Ojačana kaskada na tranzistorjih

Pri izračunu amplifikacijskih kaskad na polprevodniških elementih je potrebno poznati veliko teorije. Toda če želite narediti najpreprostejši ULF, je dovolj, da izberete tranzistorje glede na trenutni in dobiček. To je osnovno, še vedno morate odločiti, na kakšen način naj ojačevalnik deluje. Odvisno od tega, kje ga nameravate uporabiti. Konec koncev lahko ojačate ne le zvok, temveč tudi tok - impulz za nadzor katerekoli naprave.

Vrste ojačevalnikov

Ko se realizira zasnova ojačevalnih stopenj na tranzistorjih, je treba rešiti nekaj pomembnih vprašanj. Takoj določite način delovanja naprave:

1. A je linearni ojačevalnik, izhod je prisoten kadar koli med delovanjem.
2. B - tok poteka samo v prvem polkulturnem ciklu.
3. C - pri visoki učinkovitosti postanejo nelinearne izkrivljanja močnejše.
4. D in F - načine delovanja ojačevalnikov v načinu "ključ" (stikala).

Skupna vezja tranzistorskih faz:

1. S fiksnim tokom v osnovnem tokokrogu.
2. S fiksiranjem napetosti v osnovni enoti.
3. Stabilizacija kolektorskega vezja.
4. Stabilizacija oddajnega tokokroga.
5. ULF diferencialni tip.
6. Push-pull ojačevalniki nizke frekvence.

Da bi razumeli načelo delovanja vseh teh shem, je treba vsaj na kratko preučiti njihove značilnosti.

Fiksiranje toka v osnovnem tokokrogu

To je najpreprosteje vezje faze ojačevalnika, ki ga lahko uporabimo v praksi. Zaradi tega se ga pogosto uporabljajo ljubitelji radijskih oddaj - ni težko ponoviti zasnove. Osnovna in kolektorska vezja tranzistorja se napajajo iz enega vira, kar je prednost modela.

Vendar ima tudi pomanjkljivosti: to je močna odvisnost nelinearnih in linearnih parametrov ULF na:

1. Napajalna napetost.
2. Stopinje variacije parametrov polprevodniškega elementa.
3. Temperature - Pri izračunu stopnje ojačevalnika morate upoštevati ta parameter.

Obstaja veliko pomanjkljivosti, ne dopuščajo uporabe takšnih naprav v sodobni tehnologiji.

Stabilizacija osnovne napetosti

V načinu A lahko delujejo ojačevalne kaskade na bipolarnih tranzistorjih. Ampak, če naredite pritrditev napetosti na dnu, lahko celo uporabite terenske delavce. Samo to bo popravilo napetost ni osnova, vendar vrata (imena zaključkov takih tranzistorjev so drugačne). V shemi namesto bipolarnega elementa določa polje, nič ni treba spremeniti. Samo uporovati upore uporov.

Stabilnost takih kaskad se ne razlikuje, njeni glavni parametri so moteni med delovanjem in zelo močno. Glede na izjemno slabe parametre se takšna shema ne uporablja, namesto tega pa je bolje uporabiti v praksi zasnove s stabilizacijo kolektorjev ali oddajnih vezij.

Stabilizacija kolektorskega vezja

Pri uporabi vezij ojačevalnih faz na bipolarnih tranzistorjih s stabilizacijo kolektorskega vezja je mogoče obdržati približno polovico vrednosti napajalne napetosti na izhodu. In to se zgodi v relativno velikem obsegu napajalnih napetosti. To se naredi zaradi dejstva, da obstaja negativna povratna informacija.

Takšne kaskade se pogosto uporabljajo v visokofrekvenčnih ojačevalnikih - URF, UHF, pufrskih napravah, sintetizatorjih. Takšne sheme se uporabljajo v heterodinske radia, oddajniki (vključno z mobilnimi telefoni). Obseg takšnih shem je zelo velik. Seveda se mobilno vezje ne uresničuje na tranzistorju, ampak na sestavljenem elementu - en majhen silikonski kristal nadomešča veliko vezje.

Stabilizacija emiterov

Te sheme je pogosto mogoče najti, saj imajo očitne prednosti - visoka stabilnost lastnosti (v primerjavi z vsemi zgoraj opisanimi). Razlog je zelo velika globina trenutnih povratnih informacij (konstantna).

Ojačevalne kaskade na bipolarnih tranzistorjih, izdelane s stabilizacijo emiterskega vezja, se uporabljajo v radijskih sprejemnikih, oddajnikih, mikročipih za povečanje parametrov naprav.

Diferencialni ojačevalniki

Kaskada diferencialne ojačitve se pogosto uporablja, takšne naprave imajo zelo visoko stopnjo odpornosti proti motnjam. Za dobavo takšnih naprav lahko uporabljate nizkonapetostne vire - to vam omogoča, da zmanjšate velikost. Težave so pridobljene, če so oddajniki dveh polprevodniških elementov povezani z enim uporom. "Klasično" diferencialno ojačevalno vezje je prikazano na spodnji sliki.

Takšne kaskade se pogosto uporabljajo v integriranih mikrovezjih, operativnih ojačevalnikih, IF ojačevalnikih, FM sprejemnikih, radijskih frekvencah mobilnih telefonov, frekvenčnih mešalnikih.

Push-pull ojačevalniki

Push-pull ojačevalniki lahko delujejo v skoraj vsakem načinu, vendar se najpogosteje uporablja B. Razlog je, da so ti kaskadi nameščeni izključno na izhodih naprav, zato je treba povečati učinkovitost, da bi zagotovili visoko raven učinkovitosti. Izvedba sheme dvotaktnega ojačevalnika je lahko na polprevodniških tranzistorjih z enako vrsto prevodnosti in z različnimi. "Klasična" vezja dvotaktnega tranzistorskega ojačevalnika je prikazana na spodnji sliki.

Ne glede na način delovanja faze ojačevalnika je možno v bistvu zmanjšati število enakih harmonik v vhodnem signalu. To je glavni razlog za široko razširitev takšne sheme. Push-pull ojačevalniki se pogosto uporabljajo v CMOS elementih in drugih digitalnih elementih.

Shema s skupno bazo

Ta shema vklopa tranzistorja je relativno pogosta, to je omrežje s štirimi terminali - dva vhoda in enako število izhodov. In en vhod je izhod, je priključen na terminal "base" tranzistorja. Povezuje en izhod iz vira signala in obremenitve (na primer zvočnik).

Za kaskado napajanja s skupno bazo lahko uporabite:

1. Shema določanja toka baze.
2. Stabilizacija osnovne napetosti.
3. Stabilizacija zbiralnika.
4. Stabilizacija emiterov.

Značilnost tokokrogov s skupno bazo je zelo majhna vrednost vhodne upornosti. To je enako odpornosti oddajnega spoja polprevodniškega elementa.

Shema s skupnim kolektorjem

Konstrukcije te vrste se uporabljajo tudi pogosto, to je omrežje s štirimi terminali, ki ima dva vhoda in isto število zatičev. Veliko je podobnosti sheme faze ojačevalnika s skupno bazo. Samo v tem primeru je zbiralnik običajna točka povezave viru signala in obremenitve. Med prednosti takšne sheme je njegova visoka impedanca na vložku. Zaradi tega se pogosto uporablja v nizkofrekvenčnih ojačevalnikih.

Za napajanje tranzistorja je potrebno uporabiti sedanjo stabilizacijo. Za to je idealno primerna stabilizacija emiterov in kolektorjev. Upoštevati je treba, da takšno vezje ne more obrniti vhodnega signala, ne povečuje napetosti, zato se imenuje "spremljevalec emiterov". Takšna vezja imajo zelo veliko stabilnost parametrov, globina DC glede na enosmerni tok (povratne informacije) je skoraj 100%.

Skupni oddajnik

Ojačene kaskade s skupnim oddajnikom imajo zelo visok dobiček. Z uporabo tovrstnih vezij so zgrajeni visokofrekvenčni ojačevalniki, ki se uporabljajo v sodobni tehnologiji - GSM, GPS sistemih, v brezžičnih omrežjih Wi-Fi. Mreža s štirimi terminali (kaskada) ima dva vhoda in enako število izhodov. In oddajnik je povezan hkrati z enim izhodom obremenitve in izvorom signala. Za napajanje kaskad s skupnim oddajnikom je zaželeno uporabljati bipolarne vire. Če pa to ni mogoče storiti, je dovoljeno uporabljati unipolarne vire, vendar verjetno ne bo doseglo visoke moči.