Aprēķinot pastiprināšanas posmus uz pusvadītāju elementiem, jums ir jāzina daudz teorijas. Bet, ja vēlaties izgatavot vienkāršāko ULF, tad pietiek ar tranzistoru atlasi strāvai un pastiprināšanai. Tas ir galvenais, jums joprojām ir jāizlemj, kurā režīmā pastiprinātājam jādarbojas. Tas ir atkarīgs no tā, kur plānojat to izmantot. Galu galā jūs varat pastiprināt ne tikai skaņu, bet arī strāvu - impulsu jebkuras ierīces vadīšanai.
Pastiprinātāju veidi
Kad tranzistoru pastiprināšanas pakāpju konstrukcijas tiek īstenotas, ir jārisina vairāki svarīgi jautājumi. Nekavējoties izlemiet, kurā no režīmiem ierīce darbosies:
- A ir lineārs pastiprinātājs, jebkurā darbības laikā izejā ir strāva.
- V - strāva plūst tikai pirmajā pusciklā.
- C - ar augstu efektivitāti nelineārie kropļojumi kļūst spēcīgāki.
- D un F - pastiprinātāju darbības režīmi "taustiņu" režīmā(slēdzis).
Kopējās tranzistoru pastiprinātāju shēmas:
- Ar fiksētu strāvu bāzes ķēdē.
- Ar sprieguma fiksāciju pamatnē.
- Kolektora ķēdes stabilizēšana.
- Emiteru ķēdes stabilizācija.
- ULF diferenciāļa tips.
- Push-pull basa pastiprinātāji.
Lai saprastu visu šo shēmu darbības principu, jums vismaz īsi jāapsver to īpašības.
Strāvas fiksēšana bāzes ķēdē
Šī ir vienkāršākā pastiprinošā posma shēma, ko var izmantot praksē. Sakarā ar to to plaši izmanto iesācēju radio amatieri - nebūs grūti atkārtot dizainu. Tranzistora bāzes un kolektoru ķēdes tiek darbinātas no viena avota, kas ir konstrukcijas priekšrocība.
Bet tam ir arī trūkumi - tā ir liela ULF nelineāro un lineāro parametru atkarība no:
- Barošanas avots.
- Pusvadītāju elementu parametru izkliedes pakāpes.
- Temperatūras - aprēķinot pastiprināšanas pakāpi, jāņem vērā šis parametrs.
Ir diezgan daudz nepilnību, tās neļauj izmantot šādas ierīces mūsdienu tehnoloģijās.
Bāzes sprieguma stabilizācija
Režīmā A var darboties pastiprināšanas posmi uz bipolāriem tranzistoriem. Bet, ja jūs nofiksējat spriegumu uz pamatnes, varat pat izmantot lauka strādniekus. Tikai tas noteiks spriegumu nevis pamatnei, bet gan vārtiem (šādu tranzistoru tapu nosaukumi ir atšķirīgi). diagrammā vietābipolārais elements ir uzstādīts laukā, nekas nebūs jāpārtaisa. Jums vienkārši jāizvēlas rezistoru pretestība.
Šādas kaskādes neatšķiras pēc stabilitātes, tās galvenie parametri tiek pārkāpti darbības laikā, turklāt ļoti spēcīgi. Īpaši slikto parametru dēļ šāda shēma netiek izmantota, tā vietā labāk praksē izmantot konstrukcijas ar kolektora vai emitera ķēžu stabilizāciju.
Kolektora ķēdes stabilizācija
Izmantojot pastiprināšanas pakāpju ķēdes uz bipolāriem tranzistoriem ar kolektora ķēdes stabilizāciju, izejā tiek saglabāta aptuveni puse no barošanas sprieguma. Turklāt tas notiek salīdzinoši lielā barošanas spriegumu diapazonā. Tas tiek darīts tāpēc, ka ir saņemtas negatīvas atsauksmes.
Šādas kaskādes plaši izmanto augstfrekvences pastiprinātājos - UFC, IF, buferierīcēs, sintezatoros. Šādas shēmas izmanto heterodīna radio uztvērējos, raidītājos (arī mobilajos tālruņos). Šādu shēmu darbības joma ir ļoti liela. Protams, mobilajās ierīcēs ķēde tiek realizēta nevis uz tranzistora, bet gan uz kompozītmateriāla elementa - viens mazs silīcija kristāls aizstāj milzīgu ķēdi.
Emiteru stabilizācija
Šīs shēmas bieži var atrast, jo tām ir nepārprotamas priekšrocības - augsta raksturlielumu stabilitāte (salīdzinot ar visiem iepriekš aprakstītajiem). Iemesls ir ļoti lielais strāvas (DC) atgriezeniskās saites dziļums.
Pastiprināšanakaskādes uz bipolāriem tranzistoriem, kas izgatavotas ar emitētāja ķēdes stabilizēšanu, tiek izmantotas radio uztvērējos, raidītājos, mikroshēmās, lai palielinātu ierīču parametrus.
Diferenciālās pastiprināšanas ierīces
Diferenciālā pastiprināšanas stadija tiek izmantota diezgan bieži, šādām ierīcēm ir ļoti augsta noturība pret traucējumiem. Lai darbinātu šādas ierīces, varat izmantot zemsprieguma avotus - tas ļauj samazināt izmēru. Dif-pastiprinātāju iegūst, savienojot divu pusvadītāju elementu emitētājus ar vienu un to pašu pretestību. "Klasiskā" diferenciālā pastiprinātāja shēma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.
Šādas kaskādes ļoti bieži izmanto integrālajās shēmās, darbības pastiprinātājos, pastiprinātājos, FM uztvērējos, mobilo tālruņu radioceļos, frekvenču maisītājos.
Push-pull pastiprinātāji
Push-pull pastiprinātāji var darboties gandrīz jebkurā režīmā, bet visbiežāk tiek izmantots B. Iemesls tam, ka šie posmi tiek uzstādīti tikai pie ierīču izejām, un tur ir nepieciešams palielināt efektivitāti, lai nodrošinātu augsts efektivitātes līmenis. Pusvadītāju tranzistoros ar vienāda veida vadītspēju un dažādu veidu pastiprinātāja ķēdi ir iespējams ieviest. Push-pull tranzistora pastiprinātāja “klasiskā” shēma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.
Neatkarīgi no pastiprināšanas posma darbības režīma, izrādās, tas ievērojami samazinapāra harmoniku skaits ieejas signālā. Tas ir galvenais iemesls šādas shēmas plašai izmantošanai. Push-pull pastiprinātājus bieži izmanto CMOS un citos digitālajos komponentos.
Shēma ar kopīgu bāzi
Šī tranzistora komutācijas shēma ir samērā izplatīta, tā ir četru spaiļu ķēde – divas ieejas un vienāds izeju skaits. Turklāt viena ieeja ir arī izeja, tā ir savienota ar tranzistora “bāzes” spaili. Tai ir pievienota viena signāla avota izeja un slodze (piemēram, skaļrunis).
Lai darbinātu kaskādi ar kopēju bāzi, varat izmantot:
- Bāzes strāvas fiksēšanas shēma.
- Pamata sprieguma stabilizācija.
- Kolekcionāra stabilizācija.
- Emiteru stabilizācija.
Shēmu ar kopīgu bāzi iezīme ir ļoti zema ieejas pretestības vērtība. Tas ir vienāds ar pusvadītāja elementa emitētāja savienojuma pretestību.
Kopējā kolektora ķēde
Diezgan bieži tiek izmantotas arī šāda veida konstrukcijas, šis ir četru termināļu tīkls, kuram ir divas ieejas un vienāds izeju skaits. Ir daudz līdzību ar kopējo bāzes pastiprinātāja ķēdi. Tikai šajā gadījumā kolektors ir kopīgs signāla avota un slodzes savienojuma punkts. Starp šādas shēmas priekšrocībām var izcelt tās augsto ieejas pretestību. Šī iemesla dēļ to bieži izmanto basu pastiprinātājos.
Lai darbinātu tranzistoru, tas ir nepieciešamsizmantot strāvas stabilizāciju. Šim nolūkam ir ideāli piemērota emitētāja un kolektora stabilizācija. Jāatzīmē, ka šāda ķēde nevar invertēt ienākošo signālu, nepastiprina spriegumu, tāpēc to sauc par "emitera sekotāju". Šādām shēmām ir ļoti augsta parametru stabilitāte, līdzstrāvas atgriezeniskās saites (atgriezeniskās saites) dziļums ir gandrīz 100%.
Kopējais izstarotājs
Amp posmiem ar kopīgu emitētāju ir ļoti augsts pastiprinājums. Tieši ar šādu shēmu risinājumu izmantošanu tiek būvēti augstfrekvences pastiprinātāji, kurus izmanto mūsdienu tehnoloģijās - GSM, GPS sistēmās, bezvadu Wi-Fi tīklos. Kvadripolam (kaskādei) ir divas ieejas un vienāds izeju skaits. Turklāt emitētājs ir savienots vienlaikus ar vienu slodzes un signāla avota izeju. Lai darbinātu kaskādes ar kopēju emitētāju, ir vēlams izmantot bipolārus avotus. Bet, ja tas nav iespējams, ir atļauts izmantot vienpolārus avotus, tikai maz ticams, ka tas sasniegs lielu jaudu.
