құрылғыларды қосуға арналған құрылғылары мен розеткалары бар – мөрлер, дыбыс колонкалары, сканерлер. Сонымен қатар портативті жады (флэш-жады) немесе автономдық қатты дисктер сырттай қосылатын ақпарат алмасудың (USB-порттар) негізгі шинасына қосылу үшін әмбебап розеткалар бар.О р та л ы қ п р оц е с с о р — барлық есептеулер жүргізілетін компьютердің негізгі микросызбасы. Қазіргі компьютерлерде басты, яғни орталық процессор (CPU) және бірнеше көмекшілері(бейнекартада, дыбыс картасында және т.с.с.) бар. CPU — бұл тұтас бір кристалды микросызба болғандықтан әдетте оны микропроцессор деп атайды, бірақ бұл қарапайым микроЭВМ және бақылаушыларда пайдаланылатын ол микропроцессор емес.Компьютерде орнатылған орталық процессордың түрі ПК сапасын анықтайтын басты фактор болып табылады. Компьютердің есептеуіш мүмкіндіктері тек соған байланысты. Пайдаланылатын процессордың 128 түріне және оның архиектурасына компьютердің барлық параметрлері және сипаттамалары байланысты.Процессордың т ез әс ер ет у і — бұл уақыт бірлігінде (секундына операциялар) миропроцессор орындайтын қарапайым операциялар саны.Процессордың р а з р яд ты ғ ы — бір уақытта өңделе немесе беріле алатын қосарлы кодтың максималдық саны.Процессордың а р хи т е к т у р а сы командалар жүйесін, адрестеу тәсілдерін, командаларды уақытпен орындауды біріктіру мүмкіндігін, микропроцессордың ұүрамында қосымша құрылғылардың болуын, оның жұмыс принциптері мен режимдерін қамтиды. Архитектура ерекшеліктері бойынша микропроцессорлардың келесі түрлерін ажыратады:■ VLІW өте үлкен командалық сөзбен;■ CІSC командалар жүйесінің толық жиынтығымен;■ RІSC командалар жүйесінің сирек жиынтығымен;■ MІSC командалар жүйесінің минималдық жиынтығымен. Орталық процессордың құрамына келесі құрылғылар кіреді:■ арифметикалық-логистикалық құрылғы (сандық, логикалық және символдық ақпараттың барлық арифметикалық және логикалық операцияларын орындайды);■ басқару құрылғысы (компьютердің әртүрлі бөліктерінің өзара әрекет етуін үйлестіреді);■ микропроцессорлық жады (командаларды орындаудың тікелей жақын тактілеріне есептеулерде пайдаланылатын ақпаратты қысқа уақытқа сақтау, жазу және беру үшін арналған);■ кэш-жады (буферлік жады) — мәліметтерге арналған өзіндік жинақтаушы;■ командалар, мекенжайлар және мәліметтер шинасы.Б а сқ ар у қ ұ р ы л ғ ы сы келесі негізгі функцияларды орындайды:■ процессордың барлық блоктарына керек уақыт сәттерінде әртүрлі операцияларды орындау ерекшелігімен бөлектелген белгілі басқару сигналдарын (басқару импульстарын) құрастырады және береді;■ орындалатын операциямен пайдаланылатын жады ұяшықтары мекенжайларын құрастырады, және сол мекенжайларды тиісті процессор блогына береді;■ тактті импульстер генераторынан процессордың барлық блоктарына басқару импульстары түсетін импульстар кезеңділігін аладыМ ик р о пр о цес со р л ы қ ж а ды ішкі тіркелімдерде құрылады және компьютердің тез әрекет етуін қамтамасыз ету үшін 129 пайдаланылады, өйткені негізгі жады тез әрекет ететін микропроцессордың тиімді жұмысы үшін қажетті ақпаратты жазу, іздеу және оқу жылдамдығын үнемі қамтамасыз етпейді. Кейбір тіркелімдерге түскен мәліметтер мәліметтер ретінде емес, басқа тркелімдегі мәліметтерді өңдеуді басқарушы командалар ретінде қарастырылады.Қазіргі процессорларда к э ш - ж а ды н ы ң екі түрі пайдаланылады: бірінші деңгейдегі— шағын (бірнеше ондық килобайт) өте жылдам жады, және екінші деңгейдгі — шамалы ақырын, есесіне үлкен — 128 Кбайттан 2 Мбайтқа дейін.К ом а н д ал а р ш ина сы басқарушы дабылдарды жадыға және енгізу-шығару құрылғыларына беруге арналған. Бұл дабылдар мәліметтерді процессорға немесе одан беру бағытын көрсетеді).М ек ен ж ай л а р ш и насы мекенжайды беруге арналған. Жады ұяшықтарының біріне немесе жүйеге кіретін енгізу-шығару элементтерінен біріне сәйкес келетін нақты мекенжайды шинаға орнату жолымен енгізу-шығару құрылғысының талап етілетін ұяшықты таңдау үшін ЦП пайдаланылады.М әл і м ет т е р ш ин а сы — ақпараттық магистраль, оның арқасында процессор мәліметтермен компьютердің басқа құрылғыларымен алмаса алады.Тактті импульстардың квартц генераторы процессордың жұмыс тактін белгілейтін электрлік импульстардың кезеңділігін генерациялайды. Генерацияланатын импульстардың жиілігі процессордың және барлық есептеуіш машинасының такттік жиілігін белгілейді. Көршілес импульстар арасындағы уақыт үзіндісі машина жұмысының бір такт уақытын, немесе машинаның жұмыс тактін белгілейді.Орталық процессордың негізгі ерекшелігі — оның әмбебаптылығы. Тиісті бағдарламалық қамтамасыз ету болған кезде орталық процессор кез келген жұмысты орындай алады, ол кезде мамандандырылған процессорлардың функциялары шектелген. 130 Pentіum, Androіd және басқа микропроцессорлар қазіргі СБИС негізінде әртүрлі модификациядағы қазіргі компьютерлерді дайындайды.Ұқсас архитектурасы тасымалданатын және портотивтік компьютерлерде бар:■ноутбук — тасымалданатын портатиптік персоналдық компьютер. Стационарлық персоналдық компьютердің барлық функцияларын және сыртқы құрылғылардың қосылу мүмкіндігін орындайды;■планшеттік компьютерлер — портативтік персоналдық ком- пьютерлер. Алдымен портатиптік қара-ақ планшеттік мүмкіндіктері шектелген компьютерлер пайда болды – тек кітапоқуға арналған. Қазіргі планшеттік компьютерледе түрлі-түсті экран бар және стационарлық персоналдық компьютерлік барлық дерлік функцияларын орындайды. Оның қатты дискі жоқ, бірақ кіріктірілген сыйымдылығы 40 Гбайт жады (флэш-жады түрінде) құрылғысы бар. Сонымен қатар портативтік жады сыртқы құрылғыларын қосуға және Интернет желісінің радиоарнасына шығуға арналған USB-порты бар. Олардың жетілгендігі соншалық, олар ноутбуктер мен стационарлық компьютерлерді шеттетуді бастады;■смартфондар — тасымалданатын ұялы телефондарға кіріктірілген портативтік біркристалды ЭВМ. Смартфондар түрлі-түсті экранмен, сенсорлы басқарумен, кіріктірілген фотоаппаратпен жабдықталған. Интернет желісімен радиоарна бойынша байланысыбар.   АҚПАРАТТЫҚ ЖӘНЕ БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІАқпараттық және басқарушы жүйелердің құрылымы олардың тағайындалуымен және орындалатын функцияларымен белгіленеді. Мысалы, көбінесе датчиктер деп аталатын сезімтал элементтерден (сенсорлардан) және түрлендіргіштерден тұратын ақпаратты жинау жүйесі бар.Ақпаратты жинаудың құрылымдық сызбасы 3.12-суретте ұсынылған. Жүйені басқаруды ЭВМ диспетчері жүзеге асырады, ол К1 және К2 бақылаушылардан мәліметтер сұрайды, 131           Рис. 3.12. Структурная схема системы сбора информации -сурет. Ақпаратты жинау жүйесінің құрылымдық сызбасы Диспетчерлік ЭВМБақылаушылар ДатчиктерЖоғары деңгей жүйесіне мәліметтер Көрсету құралдарыОператор ЭФМ (ПК) Dj датчиктерінен алынатын мәліметтерді алдын ала өңдейді, ақпаратты сақтайды және мәліметтерді монитор экранында (көрсету құралдарында) операторға ыңғайлы түрде ұсынады. Бақылаушылар бірнеше датчиктерге Dj алынатын дабылдарға сұрау жүргізеді, қарапайым өңдейді және ЭВМ диспетчерінен мәліметтерді алуға дейін сақтайды және мәліметтерді сұрау бойынша береді. 132 -сурет. Бақылаушымен автоматты түрде басқару жүйесінің құрылымдық сызбасы:П — процессор; ПЗУ және ОЗУ — тұрақты және оперативтік есте сақтаушы құрылғы сәйкесінше; Д және ЦД — датчиктер аналогты және сандық сәйкесінше; ИО и ЦИО — орындаушы құрылғылар аналогтыық және сандық сәйкесінше; УВВ — енгізу және шығару құрылғысы; ОП — оперативтік жады; ВП — сыртқы процессор; В — енгізу құрылғысы Ақпаратты жинау жүйесінен айырмашылықта басқару жүйесінде (3.13-сурет) басқару объектісіне әсер ететін басқару құралдары және орындаушы құрылғылары бар. Оператор басқару процесіне бақылау жасай және жүйе параметрлерін ауыстыра алады. Сызбада көрініп тұрғандай, ақпараттық ағындар басқару жүйесінде маңызды рөл атқарады.Ақпараттық және басқару жүйелерінен (САУ) басқа операторы жоқ, ал басқару процесі толығымен автоматтандырылған режимде объектілерді автоматты түрде басқару жүйесі бар.Кәсіпорындардың және ұйымдардың аса күрделі автоматтандырылған жүйесінің макроқұрылымында бірнеше шағын жүйелер бар, оларда өздері күрделі ақпараттық-басқару жүйелері бола алатын төменгі деңгейінің қарапайым жүйелерін САУ ұстайды.Басқару ЭВМ және диспетчерлік ЭВМ біріктірмесі магистральдық интерфейспен біріктірілген есептеуіш желісін құрастырады.Интерфейс — УВМ модульдерінің және сыртқы құрылғылардың өзара қызмет етуін жүзеге асыратын унифицирленген аппараттық, бағдарламалық және конструктивтік құралдар жиынтығы.Салалық ақпараттық есептеуіш жүйелерінің қарқынды дамуын атап өтуге болады (банк, коммуналдық, әскери, электр энергетикалық және 133 т.с.с.) Корпоративтік және қызметтік желілер ерекшелігі олардың жабықтығында және ақпараттың конфиденциалдығында, ол басқаруға және ақпараттық ресурстарға санкциясыз қол жеткізуді техникалық және бағдарламалық құралдар құру қажеттілігіне әкеледі. Бірақ ұйымның иерархиялық емес принциптері түгел дерлік өзгеріссіз қалады.Қорыта келе импульстық сандық техника тұрмыста, өнеркәсіпте және телекоммникациялық желілерде ұжымдық пайдалануда кең қолдау тауып отыр, сондықтан сандық құрылғылардың құрылу жалпы принципін, олардың ерекшеліктерін, қолдану аясын және негізгі параметрлерін білу маңызды. Электрондық техниканың прогрессивті дамуы микросызбалардың функционалдық мүмкіндіктерін кеңейту, интеграция деңгейін арттыру, тұтынатын қуаттылықтың әсер етуін жоғарылату, тұтынуларын төмендету бағытында келе жатыр. Бұл бағыттар нанотехнология саласында, және әсіресе жаңа материалдар және жаңа үлкен өлшемді электрондық құрылымдар жасау бойынша жұмыстармен қолдау алып отырады. БАҚЫЛАУ сұрақтары 1. Логикалық элемент нені білдіреді? Олар орындайтын негізгі логикалық элементтер мен операцияларды атаңыз.2. Қандай жартылай өткізгішті құрылымдарда И, ИЛИ, НЕ логикалық элементтері жасалады?3. И-НЕ әмбебап логикалық элементінің артықшылығы неде және ол қалай жүзеге асырылады?4. МОП технологиясы бойынша И—НЕ әмбебап логикалық элементтің артықшылығы неде?5. Триггерді неге есте сақтаушы құрылғы және қайта қосушы ретінде пайдалануға болады?6. Триггерлер түрлерін және олардың ерекшеліктерін атаңыз.7. Триггерлерді пайдалану саласын қандай?8. Қандай логикалық құрылғыларды және микросызбаны білесіз? Олардың ерекшеліктері қандай?9. Импульстық сандық технология қай жерде пайдаланылады?10. ЧЖады тіркелімі деген нені білдіреді. Ол қандай элементтерден тұрады?11. АЦП және ЦАП нені білдіреді және олар қай жерде қолданылады12. Процессордың, бақылаушының және ПЭВМ ұқсастығы және айырмашылығы неде? 13. Ақпаратты жинау жүйелері мен басқару жүйелерінің ұқсастығы мен айырмашылығы неде?14. САУ АСУ айырмашылығы неде?

137 Вк Пр Г -сурет. Екінші қосылу көзінің құрылмдық сызбасы  o---220 Вo--    Типтік екінші қосылу көзінің құрылымдық сызбасы 4.1-суретте келтірілген.Бұл сызбада сөндіргіші бар тізбек Вк және сақтандырғыш Пр желілік кернеуді қосу және сөндіру үшін қажет. Аппаратурадағы тоғысудан қорғау сақтандырғыштың көмегімен жүзеге асырылады. Трансформатор Т аппаратура үшін талап етілетін қосылу кернеуіне дейін желі кернеуін төмендетуге қызмет етеді. Түзеткіш Вп диодтардың көмегімен ауыспалы кернеуді бір полярлы пульсті кернеуге түрлендіреді. Жазылатын сүзгі СФ RC- және RLC-тізбектерінің негізінде құрылады және қосылу кернеуінің пульсін төмендету қамтамасыз етеді. Тұрақты кернеудегі стабилизатор СПН кернеудің пульсін ұруды төмендеуді, сонымен қатар желілік ернеудің тербелістері болған немесе жүктеме тізбегіндегі тоқ өзгерістерінің шығу орнындағы тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Қажет болған жағдайда тұрақтандыруды қамтамасыз ету міндетін тұрақты тоқ стабилизаторы СПТ орындайды. Тұтынылатын қуаттылық және жүктеме Н тоғы кең шектерде өзгереді. Сол кезде жүктеменің ішкі тойтарыс ьеруі өзгереді, ол қосу көзінің шығу орнында кернеудің тез түсуіне әкеледі.Қосылу көздері – түзеткіштердің аса күрделі элементтерінің мүмкін болатын сызбаларын және жұмыс істеу принциптерін қарастырамыз.Түзеткіштер басқарылатын және басқарылмайтын, бір фазалы және үш фазалы болуы мүмкін. Олардың сонымен қатар тегістеуші сүзгісі және шығу тоғын немесе кернеуді тұрақтандыру құрылғысы бола алады.Бір фазалы басқарылмайтын түзеткіштер. Жартылай кезеңді және екі кезеңді түзеткіштердің кіру және шығу орындарында электрлік сызбалары және кернеулерінің диаграммалары 4.2-суретте келтірілген. 4.2-суреттіңғ а диаграммасында диодтың кіру кернеуінің ивх(1 ) дұрыс жартылай кезеңдігін ғана жіберіп тұрғаны және түзеткіштің шығу орнында пульсті кернеу ивых(£) бақыланатыны анық көрініп тұр. 4.2- суреттегі сызбада, б диодтар трансфоматордың екінші орамында орта нүктеден фазасы бойынша 180° жылжыған екі жартылай кезең кернеуін алдыға жіберуде (уақыт бойынша кезеңнің жартысына). 138 tutUO     -сурет. Жартылай кезеңді (а) және екі кезеңді (б) түзеткіштерінің электрлік сызбасы және кернеулер диаграммасы Бұл жағдайда U H (t ) жүктемесінде кернеудің пульстенуі айтарлықтай төмендейді.Қазіргі уақытта жүктемеде кернеудің пульстенуі трансформаторды орта нүктеден пайдалануды талап етпейтін екі жартылай кезеңдегі түзеткіштердің 4.3-сурет, а) көпірлі сызбасы ең көп тараған. Мұндай түзегіште диодтарда кері кернеу жартылай кезеңде максималдық кернеуден аспайды, ал екі жартылай кезеңді түзеткіштедиодтарда кері кернеу трансформатордың екінші орамының екі еселенген кернеуіне жақын.Диодтық көпірлі сызбалар ауыспалы кернеу мен жүктеменің біріккен орнын көрсете отырып монолитті жинақтар түрінде орындалады.     -сурет. Екі жартылай кезеңдік түзеткіштің электр көпірлі сызбасы (а) және кернеулер диаграммасы (б) 139 Егер екі жартылай кезеңді түзеткіштің шығу орнында үлкен сыйымдылықтағы Сф конденсаторды орнатса, ол қарапайым түзетуші сүзгі-жинақтаушы рөлін атқарады. UK^(t) жүктемесінің кернеуін өзгерту қалыңдатылған тұтас сызықпен 4.3-суретте, б көрсетілген. Диодтардағы тоқтар тек бір бағытта өтетін болғандықтан диодтар тек бір бағытта конденсатор заряда өтеді, онда жартылай кезеңде кернеудің максималдық мағыналары сәтінде конденсатор шамалы зарядталады, ал кернеулер максимумдары арасындағы аралықта ол баяу ішкі тойтарыс берумен Лн разрядталады. Сүзгі-жинақтаушылар ретінде әдетте талап етілетін кернеу номиналы бар үлкен сыйымдылық электролиттік конденсаторларын пайдаланады. Жүктеме қуаттылығына және кернеудің тұрақтылығы бойынша талаптарға байланысты шығу орнында конденсатор сыйымдылығын 20-ден 200 мкФ дейін таңдайды. Мұндай сүзгі-жинақтаушы кернеу пульсін жақсы ажырататынын, бірақ оның деңгейінің шығу орнында жоғары тұрақтылығын қамтамасыз ете алмайтынын айта кету керек. Кернеудің сүзгілері мен стабилизаторларының аса күрделі сызбалары әрі қарай қарастырылады..Үш фазалы басқарылмайтын түзеткіштер. Көптеген электр техникалық құрылғыларда үш фазалы ауыспалы кернеу пайдаланылады, оны қайта құру үшін үш фазалы трансформатордан нөлдік шығу орнымен үш фазалы түзеткіш қолданылады (4.4-сурет, а) Мұндай түзеткіште әр диод өз фазасы кернеуінің тербелуінің дұрыс жартылай кезеңдіге ғана тоқ өткізеді: А, В және С. 140   Ао-   N  -сурет. Үш фазалы түзеткштердің электр сызбасы: а —трансформатормен; б — көпірлі 141 Фазалардағы кернеу 120º С жылжып кеткен, түзетілген тоқтар салынады, және шығу орнында пульсы аз дұрыс кернеу қалыптасады. Осыған ұқсас түзеткіштердің трансформаторлық сызбаларын түзетілген кернеуді бір уақытта төмендету немесе жоғарылату керек болғанда пайдаланады. \-суретте, б бестрансформаторлық түзеткіштің көпірлі сызбасы көрсетілген. Мұндай сызбада нөлдік шығару керек емес, өйткені дұрыс фазалардың бір жартылай кезеңдігі қайта қосылған басқа екі фазаның диодтары арқылы қосылады. Осындай түзеткіштің түзетілген кернеуінің максималдық мағынасы 0,7Umax құрайды (онда Umax — жолақты фазааралық кернеу амплитудасы).Көп фазалы басқарылмайтын түзеткіштерді орта және үлкен қуаттылық жүктемесі кезінде қолданады (жүздеген шақырымдағы тоқтар кезінде жүзедеген киловаттқа дейін). Басқарылмайтын түзеткіштердің КПД 98 % жетеді.Басқарылатын түзеткіштер. Жиі электр құрылғыларының жұмысы үшін жүктеменің жұмыс режиміне байланысты кернеуді немесе тоқты өзгерту талап етіледі. Ол үшін қуатты транзисторлар және тиристорлар түріндегі басқару құрылғылары бар тоқ реттеушісін пайдаланады (4.5-сурет). Тиристорлық сызбалар әсерлірек, өйткені олар бір элементте бір уақытта түзетуді және басқаруды қамтамасыз етеді. Сонымен қатар түзеткіштердің оптоэлектрондық сызбалары қолданылады, онда басқару жарықпен жүзеге асырылады.             ми:-сурет. Тристорлармен басқарылатын түзеткіштердің электр сызбалары: а — екі жартылай кезеңділік: б — тегістеуші сүзгішпен; в — аккумуляторларды зарядтау үшін пайдаланылатын 142 Басқарылатын түзеткіштерде басқарылмайтындағы сол сызбалар пайдаланылады, бірақ диодтарды тиристорлармен ауыстырады (басқару желдеткіштерімен). Тиристорларды қосу бағдарламасы басқаружүйесімен (СУ) кернеумен немесе тоқпен беріледі.   ТЕГІСТЕУШІ СҮЗГІЛЕРТегістеуші сүзгілер түзеткіш жүктемесінде кернеудің пульсін азайту үшін қызмет етеді. Сонымен бірге олар үнемі тоқ құрамдасының өтуін төмендетпеуі керек, өйткені ол жылуды жоғалтуға қосылу көзі КПД төмендетуге әкеледі.Маңызды сипаттама сүзгі шығу орнындағы кернеу пульстеунің коэффициенті болып табылады, ол U0 : Кп = U/U0 шығу кернеуін орташа тұрақты құрастырушысына шығу кернеуінің бірінші гармоникасы UT амплитуда қатынасы ретінде белгіленеді.Тегістеуші сүзгі болмаған кезде үлкен белсенді жүктеме кезінде(яғни жүктеменің төмен тойтарыс беруі) тегістеуші фильтр жоқ болғанда пульстеу коэффициенті көп белгілерді білдіреді. Жақсы сүзгі қосып қойғанда пульстеу коэффициенті 0,001 белгіге дейін түседі, яғни кернеу тербелісі түзеткішке сүзгімен шығу орнында 0,1% болады.Сүзгі жұмысының әсерлілігін тегістеу коэффициентімен бағалайды: Кпв=Кв.шығ/Кпн (4.1)онда Кп.вых и Кпн — түзеткіштің шығу орнында және жүктемеде кернеу пульсінің коэффициенті (яғни сүзгінің кіру және шығу орындарында).Пульстеу коэффициентін және сапалы сүзгінің тұрақты құраушылары өзгермейтіндігін анықтау үшін тегістеу коэффициентін келесі түрде жазуға болады: Ксф=Uг.вых/Uг.н. (4.2) онда Uj^jx и UTHі — тегістеуші шығу орны мен жүктемеде бірінші гармоникалық кернеу амплитудасы (яғни сүзгіге кіру және шығу орнында).Сыйымдылықты және индуктивті сүзгілер. Қарапайым сыймдылық сүзгісінің сызбасы 4.6-суретте, а келтірілген. Сүзгіні тегістей коэффициенті түзетілетін жиіліктер, сүзгі сыйымдылығы және жүктеме тойтарыс беруі өскен кезде артады: 143 Яфo J- б  в г -сурет. Сүзгілердің электр сызбалары:а — сыйымдылықты; б — индуктивтіо; в — Г-түріндегі LC; г— Г-түріндегі RC Кс.ф = юСфЛн, онда ю — жиілік; Сф —конденсатор сыйымдылығы; Ян—жүктеменің тойтарыс беруі.Бұл сүзгі аз тұтыну қуаттылығында және үлкен тойтарыс беру жүктемесінде әсерлі.Қарапайым индуктивті сүзгінің электр сызбасы 4.6-суретте, б келтірілген. Сызбада сүзгі индутивтігі мыс сымынан шарғы түрінде жүктемемен кезектеліе қосылған. Кейде бітеу темір немесе бақа ферромагниттік өзегінде жабық шарғы (дроссель) пайдаланылады. Тұрақты тоқ үшін бұл шарғының тойтарыс беруі аз, сондықтан тұрақты тоқ ол арқылы ештеңені жоғалтпай өтеді. Кс.ф сүзгісін тегістеу жоғары коэффициентін алу үшін бірінші гармоника үшін импеданс құраушы ауыспалы бойынша тойтарыс беру үлкен болуы керек. Индуктивті сүзгіні тегістеу коэффициентін Ки.ф ~ ю1 ф/Лн түрінде аламыз, онда Ьф—сүзгі шарғысының индуктивтігі.Осы мағынаға сәйкес индуктивті сүзгі үлкен жиіліктерде, үлкен индуктивтікте және жүктеменің аз тойтарыс берулерінде әсерлі. Түзетілетін кернеу жиілігі ю қаншалықты көп болса, шарғының немесе дроссельдің талап етілетін индукциясы Ьф аз болады. Сәйкесінше олардың массасы мен габариттік өлшемдері кіші болады. Сондықтан ұшақтарда, тікұшақтарда және басқа ұшу аппараттарында 400 Гц желілік жиілігі пайдаланылады. Осындай желілік жиілікте 50 Гц тұрмыстық желісінің стандарттық жиілігінде жұмыс істейтін экввалентті қуаттылықтағы ұқсас құрылғылармен салыстыру бойынша трансформатолар және қозғаушылар пайдаланылатындардың барлығының массасы және габариттік өлшемдері аз. 400 Гц жиілігін пайдаланудың жетіспеушілігі дроссельдерден және трансформаторлардан шығатын үнемі қатты дыбыс болып табылады.Г-тәрізді, П-тәрізді және белсенді тегістеуші сүзгілер. Сыйымдылығы бар Г-тәрізді индуктивті сүзгінің электр сызбасы (ЬС- сүзгі) 4.6-суретте келтірілген. Бұл сүзгі екі сүзгіні кезектеп біріктіру түрінде орындалған: 4.6 суретте көрсетілген. 144 Осы екі сүзгілердің нәтижелі келісуінің сипаттамасы Г-тәрізді LC-сүзгішке тегістеудің үлкен коэффициентін қамтамасыз етеді: Кг.ф.=Ки.ф.Ке.ф.онда Ки.ф, Кеф — индуктивті және сыйымдылықты сүзгілерді тегістеукоэффициенті сәйкесінше.Осы формулаға C- және L-сүзгілеріне арналған белгіні қойып мынаны аламызКг.ф.=ω2LфCфАлынған белгіден Г-тәрізді сүзгіні тегістеу коэффициенті жүктеменің тойтарыс беруіне байланысты емес екенін білеміз. Бұл қуаттылығы, сәйкесінше , ішкі тойтарыс беруі кең шектерде өзгере алатын көптеген құрылғылар (күшейткіштер, генераторлар және реттеушілер) үшін маңызды.Соңғы формулада тегістеуші тізбек параметрлері үшін белгіні табамыз: ЬфСф = Кг.ф/ю2 .Г-тәрізді сүзгілер жүктеменің үлкен тоқтарында пайдаланылады, өйткені маңызды үнемі тоқ кезінде де дроссельдегі жоғалтулар маңызды емес.Жүктеменің тоғы аз кезінде көбіне Г-тәрізді RC-сүзгісін пайдаланады, оның сызбасы 4.6-суретте, г келтірлген. Г-тәрізді RC- сүзгілерімен салыстырғанда Г-тәрізді сүзгілерде габариттік өлшемдер мен масса аз. Бірақ үлкен тоқ кезінде мұндай сүзгі резисторда үлкен шығындар береді. Г-тәрізді RC-сүзгісінің тегістеу коэффициентін арттыру үшін өзіне операциялық күшейткіш түріндегі белсенді элементті қосатын белсенді сүзгілерді пайдаланады.Операциялық күшейткішпен белсенді RC-сүзгісінің сызбасы 4.7- суретте, а келтірілген. Мұндай сүзгі төменгі жиіліктерді тегістеу кезінде әсерлі. Бұл сүзгіні тегістеу коэффициенті К рет интеграциялау тізбегінің әсерлі сыйымдылығын арттыру есебінен артады (мұнда К — ОУ күшейткішінің күшейткішіне коэффициент).       -сурет. Белсенді (а) және П-тәрізді (б) сүзгілердің электр сызбалары 145 Өйткені К әдетте 10-нан 100-ге дейін құрайды, әсерлі сыйымдылық және тегісей коэффициенті КиСф сол ретке дейін өседі.Тегістеу коэффициентін арттыру үшін П-тәрізді (4.7-сурет, б) жәнекөп тізбекті сүзгілерді пайдаланады.   КЕРНЕУДІҢ ЖӘНЕ ТОҚТЫҢ СТАБИЛИЗАТОРЛАРЫРадиоэлектрондық құрылғылардың және байланыс-өлшеу аппаратурасының көбі қосылудың тұрақты үнемі кернеуін талап етеді.Кернеу стабилизаторларының сипаттамасы. Кернеу тұрақтылығына талап тұрақсыздық коэффициентімен беріледі:Кнс = лип/ип,онда Лип — қосылу кернеуін талап етілетін кернеуден ип алшақтау.Кейбір жағдайларда тұрақсыздыө коэффициенті 0,01 % аспауы керек. Бұл шартты тегістеуші сүзгінің көмегімен орындауды қамтамасыз ету желідегі кернеудің тұрақсыздығының салдарынан қиын. Сүзгілерге қойылатын жоғары талаптар олардың массасының және габаридтік өлшемдерінің өсуіне, КПД төмендетуге, құнын арттыруға келтіреді. Сондықтан, әдеттегідей, қосылу көзінің сызбасына оптималдық конструкцияны сүзгеннен кейін кернеудің тұрақты стабилизаторын қосады.Кернеу стабилизаторының жұмысын сипаттайтын негізгі параметр шығу кернеуінің пульстеуінің коэффициенті болып табылады. Мәні бойынша ол пайыздарда көрсетілген кернеудің тез өзгерістеріне қатысты тұрақсыздық коэффициентін ұсынады. (Пульстеу — бұл кернеу стабилизаторы шығу орнында кернеудің тез өзгеруі).Жалпы жағдайда тұрақты тоқ стабилизаторының жалпы жағдайында келесі параметрлерді сипаттайды:■пульстеу коэффициенті, %, Кп = 100Кнс = 100Лип/ип;■тұрақты жүктеме кезінде шығу кернеуін тұрақтандыру коэффициенті (при Ян = const);■стабилизатордың шығу орнында тойтарыс беруі ивх = const) Лвых = =Лин/Л1н; 146 -сурет. Стабалитрон негізінде параметрлік стабилизатора: а — электр сызбасы; б — стабилитрон ВАХ; в — кернеу диаграммасы  ■стабилизатордың пайдалы әрекетінің коэффициенті ц = Рн/Рвх == UH4/(UBX4X).Тұрақты кернеудегі параметрлік тұрақтандырғыш. Қарапайы стабилизатор стабилитрон негізінде кернеудің параметрлік стабилизаторы, оның сызбасы 4.8, а суретте келтірілген.Стабилизаторлар сипаттамасы жолақтық емес элемент параметрлеріне – стабилитронға байланысты. ВАХ стабилитронның ерекшелігі (4.8-сурет, б) кернеу тоққа байланысты болмайтын жерде теріс кернеулер саласындағы стабилитрон учаскесінің болуы болып табылады. Әр стабилитронның өзінің белгілі кернеуі бар стабилизация кернеуі ист белгілейді: ист » ипр. Стабилитрон кезеңмен сөнетін тойтарыс берумен R және параллельді жүктемеге қатысты қосылады (4.8-сурет, а). Әдетте стабилизатордың кір орнындағы кернеу стабилизатрон кернеуінен артық ипр (кернеуі ист), сондықтан стабилитронда жүктемедегі тоққа параллельді әлсіз тоқ өтеді. Бұл тоқтар кернеудің AUR R тойтарыс беруінде түсуін жасайды. Ол кезде жүктемедегі кернеу ист стабилизатордың кіру кернеуінен ивх төмен болады. Егер стабилизатордың кіру орнында ұлғайса, онда стабилитрон арасынан өтетін тоқ сәйкесінше ұлғаяды, ол кернеудің R тойтарыс беруіне төмендеуді және артық кернеуді жоюды көбейтуге әкеледі (4.8- сурет, в). Егер табилизатор кіру орнында азаятын болса, онда стабилитрондағы тоқ та, және сәйкесінше R тойтарыс беруде кернеудің төмендеуі азаяды. Нәтижесінде жүктемедегі кернеу тұрақталады.Жүктемедегі тоқты өзгерту кезінде стабилизатор тоғының бөлігі жүктемеге ауысады, ол кезде жүктемедегі (және стабилитрондағы) кернеу стабилитрон учаскесіндегі кернеудің тоққа байланысты болмауының арқасында тұрақты болып қалады.Сөніп жатқан тойтарыс берудің R мағынасы стабилизация коэффициентінен және жүктеме қуаттылығынан талап етілетін (әдетте

148 -сурет. Кезеңдтиптегі кернеуд компенсациялық стабилизатордың құрылымдық сызбасы     Тірек кернеуі шығу орнымен салыстырғанда төменірек болуы мүмкін. Бұл жағдайда потенциометр R орнатылады, оның көмегімен шығу кернеуі салыстыруды орындау үшін төмендейді. Ол потенциометр жүктемеге (Н) берілетін тұрақты кернеуді байыппен реттеу үшін пайдаланыла алады.Компенсациялық стабилизатордың екі транзистордағы кезеңділік түрдегі электрлік сызбасы 4.10-суретінде келтірілген. Мұнда транзистор VT1 реттеу элементінің рөлін ойнайды. Транзистор VT2 келістірмеу дабылын күшейткіш болып табылады. Салыстыру үшін қызмет көрсету кернеуін тірек кернеуімен бөлуші ивых R3, R4 резисторларында құрылады. Ол стабилизатордың шығу орнында кернеуді байыппен реттеуді қамтамасыз етеді. Әдетте компенсациялық стабилизаторларда тірек кернеуінің көзі болып VT2 транзисторы үшін қосылу көзі болып табылатын қосымша шығу көзі қызмет етеді. Бірақ бұл сызбада салыстыруға арналған кернеу база мен эмиттер арасындағы кернеудің құлауы есебінен қалыптастырылады, ол стабилитрон VD берген тірек кернеуімен иоп, теңестіріледі.Сызба келесі түрде жұмыс істейді. Кіру орнындағы кернеуұлғайтылсын және ивх + Аивх құрасын. Ол кезде VT1 транзисторы арқылы тоқ транзистор арқылы өсе бастайды, сәйкесінше, VT2 транзисторы базасындағы кернеу де өседі, ол VT1 транзисторыныңбазасында бекітпелі дұрыс VT1 әлеуеттің ұлғаына әкеледі.    -сурет. Кезеңдік типтегі компенсациялық стабилизатордың электр сызбасы 149 Ондағы тоқ кіру кернеуін толықтыра отырып азая бастайды. Нәтижесінде транзистордың ішкі тойтарыс беруі VT1 көтеріледі және шығу орнындағы кернеу тұрақталады.Кіру кернеуін азайтқан кезде сызба жұмысы кері бағытта жүргізіледі. Ол жағдайда транзистор VT1 соңғы кезекте ашығырақ жағдайға ауысады, ол кіру орнындағы кернеудің түсуінің орнын толтырады және жүктемеде берілген тұрақты кернеуді қамтамасыз етеді.Соған ұқсас жүктеме тоғын азайту немесе көбейту кезінде шығу орнындағы кернеу компенсациясының сызбасы жұмыс істейді. Жүктеме тоғы төмендегенде транзистордың VT2 коллекторлық әлеуетінің әрекет етуімен оның ішкі тойтарыс беруін ұлғайту есебінен транзистордың VT1 тоғының тоөмендеуіне әкеледі, жүктемедегі кернеу тұрақты болып қалады. Жүктеме тоғының ұлғаюы транзистор VT1 тоғын кері байланыс есебінен транзистор VT2 арқылы қлғайтуға әкеледі және жүктемеді кернеудің төмендеуінің орнын толтырады. Сәйкесінше, кернеудегі жүктеме тағы да тұрақты болып қалады.Транзистор VT1 тоғы бойынша күшейткіш коэффициентін күшейту кернеудің тұрақтану коэффициентінің ұлғаюын қамтамасыз етеді. Бірақ үлкен күшейткіш коэффициенті кезінде сызба өздігінен қозуы мүмкін.Тоқ бойынша күшейткіш коэффициентін күшейту үшін транзисторды VT1 құрамдаспен ауыстыруға болады, яғни күшейту коэфициенттері р1 және р2 болатын екі транзистордан тұратынымен. Құрамдам транзисторының күшейткіш коэффициенті рс = р1 р2. Құрамдас транзисторды пайдалану кернеу тұрақтандырғыштарын бірнеше мыңға тұрақтандыру коэффициенттерімен пайдалануға болады.Компенсациялық стабилизатордың параллельдік типтегі құрылымдық сызбасы 4.11-суретінде, а көрсетілген. Бұл сызбада келісілмеу дабылының күшейткішімен тірек кернеуінің көзі және салыстыру құрылғысы бар, бірақ кезеңдік типтегі сызбаға қарағанда реттеуші элемент параллельдік жүктемеге қосылған. Сызба шамамен стабилитрон негізінде жұмыс істейтін сызбадағыдай жұмыс істейді: келіспеу дабылы күшейткіштің кіру орнына, одан кейін стабилизатордың шығу кернеуі тірек кернеуімен теңестірілмегенге дейін тоқты көбейте немесе азайта отырып реттеуші элементке түседі.Компенсацияланған стабилизатордың параллельді түрндегі электр сызбасы екі транзисторда 4.11-суретте, б келтірілген. 150 -сурет. Параллельді түрдегі кернеу компенсациялық стабилизаторының құрылымдық (а) және электрлік (б) сызбалары:Ябал — балласттық тойтарыс беру  Сызба келесі түрде жұмыс істейді. Мысалы, кіру орнындағы кернеу ұлғайды. Сәйкесінше, потенциометрдегі кернеу де ұлғая бастайды, ол транзистордың VT2 базасында кернеудің ұлғаюына әкеледі, яғни, оның коллекторлық тоғының, және транзистордың VT 1 коллекторлық тоғының, ол, өз кезегінде, стабилизаторға және жүктемеге шығудағы кернеудің тұрақтануын қамтамасыз етеді. Кернеудің кіру орнында азаюы транзистор VT2 тізбегіндегі колекторлық тоқтың, сәйкесінше транзистордың VT1 коллекторлық тоғының азаюына әкеледі. Сәйкесінше, шығу орындағы кернеу тұрақтанады.Стабилизатор жүктеме тоғының азайған немесе үлкейген кезінде шығу кернеуін тұрақтандыра отырып кернеудің түсуіне осылай әсер етеді.Кезеңдік және параллельді типтердегі стабилизаторларды салыстыра отырып, соңғысы шамалы үнемді екенін атауға болады, өйткені оларда орнын толтыратын тоқпен параллельді жүктемемен қолданылмайтын және оларда КПД аз болатын тізбек бар. Бірақ параллельді типтегі стабилизаторлар жүктеменің қысқаша тоғысуының әсеріне берік.Жүктемемен кезеңді орналасқан реттеушісі бар стабилизаторларда қысқаша тоғысу кезінде жүктемеде реттеу жлементінде үлкен тоқтар бар, және соңғысы бұзылады. Бірақ бұл сызба жүктеменің үлкен тоқтарында дұрысырақ, өйткені параллеьді түрдегі сызбада осыншама компенсациялық тоқтың болуы қажет. Сонымен қатар кезеңдік сызбада жүктемедегі қысқаша тоғысудан қорғау бойынша қосымша шаралар қабылдау керек.Операциялық күшейткіштерді және микросызбаларды пайдаланумен кернеулерді стабилизаторлары. Компенсациялық типтегі сызбаларда 151   -сурет. ОУ және транзисторды (а) пайдаланып және ОУ тікелей қосумен (б) кернеу стабилизаторларының электрлік сызбалары 152 салыстыру және келіспеу дабылын күшейту құрылғысы ретінде ОУ пайдалануға болады, өйткені ол тұрақты тоқты күшейткіш болып табылады және осы функцияларды орындау үшін жақсы келеді. Кернеуді стабилизаторлардың ОУ пайдаланумен екі электрлік сызбалары 4.12-суретте келтірілген.Орташа қуаттылықтағы электрондық құрылғыларды қосуды транзисторы бар сызба бойынша жүзеге асыруға болады (4.12-сурет, а). Бұл сызбада транзистордың VT1 негізінде эммитерлік қайталаушысы және оепарциялық күшейткіш VA арқылы күшейте отырып теріс кері байланыстың потенциометрі R2 пайдаланылған. Потенциометрді4 . 1 - к е с т е . Стабилизаторлар негізгі микросызбаларының параметрлеріМаркасы, түріПараметрлеріШетел аналогтарыКР142ЕН1 (А-Г)ист = 12 ...30 В; Іmax = 0,05А|іA723CКР142ЕН2 (А-Г)ист = 12.30 В; Іmax = 0,05АцА723СК142ЕНЗ (А, Б)ист = 12.30 В; Іmax = 1 АМ300К142ЕН4 (А,Б)ист = 12.30 В; Іmax = 1 АМ300К142ЕН5Аист = 5 В; W = 2 А—142ЕН6 (А, Б)UCT = ± (5.25) В; Іmax = 0,2 АSG150І142ЕН8 (А-В)ист = 9(A), 12(Б), 15(B) В; Іmax = 1,5АSG7808 (7812,7815)142ЕН9 (А-В)Ua = 20(A), 24(Б), 27(B), В; Іmax = 1,5АSG7818 (7824)  шығу стабилизаторлық кернеудің деңгейін реттеу үшін қолдануға болады. Сызбадағы тірек кернеуі жоғары омды тойтарыс берумен R1. кезеңдік қосылған стаблитронымен VD беріледі. 153 -суретте, б теріс кеVрTі байланыL сы бар операциялық күшейткіш шығуында кернеуді тұрақтандыру сызбасы келтірілген. Мұндай сызбаКА DA 142ЕН5А DA DAVT-сурет. 142ЕН5А кернеуіндегі стабилизатор микросызбасын қосу сызбалары:а — стандарттық; б — кернеу бөлгшін пайдаланумен; в — стабилитрондыпайдаланумен; г — жарық диодын пайдаланумен; д — транзисторды параллельді қосумен шамалы тоқты тізбектерді қосу үшін немесе тірек кернеуінің көзі ретінде ғана пайдаланыла алады. 142, К142, КР142 серияларының кернеуін тұрақтандырулар микросызбалары.Төмен вольтты, аз қуатты бір- және екі полярлы қосылу көздері әзірленген және планарлық технология бойынша орындалатын крнеу стабилизаторларының интегралдық микросызбалары кеңінен қолданылады. Стабилизатордың шығу кернеуі оң, теріс, екі полярлы, белгіленген немесе реттелетін бола алады. Белгіленген кернеу +5 В ТТЛ-логикасы бар құрылғыларда пайдаланылады, ал екі полярлы ±15 В — операциялық күшейткіштері бар ұқсас микросызбаларда. 154  ШығарVыT латын стабилизаторлардың микросызбалары тағайындалуы, шығу кернеуі, реттеу мүмкіндігі, тұрқтануға рұқсат берілетін тоғы бойынша бөлінеді. Үлкен тоқ жүктемелері бар микросызбаларда (бірнеше ампер) радиаторға күш транзисторлары сияқты бекітуге арналған құрылғылары бар. Олар да қуатты транзисторлардың параллельді бірігуіне жол береді. Стабилизаторлар микросызбаларының негізгі түрлері және олардың параметрлері 4.1- кестеде келтірілген.142-сериялы микросызбаларды қосудың негізгі типтік сызбалары кернеу стабилизаторлары ретінде 4.13-суретте көрсетілген. 4.13 суреттегі а сызбада стандарттық қосылу көрсетілген. 4.13-сруттегі б,,,г сызбаларда кернеу бөлгіштерін, стабилитроинді және жарық диодын пайдалану есебінен сәйкес шығу кернеуінің тұрақтылығын арттыру қарастырылған.-сурет. 142ЕН8А кернеудегі стабилизаторды тоқты (а), тоқты және кернеуді (б) тұрақтандыру және қайта жүктеулерден қорғау (в) үшін микросызбаны қосу сызбалары 155 VT L-суреттегі, г сызбада жарық диоды кернеу индикаторының рөлін ойнайды және біруақытта басқару кернеуін ығыстырады. 4.13- суреттегі, д сызбада негізгі тоқ жүктемесін қабылдаушы сыртқы тразистормен КР142ЕН5 микросызбаларын пайдалану көрсетілген.Кернеу стабилизаторларының микросызбалары тоқ (4.14-сурет, а) және кернеу (4.14-сурет, б) комбинирленген стабилизаторларында пайдаланыла алады. Қосу блогын көп жүктемеден қорғау үшін 4.14- суретте, в келтірілген сызбаны пайдалануға болады, онда транзистор VT1 тоғы трнзистормен VT2 қайта жүктеу кезінде жабылады.Қазіргі уақытта микросызбалары бар стабилизаторлар жоғары қуатты қосылу көздеріндегідей, сонымен қатар эталондық және тірек кернеулерін құру үшін, оның ңшңнде батареядан және аккумулятордан қосыла отырып аз габаритті тасымалданбалы электр құрылғыларында кеңінен пайдаланылады.    КЕРНЕУДІҢ ЖӘНЕ ЖИІЛІЛІГІНІҢ ИНВЕРТОРЛАРЫ, ТҮРЛЕНДІРГІШТЕРІ Инвентірлеу кері түзету үрдісі болып аталатын, сонымен қатар үнемі тоқ ауыспалы тогіне қайта жасалуы. Инвенторлар автономдық және құлды жүйелерге бөлінеді. Автономдық инвенторлар энергияны тапсырылған жиілілігімен ауыспалы тоқпен жүйесіне тапсыруға үшін қызмет етеді, ал инвенторлар, құлды жүйесінің, - автономдық қабылдағыштар немесе жүйелерді қосылуға үшін. Қайта жасалу жиілілігі оларда инвентордың басқару жүйесімен тапсырылады. Автономдық инвенторлар.   Ml +N- іu Тоқ пен кернеудің автономдық инвенторларын атайды. Тоқ инвенторлары Ьф үлкен индукциямен тегісті фильтрмен пайдаланады. (4.15 сур.), кернеу инвенторлары тікелей E қосылу бұлағына қосады.4.15. сур. Автономдық инвентордың электрлі сызбасы. VTАвтономдық инвентормен жүргізілген жүйенің инвенторы секілді жұмыс істейді, бірақ оның жұмысы толығымен басқару жүйесінің іске қосылатын импульстарымен анықталады БЖ.Жүргізілген жүйенің инвенторлары. Егер 4.5, б сур. сызбада жүктеменің орнына Е аккумуляторын орнатса және L индукцияны, 4.15 сур. көрсетілгендей оларды қосып, аккумулятор ауыспалы кернеудің трансформатор арқылы сыртқы тізгегін нәрлендіруі мүмкін. Тиристор қайта қосу үрдісі түзеткіште қайта қосу үрдісіне сай. Мысалы, t = 0 уақытына тиристор VS2 ашық болған, ал тиристор VS1 — жабық. Тиристорлар қайта қосылуы екі дәйекті басқару импульстарымен тапсырылады және Т қайталау мезгілімен, жарты мезгіліне жылжытылған. Басқарудың бірінші импульсы иу1, VS1 тристоры ашылды, оның катоды мен аноды арасындағы кернеу нөлге теңдес болады, және трансформатордың сол жағындағы тізгегінде тоқ пайда болады. Басқа сызық шығуында қайталама өндеуден кейін екінші импульс транформатор иу2 жағымсыз кернеу болады, VS2 тиристорды жабуымен. Ерте жабылған тоқ өткізетін тиристор трансформатордың алғашқы өндеудің ауыспалы тоқ әсерінен болуы мүмкін және ерте болуы мүмкін, ол инвентордың атауын құлды жүйесі болып анықтайды.Мезгілінің жартысынан кейін жүйе кернеудің әсерінен VS1 тиристоры жабылады, ал тиристор VS2 басқарудың екінші импульс әсерінен ашылады. Осылайша, тиристордың қайта қосу үрдісі қайтадан қайталанады. Бұнда, сонымен қатар, тарнсформаторды екінші қайталама өңдеген кезде пайда болатын тоқ импульстері аккумулятордан кернеуді ауыспалы қысым тізбегіне жібере отырып, ЭДС алғашқы өңдеуіне жеткізеді.Инвенторлар жиі кезде ауыспалы тоқ жүйесінен үнемі тоқ қозғалтқыштарын қосуына үшін пайдаланады. Осындай қозғалтқыштар автокөліктер генераторлар секілді, сондай – ақ қондырғы пайдалнудың. Бұл қондырғы түзеткіш ретінде қызмет етуі мүмкін, көліктің көтерілуіне қозғалысы қозғалтқыштың қосылуына үшін, және инвенторлық энергияны пайдалануына үшін, түсіруде көліктің қозғалысы кезінде электрқозғалтқышпен генерирленген. Осындай инвенторлар қуаты 100 кВт жоғары болуы мүмкін.Кернеу түрлендірушілері. Үнемі тоқ түрлендірушілері (конвенторлар) үнемі кернеудің басқа деңгейлі бір деңгейді үнемі кернеу қондырғылар болып табылады. Конверторлар минималды жоғалтуларсыз қайта құрылуына рұқсат ететін импульстық қондырғыларда негізделген. 157    4.16. сур. Электрондық кілттерін дәйекті (а) және параллельді (б) қосылуымен үнемі кернеу түрлендірушілер сызбалары. Түрлендірушілер сызбалары, кернеу төмендеуімен жұмыс істейтін,4.16 сур. көрсетілген. 4.16, а сур. көрсетілген сызбада, ЭДС Е кернеумен қосылу бұлағы пайдаланады, электрондық кілт S, диод VD, индукциялық элемент (дроссель) L және үлкен теңдігімен конденсатор. Кілт ти импульс ұзақтылығы уақытына қосылады, мезгілімен және f үнемі жиілілігімен Т. Осы уақытта конденсатор Uc = инкернеуге дейін зарядталады. Импульс болмаған соңі конденсатор Лн жүктеме қарсылығы арқылы разрядталады. Уақыттың үнемі CRn >> T, ал индукциялық конденсаторымен LC-фильтр жасалады, түрлендіргішітң шығыс кернеуі аз өзгеріледі және ин жүктеме кернеуін санауға болады, жүктеме тізгегінде де үнемі тоқ секілді. Шығыста түзеткіштер кернеу реттеуі импульстың ти ұзақтылығы өзгеруімен жасалады, S кілтіне берілетін. Түзеткіш шығыста кернеуі қатынасымен анықталады: ин = Ети/Т.Сызбада (4.16, б), ЭДС Е кернеумен қосылу бұлағынан,электрондық кілтін S ұзақтық импульстарын қосады ти, (дроссельмен) L үнемі жиілілігімен f индуктивті элементімен. ти уақытында L дроссельде электромагниттік энергия жиналады. Үлкен теңдігімен конденсатор кілтін сөндіру кезінде С зарядталады VD диод арқылы, L дроссельден индукция кернеуімен. Түзеткіш шығуында кернеу болған кезінде ин = E/(1 - ти/Т) анықталады.Аз және үлкен қуатымен түзеткіштерде (1 кВт дейін) кілт ретіндебиполярлық және өрісті транзисторларды пайдаланады, ал үлкен қуатымен түрлендіруштерде – тиристоларды.Жиілілік түрлендірушілері. Осы қондырғылар бір жақты кернеуін басқа жақ жиілілік кернеуін қайта қалыптасады. Жиі кезде осындай түрлендірушілер алғашқы кернеуін түзету арлықы орындалған болатын оның әрі қарай басқа жиілілігінің ауыспалы кернеуге импульстық әдіспен инвентірлеуімен және бір жиілілігімен электрондық кілтінің қосылуын пайдалана отырып жасалады. 158   VT  КЕРНЕУДІ ИМПУЛЬСТЫҚ ТҰРАҚТАНДЫРҒЫШТАР Көп жағдайда электрондық аппаратура жүйелінің күшті кернеуідің толқындары кезінде және пайдаланатын қуаттылығының үлкен өзгерістері кезінде осындай сәттерде жұмыс істейді. Осы сәттерде компенсациялық тұрақтандырғыштар белсенді емес немесе төмен КПД бар. Соңғы кезде кең пайдалануын ең белсенді кернеудің импульстық тұрақтандырғыштар орын алды.Кернеудің импульстық тұрақтандырғыштың құрылым сызбасы 4.17, а, сур. көрсетілген, ал түсіндірілетін шығыста кернеу диаграммалары, кілттің шығыс пен кіруінде фильтр түзететін – 4.17, б сур.Электрондық кілт импульстық басқару сызбамен қосылады импульстардың анықталған жиілілігімен, фильтр шығуында кернеу негізгі деңгейге жетпеген болса, осында салыстыру сызбада көрсетілген. Осы кернеу тапсырылған деңгейге жеткен болса, басқару сызбасы импульстар тереңділігін реттеуін басталады, фильтр шығуында кернеуін өзгерте отырып.Басқару сызбасында пайдаланады:■кең – импульстық модуляция – үнемі жиілілік кезінде импульс енінің өзгерілуі;■жиілілік – импульстық модуляция – үнемі ұзақтығы кезінде импульстар жиілілігінің өзгерілуі;үнемі құрама кернеуін бекіту үшін электрондық кілттен кейін LC- фильтр орнатылады.импульстар жиілілігі жиі кезде аса биік (он килогерц),         а4.17. сур. Импульстық кернеу тұрақтандырғыштың (а) құрылымды сызбасы мен анықталатын кернеу диаграммалары (б):ЭК — электрондық кілт;СУ — электрондық кілтпен басқару жүйесі; СС — салыстыру сызбасы; СФ — реттелетін фильтр сызбасы

161 1. Алғашқы жVәTне қайталLама қосылу бұлақтары қандай?2. Қайталама қосылудың қандай құрама сызбасы? Оның әр құрама блогының тағайындауын түсіндіріңіз.3. Қандай тұрақтандырғыш сызбаларын білесіз? Көпірлік сызбасын сызып қойыңыз және оның артықшыларын түсіндіріңіз.4. ЯС-фильтрдің мысалында тегістейтін фильтрдің рөлі қандай?5. Г-тәрізді ЯС-және LC-фильтрлер сызбаларын сызып қойыңыз, олардың жұмысын түсіндіріңіз.6. Белсенді фильтр дегеніміз не?Оның сызбасын сызып қойыныз, оның жұмысын түсіндіріңіз және оның артықшылары туралы айтып беріңіз.7. Кернеу тұрақтандырғыштар не үшін қажет, қандай парметрлермен олардың жұмысы бағалайды?8. Кәдімгі тұрақтандырғыш сызбасын стабилитрон негізінде сызып қойыңыз және оның жұмысын түсіндіріңіз.9. Дәйекті түрдегі коомпенсациялық тұрақтандырғыштың құрылымды сызбасын сызып қойыныз.10. Импульстық кернеудің тұрақтандырғыштың электрлі сызбасын сызып қойыңыз, оның жұмыс істеу принципін атаңыз, жетістіктері мен жеткіліксіздігі туралы айтып беріңіз.

164 VTОлардың негізінде көрінетін қоршаған әлем мен көрінбейтін сәулелерін қабылдайтын приборлар жасалады. Қазіргі оптоэлеткрондық приборлар көрінетін ультрафиолеттік (УФ) және инфрақызыл (ИҚ) сәуленулерді көруге рұқсат береді, сонымен қатар тез арада өтетін импульстық процесстерін анықтауға рұқсат етеді, олар көзбен қабылданбайды.Фотосезімтал приборлар – әр түрлі оптико – электрондық қондырғының маңызды элементтері. Олар негізінде фотосезімтал элементтен құралады (корпус, терезе, контактты шығулар, қондырылған күшейткіштер), олар оптикалық және радиотехникалық жүйелерін нақты аппаратурада байлануға рұқсат етеді.Фотосезімтал приборлар сыртқы және ішкі фото әсері бар приборларға бөлінеді. Сыртқы фото әсері бар приборларға вакуумды фотоэлементтер мен фотокөбейткіштер жатады. Олар вакуумдағы темір немесе оксидтер бетінен электрондарды фотонмен «жылжыту» әдісіне негізделген. Өте әлсіз дыбыстарды қабылдауға, оларды арттыруға және көрінетін жарыққа түрлендіру қабілетті фотосезімтал элементтер бар болып табылады (электронды-оптикалық түрлендіргіштер). Сондықтан олар тек ультракүлгін және көрінетін облыстарда жұмыс атқарады және негізінен ғылыми-зерттеу құрылғыларында қолданылады. Көбінесе қазіргі фотосезімтал элементтер ішкі фото әсерінде негізделген, ерекше жартылай өткізгіш тәсілінде жарық әсерімен қарсылығын өзгерту (фоторезисторлар, фотодиодтар) немесе электрлік потенциалдарының айырмашылығын жасау (фото ЭДС).Фотосезімтал приборлар мен кілттер үздік түрімен станоктар мен механизммен автоматты басқару жүйелерінде пайдаланады. Қосылудың және сөндірудің оптикалық қондырғылар әр түрлі орындаушы қондырғыларда жеңілмен заттар есептеу үрдістерін автоматты түрде конвейрда өлшемде, нысанмен, түспен, сапасынан, өндеуден, химиялық құрамынан және т.б. өндеуге болады. осы приборлар үздікпен физикалық биіктігін реттеу мен бақылауға үшін пайдаланады: заттардың геометриялық өлшемдері, температурасы, түсі, сонымен қатар сапалы және саналы талдауына қатты, сұйық пен газ секілді орталарын таладуына арналған. Әр түрлі датчиктер фотоприборларын пайдалануымен экологиялық жағдайын бақылайтын қондырғыларын жасауға үшін жарамды, сонымен қатар өрттік жағдайы туралы, аса ластанған ортасы туралы, сонымен қатар атмосфераның ластанғаны мен судың зиян қоспалармен ластанғаны туралы хабар етеді және т.б..Фотосезімтал приборлар бірнеше тұрмыстық радиоэлектрондық жүйелер мен қондырғыларда пайдаланады (мысалы, лазерлік цифрлық дискілер проигрывательдерде, магнитофондар мен теледидарлардың, күзеттік және өрттік қауіпсVіTздігі туралL ы жүйелерінде, ойыншықтар мен модельдермен басқару қондырғыларында дистанциялық басқару жүйелерінде). Инфрақызыл сәуленуде сигналдардың тапсырудың қондырғы пайдалануы байланыс жүйелерін жеңілдетеді (радиотехникалық заттар негізінде құрастырылған байланыс жүйелерден гөрі), олар ең экономикалық және аз габариттік өлшемімен.Әр түрлі фотоприборлар түрлері өндіріспен шығарылатын, толығымен электромагниттік сәулендің спектрдің оптикалық аумағын толығымен қамтиды, өзіңде үш бөлігі бар: ультрафиолеттік, ұзын толқындарымен мкм; көрінетін, толқындар ұзындығымен 0,38...0,78 мкм; инфрақызыл, толқындар ұзындығымен 0,78.100 мкм.Фоторезисторлар. Фоторезистор — бұл фотоэлектрлік жартылай өткізгішті сәуле қабылдауышы, диэлектрикалық үстіңгісінің жартылай өткізгіш қабығымен оның қызмет ету принципә фотоөткізгіш әсерінде негізделген. Сәулемен сәулендіруі болмаған кезде прибор арқылы өтетін тоқ (қараңғы тоқ) 10.20 потенциалдар айырмашылығында. Жиі кезде 1 мкА жоғары болмайды, фторезистордың фотосезімтал үстіне оптикалық сәулеленуі кезінде оның өткізгіштігі мың ретке өседі, ал тоқ бірнеше жүз милиамперге өсуі мүмкін.Оптикалық диапазонның көрінетін аумағына фоторезистордың сезімтал элементінің материал секілді кадмий сульфидын пайдаланады (CdS) және кадмий селенидын0 (CdSe). 1.5 мкм толқынның ұзындығына (ИК-аумағы) сульфид (PbS) сульфидын және қорғасын седениді (PbSe) пайдаланады.Фоторезистордың қараңғы тоқ жиі кезде темпратураға сай өседі, бұл қараңғы тоқ көбеюіне, нөл жылжытуы мен приборлар нақтылығы нашарлауына әкеледі, сонымен қатар температура көтерілуі зарядтар ұстағыштар санын көбейтеді,.Фотодиодтар. Фотодиод фотосезімтал жартылай өткізгіш ауысуымен р—n-диодын ұсынады (мекі жартылай өткізгіш түрлері мен жартылай өткізгіш мен темір арасындағы). р—n- диоды кезінде ауысуында онда электрондық – тесік жұптар пайда болады. Осы зарядтардың тоқ бағыты ауысуының айналма тоқ бағытымен байланысты.Фотодиодтар құрылымының жартылай өткізгіш р—n-ауысуымен (5.1, а, сур. көрсетілген, германий мен (ФД-7Г) және кремний (ФД- 24К) фотодиодтар түрлері - 5.1, б сур. көрсетілген, ал бір диодты УГО — 5.1, в сур.Фотодиодтың фото сезімтал үстіне жаоық түскен кезінде жарық жартылай азаяды (белгіленеді, азаяды) және жартылай осы үстінінен таратылады. Фотосезімтал жартылай өткізгішпен оптикалық сәуленуін жұтқан кезінде онда заряд ұстағыштар пайда болады — электрондар 166 мен тесіктVеTр, бұл электр өткізгіштігіне әкеледі, ол фотоөткізгіш болып аталады. Фотоөткізгіш маңызы фотондармен материалдарын коэффициентінен тыс тәуелді, сонымен қатар квантты шығуында электрон-тесікті жұптар санынан (фотоионизация), бір квант сәулену әсерімен жасалатын. Электрон-тесікті жұптар қозғалысы заряд ұстағыштар генерация жылдамдығы негізделеді, және себебі, фотодиодтар тез әсерленуі.Фотодиодтар ВАХ ұясы (ФД-24К) әр түрлі сәулелі потоктар кезінде Фг- 5.1, г сур. көрсетілген.Фотодиодтар фотодиодты және фотогальваникалық тәртіптеріндепайдаланады. Бірінші жағдайда диодқа кері кернеу беріледі және фототоқ, жарық болған кезінде, жарық ағын қуат құндылығы болып табылады. Осындай тәртіп 5.1, г сур. көрсетілген, сол жағында 5.1. сур. Фотодиодтар құрылымы (а), түрлері (б), УГО (в) және әр түрлі сәулелі потоктарда ВАХ ұясы (г):1 — л-өткізгішімен жартылай өткізгіш қатары; 2 — р-өткізгішімен жартылай өткізгіш қатары; 3 — темір контактілер: Ф — сәулелі поток; І—ІV — квадранттар. VT Lтөмеңгі квадрантта әр түрлі сәуленуі кезінде Ф. Екінші жағдайда прибор генерация тәтібінде жұмыс істейді фотоЭДС, яғни р—n-ауысуы кезінде фотодиод шығуында сәуле поток қуаттылығына сай кернеу пайда болады. Осы сәтте фотодиод күн батарея ретінде жұмыс істейді. Осы фотогальваникалық тәртіп он жақты төмен квадрантта 5.1, г сур. көрсетілген,.Фотодиодтты тәртіп фотогальваникалық жоғары тез әсер ететін және сезімтал фотодиодтан гөрі бір құтар артықшылары бар: жоғары шұғыл жылдамдылық және диод сезімталдығы оптикалық спектрдің ұзақ толқынды бөлігіне, сонымен қатар кең динамикалық диапазон линейлі сипатымен.Фотодиодтар қосу сызбалары фотодиодты тәртібінде 5.2 сур. көрсетілген.Фотодиод тәртібінің негізгі жетіспеушілігі – кедергі тоқ болуы, жүктемеден өтетін, сондықтан қажеттілігіне сай бір қатарда фотоқаблдағыштың төмен шу деңгейін қамтамасыз етуіне фотогальваникалық тәртіп ең тиімді болуы мүмкін, фотодиодтан гөрі. Шу тогін төмендетуіне үшін фотодиодтар салқындатуын пайдаланады - 10 °С дейін жартылай өткізгішті тоңазытқыштар көмегімен. Пельтье.Люкс-амперлік сипаттамалар (ЛАС) кремний фотодиодтар линейлі жарықтандыру қарқындылығына сай, бірнеше ваттан жоғары болатын (жүз мың люкстар). Фотодиод қанығуы мен ЛАС линейлі емес аумағы фотогальваникалық тәртібінде аз деңгей жарықтануында келіп түседі, фотодиодтан тыс. Фотодиодты тәртібінде германий фотодиод қанығуы бірнеше ватт сәулелі қуаты кезінде жасалады. 5.2.сур. Фотодиодтты тәртібінде фотодиодтар қосылу сызбалары: а, б — фоторезистор секілді; в — күшейткіш – транзисторлық каскадта 168 VTсур. Кремний мен германий фотодиодтардың шығыс тоқтардың спектральді сипаттамалар  Фотосезімтал мен төмеңгі шекті фотодиод мүмкіндігі, өзінің шу деңгейінің қараңғы шегінің көбеюінен жоғары болғандықтан, прибор температурасы көтерілуімен төмендейді. Қоршаған ортаның температурасында қарама – қарсы өзгерісте бар: жоғары сезімталдық, шулар төмендеуі, спектральді диапазонының кеңеюі. Сондықтан жұмыстың жақсартуына үшін Пельтье әсері негізінде жартылай өткізгіштің тоңазытқыштар фотодиодтар салқындатады.Фотодиодтар паспортында келесі негізгі параметрлері көрсетілген: Бт тоқ сезімталдығы, фототоқ импульсы сәулелі модуляцияның шектес жиілілігі кезінде Тн үнемі өсу уақыттары мен Тсп толқынның жұмыс ұзындығы немесе толқындар ұзындылығының жұмыс интервалымен төмендейді. Кремний және германий фотодиодтардың спектральді сипаттамалары 5.3. сур. көрсетілген. Шығу тоқтар тәуелділігі І (X) толқын ұзындығынан X мөлшерленген тәртібінде, маңызына қарай аралығы тогінің Іmax максималды сезімталдығымен толқын ұзындығына Xmax кремний диодына арналып бейнеленген. Кремний диод сезімтал максимумы толқын ұзындығы шегінде 0,80... 0,95 мкм болса, ал ұзын толқынды жақ сезімталдығы — 1,1 мкм құрайды. Германий фотодиодтар сезімтал максимумы ең ұзын толқындар жағына келген кезінде (1,3.1,4 мкм) болса, ал ұзын толқынды жақ сезімталдығы — 1,7 мкм құрайды. 5.4. сур. күшейткіштің транзисторлық каскадтарды кері қосуында және транзистор базасын тоқ басқаруымен фотодиодтар қосылу сызбалары көрсетілген.сур. көрсетілген кілтті каскадтар күшті сәулелі ағымдар мен аз жүктеме қуатында, сондай-ақ және фоторезисторларымен, фотодиодтар кілтті каскадтарын жасау үшін пайдалану мүмкіндігімен жұмыс істеуіге болады  VT L    5.4. сур. Күшейткіштің транзисторлық каскадтарына фотодиодтарының (а--в) қосу сызбалары  Арнайы көп нақты фотодиодтарды өзара фоткілттер секілді, сондай-ақ оптожұп светодиод – фотодиод құрамына кілттерді пайдаланады. Төмен сәулелі потоктар мен маңызды жүктемелерде қосымша кілтті немесе күшейткіш каскадтарды пайдалануға қажет. Ақпарат тапсыруының цифрлық жүйелерінде жоғары жылдамдылық пен кіші инверциялықпен фотодиодтар талап етіледі. Инверциялық фотогенерация ұстағыштарының элетронды-тесікті жұптар бөлінуінің үрдіс уақытша сипаттамалардан тәуелді, р—n- ауысуының, сонымен қатар жүктеме қарсылығы. Нақты фотодиодтың тез арада жылдамдығы шектес жиілілігімен сипаттауға мүмкін /гр, сәйкесті жарық ағынының модуляция макисмалды жиілілігіне сәйкесті,онда модуляцияның төмен жиілілігіне сәйкесті болады. кремний және германий фотодиодтарына аз және жұмыс аумағымен (S * 1 мм2) шектес биіктігі /гр * 1 ГГц.Фотодиодтардың жылдам параметрлері (немесе инверциялық) сонымен қатар үнемі өсу уақыты болып табылады Тн және төмендеуі Тсп фототоқ, уақыт аралығын растайтын, олардың ішінде фототоқ 2,7 ретке өзгеріледі Ф = const орнатылған маңызынан, сәйкесінше сәуле потоктың қосылған және сөндірілгеннен кейін. Кремний және германий аз габариттік фотодиодтарына осы биіктігі маңызы 1 ...2 нс құрайды.Пин-и лавинді фотодиодтар. Фотодиодтардың ерекше тобы, аз инверциялықпен және жоғары сезімталдығымен өзгешеленетін, p—і— л-фотодиодтар болып табылады (пин-фотодиодтар) және көшкінді. 170 ФотодVиTодтан мақталы – оптикалық байланыс сызықтарында жоғары сезімтал және жылдам талап етіледі (қайта қосу уақыты наносекундатыран кем емес). Осындай фотодиодтар цифрлық теледидарлық жүйелерінде, жазылым жүйелерінде және дыбыс қайта қосылуында диск-жинағынан және т.б. қажетті. Осы қондырғыларда p—і—л-фотодиодтар мен көшкінді пайдаланады.Р—і—л- фотодиод құрылымы кәдімгі диод құрылымынан өзгеше. І- жақ таза (легацияламаған) жартылай өткізгішті ең төмен өзара өткізгішімен және р(+) өткізгішімен, 0,3 мкм дейін қалындығымен жақ, тұрақпен л(+) өткізгішімен анықталады. Жылжытудың кері кернеу берілген кезінде барлық і-жақ жіңішке болып қалады. Нәтижесінде ауысу теңдігі төменделіп, құлайтын сәулелі аумағы кеңейіп, прибор сезімталдығы көтеріледі. Пин-фотодиодтарының 10 нВт қуат сәуленуінен тіркелуі мүмкін.Жүктеме қарсылығы оларға 50 Ом теңдес таңдайды, ол үнемі уақытын алуға көмектеседі 9 = 0,05... 0,1 нс және сәйкесінше 20 мен 10 ГГц жиілілігімен қабылдауға қажет.Лавинді фотодиодта сәуленуі онымен қатар жіңішке жағында жұтылады р(-). Соққы ионизация жасау үшін зарядтар фотокүшейтті ұстағыштарына р—n-ауысуы төмен легинерленген аумағын қалыптастырады р(-) электрлі аумағының жоғары кернеуімен (105 В/см кем). Сәуле әсерінен онда электрондар мен тесіктер қозғалған. Электрондар электрлі аумағымен жалғастырылады, жартылай өткізгіш атомдарымен соғылады, және зарядтардың көшкін ұстағыш көбеюіпайда болады. Көбейту коэффициенті жылжыту кернеуі кезінде пробой кернеуіне жақын, 1 000 жетуі мүмкін, көшкінді фотодиодтың көмегімен 1 нВт жаңында қуаттылық сигналдарын тіркеуге рұқсат етеді. көбейту мен кернеу коэффициент маңызы бұзылу температурадан тәуелді. Теңдесте 0,3 нс айтылады, ол 3 ГГц дейін жиілілігімен жұқмыс істеуге рұқсат етеді.Бейне көбейтуіне үшін суәленің үсті терезе фотодидтарында жарқын қабықпен жабады. Периметр бойынша жұмыс үстінде темір сақина жасайды, ол тікелей электрлі аумағының таралуын жасайды. Көшкінді лавин жетіспеушілігі жұмыс қажеттілігі болып табылады үлкен кернеуде тұрған (және 100 в), арнайы қосылу көзі талап етеді.Фототранзисторлар. Жартылай өткізгішті қабылдағыштар құрылымы бойынша транзисторға жақын (биполярлық немесе өрісті), ішкі сигнал күшеюін қамтамасыз етеді.   сур. Әр түрлі сәулелі ағымдарда (б) оның ВАХ пен фототранзистор құрылымы (а) Биполярлық фототранзистордың жартылай өткізгішті құрылымы 5.5, а, сурете көрсетілген, ал оның ВАХ өз ағынынан тыс Ф 5.5, б көрсетілген. Прибор корпусында көрінетін терезе қарастырылған, транзистор базасы аумағына жарық ағыны арқылы өтеді. Сонымен қатар база қосылмауы мүмкін.Базада жарықтандыру кезінде зарядтар ұстағыштары пайда болады (электронды – тесікті жұптар). Сонымен қатар, фотодиодтарда болған жұптар коллекторлық ауысуы диффузия нәтижесінде келтірілген, ауысу аумағымен бөлінеді: тесіктер (р—п—р-транзисторда) коллекторға жылжыйды, оның тогын жоғары етіп, оның потенциалын төмендетіп. Эмиттерлік ауысуында қосымша тік кернеу жасалады, ол базаға эмиттерден тесіктер инжекциясын шақырады және коллектор тогын сәйкесті көбеюі.Фототранзисторлар өрісті МДП- немесе МОП-құрылымдарында болуы мүмкін. 5.6 сур. фототранзисторлардың МДП-құрылымдарының екі түрі көрсетілге: енгізілген және индукцияланған каналдарымен. сур. Енгізілген (а) және индукцияланған (б) өткізгіш каналдарымен МПД-транзисторлар құрылымы:1 — темір; 2 — диэлектрик; 3 — жартылай өткізгіш.  И ф 3 с И ф 3 с 172 VTМДП – транзистор енгізілген каналымен (5.6, а сур.қар.)жартылай өткізгішті материалымен р-өткізгішімен ұстағышта жасалады, онда п каналы жасалады және екі аймақ п(+), втоқ алынғыш функцияларын орындалатын. Аумақтардың біреуі шығу тегі болып аталады, басқасы – кіріс тегі. Содан кейін құрылымды диэлектрик жағымен жабады. Диэлектрикке л-каналымен темірліэлектрод жабады – жапқыш. Жапқышта ағымсыз кернеу пайда болады п-канал электрондармен бірігеді және оның қарсылығы төмендейді, сәйкесінше шығу және кір тегінің арасындағы тоқ өзгереді.МДП-фототранзисторында екінші түрінің (5.6, б сур. қар.) өткізгіш каналын енгізілмейді. Затворда болған нөлге жақын кернеу кезінде п (+) біріккен аумағымен арашаланғанр өткізгішімен және олардың арасында тоқ өтпейді. Затворда жағымды кернеу кезінде тесіктер үстінде концентрациясы төмендейді, қайталама үстінгі жағында электрондар саны көп болады, тесіктер санына тыс. Сонымен қатар жартылай өткізгіште қажеттілік бар, яғни п-түріндегі өткізгіш индукцияланған каналы жасалады. Енгізілген каналымен транзистордан қарамастан осындай транзистор затворда болған жағымды кернеу болған кезде ғана жұмыс істейді. Канал сәуленуі оның өткізгіштігінің көбеюіне фотоиндуцирленген заряд тасымалдағыштарда әкеледі. Жарығы кезінде тоқ тәуелділігі тоқтан төмендейді завторва максималды, одан кейін тоқ түседі.Фототранзисторларды көрнекті жақын спектрінің ИК- аумақтарына кілттер секілді пайдаланады, сонымен қатар оптожұптарда (тиристорлар, мультивибраторлар қосу байланыстары, толқындар қиын нсынды генераторларында және т.б.)Белгілеу қажет, фототранзисторларда ережеге сай, әлсіз нақты орындаушылық бар, яғни олардан жоғары жылдам қызмет етуі мен әлсіз сәулелі ағыстың тіркеу талап етіледі. Себебі, олар күшейткіш немесе кілтті каскадтармен бірге пайдаланады.Фототранзисторлар жақсы түрде логикалық элементтерімен бірігеді. Фототранзисторлар мен өрсіті транзистор арасындағы кіріс қарсылығы аса биік, күшейткіш тоқты пайдаланбайды, және фотоқабылдағышта кернеу өзгерісіне реттейді.Фототиристорлар. Фототиристор өзімен жартылай қабылдағыш, төрт жақты тиристор құрылымын ұсынады р—п—р—п- (1.8 бөл. қар.), ол прибордың қайта қосылуын қамтмасыз етеді.Жартылай өткізгішті төрт қатарлы фототиристор құрылымы р—п— р—п-фототиристор құрылымында үш р—п-пауысуы бар, оолардың бірі тік бағытта жылжытылған, ал екіншісі — кері. Сонымен қатар осындай ауысымдардың қосылуы кVезTінде фотоLтиристорды екі дәйекті қосылған транзисторлар секілді р—п—р и п—р—п ұсынуы мүмкін жалпы коллектор арқылы жағымды кері байланыспен. Күшті жағымды кері байланыс фототиристордың ВАХ учаскілерінде жағымсыз динамикалық қарсылығына әкеледі.Фототиристор екі тұрақты жағдайының бірінде орналасуы мүмкін, жұиыс нүктенің сәйкесті жағдайына: немесе кесу тогіның тік төмен 1ср (фототиристор жабық), немесе одан жоғары (фототиристор ашық). Бір тұрақты жағдайынан ауысуы басқаға секірумен жасалады, кернеу басқарушы электродта (БЭ) немесе жарық бірнеше кіріс маңызына жоғары болса. Сонымен қатар фототиристор қарсылығы мен тоқауысуы ол арқылы өзгереді 106... 107 ретке. Қараңғы қарсылығы кезінде 107 Ом бастап, жабық түрінде тоқ фототиристордың 10-6 А шамасында. Фототиристор тогі ашық сәтінде 0,1 .1,0 А теңдес. Осылайша, фототиристорда, ең биік күшейту коэффициенттері болса тоқ пен қуаты бойынша, жақсы кілтті қондырғы болуы мүмкін.Фототиристорларды қуатты элекрлі қондырғылардың тік оптикалық басқаруына үнемі және ауыспалы тоқ тізгектерде оптоэлектрондық кілттер ретінде.  5.2. ЖАРЫҚ ДИОДТАР ЖӘНЕ ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШ ЛАЗЕРЛЕР Фотоқабылдағыш қондырғылар жиі кезде жарық бұлағымен бірге пайдаланады. Жарық бұлағы ретінде қыздыру шамдары, газ разрядтау шамдары, жарық диодтар мен жартылай өткізгіш лазерлер пайдалануы мүмкін. Ең үйлесімді ТТЛ-технологиясымен элементтерімен қуаты бойынша, КПД жылдамдығы жарық диодтар және жартылай өткізгіш лазерлер болып табылады.Жарық диодтардың құрылымы мен жартылай өткізгіш лазерлер сызбалы түрде 5.7. сур. ұсынылған.Жарық диодтарда сондай жартылай өткізгіш құрылымы бар, ол кәдімгі диодтар немесе фотодиодтар. Олардың тік қосылуы кезінде 174 1+с/"  /1 /7°—(// р *— у 1 /р-п- ауысымыf! / Т І VT          сур. Сызбалы құрылымының ұсынылуы GaAs жарық диодтар (а) мен лазерлік диоды (б)электрондар р—n-ауысым арқылы өтеді және рекомбинирлейді тесіктермен (бірігеді). Сонымен қатар жарық энергия нақты жиілілік диапазонда сәулендіріледі. Егер жартылай өткізгіш материал осы диапазонға мөлдір болса, жарық рекомбинация аумағынан шығады сыртқа және жарық диод жарықты үстінен сәулендіреді (5.7, а сур.). Қазіргі жарық диодтар жоғары өрісті қызмет етудің жоғары коэффициентімен (ӨҚК) электрлі тізбектің жарыққа пайда болуы («35%) галий арсенидінің жартылай өткізгіш құрылымдарында жасалады (GaAs). Санына тыс және түрлерінен отырғыштардан жарық диодтарды қарқынды сәуленуімен толқындар ұзындығында 0,6 бастап 1,7 мкм дейін диапазонда алады, сонымен қатар жарық диодтың нақты сәулелі спектральді еңі 5... 10 нм құрайды.Жарық диодтардың құрылымдар ерекшелігі көрнекті диапазонына үшін ол жартылай өткізгіштерден тұратыны қажет жоғары энергиямен заряд тасымалдағыштарда (1,8 эВ жоғары), олар көрнекті жарықпентолқын ұзындығымен 750 нм. Оларға жартылай өткізгіштер: галий фосфиды (GaP), галлий арсениды (GaAs), арсенид—галлий— алюминий (GaAІAs), кремний карбиды (SіC). Жартылай өткізгіштің түрінің өзгерілуі және қосымша отырғыштар енгізуімен керек жарық түсін алады (ақ, қызыл, сары, жасы, көк).Егер жартылай өткізгішті жарық диодтың құрылымын нақты тәсілмен өнделген болса және торларда айналы көрінушілерді жасап отырып (біреуі жартылай мөлдір), сәулелі аумағында оптикалық резонатор қалыптастырылады және жартылай мөлдір айнаның шығыста лазерлік сәулендіргіш байқалады (5.7, б сур.). бұл сәулендіргіш ең жоғары жарқынымен, тар спектрінің еңімен толқындар ұзындығымен (және 0,1 нм) және аз бұрыштық айырмашылығымен сипатталады. Жартылай өткізгіш лазерлеріне үшін аз қуат алатындар жақын ( 0, 1.1 Вт) және габариттік өлшемдер, сонымен қатар төмен қосылу кернеуі. Олар жақсы қазіргі кіші габариттік электрондық аппаратураға енгізіледі. Қазір көп жартылай өткізгіш лазерлер түрлері шығарылады көрнекті ИКV-TдиапазондLарда сәуленуімен. Ең кең түрде байланыс желілерде, басқару жүйелерінде, ақпаратты жинау жүйелерінде және медицинада пайдаланады.Қазіргі көп каналды мақталы – оптикалық ақпарат тапсыру жүйелеріне үшін лазерлер линейкасы, қатал түрде енгізілген үлгілердің жиілілік торда талап етіледі. Оларды нанотехнологиялар әдістерімен іске асырылады, молекулярлы – сәулелі эпитаксия наноөлшемді гетероқұрылымдар шектеулі тоқ пен мақталы каналымен, 5.7, б сур. көрсетілген. Лазер сәуленуі толқынды каналдан шығады р—п-ауысымда орналасқан.  5.3. ОПТОПАРЛАР, ОПТРОНДАР МЕН ОПТОЭЛЕКТРОНДЫҚ МИКРОСЫЗБАЛАР Технологияны егеру жетістіктері жарық диодтар мен фотодиодтар олардың баға сенімділігі мен төмендеуіне әкелді, бұл, өз кезегімен, прибор құрастыруында кең пайдаланды, автоматикада және басқа техника аумақтарында. Ерекше үздік жарық диодтар мен фотодиодтар оптожұптар мен оптрондар түрімен пайдалануы орны алған.Жиі кезде автоматика сызбаларда бірнеше сәулендіргіш жұптар алынған – фотоқабылдағыш, мысалы, заттарды есептеуге конвейерлер, айналым есептегіштерде бұрыштық есептерді орындауына, яғни сызбаларда, сәулелі жарықты тоқтату принципінде қызмет ететін оның қайта келу жолымен әр түрлі затымен немесе арнайы пердемен (пластинамен) пайдаланып, бірнеше сәулендіргіш ашық каналмен оптожұптар өзіңе жарық диод пен фотодиодты қосады.Санды сәулелі импульстарды тіркеу үшін немесе оның орналасуына үшін бұрыштық есептерге тесігі (терезелер) бар дисктерді пайдаланады.Құрылымды шешімдер мысалдары оптожұптарды пайдалану кезінде 5.8 сур. келтірілген. Бірінші сәтте (5.8, а сур.) оптожұп датчик ретінде пайдаланады айналымдар есептесуге арналған немесе маховик айналма жылдамдығын бекітуге үшін жапырағымен, қысқаша түрде фотодиодты жарыққа жабатын әр айналым кезінде. Екінші сәтте (5.8, б сур.) сенсорлық датчки көрсетілген.жеңіл ашылған кезде мембранаға оң жағымен айқын жарық фотодиодқа түспейді және датчик басуын бақылайды.

178 VTФункционалды себептер қатарын орындауы импульстық күшейткіштер, кілттер мен цифрлық логикалық элементтер. Оптоэлектрондық микро сызбалар басқа үлгілі функционалды себептер қатары орындауы, импульстық күшейткіштер, кілттер мен цифрлық логикалық элементтер қосылуы. Ережеге сай, оптоэлектрондық микро сызбалар үйлесімділік талаптарына қанағатты басқа үлгілі элементтерімен кіріс, шығыс сигналдар мен қоректендіру кернеу деңгейлері бойынша.Сонымен қатар фотодиодтар мен фототранзисторлардың микросызбалары транзисторлық каскад күшеюімен шығарылады.  АҚПАРАТ КӨРСЕТУДІҢ ҚОНДЫРҒЫЛАРЫЭлектрондық қондырғыларарда, өлшегіш приборларда, калькуляторлар мен нысанда табло көруге оптималды экрандарында ақпаратты көрінетін қазіргі ақпаратты автоматты жинау мен өндеу жасалуы, цифрлық басқару жүйесі, телеметриялық мен басқа бақылау- өлшегіш пен тіркеуші аппаратура қондырғылардың үлкен классының болуына жасалған.Дисплейлі экранда байқалатын ақпарат әрбір екі мөлшерлі суретімен осы қондырғылар (ақпаратты көрсету приборлары немесе индикаторлық қондырғылар) әріпті-цифрлық аппаратурада, бірнеше ақпарат әріп пен сан түрінде ұсынылады.Ақпаратты көрсету приборларда әр түрлі техникалық іске асыруындағы әр түрлі физикалық әрекеттер мен ақпарат ұсынудың нысандары пайдаланады.Қазіргі кезде әр түрлі көріну нысанды ақпарат суреттері бар: әріпті, цифрлық, әріпті цифрлық, графикалық, сивмоликалық пен т.б. сонымен қатар олардың жұмысы әр түрлі физикалық принциптерінде негізделіп, индикаторлық қондырғылар пайдаланады.Ең кең түрінде газ разрядты, электролюминесценттік, жарық диодты мен сұйық кристаллды индикаторлық қондырғылар пайдаланады.Ақпарат теледидар экрандарда және компьютер мониторларда сурет түрімен, электронды-сәулелі трубкалар, сонымен қатар плазмалық, жарық диодты мен сұйық кристаллды панельдерін пайдалануымен орындалуы мүмкін.Экрандарда себептерден тыс, әр түрлі өлшемдер мен әр түрлі рәсімделуінен тыс (кіші индикаторлардан бастап қол сағаттарда және үлкен ақпараттық-жарнамалық шиттар мен панельдері) пайда болады. VT LЖақсы қосылу тәсілі болып табылатын ақпаратты көрінудің жүйелеріне ұсынылатын негізгі талабы болып саналады.Цифрлық ақпаратты көрнекі түрде цифрлық ақпаратты қалпына келтіруге қажетті тез арада болуы, яғни ақпаратты әр түрлі жарықтануы кезінде нақты уақыт масштабында жұмыс істеуі мүмкін. Ақпаратты көрсету қондырғының дамуы ең экономикалық жолымен жасалуы, сенімді және тиянақты сапасына қарай алынған суреттер қосылады.Тыйым салу мен қарқындылығы, басқарушы сигналы мен жоғары сезімталдығы және аз пайдаланатын қуатымен қазіргі индикаторлық қондырғылар аса және төмен жарығы жағдайында жұмыс істеуі қажет. Олар механикалық жүктемені ұстап отырып, сенімді, ұзақ мерзімді кең диапазонда температурада болуы қажет.Осы жұмыс электрооптикалық әсерлерінде (ЭОИ), олардың электрооптикалық әсерлерінде жұмысымен (ЭОӘ) негізделген сұйық кристаллдарда (СК), ақпаратты көрсету қондырғылар ортасында аса орында сұйық кристаллды индикаторлар (СКИ) тұр.Ең экономиалық және тамаша қазіргі электрондық аппаратурамен интегральді микросызбада үйлесімді, барлық талаптарына қанағатты болып, қондырғының ақпараттың суреттеу ортасында болады.Ең болашақты және экономиалық ақпараттың көрсету амалдары болып табылатын СҚ негізінде индикаторлық қондырғыларды қарастырамыз.Жұмыстың физикалық механизмі басқаша болуымен газ разрядты индикаторларда және жарық диодтарда кәдімгідей өтіп, бірақ индикаторлық қондырғыларда сурет қалыптасады.СК әр түрлі қондырғыларда заттар пайдалануына байланысты бағыты соңғы он жылдықта кең дамуын алды.СК негізінде индикаторлық қондырғылар және жарық диодтартарында жетістіктер қатары бар: аз алынатын қуат, жақсы өлшем, төмен баға, сонымен қатар тікелей үйлесімділік пен басқарудың МДП-сызбалары.СК индикаторлық қондырғылар мен жарық диодтарда жасауға рұқсат етеді: ■ кең жарқын аралығында индикаторымен көрсеткіштер есептеуі (яғни жарық күн сәулесі, және кеш уақытында да);■ бір түсті және көп түсті индикаторларының іске асырылуы;■ ақпаратты ұзақ сақталуы және жазылымы (сақтау мезгілінде олар электрлі энергияда талап етілмейді);■ ақпаратты жартылай тондарда қайта ашылуы;■ көп түсіт индикация; 180 ■тікелей лгикалық тізбектермен басқарылатын панельдер болуы.VTСК индикаторлары мен жарық диодтарда төмен пайдаланатын қуаты бар (0,1 мВт/см2) және жоғары рұқсат етілетін тәсілі (400 сызықтарға дейін 1 мм).СК мен жарық диодтар индикаторлардың сипаттама ерекшеліктері:■механикалық қозғалатын заттар болмауы;■көрінтін белгілер өлшемдерімен негізінде анықталатын тік құрылымның кіші көлемі;■үлкен аумақтарда ақпаратты көрсету мүмкіндігі;■шығыс материалдардың төмен бағасы мен жасалу технологиясының жайлылығы;■біршама қызмет ету мерзімі (10 000 с. кем).Индиктаторлардың жасалу мен тәжірибелі түрде пайдалануы мен мониторлардың қазіргі кезде Ресей, АҚШ, Еуропа, Жапонияның ғылыми орталықтары айналысады. Осылайша, отандық өндірісі ЭЕМ шығарылымы игерілген бесінші болашақты және микрокалькуляторлар СК негізінде индикаторлар. Электрондық сағаттардың сериялық шығарылымы сұйық кристаллдармен индикация қондырғыларымен икемделген.Бірнеше жетістіктеріне қарамастан приборларды оқу мен пайдалнуында ақпарат көрсетуінде негізінде жаңа бағыт болып табылады. Қазір қарқынды жолмен қажетті жарқырауымен, түстері мен жылдамдылықпен үлкен теледидарлық және ақпараттық экрандар жасалады.Сұйық кристаллдар әсері мен СКҚ қондырғысы. Барлық сұйық кристаллдар ұзын нысанды молекулардан тұрады, олардың қатарласуы әлсіз алыстан әсер ететін күштерімен қамтамасыз етіледі. Молекулар арасындағы күштер аз, С құрылымы сыртқы факторлардың температура әсерінен тәуелді: температура, механикалық кедергілер, электрлік және магниттік аумақтар, ультрадыбыстар және т.б. СК реакциясы осы әсерлеріне негізінде оптикалық әсерлерінің өзгерілуінде көрсетіледі (жарық өткізгіші, түс, поялризация), ол жарықпен басқаруға пайдалануы мүмкін, сонымен қатар қабылдау, сақтау мен көрсету ақпараттты.Заттың сұйық кристалл жағдайы (мезофаза, немесе аралық фаза) нақты шектес әр байланысқа, температуралық аралықта пайда болады. Мезофазада зат механикалық әсерлерімен сұйықтыларға жатады, яғни сұйығымен сипатталады, үстінгі жабуы мен қаттылығымен.Онымен бірге СК мезофазада алыс ориентациялық тәртіп молекулар мен анизотропияда жақын (әр бағытта бірдей емес) магниттәік, диэлектрикалыVTқ пен опLтикалық әсерлері, кристаллдарға жататын.Сұйықтығында кристаллдар мен сұйық кристаллдар молекулар еркінімен өзгешеленеді. Сұйықтығында молекулалар қозғалыста үш уақытта және айналма түрде үш өзара-перпендикулярлы жолымен айналады. Молекула кристаллдарында олардың айналуы мүмкін емес. Сұйық кристаллдарда молекулалар қозғалыста екі бағытта және өз айналымы бойынша айналады. Температура өзгеріске қарай СК құрылымы өзгеріледі. Төмен температуралар кезінде орталықтар кристаллдық торын жасайды, молекулярлық айналмада бір қатар ориентациясы бар. Температура көтерілген кезінде қыздыру болады, үш өлшемді кристаллдық тордын орнына бір өлшемді пайда болады. Әрі қарай көтерілген температурада толығымен алыс үйлесім тәртіп жоғалады, бірақ олардың ориентациялық тәртіп сақталады, яғни локалды бір жақты ұзын айналмалардың ориентациясы. Ең жоғары температурада толық күйдіру пайда болады және изоттортық сұйықтылық жасалады.Заттың температуралық ауйысымы кристаллдық фазадан мезовазаға күйдіру температурасы болып атайды Тпл, ал мезофазадан кәдімгі сұйық жағдайына келетін зат температурасын — жарықтану температурасы болып атайды Тпр. Соңғы мезофазада сол немес заттың басқа деңгейде жарықты болдырмайтын және көрінбейтін болып түссе ал табиғи сұйық сәтінде олар мөлдір.Тпл и Тпр температураларда үлкен кең диапазон бар: -20 бастап +250°C дейін. Температуралық аралықтар мезофазада (ДТ = = Тпл - Тпр) СК және қосапаларда әр түрлі: бір заттарда олар үлкен (20...70°C), ал басқаларда — аса төмен (2...7°С).СК әсерлері молекулалар құрылымымен негізделген, ұзын (таяқ секілді) нысаны бар. Өзара орналасуынан тыс СК молекулаларды смектикалық, сметикасыз және холестериялыққа бөлінеді.Смектикалық сұйық кристаллдарда молекулалар дәйекті түрде орналасқан және нақты құрылымы бар, яғни нақты ориентациясы ұзын орталықтар молекулалар ауырлығымен. Осындай СК екі мөлшерлі кристаллдарға сәйкес.Внематикалық сұйық кристаллдарда молекулалар дәйекті түрде орналасқан, бірақ орталықтар бір біреуден алыстау. Осындай СК бір кристаллдарға сәйкесті және реттелген болып есептеледі смектикалықтарға қарамастан. Барлық көлем аумақтардан тұрады, молекулар осьтарының ориентация бағытымен айлмасатын. Сондықтан СК аса жарықты жояды, яғни көрінбейді. Олардың молекулалары электрлі аумағымен беріледі, себебі СК оның әсерімен көрінеді. Сонымен қатар электродтардың сәйкесті орналасуын (көлденең) және гомеотроптық (шектес пластиналардан көлденең) жетуге болады. 182 ХолестVеTриялық сұйық кристаллдар нематикалық түрінің ерекшелігі болып табылады. Сонымен қатар тік аумағының өтетін жарықтан поляризацияға жабылады.Олар спиральпен сипатталады, немесе молекулалалар ориентациясы қайталама мезгілінде, 0,2 бастап 20 мкм дейін. Қабықты поляризаторларды пайдалана отырып кірісте және шығыста сұйық кристалл пластинада оның ағаруын байқауға болады, кернеуде және өтетін жарық бояумен болады.Сұйық кристаллдар органикалық заттардың әр түрлі байланыс болып табылады, оларда ұзын молекулалар құрылым бар екі байланыстпен. Қазіргі кезде көп заттар таңылған және олар жақсы зерттелген. Сонымен қатар синтез пен тазалау кең түрінде жасалған. Негізінде индикаторларда СК пайдаланады, аумақта нематикалық фазасы теапература мен прибор пайдалануы (-10 бастап +60 °С дейін). Осындай СК алу үшін әр түрлі әсерлермен заззтар байланысы таңдалған. Бірнеше жағдайда (мысалы, СК сыртқы жарыққа үшін) түсті легирленген қосапалар СК көлемінің 3...5 % санымен пайдаланады.Холестериялық кристаллдарда өз түстер бар: көктен бастап сары түске дейін және қызылға. Нематикалық кристаллдарын араластыру кезінде холестриялықтармен алған қоспа соңғы түрімен пацда болады, яғни оптикалық белсенділігі болады. Жиі кезде қоспаларды 10... 20 °С температурады жарық температурадан жоғары емес толық араластыруымен және бір ретті байланыс алуы үшін қайнатады.СК физикалық жұмыс принциптері. Элементтер құрылымы (сегменттер) СК, индикацияда жұмыс істейтін 5.10 сур. көрсетілген. Сызбада 5.10, а көрсетілген, жарық темір қабықтан — электрода 2 орналасқан.    Lа сур. СК-индикаторлар сегменттердің құрылымы, байқауы (а) мен жарқырауы (б): 1 — шынылы ұстағыш; 2 — темір электрод-байқаушы;3 — сұйық кристаллдар қатары; 4 — мөлдір электрод; 5 — шыны терезе; 6 — шыны ұстағышта қабықтар – поляризаторлар. 1. Одан кейін сұйық кристаллдар қатардан өтіп 3 және өтетін молдір қатары — электрод 4, шыны терезеге келтірген 5. Кернеуде молекулалар СК нематикалық ұзынымен күшті сызықтардың электрлі аумағында сұйық кристалл ағарады, электро түрімен. 2. Нәтижесінде көрінетін аумақта нематикалық кристаллдың қараңғы-көк қабығының суреті ұстағышта пайда болады.5.10, б сур. СК индикатор сегментінің құрылымы (поляризациялық түрінің) жарыққа жұмыс істейтіні көрсетілген.Поляризациялық осьтарымен, 90° бұрышпен негізделіп қосымша СК қатарынан екі жақтан қабықтар – поляризаторлар орнатылған.Ортогондық поляризация жарығын өткізбей (сонымен қатар оның аумағы 90°), жарық бірінші қабықпен анықталады 6 және, одан өтіп мөлдір электрод қатарынан 4 және ЖК 3 қатары, екінші қабықпен өшіріледі 6.Егер кернеу берілген кезде электродтар арасында СК жіңішке қатары болса, теңістірілген поляризаторлар жарықты өткізеді.Электродтарға элементтер СК холестериялықпен кернеу берілген болса жарық одан өтеді және суретін байқайды оны экранға жобалауға мүмкін болады.Сұйық кристалл индикаторларда пайдаланатын оптикалық әсерлерін қарастырамыз.И нт ер ф ер е нция — әр толқынды салынатын әсері, СК қатарынан өтетін, теңістірілген немесе параллельді поляризаторлар арасында орналасқан. Осы жағдайда ақ жарықпен ағарған кезінде сурет жарқын боялған болып көрінеді.П л е ох р ои з м — әр түрлі толқындарының бірдей емес өшіру әсері, СК өткізетін болса оған келтіреді. 184 VTолардың арасынан поляризациялық жарығы әр бағыттарда әр түрлі боялған болып көрінеді.Нематикалық СК күшті жарық азаюы. СК қалыдығымен қатар бірнеше миллиметрге мөлдір емес. Ең жіңішке қабықтарда жарық сонымен қатар жоғалады, сүт түсті немесе әлсіз түсті бояуға айналады. Кернеу болған кезде зат молекулалары СК қайта жасалады мөлдір болып электрод аумағында пайда болады.П о л я р из а ция ау м ағы н ы ң ай на л у ы ( о пт и к ал ы қ бе л с е н ді л і к) С К жі ң і шк е қа бы қт а р д а х о л ест е р ия л ы қ т ү р і н д егі к е з е д се д і . П о л я р из а ция л ы қ ж а р ы қ т ы ң сәу л е с і һ қ ал ы н д ы ғ ы м ен С К қ ат ар ы на н ө т е т і н , нашығуында поляризация аумағы бар, ол кіріс жарығы бұрылған а = ph (онда р — затта поляризация аумағының айналуы). СК маңызы аса жоғары, кварцтттан гөрі (15,5°/мм): 70 000°/мм жетеді.Эл е к т р о о пт ик ал ы қ әсе р і « қ о нақ — и есі » С К нем ат и к а л ы қ м о л ек у л ал а р ы , э л е к т р л і ау м ағы м ен ө з а р а, п л е х р о ир л і к б о я ғ ы ш м о л е к у л ал ар м е н т і з ге к к е т ұ р ы п ж ән е б о я ғ ы ш т үс і н өш і ре д і .Индикторлар элементтері әр түрлі оптикалық СК әсерлерінде жасалады. Мысалы, цифрлық индикаторларда калькулятор пацдаланады, яғни жарық байқалады, темір ұстағышта көзделген. Мысалы, цифрлық индикаторларда калькулятор ағару әсері болып пайдаланады.Приборлар мен индикаторлық панельдеріне түнгі уақытта жұмыс істейтін, СК ұяшықтар жарықпен және өту сәулесімен пайдаланады.Сұйық кристалл қондырғылары сурет жарқынын күшейтеді, және проекциялық жүйелер, сурет өлшемдерін көбейтеді, сонымен қатар суретті ұзақ уақытқа сақталады. Сурет сақталуы электродтар арасында сгнетоэлектрик енгізуімен қамтамасыз етіледі. Кернеу берілген кезде сегнетоэлектрик кернеуден кейін де поляризаяланады.Цифрлық және әріпті СКҚ құрылымдары. Әріпті-цифрлық индикаторлар түрлі ұяшықтарды бірнеше сегменттермен жинауымен, қажетті әріпті құрастыратын, цифра мен символын (үтір, белгі мен т.б.) Элементтердің әріпті-цифрлық индикатор ұяшықтарда элементтердің орналасуы 5.11 сур. көрсетілген. Цифрларды көрсету үшін калькуляторларда ең кәдімгі жеті сегменттік және тоғыз сегменттік ұяшықтарды пайдаланады. Әріпті индтикаторларына аса қиын ұяшықтарды пайдаланады бір қатар сегменттермен бірге.Кернеуімен сегменттер қажетті цфрлар суреті, әріптер мен символдар көрінеді. Бірнеше жағдайда сұVйTық кристLалл прибор индикатолары мен калькуляторлары мозайка ретінде және символикалық суреттер болып орындалады, бір панельде ұсынылған. Осныдай панельдер түрлері 5.12 сур. көрсетілген. Мозайка секілді нүктелі индикаторларға үлкен әріп, цифрлар мен символар санын қалыптастыруға рұқсаты бар. Аса қиын ақпаратты көрсету үшін матриялық индикаторлар пайдаланады.Матриялық индикаторлар СК нематикалық жіңішке қатардың панелі болып екі шыны пластиналар арасында орналасқан сызықты электродтар мен мөлдір қабықтарын ұсынады. Өтетін сызықтар қарама– қарсы пластиналарда өзара перпендикулярлық түрімен орналасқан, растр болады. Қосылу мен сөндіру уақыты растр элементі кернеу ұзақтығынан тәуелді. Бірнеше жағдайда суретін сақтау үшін.    о Э У о0!□  а  3)N )  Ь о и  V( 1 t2 3t 4 >а• • •І •• ] 1• ••• І • • •• 1| • • ! • • • • | •“ • #|* • І • | • І • *| •• • І • | • І • | • • І • *| • • • І • 1 •• • •• •• • • • • • • І •!*1 • • J І • • • •! • • І • • • • І • • • • • • • • ! • • • • _ _ _ І _ _ _ І _ _ І _ _ І _ _ І _ _  сур. Приборлық индикаторлар жеті сегменттік (а) және мозайка ретінде (б) индикаторлық ұяшықтардан панельдері:1 — белгіге орын; 2 — цифрға орын; 3 — көбейткіш орны; 4 —айырмашылыққа орын. 186 VT Панель үнемі кернеу жылжытуында беріледі. Сұйық кристаллдар қоспалар пайдалануы матриялық индикаторды 100 х 160 элементтерден тұратын алуға мүмкіндік береді, қайта қосылу уақытымен 50 мс элементімен және кадрды 100 мс мерзімінде сақтау мүмкіндігімен. Ең ұзық ақпарат сақтауына бір пластинаға қабықты электродына сгнетоэлектрик қатары жағылады. Кернеу берілген кезде қарсы электродтарына сегнетоэлектрик полярленген, молекулаларға нақты ориентациясын қойылуымен. Кернеу сөндірілген кезде сгнетоэлектрик поляризацияссы қалады, СК мен суреттер ориентациясы сақталады. Осы орайда суретті «өшіру» үшін барлық электродтарға деполярленген кернеу беріледі.Қондырғының құрылымды сызбасы матриялық индикаторлық панелімен 5.13 сур. ұмынылған. Қондырғы келесі тәсілмен жұмыс істейді. Өлшем нәтижелері 1 мәліметтер бұлағынан БИС 2 сақтауына беріледі. Символ генераторы 3 және жылжыйтын сигнал 4 сандарды құрастырады. Сызба 5 басқарудың Х-өткізгіштермен разьемға кернеу әкеледі Х матриялық сұйық кристаллдар панеліне. Сызба 7 басқарудың У-өткізгіштермен разьеміне кернеу әкеледі У. Басқарушы сызба 8 кернеу импульстарын қалыптастырады генераторға үшін мекен-жай сигналдарына 9, оған тактты импульсттар беріледі 10 тапсырушы генератордан, жиілік бөлігіші арқылы 11. Сурет жазылымы кернеу өткізгіштерге қосылу жолымен жасалады Х (ашу) мен кернеу 180° фазаға айналған, У өткізгіштеріне (суретін қалыптастыратын)сур. Матриялық индиктор панелімен басқару қондырғысының құрылымды сызбасы:1 — мәліметтер бұлағы; 2 — МДП- құрылымдарда БИС сақтауы; 3 — символар генераторы; 4 — жылжынатын регистр; 5 — басқару сызбасы Х-өткізгіштермен; 6 — матриялық панель; 7 — өткізгіштермен басқару сызбасы /-; 8 — басқарушы сызба; 9— мекен-жай сигнал генераторы; 10 —тапсырушы генератор; 11 — жиілік бөлуші VT L). Х пен Y электродтарда суретін сақтау үшін үнемі жалжыту кернеу беріледі.Бүгінгіде әр түрл көп приборлы әріпті-цифрлық ақпараттық индикаторлық панельдер жасалған жарықпен және жарықсыз, жарыққа жұмыс істейтін және суретіне. Сонымен қатар сұйық кристаллды индикатор панельдері жасалған және пайдаланып жүр түрлі түсті суретімен, оларға аз басқарушы кернеу жақын (3...8 В), пайдаланатынқуат (10 мкВт/см2) және қайта қосылу уақыты (10 мс) қарқындылығымен 1 000:1. СК индикаторлық қондырғылар қызметінің мерзімі бірнеше он мың сағаттардан тұрады.Жарық диодты индикаторлар. Жоғарыда айтылғандай, монолиттік және гибрид жарық диодты бір разрядты жеті сегменттік индикаторлар құрылымы ИПЦ02А-1/7КЛ түріндегі қондырғыны қалыпқа келтіреді, сонымен қатар матриялық индикаторлар мен индикаторлық панельдер қондырғыларын қалыпқа келтіреді. Жарық диодты индикаторлардың басқаруы сұйық кристаллдар секілді, статикалық элементтерге тапсыруымен (үнемі), немесе сыртқы немесе енгізілген басқару сызбасынан импульстық кернеуімен сипатталады. Жарық диодты индикаторлар құрылымына жартылай өткізгті жоғары энергиямен зарядтар кіруі қажет (1,8 эВ жоғары), олар көрінетін суретімен 750 нм кемес емес толқын ұзындығымен кіруі қажет. Осындай жартылай өткізгіштеріне галлий фосфиды (GaP), галлий арсениды (GaAs), арсенид-галлий-алюминий (GaAlAs), кремний карбиды (SіC) жатады. Құрамының өзгерілуі және ұстағыштардың енгізуімен жарықтың сыртқы түсін қамтамасыз етеді (қызыл, сары, жасыл, көк).Жеті сегменттік элементімен басқару сызбасында екі-ондық коды бар позициялық жеті сегменттік коды пен шектес резисторлар (дешифратор-қалыптастырушы ИМС 564ИД5). Басқарушы сигналдарымен осы сызбада төрт разрядты екі-ондық кодтар болып табылады, онда дешифратор кіруінде беріледі.Енгізілген сызбалар сатикалық басқаруының цифрлық бір разрядты жартылай өткізгіш индикаторларымен 490ИП1 және 490ИП2.Мультиплексорлық басқаруы дәйекті түрде қайта қосылуымен диодтар жиілілігімен жасалады 60.100 Гц және импульстар ұзындығымен «20 мс. Тапсырушы қондырғы дешифратор басқарудың тармақ пен столбик басқарушы сигналдарын жасайды. Басқару дешифраторы қандай диодтар осы бағанға қосылуы қажет етуін, кернеу болған сәтінде анықтайды. 188 VT Жарық диодты индикаторлық жарығы оларға берілетін тоққа сай, және оны жалпы жарығуымен оператордың жұмыс орыннан реттеуге болады.Жарық диодты индикаторлар параметрлерлің маңызы келесі: жарқырау — 5 000 кд/м2 дейін; жер күші — 1...1 000 мкд (кд —канде- ла « 1 свече); инерциялық — 10 нс дейін; жұмыс кернеуі — 1,5.5 В; пайдаланатын тоқ — 5... 10 мА; КПД — 5... 10 %; жұмыс температуралар диапазоны — - 60 бастап +85 °С дейін; минималды жүктеме — 25 . 50 мың ад.Жоғары жарқырау сипаттамаларының көмегімен, төмен қосылатын кернеуге және төмен энергия пайдалануына жартылац өткізгішті индикаторлық панельдер әр түрлі өлшемдерінің және құрылымдарының кең түрде прибор жасауында пайдаланады және әртүрлі техника аумақтарында пайдаланып жүр.  5.5. МАҚТАЛЫ- ОПТИКАЛЫҚ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕЛЕР ХХ ғ. үлкен ақпарат көлемдерінің тапсыруында қажеттілік қысқаша уақыт аралығында өсті. Ескіленген жабдық және ақпаратты тапсыру әдістері осы жағдайға қанағат тұтпады. Бұл жасауына және кең мақталы-оптикалық байланысты (БМОС) енгізуіне әкелді оптикалық кабельдер негізінде (ОК) ең ОК көбеюі ақпараттың тапсыруы бағдарламаларында, ХХІ ғ. басында келді. Біздің уақытта көп ұйымдар мәліметтер тапсыруымен байланысты қызметімен, темір кабельдерден және ұқсас қондырғылардан баст тартады және цифрлық мақталы+оптикалық байланыс жүйелерге ауысады. Осындай тапсыру жүйелері есептегіш кешендерінде құрама бөлігіне кіреді және өндеу жүйелеріне және мәліметтерді сақтауына, кең пайдаланудың телекоммуникалық жүйелердің жабдығының ажырамас бөлігі мен ақпараттық технологиялар болып табылатын. Оптикалық кабельдердің жетістігі пайдаланатын дәстүрлі темір кабельдерден тыс келесі: ■мыс экономиясы (оптикалық мақтада жоғары жиілілігімен балқыған кварцты пайдаланады, табиғата ол көп);■үлкен ақпараттық-өткізгіш тәсілімен талшықтар жасалу мүмкіндігі(Тбит/с бірнеше жылдамдығы); VT L■үлкен жиілілігімен расталатын кең өткізу сызығы – 1014  Гц дейін; ■сигналдың аз өшіруі (0,2...0,5) үлкен ұзақтығымен сызықтарын ретрансляциясыз (200 км дейін);■жоғары кедергі қорғанышы;■сыртқы әсерлерден жоғары қорғаныш;■аз габариттер мен салмақ;■энергияның аз пайдалануы (радиорелейлі, телефондық мен спутникті жүйелерден тыс);■жоғары сенімділік (ұзақ уақыт істемеушіліксіз)■жоғары экологиялық пен қауіпсіздік.БМОС өтуімен жасалуы бір модалық оптикалық талшықтар жасалуы мен пайдалануы пайда болды, оларда минималды жоғалтулар мен аз аумақта толқындар ұзындығы дисперсиясы бар 1,3.1,6 мкм. Олардың пайдалануы ретрансляторсыз аумақтар аралығын көбеюге рұқсат етілген 200 км дейін және жалпы ұзындығымен тапсыру сызықтарын жасап 10000 км және өтетін тәсілімен 2 Тбит/с дейін. БМОС базасында бірдей интегральді жүйе дамиды көп мағыналы – телефондық пен цифрлық байланысқа, теледидарға, Ғаламтор жүйесі бойынша мәліметтер тапсыруына. Болашақты пайдалануы цифрлық кабельді теледидарда оптикалық пайдалануы жоғары сурет сапасын қамтамасыз етеді және абоненттердің ақпараттық қызмет ету мүмкіндігін кеңейтеді.Оптикалық тәртібінің жұмыс принципі. Оптикалық талшық диэлектрикалық толқынды болып, кварц шыныдан жасалған. Онда жарық берілетін ортасымен жарық көрсеткіші бар п, қабықпен айналған көрсеткішімен п2, себебі п>п2. Талшық құрылымы 5.14. сур. көрсетілген.Талшықтар түрлері. Барлық оптикалық талшықтар екі негізгі топтарға бөлінеді: көп мысты MMF (multі mode fіber) және бір мысты SMF (sіngle mode fіber). Оптикалық моданың оптикасында бір бұрышпен жарық диодтың болып отырады.Бір мысты талшықта құрылымы есебінен (кіші ортасы және аз көрсеткіштер айырмашылығы мен қабықтың) талшық бойы бір ғана жарық ұсталады. Осыдан жоғалту болмайды және өткізгіш тәсілі күшееді. Бірақ жарықты тек лазермен ғана жүргізуге болады, аппаратура бағасы өседі. Бұл талшықты ұзық және жоғары жылдамлдылық байланыс сызықтарына ғана пайдаланады. 190   в задержка – кешіктіру сур. Оптикалық талшықтар түрлері, олардың көрсеткіш кескіндері мен оптикалық импульстың кеңейтуі:а — қадамдық; б — параболиялық (градиенттік); в — бір модалық Көп модалы талшықтар қадамдық болып бөлінеді (step іndex multі mode fіber) және градиенттік (graded іndex multі mode fіber). Осы талшықтарда ортасының үлкен диаметрімен (50 немесе 65 мкм) және үлкен апертурасы (0,24) бар. Сондықтан оларда жарық диодтардан сәулесін көруге болады. Аппаратура жеңілдетеді, бірақ ақпараттық – өткізгіш тәсілі тез арада төмендейді. Қазіргі кезле градиенттік талшықтарын ғана пайдаланады және локальді телекоммуникациялық жүйелеріне 5 км бастап аралықпен және өткізгіш тәсілімен 100 Мбит/с дейін. Мөлдір терезенің сигнал өшірілуі. Мөлдір терезесі (ағылш. Transmіssіon Wіndow, Telecom Wіndow) — оптикалық сәулендірудің толқындар ұзындығының диапазоны, онда басқа диапазондарға қарамастан аз орны бар, ортада жарық болмауы, жиі кезде — оптикалық атлшығында. Стандартты қадамдық талшықта (SMF) үш мөлдір терезенің түрі бар: 850, 1 310 мен 1 550 нм. VT L          сур. Оптикалық талшығында спектральді өшіруі Затухание, дБ/км – әлсіреуі, дБ/ш.мДлина волны, мкм – Толқын ұзындығы, мкм Жарықтың өшіру бір тұтас болуы оптикалық талшығында әр түрлі диапазонда ортаның дұрыс болмауымен анықталған, қоспалар болуы, әр түрлі жиілілігінде жарық әкететін және себуі.Әр терезелерде өшіруі мөлдірлігі бірдей емес. Тәуелділік кестесі кварц талшығында толқын ұзындығынан және үші терезе мөлдірлігі5.15 сур. көрсетілген.Аз азаю биіктігтігі — 0,22 дБ/км толқын ұзындығымен байқалады 1550 нм, сондықтан үшінші терезе жарық ұйымдастыруымен байланысты үлкен аралықтарына. Екінші терезеде (1 130 нм) өшіру жоғары, бірақ осы ұзындығына нөл дисперсиясы жақын, сондықтан екінші терезе қалалық пен аумақтық жүйелерде біршама ұзақтығымен пайдаланады. Бірінші терезе кеңселік оптикалық жүйелерде; осы терезенің пайдалануы біршама.Дисперсияның өткізгіш тәсіл каналына әсері. Д ис пер сия — импульст аралығымен кеңеюі. Ол жағымсыз түрде каналдың өткізгіш тәсіліне әсер етеді. қазіргі опто талшықты технолгиялар цифрлық тәсіл болып пайдаланады ақпаратты тапсыру тәсілі ретінде. Жүйелі сигнал импульстармен келеді. Күшті болса кеңейген (көрінбейтін) импульс уақытында шығуында (дисперсия арқылы), үлкен аралықтар арасындағы тапсырылатын сигналдар, олардща айырмашылығы бар болуы үшін. Бұл шектеледі, байланыс каналдың өткізгіш тәсілін. Сондықтан дисперсия биіктігін төмендету қажет, ақпараттық сигналының синалдың уақыт бірлігі санынан өтуін көбейте отырып.Негізгі дисперсия (модалы) әр түрлі бұрыштық модалы өту жолдарымен байланысты. сондықтан дисперсияны төмендету үшін таратылған сандарын жою қажет бір қатар мод (сәуле) жарық диодта. 192 Бір модалVыT талшығында дисперсия жойылған, сондықтан өткізгіштәсілі жүз ретке жоғары көп модалыдан гөрі.  Талшықты – оптикалық кабельдері. Оптикалық талшықтарда төмен өлшемдер бар: ортасы 8..9 мкм диаметрімен, кварц қабығы 125 мкм, лак жабылуымен талшығы 210 мкм. Ол қажетті шегіне нақты түрде (7 кгс дейін жетеді) және шиеленіс (R = 5 мм дейін), бірақ жақсы қорғанышқа оны оптикалық кабельде ғана пайдаланады (ОК).Төсеніш жағдайынан тыс әр түрлі тізгектерде ерте ОК әр түрлері пайдаланады, негізінде, темір элементтерімен (өткізгіштер, болат проволкадан қабықтар, болат пен алюминий сызықтардан, полиэтилендік қабықтармен жабылған) және толығымен диэлектрикалық – темірсіз.Біріншінің жетістігі – бұл жоғары механикалық нақтылы мен ылғалды тұрақтылық. Мыс өткізгіштермен қызметтік байланыста болуға мүмкін, оларды дистанциялық электро қосылуына үшін линейлік генераторларына пайдалануға болады. Екінші ерекшелік электромагниттік әсерлерден еркін, механикалық нақты, ылғалдылығы аз, тышқандардан қауіпті. Тұрақтылығына синтетикалық полимерлік байланыстарын және шыны секілді тростарын пайдаланады.Бірнеше жағдайда оптикалық кабельді пайдаланады, найзағай қорғаныш тросына енгізілген. Ол жоғары вольтты тапсыру жүйелеріне тіреуіштерде ілінеді арнайы қысқыштарды пайдалануымен және байланыс арматурада. Жиі кезде темір жолда кабельдер ОКМС-А-6(2,4) мен Сп-24(2) өзара ұстайтын және тіреуіштерге контактты жүйеге болып ілінеді 110 кВ кернеуімен, ол жеткілікті болып саналады. ОК диапазоны шығын тұрақты және үлкен диапазонда -60 бастап +70 °С дейін температурада пайдаланады.Талшықты – оптикалық байланыс жүйелері толқындар ұзындығымен бөлінуімен.Каналдардың спектральді бөлінуі (ағылш. Wavelength-dіvіsіon multіplexіng, WDM, бмильтиплексорлық толқындар ұзындығымен — бір қатар бірнеше ақпараттық каналдарын бір оптикалық талық бойынша толқындардың әр ұзындығында тапсыруға рұқсат ететін технология (әр түрлі оптикалық жиіліліктер).WDM технологиясы каналдың өткізгіш тәсілін көбейтуге, мақталы- оптикалық тізгектерін пайдалануға рұқсат береді. WDM көмегімен бір талшықта он шақты оптикалық ақпараттық каналдарының екі жақтық көп каналды ағымын (трафикті) ұйымдастыруға болады.Кәдімгі жағдайда әр лазерлік таратқыш сигналмен бірге бір жиілілікте жиілілік жоспарынан. Барлық сигналдар оптикалық мультиплексормен оптикалық талшығына енгізіледі және бірігеді (MUX). Қабылдау аяғындVаT сигналдLар демультиплексормен бөлінеді(DEMUX). WDM жүйелерінде кері мультиплексор кілтті элемент болып табылады. Ол сигналдардың кері тапсыруында демультиплексор болып табылады.Синхрондық цифрлық иерархия (SDH). Синхрондық цифрлық иерархия (СЦИ; ағылш. SDH — Synchronous Dіgіtal Hіerarchy) — көліктік телекоммуникалық жүйелер технолгиясы. СЦИ стандарттары цифрлық сигналдар сипатамалары анықтайды, фреймдер құрылымын қосылып (циклдар), мультиплексорлық әдісі, цифрлық иерархия мен интерфейстер код шаблондары мен т.б.Интерфейстер стандартты жабдығын әр түрлі тиістілігіне байланысу мүмкіндігі. SDH жүйесі әмбебап стандарттар жүйелі байланыс интерфейстерге, цифрлық жылдамдықтар деңгейде стандарттар, фрейм құрылымын, мультиплексор әдісі, линейлі интерфейстер, мониторинг пен басқару. Сондықтан SDH-жабдық әр түрлі шығырушылардан жеңілмен бір сызықта бірігіп жіне орнатылуы мүмкін, үздік тәсілмен жүйелі үйлесімін көрсетеді.SDH жүйесі ақпараттық құрылымдар деңгейінің стандартты деңгейінде тұр, стандартты жылдамдық жинағы. Жылдамдылықтың базалық деңгейі STM-1 — 155,52 M6OT/C Цифрлық жылдамдылықтар ең жоғары деңгейінде жылдамдылық төмендеуімен анықталады STM- 1, ссәйкесінше, 4, 16, 64 и т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) және 40 Гбит/с (STM-256).Төмен жылдамдықты SDH сигналдар фрейм құрылымына мультиплекс болған SDH мультиплексирлеу байт бойынша әдіспен, фреймде орналасқан жоғары жыдамдық сигнал негізінде және реттелген және анықталған. Сондфқтан төмен жылдамдықты сигнал SDH, мысалы 155 Мбит/с (STM-1), алдымен қосылған және жоғары жылдамдық сигнал деңгейіне негізделуі мүмкін, мысалы 2,5 Гбит/с (STM-16). Бұл мультиплексирлеу үрдісін жеңілдетеді және SDH иерархияны жоғары жылдамдық талшықты-оптикалық жүйелеріне жақын болып жасайды, олар тапсырудың үлкен өткізгішімен ие болады.Сол тәсілмен, қазіргі БМОС спектральд тығыздалу тәртібінде жұмыс істейді (WDM) және уақытша тығыздалу тәртібінде (SDH).