A félvezető elemek erősítési fokozatainak kiszámításakor sok elméletet kell ismernie. De ha a legegyszerűbb ULF-et akarja elkészíteni, akkor elegendő tranzisztorokat választani az áramhoz és az erősítéshez. Ez a legfontosabb, még mindig el kell döntenie, hogy az erősítő melyik üzemmódban működjön. Attól függ, hogy hol tervezi használni. Végül is nem csak a hangot, hanem az áramerősséget is felerősítheti – ez impulzus bármely eszköz vezérléséhez.
Erősítők típusai
A tranzisztorok erősítő fokozatainak tervezése során számos fontos kérdéssel kell foglalkozni. Azonnal döntse el, hogy az eszköz melyik üzemmódban fog működni:
- A egy lineáris erősítő, működés közben bármikor van áram a kimeneten.
- V - az áram csak a ciklus első felében folyik.
- C – nagy hatásfokkal a nemlineáris torzítások erősebbé válnak.
- D és F - az erősítők működési módjai a "kulcs" módban(kapcsoló).
Általános tranzisztoros erősítő áramkörök:
- Rögzített árammal az alapáramkörben.
- A bázis feszültségének rögzítésével.
- A kollektorkör stabilizálása.
- Emitter áramkör stabilizálása.
- ULF differenciálműtípus.
- Push-pull basszuserősítők.
E sémák működési elvének megértéséhez legalább röviden át kell gondolnia azok jellemzőit.
Az áram rögzítése az alapáramkörben
Ez a gyakorlatban használható legegyszerűbb erősítő fokozat áramkör. Ennek köszönhetően a kezdő rádióamatőrök széles körben használják - nem lesz nehéz megismételni a tervezést. A tranzisztor alap- és kollektoráramköre ugyanabból a forrásból táplálkozik, ami a kialakítás előnye.
De vannak hátrányai is – ez az ULF nemlineáris és lineáris paramétereinek erős függése a következőktől:
- Tápegység.
- A félvezető elemek paramétereinek diszperziós fokai.
- Hőmérsékletek - az erősítő fokozat kiszámításakor ezt a paramétert kell figyelembe venni.
Jó néhány hiányosság van, nem teszik lehetővé az ilyen eszközök használatát a modern technikában.
Alapfeszültség stabilizálás
A módban a bipoláris tranzisztorok erősítő fokozatai működhetnek. De ha rögzíti a feszültséget az alapon, akkor akár terepmunkásokat is használhat. Csak ez nem az alap, hanem a kapu feszültségét rögzíti (az ilyen tranzisztorok érintkezőinek nevei eltérőek). helyett a diagrambana bipoláris elem telepítve van, semmit sem kell újraépíteni. Csak ki kell választania az ellenállások ellenállását.
Az ilyen kaszkádok nem különböznek egymástól a stabilitásban, fő paraméterei működés közben megsérülnek, és nagyon erősen. A rendkívül rossz paraméterek miatt ilyen sémát nem alkalmaznak, ehelyett a gyakorlatban célszerűbb a kollektor- vagy emitteráramkörök stabilizálásával rendelkező kialakításokat alkalmazni.
A kollektor áramkör stabilizálása
Ha erősítő fokozatú áramköröket használunk bipoláris tranzisztorokon a kollektoráramkör stabilizálásával, kiderül, hogy a tápfeszültség körülbelül felét a kimenetén tartja. Ráadásul ez a tápfeszültségek viszonylag nagy tartományában történik. Ennek oka a negatív visszajelzés.
Az ilyen kaszkádokat széles körben használják nagyfrekvenciás erősítőkben – UFC, IF, puffereszközök, szintetizátorok. Az ilyen áramköröket heterodin rádióvevőkben, adókban (beleértve a mobiltelefonokat is) használják. Az ilyen rendszerek hatóköre nagyon széles. Természetesen a mobil eszközökben az áramkört nem tranzisztoron, hanem kompozit elemen valósítják meg - egy kis szilíciumkristály helyettesít egy hatalmas áramkört.
Emitter stabilizálás
Ezek az áramkörök gyakran megtalálhatók, mivel egyértelmű előnyeik vannak - a jellemzők nagy stabilitása (a fent leírtakhoz képest). Ennek oka az áram (DC) visszacsatolás nagyon nagy mélysége.
ErősítésA bipoláris tranzisztorokon az emitter áramkör stabilizálásával készült kaszkádokat rádióvevőkben, adókban, mikroáramkörökben használják az eszközök paramétereinek növelésére.
Differenciálerősítő eszközök
A differenciálerősítő fokozatot meglehetősen gyakran használják, az ilyen eszközök nagyon magas fokú zavartűréssel rendelkeznek. Az ilyen eszközök táplálásához alacsony feszültségű forrásokat használhat - ez lehetővé teszi a méret csökkentését. Differenciáló erősítőt úgy kapunk, hogy két félvezető elem emitterét azonos ellenállásra kötjük. A "klasszikus" differenciálerősítő áramkör az alábbi ábrán látható.
Az ilyen kaszkádokat nagyon gyakran használják integrált áramkörökben, műveleti erősítőkben, erősítőkben, FM-vevőkben, mobiltelefon-rádiócsatornákban, frekvenciakeverőkben.
Push-pull erősítők
A Push-pull erősítők szinte bármilyen üzemmódban működhetnek, de leggyakrabban a B-t használják. Ennek oka az, hogy ezek a fokozatok kizárólag a készülékek kimeneteire vannak felszerelve, és ott a hatékonyság növelése szükséges. magas szintű hatékonyság. Lehetőség van egy push-pull erősítő áramkör megvalósítására mind az azonos típusú, mind a különböző vezetőképességű félvezető tranzisztorokon. A push-pull tranzisztoros erősítő „klasszikus” áramköre az alábbi ábrán látható.
Az erősítő fokozat üzemmódjától függetlenül jelentősen csökkentia páros harmonikusok száma a bemeneti jelben. Ez a fő oka egy ilyen rendszer széles körű elterjedésének. A push-pull erősítőket gyakran használják CMOS-ban és más digitális alkatrészekben.
Séma közös alappal
Ez a tranzisztoros kapcsolóáramkör viszonylag elterjedt, négy csatlakozós áramkör – két bemenet és ugyanannyi kimenet. Sőt, az egyik bemenet egyben kimenet is, a tranzisztor „alap” kivezetésére csatlakozik. A jelforrás egyik kimenete és egy terhelés (például egy hangszóró) csatlakozik hozzá.
A közös alappal rendelkező kaszkád tápellátásához a következőket használhatja:
- Az alapáram rögzítésének sémája.
- Alap feszültségstabilizálás.
- Kollektor stabilizálás.
- Emitter stabilizálás.
A közös alappal rendelkező áramkörök egyik jellemzője a bemeneti ellenállás nagyon alacsony értéke. Ez egyenlő a félvezető elem emitter átmenetének ellenállásával.
Közös kollektor áramkör
Az ilyen típusú konstrukciókat is elég gyakran használják, ez egy négyterminálos hálózat, aminek két bemenete és ugyanannyi kimenete van. Sok hasonlóság van a közös alaperősítő áramkörrel. Csak ebben az esetben a kollektor a jelforrás és a terhelés közös csatlakozási pontja. Az ilyen áramkör előnyei közül kiemelhető a nagy bemeneti ellenállás. Emiatt gyakran használják basszuserősítőkben.
A tranzisztor táplálásához szükségesáramstabilizálást használjon. Ideális az emitter és kollektor stabilizálása. Meg kell jegyezni, hogy egy ilyen áramkör nem tudja megfordítani a bejövő jelet, nem erősíti a feszültséget, ezért "emitter követőnek" nevezik. Az ilyen áramkörök paramétereinek stabilitása nagyon magas, a DC visszacsatolás (visszacsatolás) mélysége közel 100%.
Közös kibocsátó
A közös emitterrel rendelkező erősítő fokozatok erősítése nagyon magas. Ilyen áramköri megoldások felhasználásával készülnek a nagyfrekvenciás erősítők, amelyeket a modern technológiában - GSM, GPS rendszerekben, vezeték nélküli Wi-Fi hálózatokban használnak. Egy kvadripólusnak (kaszkádnak) két bemenete és ugyanannyi kimenete van. Ezenkívül az emitter egyidejűleg csatlakozik a terhelés és a jelforrás egy kimenetéhez. A közös emitterrel rendelkező kaszkádok táplálásához kívánatos bipoláris források használata. De ha ez nem lehetséges, akkor az unipoláris források használata megengedett, csak az nem valószínű, hogy nagy teljesítményt ér el.
