Pri izračunu ojačevalnih stopenj na polprevodniških elementih morate poznati veliko teorije. Če pa želite narediti najpreprostejši ULF, potem je dovolj, da izberete tranzistorje za tok in dobiček. To je glavna stvar, še vedno se morate odločiti, v katerem načinu naj ojačevalnik deluje. Odvisno od tega, kje ga nameravate uporabiti. Konec koncev lahko ojačate ne samo zvok, ampak tudi tok - impulz za nadzor katere koli naprave.
Vrste ojačevalcev
Ko se izvajajo načrti ojačevalnih stopenj na tranzistorjih, je treba obravnavati več pomembnih vprašanj. Takoj se odločite, v katerem od načinov bo naprava delovala:
- A je linearni ojačevalnik, na izhodu je kadarkoli med delovanjem tok.
- V - tok teče samo v prvi polovici cikla.
- C - z visoko učinkovitostjo postanejo nelinearna popačenja močnejša.
- D in F - načini delovanja ojačevalnikov v "ključnem" načinu(stikalo).
Skupna vezja tranzistorskih ojačevalcev:
- S fiksnim tokom v osnovnem tokokrogu.
- S fiksiranjem napetosti v bazi.
- Stabilizacija kolektorskega kroga.
- Stabilizacija vezja oddajnika.
- tip diferenciala ULF.
- Push-pull bas ojačevalniki.
Če želite razumeti načelo delovanja vseh teh shem, morate vsaj na kratko razmisliti o njihovih značilnostih.
Popravljanje toka v osnovnem vezju
To je najpreprostejše ojačevalno vezje, ki ga je mogoče uporabiti v praksi. Zaradi tega ga pogosto uporabljajo radioamaterji začetniki - zasnove ne bo težko ponoviti. Osnovno in kolektorsko vezje tranzistorja se napajata iz istega vira, kar je prednost zasnove.
Vendar ima tudi slabosti - to je močna odvisnost nelinearnih in linearnih parametrov ULF od:
- Napajanje.
- Stopnje disperzije parametrov polprevodniških elementov.
- Temperature - pri izračunu stopnje ojačevanja je treba ta parameter upoštevati.
Pomanjkljivosti je kar nekaj, ne dovoljujejo uporabe tovrstnih naprav v sodobni tehnologiji.
Stabilizacija osnovne napetosti
V načinu A lahko delujejo ojačevalne stopnje na bipolarnih tranzistorjih. Ampak, če popravite napetost na podstavku, potem lahko uporabite celo terenske delavce. Samo to bo popravilo napetost ne baze, ampak vrat (imena nožic za takšne tranzistorje so različna). na diagramu namestobipolarni element je nameščen polje, nič ne bo treba obnavljati. Izbrati morate samo odpornost uporov.
Takšne kaskade se ne razlikujejo po stabilnosti, njegovi glavni parametri so med delovanjem kršeni in to zelo močno. Zaradi izjemno slabih parametrov se taka shema ne uporablja, namesto tega je v praksi bolje uporabiti izvedbe s stabilizacijo kolektorskih ali emiterskih vezij.
Stabilizacija kolektorskega kroga
Pri uporabi vezij ojačevalnih stopenj na bipolarnih tranzistorjih s stabilizacijo kolektorskega vezja se izkaže, da na izhodu zadrži približno polovico napajalne napetosti. Poleg tega se to zgodi v razmeroma velikem razponu napajalnih napetosti. To je storjeno zaradi dejstva, da obstajajo negativne povratne informacije.
Takšne kaskade se pogosto uporabljajo v visokofrekvenčnih ojačevalnikih - UFC, IF, puferskih napravah, sintetizatorjih. Takšna vezja se uporabljajo v heterodinskih radijskih sprejemnikih, oddajnikih (vključno z mobilnimi telefoni). Obseg takšnih shem je zelo velik. Seveda v mobilnih napravah vezje ni izvedeno na tranzistorju, ampak na kompozitnem elementu - en majhen silicijev kristal nadomesti ogromno vezje.
Stabilizacija oddajnika
Ta vezja je pogosto mogoče najti, saj imajo jasne prednosti - visoko stabilnost lastnosti (v primerjavi z vsemi zgoraj opisanimi). Razlog je zelo velika globina tokovne (DC) povratne informacije.
Ojačenjekaskade na bipolarnih tranzistorjih, izdelane s stabilizacijo vezja oddajnika, se uporabljajo v radijskih sprejemnikih, oddajnikih, mikrovezjih za povečanje parametrov naprav.
Diferencialne ojačevalne naprave
Diferencialna ojačevalna stopnja se uporablja precej pogosto, takšne naprave imajo zelo visoko stopnjo odpornosti na motnje. Za napajanje takšnih naprav lahko uporabite nizkonapetostne vire - to vam omogoča, da zmanjšate velikost. Dif-ojačevalnik dobimo tako, da povežemo oddajnike dveh polprevodniških elementov na isto upornost. "Klasično" vezje diferencialnega ojačevalnika je prikazano na spodnji sliki.
Takšne kaskade se zelo pogosto uporabljajo v integriranih vezjih, operacijskih ojačevalnikih, ojačevalnikih, FM sprejemnikih, radijskih poteh mobilnih telefonov, frekvenčnih mešalnikih.
Push-pull ojačevalniki
Push-pull ojačevalniki lahko delujejo v skoraj vseh načinih, vendar se najpogosteje uporablja B. Razlog je v tem, da so te stopnje nameščene izključno na izhodih naprav, tam pa je treba povečati učinkovitost, da se zagotovi visoka stopnja učinkovitosti. Ojačevalno vezje push-pull je mogoče izvesti tako na polprevodniških tranzistorjih z isto vrsto prevodnosti kot z različnimi. "Klasično" vezje potisnega tranzistorskega ojačevalnika je prikazano na spodnji sliki.
Ne glede na način delovanja ojačevalne stopnje se izkaže, da znatno zmanjšaštevilo sotih harmonikov v vhodnem signalu. To je glavni razlog za široko uporabo takšne sheme. Push-pull ojačevalniki se pogosto uporabljajo v CMOS in drugih digitalnih komponentah.
Shema s skupno osnovo
To tranzistorsko preklopno vezje je razmeroma pogosto, je vezje s štirimi terminali - dva vhoda in enako število izhodov. Poleg tega je en vhod tudi izhod, povezan je z "osnovnim" terminalom tranzistorja. En izhod iz vira signala in obremenitev (na primer zvočnik) sta priključena nanj.
Za napajanje kaskade s skupno bazo lahko uporabite:
- Shema za pritrditev osnovnega toka.
- Osnovna stabilizacija napetosti.
- Stabilizacija zbiralnika.
- Stabilizacija oddajnika.
Značilnost vezij s skupno bazo je zelo nizka vrednost vhodnega upora. Enaka je upornosti emiterskega spoja polprevodniškega elementa.
Skupni kolektorski krog
Takšne konstrukcije se prav tako pogosto uporabljajo, gre za štiriterminalno omrežje, ki ima dva vhoda in enako število izhodov. Obstaja veliko podobnosti s skupnim osnovnim ojačevalnim vezjem. Le v tem primeru je kolektor skupna povezovalna točka za vir signala in obremenitev. Med prednostmi takšnega vezja je mogoče izpostaviti njegovo visoko vhodno upornost. Zaradi tega se pogosto uporablja v bas ojačevalnikih.
Za napajanje tranzistorja je potrebnouporabite stabilizacijo toka. Za to je idealna stabilizacija oddajnika in kolektorja. Treba je opozoriti, da takšno vezje ne more obrniti dohodnega signala, ne ojača napetosti, zato se imenuje "sledilka oddajnika". Takšna vezja imajo zelo visoko stabilnost parametrov, globina DC povratne informacije (povratne informacije) je skoraj 100%.
skupni emiter
Ojačevalne stopnje s skupnim oddajnikom imajo zelo visoko ojačenje. Z uporabo takšnih rešitev vezja so zgrajeni visokofrekvenčni ojačevalniki, ki se uporabljajo v sodobni tehnologiji - GSM, GPS sistemi, v brezžičnih omrežjih Wi-Fi. Kvadripol (kaskada) ima dva vhoda in enako število izhodov. Poleg tega je oddajnik povezan hkrati z enim izhodom bremena in virom signala. Za napajanje kaskad s skupnim oddajnikom je zaželeno uporabiti bipolarne vire. Če pa to ni mogoče, je dovoljena uporaba unipolarnih virov, le da je malo verjetno, da bi dosegli visoko moč.
