Elektronik üzerine mikro eğitim programı. Bölüm 5

En basit transistör amplifikatörü.

Bölüm 3’te transistör anahtarlama devreleri ele alındı. Burada transistörün çalışma modu hakkında konuşacağız.

OE’li (ortak emitör) bir transistöre dayalı en basit amplifikatörü düşünün (Şekil 18 a))


Pirinç. on sekiz.

Şekil 18’de b) siyah grafik hücre başına 5V ölçeğinde B noktasındaki çıkış voltajıdır, kırmızı grafik hücre başına 50 mV ölçeğinde A noktasındaki giriş voltajıdır. B noktasında çıkış voltajının giriş voltajından (A noktası) çok daha yüksek (100 kattan fazla) olduğu görülebilir. Direnç bölücü R1 ve R2, çalışma modunu ayarlar (bir sinyal olmadan çıkışın, voltajın kaynağın yarısına eşit olacağı tabanda böyle bir voltaj ayarlar (böylece hem pozitif hem de negatif yarım dalgalar eşit olarak yükseltilebilir) )). Siyah grafik (Şekil 18.c) transistörün tabanındaki ön gerilim çok yüksek olduğunda çıkış geriliminin şeklini gösterir (bu durumda çıkış biraz hafife alınacaktır). Orada sinyalin alt kısmının bozuk olduğunu görebilirsiniz, çünkü. bu noktada, transistör zaten tamamen açılmıştır ve voltajı daha da düşüremez. Ayrıca, siyah grafik (Şekil 18.d)) çıkış voltajı çok yüksekken (çıkışta sinyal olmayan voltaj) transistörün tabanındaki ön gerilim biraz hafife alındığında çıkış voltajının şeklini gösterir. arzın yarısından fazlasıdır). Sinyalin üst kısmındaki bozulmalar görülebilir. Transistörün zaten tamamen kapanması (akım içinden geçmemesi), çıkışın bir voltaj = besleme voltajı oluşturması nedeniyle ortaya çıkarlar, ancak artık besleme voltajının üzerine çıkamazlar. Girişe çok yüksek düzeyde bir sinyal uygulanırsa, çıkışta hem yukarıdan hem de aşağıdan bir sinyal kesildiğini gözlemleyeceğiz. Sinyalimizin genliği 50 mV’u geçmedi, ancak bu, tabandaki bias voltajındaki en ufak sapmalar için bile yeterliydi, çıkışta gözle görülür sinyal bozulmaları gözlendi. Bu, gerilim bölücünün parametrelerinin çok hassas bir şekilde seçilmesi gerektiği anlamına gelir. Ek olarak, transistör sıcaklığa karşı çok hassastır, değiştiğinde bölücü parametrelerinin yeniden seçilmesi gerekecektir.

Transistörün bacaklarındaki akımlar hakkında küçük bir not. Ana transistör akımı kollektörden akar (yayıcı-toplayıcı kanalından akan). Tabandan yalnızca kontrol akımı akar (oldukça küçüktür, kollektör akımından birçok kez daha azdır). Vericiden kollektör akımına eşit bir akım akar (bu büyük bir akımdır, emitör-kolektör kanalından geçen akıma eşittir) + baz akım. Çünkü taban akımı kollektör akımına kıyasla orantısız olarak küçüktür, genellikle ihmal edilebilir ve emitörden geçen akımın kollektörden geçen akıma eşit olduğu varsayılabilir.

Yayıcı devresine bir direnç ekleyelim (Şekil 19. a), R4) ve ne olduğunu görelim.


Şekil 19.

Grafik (Şekil 19 b)) giriş ve çıkış voltajlarını (kırmızı – A noktasında, siyah – B noktasında) aynı ölçekte gösterir – hücre başına 5V.

katsayı diyelim transistörün kazancı çok büyüktür, bazı yaklaşımlarda sonsuz olarak kabul edilebilir (tabandaki yetersiz bir akım bile c.-e. kanalının açılmasına neden olur). Şek. 19. c) Şekil 19 a)’daki eşdeğer devreyi göstermektedir. Bir transistör yerine, e ve b noktaları arasına bir voltaj uygulandığında direnci değişen değişken bir direnç (R, e.k. kanalı) çizilir. e ve b arasında voltaj olmadığında, R direnci sonsuzdur. b üzerindeki voltaj e üzerindeki voltajdan daha büyük olduğunda (bir voltaj farkı (ve akım vardır, ancak bizim durumumuzda, sonsuz küçük bir akım bile R direncini kontrol edebilir) ve eşikten daha büyüktür (örneğin Ub, = 0,5V)), direnç R 0’a düşerken, B noktasındaki voltaj C’deki voltaja eşittir ve şuna eşit olacaktır: Sonsuz direnç R ile akım akmaz, Uc = 0V, UB = Yukarı = 12V. A noktasına UA= 0.7V gerilim uygulayalım. e ve b (Ueb) arasındaki voltaj farkı Ub’den büyük olduğunda, R direnci keskin bir şekilde düşmeye başlar. R3, R ve R4 devresinden bir akım akmaya başlar (onlarda aynıdır). Bu akım C noktasında voltaj artışına neden olur (UC = I * R4 = R4 * Yukarı / (R3 + R + R4)). C noktasındaki (ve buna bağlı olarak e) voltajdaki bir artış, Ueb voltaj farkının azalmasına neden olur. C’deki voltaj artışı yalnızca e ve b arasındaki voltaj farkı Ub’den (Ub = 0,5V’ye sahibiz) daha fazla olmadığında duracaktır, çünkü daha küçük bir farkla, direnç R zaten artacaktır, bu da akımda bir düşüşe neden olacaktır. I ve C ve acc’de bir voltaj düşüşü. yine e ve b voltajları arasındaki farkta bir artış. Böylece, e ve b arasındaki voltaj farkı her zaman Ub’ye eşit olacaktır. B noktasındaki voltajın ne olduğunu görelim. A’daki voltaj, UA = 0,7V, Ub = 0,5V, ardından C = UC = UA-Ub = 0,2V’deki voltaj. Devredeki akım, R4, I= UC/R4 = 0,2 / 100 = 0,002 A’dan geçen akıma eşittir. tüm devredeki akım (R3, R ve R4) aynı ve I’e eşit, R3 boyunca voltaj düşüşünü buluyoruz. I * R3 = 0.02 * 1000 = 2V’ye eşittir. B’deki voltaj, besleme voltajı eksi R3’teki düşüşe eşittir, UC=Yukarı – I * R3 = 12 – 2 = 10V. Toplamda, genel formül şudur: UB \u003d Yukarı – I * R3 \u003d Yukarı – (UC / R4) * R3 \u003d Yukarı – ((UA – Ub) / R4) * R3. Sonra UA = 1V, UB= 12 – ((1-0.5)/100) * 1000 = 7V. Şunlar. giriş voltajında ​​0,3V (0,7V’den 1V’a) bir artışla, çıkış voltajı 3V (10V’dan 7V’a) düştü, yani. Sinyal 10 kez güçlendirildi. Katsayı. buradaki kazanç R3/R4’e eşittir. Böyle bir yükselticinin normal olarak yükseltilmesi için giriş ve çıkış voltajlarını kabul edilebilir sınırlar içinde sürmesi gerekir (bkz. Şekil 18). Bunu yapmak için, bu sınırları tanımlarız. Olabilecek en yüksek çıkış voltajı (UB), besleme voltajıdır, R sonsuza eşit olduğunda (I=0), bu, e ve b arasındaki voltaj farkı Ub’den küçük olduğunda, yani UA 1.5V’de olduğunda mümkündür. Giriş sinyali 0,5V’den 1,5V’a değiştiğinde devremizin güçleneceğini bulduk. Biraz rezerv olması tavsiye edilir. Toplamda, sinyali bozulma olmadan yükseltmek için 0,6V ila 1,4V aralığında olmalıdır, yani. ortalama seviyesi 1V’dir (üst ve alt yarı dalgalarına göre, 0,4V’den fazla değildir). Bu ortalama seviye, bölücü R1 R2 tarafından verilir. Ve A noktasına giden sinyal, üzerinde sabit bir voltaj kaymasının oluşturulduğu bir izolasyon kapasitöründen beslenir. Devre için (Şekil 19 a)) çalışma noktasını seçmek için bölücünün parametrelerini seçmek o kadar zor değildir, çünkü katsayı kazanç çok büyük değildir ve çalışma noktası çok doğru olmayabilir. Bazen biraz daha fazla katsayı almanız gerekir. amplifikasyon, bunun için R4’e paralel bir kapasitör yerleştirilir (bkz. Şekil 20.)


Şekil 20.

Aynı zamanda, düşük frekanslarda, kapasitör devrenin çalışmasını (üzerinden akım geçmez) ve katsayıyı etkilemez. kazanç büyük değildir, ancak yüksek frekanslarda bir iletken (veya ek direnç) olarak çalışır, sonuç olarak, yüksek frekanslarda bir kapasitör eklemek, yüksek frekans kazancında bir artışa neden olan R4 direncini azaltmaya eşdeğerdir. Dikkate alınan amplifikatör devresi A modunda çalışır (giriş sinyali ve yükten bağımsız olarak akım her zaman devrede aktığında), voltajı iyi yükseltir, ancak akımı normal olarak yükseltemez.

devam

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.