När du beräknar förstärkningssteg på halvledarelement måste du kunna mycket teori. Men om du vill göra den enklaste ULF, räcker det att välja transistorer för ström och förstärkning. Detta är huvudsaken, du måste fortfarande bestämma i vilket läge förstärkaren ska fungera. Det beror på var du planerar att använda den. När allt kommer omkring kan du förstärka inte bara ljudet utan också strömmen - en impuls att kontrollera vilken enhet som helst.
Typer av förstärkare
När designen av förstärkarsteg på transistorer implementeras måste flera viktiga frågor åtgärdas. Bestäm omedelbart i vilket av lägena enheten ska fungera:
- A är en linjär förstärkare, det finns ström vid utgången när som helst under drift.
- V - ström flyter endast under den första halvcykeln.
- C – med hög effektivitet blir icke-linjära förvrängningar starkare.
- D och F - driftlägen för förstärkare i "nyckel"-läge(växla).
Vanliga transistorförstärkarkretsar:
- Med en fast ström i baskretsen.
- Med fixering av spänningen i basen.
- Stabilisering av kollektorkretsen.
- Emitterkretsstabilisering.
- ULF differenti altyp.
- Push-pull basförstärkare.
För att förstå funktionsprincipen för alla dessa scheman måste du åtminstone kortfattat överväga deras funktioner.
Fixa strömmen i baskretsen
Detta är den enklaste förstärkarstegkretsen som kan användas i praktiken. På grund av detta används det i stor utsträckning av nybörjare radioamatörer - det kommer inte att vara svårt att upprepa designen. Transistorns bas- och kollektorkretsar drivs från samma källa, vilket är en fördel med konstruktionen.
Men det har också nackdelar - detta är ett starkt beroende av ULF:s olinjära och linjära parametrar på:
- Strömförsörjning.
- Dispersionsgrader för parametrar för halvledarelement.
- Temperaturer - vid beräkning av förstärkningssteget måste denna parameter beaktas.
Det finns en hel del brister, de tillåter inte användning av sådana enheter i modern teknik.
Basspänningsstabilisering
I läge A kan förstärkningssteg på bipolära transistorer fungera. Men om du fixar spänningen på basen kan du till och med använda fältarbetare. Endast detta kommer att fixa spänningen inte för basen, utan för grinden (namnen på stiften för sådana transistorer är olika). i diagrammet istället fördet bipolära elementet är installerat fältet, ingenting kommer att behöva göras om. Du behöver bara välja resistansen för motstånden.
Sådana kaskader skiljer sig inte i stabilitet, dess huvudparametrar kränks under drift, och mycket starkt. På grund av de extremt dåliga parametrarna används inte ett sådant schema, istället är det bättre att använda konstruktioner med stabilisering av kollektor- eller emitterkretsarna i praktiken.
Stabilisering av kollektorkretsen
När man använder kretsar av förstärkningssteg på bipolära transistorer med stabilisering av kollektorkretsen, visar det sig hålla ungefär hälften av matningsspänningen vid sin utgång. Dessutom sker detta i ett relativt stort område av matningsspänningar. Detta görs på grund av att det finns negativ feedback.
Sådana kaskader används ofta i högfrekventa förstärkare - UFC, IF, buffertenheter, syntar. Sådana kretsar används i heterodyna radiomottagare, sändare (inklusive mobiltelefoner). Omfattningen av sådana system är mycket stor. Naturligtvis, i mobila enheter implementeras kretsen inte på en transistor, utan på ett kompositelement - en liten kiselkristall ersätter en enorm krets.
Emitterstabilisering
Dessa kretsar kan ofta hittas, eftersom de har klara fördelar - hög stabilitet i egenskaper (jämfört med alla de som beskrivs ovan). Anledningen är det mycket stora djupet av strömåterkoppling (DC).
Förstärkandekaskader på bipolära transistorer, gjorda med stabilisering av emitterkretsen, används i radiomottagare, sändare, mikrokretsar för att öka parametrarna för enheter.
Differentialförstärkarenheter
Differentialförstärkningssteget används ganska ofta, sådana enheter har en mycket hög grad av immunitet mot störningar. För att driva sådana enheter kan du använda lågspänningskällor - detta gör att du kan minska storleken. En dif-förstärkare erhålls genom att ansluta två halvledarelements emittrar till samma resistans. Den "klassiska" differentialförstärkarkretsen visas i figuren nedan.
Sådana kaskader används mycket ofta i integrerade kretsar, operationsförstärkare, förstärkare, FM-mottagare, mobiltelefonradiovägar, frekvensblandare.
Push-pull-förstärkare
Push-pull-förstärkare kan fungera i nästan alla lägen, men oftast används B. Anledningen är att dessa steg är installerade uteslutande vid utgångarna på enheter, och där är det nödvändigt att öka effektiviteten för att säkerställa en hög effektivitetsnivå. Det är möjligt att implementera en push-pull-förstärkarkrets både på halvledartransistorer med samma typ av konduktivitet och med olika. Den "klassiska" kretsen för en push-pull transistorförstärkare visas i figuren nedan.
Oavsett driftsläge för förstärkarsteget, visar det sig minska avsevärtantalet jämna övertoner i insignalen. Detta är huvudorsaken till den utbredda användningen av ett sådant system. Push-pull-förstärkare används ofta i CMOS och andra digitala komponenter.
schema med en gemensam bas
Denna transistorkopplingskrets är relativt vanlig, den är en fyrterminalskrets - två ingångar och samma antal utgångar. Dessutom är en ingång också en utgång, den är ansluten till "bas"-terminalen på transistorn. En utgång från signalkällan och en last (till exempel en högtalare) är anslutna till den.
För att driva en kaskad med en gemensam bas kan du använda:
- Schema för fixering av basströmmen.
- Basic spänningsstabilisering.
- Samlarstabilisering.
- Emitterstabilisering.
En egenskap hos kretsar med en gemensam bas är ett mycket lågt värde på ingångsresistansen. Den är lika med resistansen för halvledarelementets emitterövergång.
Gemensam samlarkrets
Konstruktioner av den här typen används också ganska ofta, detta är ett fyrterminalsnätverk, som har två ingångar och samma antal utgångar. Det finns många likheter med den vanliga basförstärkarkretsen. Endast i detta fall är kollektorn en gemensam anslutningspunkt för signalkällan och lasten. Bland fördelarna med en sådan krets kan man peka ut dess höga ingångsresistans. På grund av detta används den ofta i basförstärkare.
För att driva transistorn är det nödvändigtanvänd strömstabilisering. Emitter- och kollektorstabilisering är idealisk för detta. Det bör noteras att en sådan krets inte kan invertera den inkommande signalen, inte förstärker spänningen, av denna anledning kallas den "emitterföljaren". Sådana kretsar har en mycket hög stabilitet av parametrar, djupet på DC-återkopplingen (återkoppling) är nästan 100%.
Vanlig sändare
Amp-steg med en gemensam sändare har en mycket hög förstärkning. Det är med användningen av sådana kretslösningar som högfrekventa förstärkare byggs, som används i modern teknik - GSM, GPS-system, i trådlösa Wi-Fi-nätverk. En fyrpol (kaskad) har två ingångar och samma antal utgångar. Dessutom är sändaren ansluten samtidigt med en utgång på lasten och signalkällan. För att driva kaskader med en gemensam sändare är det önskvärt att använda bipolära källor. Men om detta inte är möjligt är användningen av unipolära källor tillåten, bara det är osannolikt att det uppnår hög effekt.