Når du beregner forstærkningstrin på halvlederelementer, skal du kende en masse teori. Men hvis du vil lave den enkleste ULF, så er det nok at vælge transistorer til strøm og forstærkning. Dette er det vigtigste, du skal stadig beslutte, i hvilken tilstand forstærkeren skal fungere. Det afhænger af, hvor du planlægger at bruge det. Når alt kommer til alt, kan du forstærke ikke kun lyden, men også strømmen - en impuls til at styre enhver enhed.
Typer af forstærkere
Når designet af forstærkertrin på transistorer implementeres, skal flere vigtige spørgsmål tages op. Beslut med det samme, i hvilken af tilstandene enheden skal fungere:
- A er en lineær forstærker, der er strøm ved udgangen til enhver tid under drift.
- V - strømmen flyder kun i den første halve cyklus.
- C - med høj effektivitet bliver ikke-lineære forvrængninger stærkere.
- D og F - driftstilstande for forstærkere i "key"-tilstand(skift).
Fælles transistorforstærkerkredsløb:
- Med en fast strøm i basiskredsløbet.
- Med fastgørelse af spændingen i basen.
- Stabilisering af solfangerkredsløbet.
- Emitterkredsløbsstabilisering.
- ULF differenti altype.
- Push-pull basforstærkere.
For at forstå funktionsprincippet for alle disse ordninger skal du i det mindste kort overveje deres funktioner.
Fixering af strømmen i basiskredsløbet
Dette er det enkleste forstærkertrinskredsløb, der kan bruges i praksis. På grund af dette er det meget brugt af nybegyndere radioamatører - det vil ikke være svært at gentage designet. Transistorens basis- og kollektorkredsløb får strøm fra samme kilde, hvilket er en fordel ved designet.
Men det har også ulemper - dette er en stærk afhængighed af ULF'ens ikke-lineære og lineære parametre på:
- Strømforsyning.
- Spredningsgrader af halvlederelementparametre.
- Temperaturer - ved beregning af forstærkningstrinnet skal denne parameter tages i betragtning.
Der er en del mangler, de tillader ikke brugen af sådanne enheder i moderne teknologi.
Basespændingsstabilisering
I tilstand A kan forstærkningstrin på bipolære transistorer fungere. Men hvis du fikser spændingen på basen, så kan du endda bruge feltarbejdere. Kun dette vil fikse spændingen ikke af basen, men af porten (navnene på benene til sådanne transistorer er forskellige). i diagrammet i stedet fordet bipolære element er installeret felt, intet skal laves om. Du skal bare vælge modstandenes modstand.
Sådanne kaskader adskiller sig ikke i stabilitet, dens vigtigste parametre krænkes under drift og meget kraftigt. På grund af de ekstremt dårlige parametre bruges et sådant skema ikke, i stedet er det bedre at bruge design med stabilisering af kollektor- eller emitterkredsløbene i praksis.
Stabilisering af solfangerkredsløbet
Når der bruges kredsløb af forstærkertrin på bipolære transistorer med stabilisering af kollektorkredsløbet, viser det sig at holde omkring halvdelen af forsyningsspændingen ved sin udgang. Desuden sker dette i et relativt stort område af forsyningsspændinger. Dette gøres på grund af det faktum, at der er negativ feedback.
Sådanne kaskader er meget brugt i højfrekvente forstærkere - UFC, IF, bufferenheder, synthesizere. Sådanne kredsløb bruges i heterodyne radiomodtagere, sendere (inklusive mobiltelefoner). Omfanget af sådanne ordninger er meget stort. Selvfølgelig er kredsløbet i mobile enheder ikke implementeret på en transistor, men på et sammensat element - en lille siliciumkrystal erstatter et enormt kredsløb.
Emitterstabilisering
Disse kredsløb kan ofte findes, da de har klare fordele - høj stabilitet af egenskaber (sammenlignet med alle dem, der er beskrevet ovenfor). Årsagen er den meget store dybde af strømfeedback (DC).
Forstærkendekaskader på bipolære transistorer, lavet med stabilisering af emitterkredsløbet, bruges i radiomodtagere, sendere, mikrokredsløb for at øge enhedernes parametre.
Differentielle forstærkerenheder
Differentialforstærkningstrinnet bruges ret ofte, sådanne enheder har en meget høj grad af immunitet over for interferens. For at drive sådanne enheder kan du bruge lavspændingskilder - dette giver dig mulighed for at reducere størrelsen. En dif-forstærker opnås ved at forbinde to halvlederelementers emittere til samme modstand. Det "klassiske" differentiale forstærkerkredsløb er vist i figuren nedenfor.
Sådanne kaskader bruges meget ofte i integrerede kredsløb, operationsforstærkere, forstærkere, FM-modtagere, mobiltelefonradiostier, frekvensmixere.
Push-pull-forstærkere
Push-pull-forstærkere kan fungere i næsten alle tilstande, men oftest bruges B. Årsagen er, at disse trin udelukkende er installeret ved enheders udgange, og der er det nødvendigt at øge effektiviteten for at sikre et højt effektivitetsniveau. Det er muligt at implementere et push-pull forstærkerkredsløb både på halvledertransistorer med samme type ledningsevne og med forskellige. Det "klassiske" kredsløb for en push-pull transistorforstærker er vist i figuren nedenfor.
Uanset driftstilstanden for forstærkertrinnet, viser det sig at reducere markantantallet af lige harmoniske i indgangssignalet. Dette er hovedårsagen til den udbredte brug af en sådan ordning. Push-pull forstærkere bruges ofte i CMOS og andre digitale komponenter.
Skema med en fælles base
Dette transistorskiftekredsløb er relativt almindeligt, det er et fire-termin alt kredsløb - to indgange og det samme antal udgange. Desuden er en indgang også en udgang, den er forbundet til transistorens "base" terminal. Én udgang fra signalkilden og en belastning (f.eks. en højttaler) er tilsluttet den.
For at drive en kaskade med en fælles base kan du bruge:
- Skema til fastsættelse af basisstrømmen.
- Basisspændingsstabilisering.
- Samlerstabilisering.
- Emitterstabilisering.
Et træk ved kredsløb med en fælles base er en meget lav værdi af indgangsmodstanden. Den er lig med modstanden af halvlederelementets emitterforbindelse.
Fælles samlerkredsløb
Konstruktioner af denne type bruges også ret ofte, dette er et netværk med fire terminaler, som har to indgange og det samme antal udgange. Der er mange ligheder med det almindelige basisforstærkerkredsløb. Kun i dette tilfælde er solfangeren et fælles forbindelsespunkt for signalkilden og belastningen. Blandt fordelene ved et sådant kredsløb kan man fremhæve dets høje inputmodstand. På grund af dette bruges den ofte i basforstærkere.
For at forsyne transistoren med strøm er det nødvendigtbruge strømstabilisering. Emitter- og solfangerstabilisering er ideel til dette. Det skal bemærkes, at et sådant kredsløb ikke kan invertere det indkommende signal, ikke forstærker spændingen, af denne grund kaldes det "emitterfølgeren". Sådanne kredsløb har en meget høj parametrestabilitet, dybden af DC-feedback (feedback) er næsten 100%.
Fælles sender
Forstærkertrin med en fælles emitter har en meget høj forstærkning. Det er med brugen af sådanne kredsløbsløsninger, at højfrekvente forstærkere bygges, brugt i moderne teknologi - GSM, GPS-systemer, i trådløse Wi-Fi-netværk. En quadripol (kaskade) har to indgange og det samme antal udgange. Desuden er emitteren forbundet samtidigt med en udgang af belastningen og signalkilden. For at drive kaskader med en fælles emitter er det ønskeligt at bruge bipolære kilder. Men hvis dette ikke er muligt, er brugen af unipolære kilder tilladt, men det er usandsynligt, at der opnås høj effekt.