Sunday, June 3, 2018

ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් IV (Electronics) - 21

විභව බෙදුම් බයස් ක්‍රමය යෙදූ කොමන් එමිටර් වින්‍යාසය

වර්ධක පරිපථවල ප්‍රචලිතම බයස් ක්‍රමය මෙය වේ. පහත 1 රූපයේ ආකාරයට එය සකස් කළ හැකි වුවත්, ස්ථායිතාව වැඩි කර ගැනීමට එමිටර් රෙසිස්ටරයක්ද යොදා 2 රූපයේ ආකාරයටයි එය හැමවිටම පාහේ සාදා ගන්නේ. එනිසා මෙතැන් සිට දෙවැනි පරිපථය ගැනයි අවධානය යොමු කරන්නේ. දෙවැනි පරිපථයේ නෙගටිව් ෆීඩ්බැක් තිබෙන අතර ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ඉන්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගයද ඉන් වැඩි කරන බව දැන් ඔබ දන්නවා (සීරීස් මික්සිං පවතින නිසා). එමිටර් රෙසිස්ටරය නිසා පරිපථය ස්ථායි වීම සිදු වන හැටි මින් පෙර අප අධ්‍යනය කර තිබෙන නිසා නැවත ඒ ගැන මෙහි කතා කරන්නේ නැත.

ඉන්පුට් හා අවුට්පුට් කැපෑසිටර්වල අගය සොයන අයුරු වෙනසක් නැත. සැපයුම් විභවය සඳහා අපට කැමති අගයක් තීරණය කළ හැකිය. කලෙක්ටර් වෝල්ටියතාව සුපුරුදු ලෙසම සැපයුම් විභවයෙන් දළ වශයෙන් ½ ක් සේ තබමු. එමිටර් රෙසිස්ටරය දෙපස VRE වෝල්ටියතාව සඳහා අඩුම ගානේ 1 V ක්වත් තිබිය යුතු බව ඔබ දන්නවා. කලෙක්ටර්/එමිටර් ධාරාවද අපගේ කැමැත්ත මත තීරණය කෙරේ. එනිසා, එමිටර් රෙසිස්ටර් අගය ලැබෙන්නේ එමිටර් වෝල්ටියතාව කලෙක්ටර්/එමිටර් ධාරාවෙන් බෙදීමෙනි (RE = VE / IC). එවිට බේස් ධාරාව වන්නේ කලෙක්ටර් ධාරාව β ගෙන් බෙදූ විට ලැබෙන අගයයි (IB = IC / β).


බේස් බයස් එක සෙට් කරන R1, R2 රෙසිස්ටර් දෙක හරහා ගලා යන ධාරාව (මෙය බේස් බයස් ධාරාව ලෙස හඳුන්වමු) සඳහා දළ වශයෙන් බේස් ධාරාව මෙන් 10 ගුණයක් පමණ තැබිය යුතුය. ඒ කියන්නේ බේස් ධාරාව 100 μA නම්, එම බේස් බයස් ධාරාව 1000 μA = 1 mA පමණ විය යුතුය. තවදුරටත් සියුම්ව බලන විට තත්වය මෙසේ වේ. R1 රෙසිස්ටරය තුලින් එන ධාරාවෙන් (I1) යම් කොටසක් (එනම්, IB ප්‍රමාණයක්) ට්‍රාන්සිස්ටරයේ බේසය තුලටද, ඉතිරි කොටස R2 රෙසිස්ටරය හරහාද (එනම්, I2 ධාරාව) ගලා යා යුතුය. ඒ කියන්නේ I1 = I2 + IB වේ. එනිසා, I2 = 10IB ලෙස සලකන්නේ නම්, I1 = 11IB විය යුතු අතර; I1 = 10IB ලෙස සලකන්නේ නම්, I2 = 9IB විය යුතුය. මේ ක්‍රම දෙකෙන් කුමක් ගත්තත් ගැටලුවක් නැත මොකද R1, R2 හරහා ගලන ධාරාව දළ වශයෙන් බේස් ධාරාව මෙන් 10 ගුණයක් වීම ප්‍රමාණවත් වේ.

R1, R2 යන රෙසිස්ටර් දෙක විසින් විභව බෙදුම් පරිපථ කොටසක් නිර්මාණය කරන අතර, එමඟින් ට්‍රාන්සිස්ටරයේ බේසයට අවශ්‍ය වෝල්ටියතාව (VB) ලබා දේ. එමිටර් රෙසිස්ටරයක් නොයොදන්නේ නම්, බේස් වෝල්ටියතාව VBE ට සමාන වන අතර, දළ වශයෙන් එය 0.7 V පමණ වේ. එහෙත් අප සාමාන්‍යයෙන් එමිටර් රෙසිස්ටරයක් යොදන නිසා, එමිටරය දෙපස ඩ්‍රොප් වන විභවයද ඊට එකතු කළ යුතු වෙනවා (එනම්, VB = VBE + VE). මෙලෙස බේස් එක මත පවතින වෝල්ටියතාව තමයි දැන් R2 රෙසිස්ටරය හරහා පවතින්නෙත්.

IB = ICනිසා, IC ධාරාව දන්නා නිසා, අපට දැන් හැකියි බේස් ධාරාව (IB) ගණනය කරන්නට. දැන් එම අගය මෙන් 10 ගුණයක ධාරාවක් I2 ට පවතිනවා යැයි ගනිමු. එවිට I1 = 11IB වේ. තවද, R2 දෙපස ඩ්‍රොප් වන විභවය VB ට සමාන නිසා, R1 රෙසිස්ටරය දෙපස ඩ්‍රොප් වන වෝල්ටියතාව VCC – VB ට සමාන විය යුතුය. ඒ අනුව, පහත දැක්වෙන ලෙස පහසුවෙන් එම රෙසිස්ටර් දෙකේ අගයන් සෙවිය හැකිය.

සටහන
පොදුවේ බයස් වීම සිදුවන ආකාරය අනුව බයස් වර්ග දෙකක් දැකිය හැකිය. ඇත්තටම මෙය පොදු වර්ගීකරණයක් වන අතර, මේ එක් එක් වර්ගීකරණය යටතේ විවිධ නම්වලින් හඳුන්වනු ලබන ප්‍රායෝගික නැඹුරු ක්‍රම තිබේ.

1. fixed biasing (ස්ථිර නැඹුරුව)
2. self biasing (ස්වයංක්‍රිය නැඹුරුව)

ස්ථිර නැඹුරු ක්‍රමයකදී ට්‍රාන්සිස්ටරයේ නිවාත වෝල්ටියතා හා ධාරා සෙට් කරන්නේ සැපයුම් විභවය හා පිටතින් සවි කරන රෙසිස්ටර් (පැසිව් උපාංග) උපයෝගි කර ගෙනය. මෙම ක්‍රමය ට්‍රාන්සිස්ටරය තුල සිදු විය හැකි විවිධාකාරයේ විචලනයන්ට අසංවේදී වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ට්‍රාන්සිස්ටරය රත් වීම නිසා β වෙනස් වී එමඟින් කලෙක්ටර් ධාරාව, කලෙක්ටර් වෝල්ටියතාව ආදී නිවාත අගයන් වෙනස් වේ. එසේ වෙනස් වූ විටත්, ස්ථිර නැඹුරුව විසින් දිගටම සපයන්නේ තමන් මුලින් සපයමින් සිටි ධාරා හා වෝල්ටියතාවන්මයි.

ස්වයංක්‍රිය නැඹුරු ක්‍රමයකදී බයස් කරන පරිපථ කොටස ට්‍රාන්සිස්ටරයේ අභ්‍යන්තරයේ සිදුවන වෙනස්කම්වලට සංවේදී වේ. ඒ කියන්නේ උදාහරණයක් ලෙස, රත් වීම නිසා β වෙනස් වීමෙන් කලෙක්ටර් ධාරාවන් හා වෝල්ටියතාවන් වෙනස් වන විට, එම විකෘති/අපගමනයන් අහෝසි කිරීම සඳහා බයස් පරිපථයෙන් සෙට් කරන ධාරා හා වෝල්ටියතා ඉබේම වෙනස් වේ. ඒ කියන්නේ සෙල්ෆ් බයස් ක්‍රම තරමක් බුද්ධිමත්ය. සමහරවිට auto biasing කියාද මෙම ස්වයංක්‍රිය නැඹුරුව හැඳින් වේ.

මින් පෙර අප උගත් තනි බේස් රෙසිස්ටරයක් සහිත ස්ථිර නැඹුරු ක්‍රමය නමින්ම කියවෙන ලෙස ස්ථිර නැඹුරු ක්‍රමයකි. එහෙත් ඊට එමිටර් රෙසිස්ටරයක් සවි කළ විට එය ස්වයංක්‍රිය නැඹුරු ක්‍රමයක් බවට පත් වේ. තවද, ෆීඩ්බැක් බයස් ක්‍රමය හා දැන් කතා කරමින් සිටින විභව බෙදුම් නැඹුරු ක්‍රමයද ස්වයංක්‍රිය නැඹුරු ක්‍රම වේ.

එමිටර් රෙසිස්ටරයක් යෙදූ විභව බෙදුම් නැඹුරුව සහිත පරිපථයේ වෝල්ටියතා වර්ධනය, ඉන්පුට් ඉම්පීඩන්ස් අගය, අවුට්පුට් ඉම්පිඩන්ස් අගය පහත ආකාරයට වේ. මේ සියලු අගයන් මීට පෙර ස්ථිර නැඹුරුව සහිත පරිපථයට සමාන බව ඔබට පේනවාද?

ඉහත ඉන්පුට් ඉම්පිඩන්ස් අගය බයස් බේස් රෙසිස්ටර්වල බලපෑම රහිතවයි දක්වා තිබෙන්නේ. බේස් බයස් රෙසිස්ටර් දෙක එකිනෙකාට සමාන්තරගත (R1 // R2) වන අතර, එම සමක ප්‍රතිරෝධය ඉහත rin සමඟත් සමාන්තරගත (R1 // R2 // rin) වේ. එනිසා පෙරඅධියරයට ඇත්තට දැනෙන ඉන්පුට් ඉම්පිඩන්ස් එක වන්නේ (R1 // R2 // rin) වේ.

එමිටර් රෙසිස්ටරය මඟින් සංඥාව ප්‍රතිපෝෂණය වීම වැලැක්වීමට සුපුරුදු ලෙස එමිටර් බයිපාස් කැපෑසිටරයක්ද යෙදිය හැකිය. මෙවිට වෝල්ටියතා වර්ධනය තීරණය කරන්නේ RC/re මඟිනි. තවද, සම්පූර්ණයෙන්ම එම ප්‍රතිපෝෂණය වලක්වනවා වෙනුවට පෙරත් විස්තර කළ පරිදි අපට අවශ්‍ය ප්‍රමාණයක සංඥා ප්‍රතිපෝෂනයක් ඇති වන පරිදි එම බයිපාස් කැපෑසිටරය යොදන හැටිත් ඔබ මීට පෙර ඉගෙන ගත්තා. මෙතැනත් එය සිදු කළ හැකියි.

දැන් අප උදාහරණයක් ගෙන බලමු. සැපයුම් විභවය 12 V ක් ලෙසත්, කලෙක්ටර් ධාරාව 5 mA ලෙසත්, β = 100 ලෙසත් ගමු. එමිටර් රෙසිස්ටරය දෙපස 1 V ක් ඩ්‍රොප් වේ යැයිද, VCE = ½ VCC ලෙසද ගමු. පහත දැක්වෙන සේ සියලු අගයන් ගණනය කළ හැකිය.

ඉහත ගණනය කිරීම්වලින් ලබා ගත් අගයන් බොහෝවිට ප්‍රායෝගික අගයන් නොවේ; ඒවා සූත්‍ර සුලු කිරීමෙන් ලබා ගත් සෛද්ධාන්තික අගයන් පමනි. මීට පෙර ප්‍රායෝගික අගයන් ලබා ගන්නා හැටි අප ඉගෙන ගත්තා මතකද? එම ක්‍රමය අනුගමනය කරමින් අභ්‍යාසයක් ලෙස ප්‍රායෝගික අගයන් තීරණය කරමින් නැවත ගණනය කිරීම් කරමු.

ඇත්තෙන්ම ප්‍රායෝගික අගයන් තීරණය කිරීමට අසවල් විදියටම ගණනය කිරීම් කළ යුතු යැයි නියමයක් නැත. අත්දැකීම්, දැනුම, හා සාමාන්‍ය බුද්ධිය යොදා ගෙන එම කටයුත්ත කළ යුතු වේ. සාමාන්‍යයෙන් සෛද්ධාන්තික ගණනය කිරීමක් කර, පසුව එය ප්‍රායෝගික තත්වයක් බවට පත් කර ගත යුතුය.

හැමවිටම පරිපථය නිර්මාණය කරන්නට පෙර අප සතුව යම් දත්ත ප්‍රමාණයක් තිබේ. β අගය ඒ අතර වේ. එය typical) 100 ක් යැයි ගමු (උපරිම β = 150ද අවම β = 50 වේ යැයිද සිතමු). තවද, දළ IC ධාරාවද මුලින්ම අපගේ අභිමතය අනුව තීරණය කරමු. එය 5 mA යැයි ගමු. VCE අගය (අවම වශයෙන්) 5 V විය යුතු යැයිද අභිමතය අනුව තීරණය කරමු. එලෙසම එමිටර් වෝල්ටියතාව 1 V පමණ විය යුතු යැයිද අභිමතය අනුව තීරණය කරමු. අභිමතය (තම කැමැත්ත) මත බොහෝ අගයන් පවතින බව පේනවා නේද?

දැන් පළමුවෙන්ම එමිටර් රෙසිස්ටර් අගය සොයමු. ඊට හේතුව එය සෙවීමට අවශ්‍ය දත්ත දෙක වන VE හා IC/IE අගයන් දැනටමත් දළ වශයෙන් හෝ දන්නා නිසාය. තවද, බේස් වෝල්ටියතාව සෙවීමටත් පලමුවෙන්ම එමිටර් වෝල්ටියතාව තිබිය යුතුයිනෙ. එනිසා මුලින්ම එමිටර් රෙසිස්ටර් අගය සොයන එක පහසුවක් නේද? අන්න එලෙස සාමාන්‍ය දැනුම යොදා ගෙන ගණනය කිරීම් කළොත් අඩු කාලයකින් පරිපථය සැලසුම් කළ හැකි වේවි. ඒ අනුව, එමිටර් රෙසිස්ටර් අගය වන්නේ, RE = VE / IE = 1V / 5mA = 200 Ω වේ. මේ ලැබුණු රෙසිස්ටර් අගය ප්‍රායෝගික අගයකි; ප්‍රිෆර්ඩ් රෙසිස්ටර් අගයකි (එනම්, කඩෙන් එම අගයෙන් යුත් රෙසිස්ටරයක් මිල දී ගත හැකියි). එනිසා ඒ ගැන ගණනය කිරීම් එතැනින් නවතී.

අප සාමාන්‍යයෙන් VCE = VRC = ½ VCC ලෙසනෙ තබන්නේ (උපරිම අවුට්පුට් සංඥා විචලනයක් ලබා ගැනීමට ක්ලිප් වීමකින් තොරව). තවද දී ඇති කොන්දේසි අනුව අවම වශයෙන් VCE = 5V ක් විය යුතු නිසා, එම අගය ඇත්තටම 5 V ලෙස ගමු. එවිට, කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය දෙපස ඩ්‍රොප් වන විභවයත් (VRC) 5 V වේවි.

VCC = VRC + VCE + VE නිසා, එම සමීකරණයේ දකුණු පස ඇති සියලු අගයන්/පද දන්නා නිසා, එමඟින් අපට VCC අගය තීරණය කළ හැකිය. එ් අනුව, VCC = 5V + 5V + 1V = 11V වේ. 11 V යනු සාමාන්‍යයෙන් පරිපථවල විභව සැපයුමක පවතින අගයක් නොවේනේ. සාමාන්‍යයෙන් 3V, 3.3V, 5V, 6V, 9V, 10V, 12V, 15V, 20V ආදි වෝල්ටියතාවන් නේද ඔබ දැක තිබෙන පරිපථවල තිබෙන්නේ? ඉතිං, අපට ලැබුණු අගය “ප්‍රායෝගික” නොවන නිසා, එය ආසන්නතම ප්‍රායෝගික අගයට ගත් විට 12 V ලෙස ගත හැකිය. ඇත්තටම මීට පෙර අවස්ථාවේදී ප්‍රායෝගික අගයන් සොයන විට, VCC අගය අපගේ අභිමතය පරිදි කල් තියාම තීරණය කෙරුණි. එහෙත් දැන් පෙන් වූ ආකාරයටත් පරිපථයේ අවශ්‍යතාව අනුව VCC පසුව තීරණය කළ හැකි බව තේරුම් ගන්න.

එලෙස ප්‍රායෝගික අගයකට සැපයුම් වෝල්ටියතාව පත් කරන විට, අපට පෙර ලැබුණු අගයට වඩා වෝල්ටියතා වෙනසක් (12 – 11 = 1 V) දැන් පවතී. ඊට කුමක් වේද? එය අනිවාර්යෙන්ම VCE හා VRC අතරේ බෙදා ගත යුතුය. දැනටමත් එමිටර් වෝල්ටියතාව සෙට් කර තිබෙන නිසා, එමිටර් වෝල්ටියතාවට ඉන් බලපෑමක් සිදු නොවේ. ඔබට කැමති නම්, එම කුඩා වෙනස මුලුමනින්ම VCE වෙතට එකතු කළ හැකිය; නැතිනම්, එය VRC වෙතට මුලුමනින්ම එකතු කළ හැකිය; නැතිනම් ඒ දෙක අතරේ සමානව බෙදා දිය හැකිය. ඔබට පහසු හා සුදුසු යැයි සිතෙන විදියට එය සිදු කරන්න. VCE හි අවම අගය 5 V ක් විය යුතු යන කොන්දේසිය ඉන් නොකැඩේ. මා මෙහිදී එම වෝල්ටියතාව VCE වෙතට ලබා දෙනවා. ඒ කියන්නේ දැන් සත්‍ය ලෙසම VCE අගය 6 V වේ.

දැන් අපට හැකියි කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගය සොයන්නත් RC = VRC / IC මඟින්. ඒ අනුව කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගය ලෙස, RC = 5V / 5mA = 1k ලැබේ. මෙම අගයත් ප්‍රිෆර්ඩ් අගයක් නිසා අපට තවත් සුලු කිරීම් මෙහිදිත් අවශ්‍ය නොවේ.

සෛද්ධාන්තික ගණනය කිරීම්වලදී ප්‍රිෆර්ඩ් අගයන් ලැබේ නම් එය ඉතා පහසුවකි (වාසනාවකි). එසේ නොවුණොත් එතැන තවත් අමතර ගණනය කිරීමක් සිදු කිරීමට වේවි. හැමවිටම පාහේ එම අමතර ගණනය කිරීම වනුයේ ඕම් නියමය යෙදීමකි. එලෙස අමතර ගණනය කිරීමෙන් ලබා ගන්නා අගය ඊළඟ පියවරවලට යොදා ගැනේ.

උදාහරණයක් ලෙස සෛද්ධාන්තික ගණනය කිරීමේදි කලෙක්ටර් රෙසිස්ටර් අගය ලෙස 980 Ω ලැබුණා යැයි නිකමට සිතමු. මෙම අගය ප්‍රිෆර්ඩ් අගයක් නොවන නිසා ආසන්නතම ප්‍රිෆර්ඩ් අගය ලෙස 1000 Ω = 1k ගත හැකිය. මෙවිට කලෙක්ටර් ප්‍රතිරෝධයත්, කලෙක්ටර් ධාරාවත් දැනටමත් නියත/නිශ්චිත නිසා VRC = RC x IC යන සූත්‍රයට අනුව, කලෙක්ටර් රෙසිස්ටරය දෙපස ඩ්‍රොප් වන වෝල්ටියතාව වෙනස් වේ; මේ උදාහරණයේදී ආසන්නතම අගයට වටයන විට රෙසිස්ටර් අගය වැඩි වූ නිසා, වෝල්ටියතාවද තිබූ අගයට වඩා වැඩි වේ. එවිට, VRC අගය වැඩි වීම VCE අඩු වීමකට හේතු වේ (VCC = VRC + VCE + VE නිසාත්, ඉන් VCC, VE දැනටමත් නිශ්චිත කර ඇති නිසා).

කෝකටත් එක්ක VCC, VRC, VE නිශ්චය කර ගත් නිසා දැන් VCE කොපමණදැයි සොයා බලමු VCC = VRC + VCE + VE යන සූත්‍රයෙන්. ඒ අනුව, 12V = (5mA x 1k) + VCE + 1V = 5V + VCE + 1V → VCE = 6V වේ.

දැන් බේස් ධාරාව සොයමු. කලෙක්ටර් ධාරාවත් β ත් දන්නා නිසා, එය IB = IC / βmin = 5mA / 50 = 100μA වේ. මෙහිදී β අගය ලෙස ගන්නේ අවම β අගය වේ. කලෙක්ටර් ධාරාව ඇසුරින් මෙලෙස බේස් ධාරාව සොයන විට අවම β අගය යොදන්නේ එමඟින් අපට හැකියි බේසය වෙතට යොමු විය යුතු උපරිම බේස් ධාරාව (IB(max)) සොයා ගන්නට. උපරිම බේස් ධාරා අගය (එනම් අවම β අගය) ගත යුත්තේ ඇයිද යන්න උපමාවකින් මෙසේ කිව හැකිය. මඟුල් උත්සවයකදී අප කෑම පිලියෙල කරන්නේ ඒවි යැයි සිතන උපරිම අමුත්තන් ගණනටනෙ; කෑම ටිකක් ඉතිරි වුවත් කමක් නැති වුවත් කෑම මදි වුවොත් ප්‍රශ්නයක් වන බැවින්.

(උපරිම) බේස් ධාරාව දන්නා නිසා, එමඟින් බේස් රෙසිස්ටර් දෙකෙහි අගයන් සෙවිය හැකිය. මෙවිට, පහලින් තිබෙන බේස් රෙසිස්ටරයේ අගය R2 = VB / 10IB(max) = 1.7V / 1mA = 1.7k වේ. 1.7k යනු ප්‍රිෆර්ඩ් අගයක් නොවන නිසා එය ආසන්නතම ප්‍රිෆර්ඩ් අගය වන 1.6k හෝ 1.8k ගැනීමට සිදු වේ. බේස් රෙසිස්ටර් හරහා ගලන ධාරාව වැඩි වන තරමට හොඳය (ඒකනේ බේස් ධාරාව මෙන් 10 ගුණයක් පමණ ගන්න යැයි පැවසුවේ). එනිසා වැඩි ධාරාවක් ගැලීමට හැකි වනු පිනිස අඩු ප්‍රතිරෝධ අගය වන 1.6k ගමු.

සෛද්ධාන්තික R2 අගය හා ප්‍රායෝගික R2 අගය අතර වෙනසක් පවතින නිසා අමතර ගණනය කිරීම් දැන් සිදු වේ. R2 = VB / I2 යන (ඕම්) නියමය අනුව, හා R2 ,VB අගයන් නිශ්චිත නිසා, එම රෙසිස්ටරය හරහා යන ධාරාව (I2) අනිවාර්යෙන්ම මුලින් තිබූ අගයට වඩා වෙනස් වේ. එම අලුත් I2 ධාරාව දැන් සොයමු. එය, I2 = 1.7V / 1600 Ω = 1.065mA වේ. රෙසිස්ටරයේ ඕම් අගය අඩු වීම නිසා 65 μA ක ප්‍රමාණයකින් එම ධාරාව සෛද්ධාන්තික අගයට වඩා වැඩි වී ඇති බව පෙනේ.

ඇත්තටම ඉහත අමතර ගණනය කිරීම සිදු කර අලුත් I2 ධාරාව අපට එසේ සෙවීමට සිදු වූවා ඊළඟට අප සොයන්නට යන R1 හි අගය සෙවීමට එය අවශ්‍ය නිසා (මොකද මෙම I2 ධාරාවත් එම රෙසිස්ටරය හරහා ගමන් කරනවා). සෛද්ධාන්තික අගයන් සෙවීමේදී අප R1 අගය සරලව R1 = (VCC – VB)/11IB ලෙසනෙ සෙව්වේ. එහෙත් මෙතැනදී එම සූත්‍රය එලෙසම ගැනීමට නොහැකියි මොකද මේ වන විට I2 ධාරාව 10IB නොව, ඊට වඩා වැඩි වී ඇත. එහෙත් I1 = I2 + IB නිසා, පෙර ලබා ගත් I2 ධාරාවට IB ධාරාව එකතු කිරීමෙන් I1 ධාරාව පහසුවෙන්ම සොයා ගත හැකියි නේද? ඒ අනුව I1 = 1.065mA + 100μA = 1.065mA + 0.1mA = 1.165mA වේ.

සටහන
ඉහත ඡේදයෙන් I1 ධාරාව සොයන ආකාරයට වඩා තරමක් වෙනස් ආකාරයක් සමහර පොත්වල තිබේ. එම ක්‍රමය පහත විස්තර කෙරේ.

R1 හරහා I2 ධාරාව (පෙර ගණනය කර ලබා ගත්), හා බේස් ධාරාව ගමන් කරනවා. මෙම බේස් ධාරාවේ අගය කුමක්ද? එකවරම ඔබට මතක් වේවි මෙම අගය අප මොහොතකට පෙර ගණනය කළා නේද කියා. ඔව්; ඒ ගණනය කළේ උපරිම බේස් ධාරාවයි. එම ධාරාවම ගන්නේ නම්, I2 + IB(max) ලෙස සුලු කිරීම සරල වේ. එහෙත්, මෙතැනදී උපරිම බේස් ධාරාව වෙනුවට අප සාමාන්‍යයෙන් ගත යුත්තේ “සාමාන්‍ය බේස් ධාරාව” (typical IB) වේ. ඒ කියන්නේ ටිපිකල් β අගයයි යොදා ගන්නේ කලෙක්ටර් ධාරාව ඇසුරින් ටිපිකල් බේස් ධාරාව සොයන්නට. එවිට, ටිපිකල් බේස් ධාරාව, IB(typical) = IC / βtypical = 5mA / 100 = 50μA වේ. මෙවිට R1 හරහා යන ධාරාව, I2 = I1 + IB(typical) = 1.065mA + 50μA = 1.065mA + 0.05mA = 1.115mA වේ.

දැන් R1 රෙසිස්ටරය සෙවිය හැකියි. R1 = (VCC – VB) / I1 = (12V – 1.7V) / 1.165mA = 8.841k වේ. එය ප්‍රිෆර්ඩ් අගයකට පත් කරන විට, 8k2 හෝ 9k1 යන දෙකෙන් එකක් ගත හැකිය.

දැන් සියලු අගයන් සොයා අවසන්ය. ඒ කියන්නේ පරිපථය නිර්මාණය කර අවසන්. එහෙත් ඇත්ත තත්වය නම්, ඉහත ආකාරයට අප සොයා ගත් නිවාත අගයන් සත්‍ය ලෙසම පරිපථයේ පවතින්නේ නැත. මා මේ සඳහන් කළේ උපාංගවල සහනතාව නිසා හෝ වෙනත් තාක්ෂණික කාරණා නිසා නිවාත අගයන් එහා මෙහා යෑම ගැන නොවේ. ඉහත අප මුල සිට අග දක්වා සිදු කළ ගණනය කිරීම්වලදී මුලින් සෙට් කරපු අගයන් පසුව සෙට් කරන අගයන් නිසා වෙනසකට ලක් විය හැකියි (එලෙස නොවන අවස්ථාද විරලව ඇත). ඒ කියන්නේ ඉහත ආකාරයට සුලු කිරීමේ එක් වටයකින් ඉතාම නිවැරදිව නිවාත අගයන් සෙට් කළ නොහැකියි. ඒ සඳහා පලමු වටයෙන් ලබා ගත් නිවාත අගයන්ද උපයෝගි කර ගෙන නැවත නැවත වට කිහිපයක් ගණනය කිරීම සිදු කිරීමට වෙනවා. ඒ සෑම අමතර වටයකදීම නිවාත අගයන් වඩ වඩාත් නිවැරදි කළ හැකියි. පහත ඡේදයෙන් මේ ගැන ඔබට හිඟියක් ලබා ගත හැකිය.

ඉහත R1 සඳහා ප්‍රිෆර්ඩ් අගය ලෙස 8k2 ගතහොත් එය ලැබුණු සෛද්ධාන්තික අගයට වඩා අඩු අගයක් වන නිසා තරමක් වැඩිපුර ධාරාවක් ගලා යෑමට ඉන් ඉඩ සැලසේ. එම වැඩිපුර ධාරාව කොහොමත් ඍජුවම ට්‍රාන්සිස්ටරයේ බේසය තුලට ගමන් කරන්නේ නැහැ (මොකද ට්‍රාන්සිස්ටරය හැමවිටම ලබා ගන්නේ ඊට අවශ්‍ය ධාරාව පමනි). එහෙත් මෙම වැඩිපුර ධාරාව නිකංම R2 රෙසිස්ටරය හරහා ගලා යනවා. එවිට R2 දෙපස ඩ්‍රොප් වන විභවය වැඩි වෙනවා (V = I R අනුව). අන්න එම හේතුව නිසා දැන් බේසය තුලට වැඩිපුර ධාරාවක්ද ගමන් කරනවා. එවිට කලෙක්ටර් ධාරාවද ඉහල යනවා. ඒ කියන්නේ දැන් සියලු නිවාත අගයන්ට බලපෑමක් සිදු වෙනවා. එහි විරුද්ධ ක්‍රියාවලිය සිදු වෙනවා 9k1 යන ඉහල ප්‍රතිරෝධකයක් සවි කරන විට.

ඇත්තටම ඉහත ඡේදයෙන් පැවසූ දේ සිදු වෙනවා එමිටර් රෙසිස්ටරයක් යොදා නොතිබුණා නම්. එහෙත් RE ඇති විට එය වැලකී යයි. එනම්, එලෙස කලෙක්ටර්/එමිටර් ධාරාව වැඩි වන විට එමිටර් රෙසිස්ටරය දෙපස ඩ්‍රොප් වන වෝල්ටියතාව වැඩි වී, එමඟින් බේස්-එමිටරයේ පෙරනැඹුරුව අඩු කර, එමඟින් අර වැඩි වූ බේස් ධාරාව නැවත අඩු වී පද්ධතිය ස්ථාවර වෙනවා. ඉන් නැවත පෙනෙනවා RE වල වැදගත්කම.

කෙසේ වෙතත් එසේ ඉතාම නිවැරදිම අගයන් සෙවීම බොරු වැඩකි. උෂ්නත්වය, සහනතා අගයන් වැනි හේතු නිසා කොහොමත් නිවාත අගයන් ගණනය කර ලබා ගත් අගයන්ට වඩා වෙනස් වේ. එනිසා එක් වටයකින්ම සාර්ථකව බොහෝ පරිපථ නිර්මාණය කර ගත හැකිය.

No comments:

Post a Comment