Przy obliczaniu stopni wzmacniających na elementach półprzewodnikowych, musisz znać dużo teorii. Ale jeśli chcesz zrobić najprostszy ULF, wystarczy wybrać tranzystory dla prądu i wzmocnienia. To jest najważniejsze, nadal musisz zdecydować, w jakim trybie powinien działać wzmacniacz. To zależy od tego, gdzie planujesz go użyć. W końcu można wzmocnić nie tylko dźwięk, ale także prąd - impuls do sterowania dowolnym urządzeniem.
Rodzaje wzmacniaczy
Kiedy wdrażane są projekty stopni wzmacniających na tranzystorach, należy rozwiązać kilka ważnych kwestii. Natychmiast zdecyduj, w którym z trybów urządzenie będzie działać:
- A jest wzmacniaczem liniowym, na wyjściu jest prąd w dowolnym momencie podczas pracy.
- V - prąd płynie tylko podczas pierwszej połowy cyklu.
- C - przy wysokiej wydajności zniekształcenia nieliniowe stają się silniejsze.
- D i F - tryby pracy wzmacniaczy w trybie „kluczowym”(przełącznik).
Wspólne obwody wzmacniacza tranzystorowego:
- Z prądem stałym w obwodzie podstawowym.
- Z mocowaniem napięcia w podstawie.
- Stabilizacja obwodu kolektora.
- Stabilizacja obwodu emitera.
- Typ różnicowy ULF.
- Wzmacniacze basowe push-pull.
Aby zrozumieć zasadę działania wszystkich tych schematów, musisz przynajmniej pokrótce rozważyć ich cechy.
Ustalenie prądu w obwodzie podstawowym
Jest to najprostszy obwód wzmacniający, który można zastosować w praktyce. Dzięki temu jest szeroko stosowany przez początkujących radioamatorów - powtórzenie projektu nie będzie trudne. Obwody bazy i kolektora tranzystora zasilane są z tego samego źródła, co jest zaletą konstrukcji.
Ale ma to również wady - jest to silna zależność nieliniowych i liniowych parametrów ULF od:
- Zasilanie.
- Stopnie dyspersji parametrów elementów półprzewodnikowych.
- Temperatury - przy obliczaniu stopnia wzmocnienia należy uwzględnić ten parametr.
Jest sporo niedociągnięć, nie pozwalają one na zastosowanie takich urządzeń w nowoczesnej technologii.
Stabilizacja napięcia bazy
W trybie A mogą działać stopnie wzmacniające na tranzystorach bipolarnych. Ale jeśli naprawisz napięcie na podstawie, możesz nawet użyć pracowników terenowych. Tylko to naprawi napięcie nie bazy, ale bramki (nazwy pinów dla takich tranzystorów są różne). na schemacie zamiastelement bipolarny jest zainstalowany w terenie, nic nie będzie musiało być przerabiane. Wystarczy wybrać rezystancję rezystorów.
Takie kaskady nie różnią się stabilnością, ich główne parametry są naruszane podczas pracy i to bardzo mocno. Ze względu na skrajnie kiepskie parametry nie stosuje się takiego schematu, zamiast tego lepiej zastosować w praktyce konstrukcje ze stabilizacją obwodów kolektora lub emitera.
Stabilizacja obwodu kolektora
W przypadku stosowania obwodów stopni wzmacniających na tranzystorach bipolarnych ze stabilizacją obwodu kolektora, okazuje się, że na jego wyjściu utrzymuje się około połowy napięcia zasilania. Co więcej, dzieje się to w stosunkowo dużym zakresie napięć zasilających. Dzieje się tak z powodu negatywnej opinii.
Takie kaskady są szeroko stosowane we wzmacniaczach wysokiej częstotliwości - UFC, IF, urządzeniach buforujących, syntezatorach. Takie obwody są stosowane w heterodynowych odbiornikach radiowych, nadajnikach (w tym telefonach komórkowych). Zakres takich schematów jest bardzo duży. Oczywiście w urządzeniach mobilnych obwód jest realizowany nie na tranzystorze, ale na elemencie kompozytowym - jeden mały kryształ krzemu zastępuje ogromny obwód.
Stabilizacja emitera
Te obwody można często znaleźć, ponieważ mają wyraźne zalety - wysoką stabilność charakterystyk (w porównaniu do wszystkich opisanych powyżej). Powodem jest bardzo duża głębokość sprzężenia zwrotnego prądu (DC).
Wzmacnianiekaskady na tranzystorach bipolarnych, wykonane ze stabilizacją obwodu nadawczego, stosowane są w odbiornikach radiowych, nadajnikach, mikroukładach w celu podwyższenia parametrów urządzeń.
Różnicowe urządzenia wzmacniające
Różnicowy stopień wzmacniający jest używany dość często, takie urządzenia mają bardzo wysoki stopień odporności na zakłócenia. Do zasilania takich urządzeń można używać źródeł niskiego napięcia - pozwala to zmniejszyć rozmiar. Wzmacniacz różnicowy uzyskuje się przez połączenie emiterów dwóch elementów półprzewodnikowych o tej samej rezystancji. „Klasyczny” obwód wzmacniacza różnicowego pokazano na poniższym rysunku.
Takie kaskady są bardzo często stosowane w układach scalonych, wzmacniaczach operacyjnych, wzmacniaczach, odbiornikach FM, ścieżkach radiowych telefonii komórkowej, mikserach częstotliwości.
Wzmacniacze push-pull
Wzmacniacze push-pull mogą pracować w prawie każdym trybie, ale najczęściej stosuje się B. Powodem jest to, że te stopnie są instalowane wyłącznie na wyjściach urządzeń i tam konieczne jest zwiększenie wydajności w celu zapewnienia wysoki poziom wydajności. Możliwe jest zaimplementowanie obwodu wzmacniacza push-pull zarówno na tranzystorach półprzewodnikowych o tym samym typie przewodnictwa, jak io różnych. „Klasyczny” obwód wzmacniacza tranzystorowego typu push-pull pokazano na poniższym rysunku.
Niezależnie od trybu pracy stopnia wzmacniającego, okazuje się, że znacznie się zmniejszaliczba parzystych harmonicznych w sygnale wejściowym. To jest główny powód powszechnego stosowania takiego schematu. Wzmacniacze push-pull są często używane w CMOS i innych komponentach cyfrowych.
Schemat ze wspólną podstawą
Ten tranzystorowy obwód przełączający jest stosunkowo powszechny, jest to obwód z czterema zaciskami - dwa wejścia i taka sama liczba wyjść. Co więcej, jedno wejście jest jednocześnie wyjściem, jest połączone z zaciskiem „bazy” tranzystora. Jedno wyjście ze źródła sygnału i obciążenie (na przykład głośnik) są do niego podłączone.
Aby zasilić kaskadę ze wspólnej podstawy, możesz użyć:
- Schemat mocowania prądu podstawowego.
- Podstawowa stabilizacja napięcia.
- Stabilizacja kolektora.
- Stabilizacja emitera.
Cechą obwodów ze wspólną podstawą jest bardzo niska wartość rezystancji wejściowej. Jest równa rezystancji złącza nadajnika elementu półprzewodnikowego.
Wspólny obwód kolektora
Konstrukcje tego typu są również dość często używane, jest to sieć czteroterminalowa, która ma dwa wejścia i taką samą liczbę wyjść. Istnieje wiele podobieństw do wspólnego obwodu wzmacniacza bazowego. Tylko w tym przypadku kolektor jest wspólnym punktem połączenia źródła sygnału i obciążenia. Wśród zalet takiego obwodu można wyróżnić jego wysoką rezystancję wejściową. Z tego powodu jest często stosowany we wzmacniaczach basowych.
Aby zasilić tranzystor, konieczne jestużyj obecnej stabilizacji. Idealna do tego jest stabilizacja emitera i kolektora. Należy zauważyć, że taki obwód nie może odwrócić przychodzącego sygnału, nie wzmacnia napięcia, dlatego nazywany jest „wtórnikiem emiterowym”. Takie układy charakteryzują się bardzo wysoką stabilnością parametrów, głębokość sprzężenia zwrotnego DC (sprzężenia zwrotnego) wynosi prawie 100%.
Wspólny emiter
Stopnie wzmacniacza ze wspólnym emiterem mają bardzo duże wzmocnienie. To właśnie z wykorzystaniem takich rozwiązań układowych budowane są wzmacniacze wysokiej częstotliwości, wykorzystywane w nowoczesnej technologii - systemach GSM, GPS, w bezprzewodowych sieciach Wi-Fi. Kwadrypol (kaskada) ma dwa wejścia i taką samą liczbę wyjść. Ponadto emiter jest połączony jednocześnie z jednym wyjściem obciążenia i źródłem sygnału. Aby zasilać kaskady za pomocą wspólnego emitera, pożądane jest użycie źródeł bipolarnych. Ale jeśli nie jest to możliwe, dozwolone jest stosowanie źródeł jednobiegunowych, tylko jest mało prawdopodobne, aby osiągnąć wysoką moc.
