Bij het berekenen van versterkingstrappen op halfgeleiderelementen, moet je veel theorie kennen. Maar als u de eenvoudigste ULF wilt maken, volstaat het om transistors te selecteren voor stroom en versterking. Dit is het belangrijkste, je moet nog beslissen in welke modus de versterker moet werken. Het hangt af van waar u het wilt gebruiken. Je kunt immers niet alleen het geluid versterken, maar ook de stroom - een impuls om elk apparaat te bedienen.
Soorten versterkers
Wanneer de ontwerpen van versterkertrappen op transistors worden geïmplementeerd, moeten verschillende belangrijke problemen worden aangepakt. Beslis onmiddellijk in welke van de modi het apparaat zal werken:
- A is een lineaire versterker, er is op elk moment tijdens bedrijf stroom aan de uitgang.
- V - stroom vloeit alleen tijdens de eerste halve cyclus.
- C - met hoge efficiëntie worden niet-lineaire vervormingen sterker.
- D en F - bedrijfsmodi van versterkers in de "sleutel" -modus(schakelaar).
Gemeenschappelijke transistorversterkercircuits:
- Met een vaste stroom in het basiscircuit.
- Met het bevestigen van de spanning in de basis.
- Stabilisatie van het collectorcircuit.
- Zendercircuitstabilisatie.
- ULF differentieel type.
- Push-pull basversterkers.
Om het werkingsprincipe van al deze schema's te begrijpen, moet je op zijn minst kort hun kenmerken overwegen.
Repareren van de stroom in het basiscircuit
Dit is het eenvoudigste versterkingstrapcircuit dat in de praktijk kan worden gebruikt. Hierdoor wordt het veel gebruikt door beginnende radioamateurs - het zal niet moeilijk zijn om het ontwerp te herhalen. De basis- en collectorcircuits van de transistor worden gevoed vanuit dezelfde bron, wat een voordeel is van het ontwerp.
Maar het heeft ook nadelen - dit is een sterke afhankelijkheid van de niet-lineaire en lineaire parameters van de ULF van:
- Voeding.
- Verspreidingsgraden van parameters van halfgeleiderelementen.
- Temperaturen - bij het berekenen van de versterkingstrap moet met deze parameter rekening worden gehouden.
Er zijn nogal wat tekortkomingen, ze staan het gebruik van dergelijke apparaten in moderne technologie niet toe.
Basisspanningsstabilisatie
In modus A kunnen versterkertrappen op bipolaire transistors werken. Maar als je de spanning op de basis vastzet, kun je zelfs veldwerkers gebruiken. Alleen dit zal de spanning bepalen, niet van de basis, maar van de poort (de namen van de pinnen voor dergelijke transistors zijn anders). in het diagram in plaats vanhet bipolaire element is in het veld geïnstalleerd, er hoeft niets opnieuw te worden gedaan. U hoeft alleen de weerstand van de weerstanden te kiezen.
Dergelijke cascades verschillen niet in stabiliteit, de belangrijkste parameters worden tijdens bedrijf en zeer sterk geschonden. Vanwege de extreem slechte parameters wordt een dergelijk schema niet gebruikt, maar in de praktijk is het beter om ontwerpen te gebruiken met stabilisatie van de collector- of emittercircuits.
Stabilisatie van het collectorcircuit
Bij gebruik van circuits van versterkertrappen op bipolaire transistors met stabilisatie van het collectorcircuit, blijkt het ongeveer de helft van de voedingsspanning aan de uitgang te houden. Bovendien gebeurt dit in een relatief groot bereik van voedingsspanningen. Dit wordt gedaan vanwege het feit dat er negatieve feedback is.
Dergelijke cascades worden veel gebruikt in hoogfrequente versterkers - UFC, IF, bufferapparaten, synthesizers. Dergelijke circuits worden gebruikt in heterodyne radio-ontvangers, zenders (inclusief mobiele telefoons). De reikwijdte van dergelijke regelingen is zeer groot. In mobiele apparaten wordt het circuit natuurlijk niet geïmplementeerd op een transistor, maar op een composietelement - een klein siliciumkristal vervangt een enorm circuit.
Zenderstabilisatie
Deze circuits zijn vaak te vinden, omdat ze duidelijke voordelen hebben - hoge stabiliteit van kenmerken (vergeleken met al die hierboven beschreven). De reden is de zeer grote diepte van de huidige (DC) feedback.
Versterkencascades op bipolaire transistors, gemaakt met stabilisatie van het emittercircuit, worden gebruikt in radio-ontvangers, zenders, microcircuits om de parameters van apparaten te vergroten.
Differentiële versterkers
De differentiële versterkingstrap wordt vrij vaak gebruikt, dergelijke apparaten hebben een zeer hoge mate van immuniteit tegen interferentie. Om dergelijke apparaten van stroom te voorzien, kunt u laagspanningsbronnen gebruiken - hierdoor kunt u de grootte verkleinen. Een dif-versterker wordt verkregen door de emitters van twee halfgeleiderelementen op dezelfde weerstand aan te sluiten. Het "klassieke" differentiële versterkercircuit wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Dergelijke cascades worden heel vaak gebruikt in geïntegreerde schakelingen, operationele versterkers, versterkers, FM-ontvangers, radiopaden voor mobiele telefoons, frequentiemixers.
Push-pull versterkers
Push-pull-versterkers kunnen in bijna elke modus werken, maar het meest wordt gebruikt B. De reden is dat deze trappen uitsluitend aan de uitgangen van apparaten worden geïnstalleerd, en daar is het noodzakelijk om de efficiëntie te verhogen om ervoor te zorgen een hoog niveau van efficiëntie. Het is mogelijk om een push-pull-versterkerschakeling te implementeren, zowel op halfgeleidertransistors met hetzelfde type geleidbaarheid als met verschillende. Het "klassieke" circuit van een push-pull-transistorversterker wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Ongeacht de bedrijfsmodus van de versterkertrap, het blijkt aanzienlijk te verminderenhet aantal even harmonischen in het ingangssignaal. Dit is de belangrijkste reden voor het wijdverbreide gebruik van een dergelijke regeling. Push-pull versterkers worden vaak gebruikt in CMOS en andere digitale componenten.
Schema met een gemeenschappelijke basis
Dit transistorschakelcircuit is relatief gebruikelijk, het is een circuit met vier aansluitingen - twee ingangen en hetzelfde aantal uitgangen. Bovendien is een ingang ook een uitgang, deze is verbonden met de "basis" -aansluiting van de transistor. Eén uitgang van de signaalbron en een belasting (bijvoorbeeld een luidspreker) zijn erop aangesloten.
Om een cascade met een gemeenschappelijke basis van stroom te voorzien, kunt u het volgende gebruiken:
- Schema voor het bevestigen van de basisstroom.
- Basisspanningsstabilisatie.
- Verzamelstabilisatie.
- Zenderstabilisatie.
Een kenmerk van circuits met een gemeenschappelijke basis is een zeer lage waarde van de ingangsweerstand. Het is gelijk aan de weerstand van de emitterovergang van het halfgeleiderelement.
Gemeenschappelijk collectorcircuit
Constructies van dit type worden ook vrij vaak gebruikt, dit is een netwerk met vier aansluitingen, dat twee ingangen en hetzelfde aantal uitgangen heeft. Er zijn veel overeenkomsten met het gemeenschappelijke basisversterkercircuit. Alleen in dit geval is de collector een gemeenschappelijk aansluitpunt voor de signaalbron en de belasting. Een van de voordelen van een dergelijke schakeling is de hoge ingangsweerstand. Daarom wordt het vaak gebruikt in basversterkers.
Om de transistor van stroom te voorzien, is het noodzakelijkgebruik stroomstabilisatie. Zender- en collectorstabilisatie is hiervoor ideaal. Opgemerkt moet worden dat een dergelijk circuit het binnenkomende signaal niet kan inverteren, de spanning niet versterkt, om deze reden wordt het de "emittervolger" genoemd. Dergelijke circuits hebben een zeer hoge stabiliteit van parameters, de diepte van de DC-feedback (feedback) is bijna 100%.
Gemeenschappelijke zender
Versterkertrappen met een gemeenschappelijke zender hebben een zeer hoge versterking. Het is met het gebruik van dergelijke circuitoplossingen dat hoogfrequente versterkers worden gebouwd, gebruikt in moderne technologie - GSM, GPS-systemen, in draadloze Wi-Fi-netwerken. Een quadripole (cascade) heeft twee ingangen en hetzelfde aantal uitgangen. Bovendien is de emitter gelijktijdig verbonden met één uitgang van de belasting en de signaalbron. Om cascades van stroom te voorzien met een gemeenschappelijke emitter, is het wenselijk om bipolaire bronnen te gebruiken. Maar als dit niet mogelijk is, is het gebruik van unipolaire bronnen toegestaan, alleen is het onwaarschijnlijk dat een hoog vermogen wordt bereikt.