Kada računate stepene pojačanja na poluvodičkim elementima, morate znati mnogo teorije. Ali ako želite napraviti najjednostavniji ULF, onda je dovoljno odabrati tranzistore za struju i dobit. Ovo je glavna stvar, još uvijek morate odlučiti u kojem načinu će pojačalo raditi. Zavisi gdje ga planirate koristiti. Na kraju krajeva, možete pojačati ne samo zvuk, već i struju - impuls za kontrolu bilo kojeg uređaja.
Vrste pojačala
Kada se implementiraju dizajni pojačala na tranzistorima, potrebno je riješiti nekoliko važnih pitanja. Odmah odlučite u kojem od modova će uređaj raditi:
- A je linearno pojačalo, na izlazu postoji struja u svakom trenutku tokom rada.
- V - struja teče samo tokom prve polovine ciklusa.
- C - uz visoku efikasnost, nelinearna izobličenja postaju jača.
- D i F - režimi rada pojačala u "ključnom" načinu rada(prekidač).
Uobičajeni krugovi tranzistorskog pojačala:
- Sa fiksnom strujom u osnovnom kolu.
- Sa fiksiranjem napona u bazi.
- Stabilizacija kolektorskog kola.
- Stabilizacija kruga emitera.
- ULF tip diferencijala.
- Push-pull bas pojačala.
Da biste razumjeli princip rada svih ovih šema, morate barem ukratko razmotriti njihove karakteristike.
Fiksiranje struje u osnovnom kolu
Ovo je najjednostavniji krug pojačala koji se može koristiti u praksi. Zbog toga ga naširoko koriste radio-amateri početnici - neće biti teško ponoviti dizajn. Baza i kolektorska kola tranzistora se napajaju iz istog izvora, što je prednost dizajna.
Ali ima i nedostataka - ovo je jaka zavisnost nelinearnih i linearnih parametara ULF-a od:
- Napajanje.
- Stepeni disperzije parametara poluprovodničkih elemenata.
- Temperature - prilikom izračunavanja stepena pojačanja, ovaj parametar se mora uzeti u obzir.
Ima dosta nedostataka, ne dozvoljavaju upotrebu ovakvih uređaja u modernoj tehnologiji.
Stabilizacija osnovnog napona
U načinu A, pojačavajuće stepenice na bipolarnim tranzistorima mogu raditi. Ali ako popravite napon na bazi, možete koristiti čak i radnike na terenu. Samo će to popraviti napon ne baze, već kapije (nazivi pinova za takve tranzistore su različiti). na dijagramu umjestobipolarni element je postavljen u polje, ništa se neće morati prepravljati. Vi samo trebate odabrati otpor otpornika.
Ovakve kaskade se ne razlikuju po stabilnosti, njeni glavni parametri su narušeni tokom rada, i to vrlo snažno. Zbog izuzetno loših parametara ovakva šema se ne koristi, već je u praksi bolje koristiti dizajn sa stabilizacijom kolektorskog ili emiterskog kola.
Stabilizacija kolektorskog kola
Kada se koriste kola pojačala na bipolarnim tranzistorima sa stabilizacijom kolektorskog kola, ispada da se na svom izlazu drži oko polovine napona napajanja. Štaviše, to se dešava u relativno velikom rasponu napona napajanja. Ovo je učinjeno zbog činjenice da postoji negativna povratna informacija.
Ovakve kaskade se široko koriste u visokofrekventnim pojačivačima - UFC, IF, bafer uređajima, sintisajzerima. Takva kola se koriste u heterodinskim radio prijemnicima, predajnicima (uključujući mobilne telefone). Opseg takvih šema je vrlo velik. Naravno, kod mobilnih uređaja, kolo nije implementirano na tranzistoru, već na kompozitnom elementu - jedan mali silicijumski kristal zamjenjuje ogromno kolo.
Stabilizacija emitera
Ova kola se često mogu naći, jer imaju jasne prednosti - visoku stabilnost karakteristika (u poređenju sa svim gore opisanim). Razlog je veoma velika dubina strujne (DC) povratne sprege.
Amplifyingkaskade na bipolarnim tranzistorima, napravljene stabilizacijom emiterskog kola, koriste se u radio prijemnicima, predajnicima, mikro krugovima za povećanje parametara uređaja.
Uređaji za diferencijalno pojačanje
Faks diferencijalnog pojačanja se koristi prilično često, takvi uređaji imaju vrlo visok stepen otpornosti na smetnje. Za napajanje takvih uređaja možete koristiti niskonaponske izvore - to vam omogućava da smanjite veličinu. Dif-pojačalo se dobija spajanjem emitera dva poluvodička elementa na isti otpor. "Klasično" kolo diferencijalnog pojačala je prikazano na slici ispod.
Ovakve kaskade se vrlo često koriste u integrisanim kolima, operacionim pojačivačima, pojačivačima, FM prijemnicima, radio stazama mobilnih telefona, frekventnim mikserima.
Push-pull pojačala
Push-pull pojačivači mogu raditi u gotovo svim modovima, ali se najčešće koristi B. Razlog je to što se ovi stepeni ugrađuju isključivo na izlazima uređaja i tu je potrebno povećati efikasnost kako bi se osiguralo visok nivo efikasnosti. Moguća je implementacija push-pull pojačala kako na poluvodičkim tranzistorima sa istom vrstom vodljivosti, tako i sa različitim. “Klasično” kolo push-pull tranzistorskog pojačala je prikazano na slici ispod.
Bez obzira na način rada pojačala, pokazalo se da značajno smanjujebroj parnih harmonika u ulaznom signalu. To je glavni razlog za široku upotrebu takve sheme. Push-pull pojačala se često koriste u CMOS-u i drugim digitalnim komponentama.
Šema sa zajedničkom bazom
Ovo tranzistorsko sklopno kolo je relativno uobičajeno, to je kolo sa četiri terminala - dva ulaza i isti broj izlaza. Štaviše, jedan ulaz je i izlaz, povezan je na "bazni" terminal tranzistora. Jedan izlaz iz izvora signala i opterećenje (na primjer, zvučnik) su spojeni na njega.
Za napajanje kaskade sa zajedničkom bazom, možete koristiti:
- Šema za fiksiranje bazne struje.
- Osnovna stabilizacija napona.
- Stabilizacija kolektora.
- Stabilizacija emitera.
Karakteristika kola sa zajedničkom bazom je veoma niska vrednost ulaznog otpora. Jednaka je otporu emiterskog spoja poluprovodničkog elementa.
Zajednički kolektorski krug
Konstrukcije ovog tipa se takođe često koriste, radi se o mreži sa četiri terminala, koja ima dva ulaza i isti broj izlaza. Postoji mnogo sličnosti sa uobičajenim baznim krugom pojačala. Samo u ovom slučaju kolektor je zajednička spojna točka za izvor signala i opterećenje. Među prednostima takvog kola može se izdvojiti njegov visoki ulazni otpor. Zbog toga se često koristi u bas pojačalima.
Za napajanje tranzistora potrebno jekoristite stabilizaciju struje. Za to je idealna stabilizacija emitera i kolektora. Treba napomenuti da takvo kolo ne može invertirati dolazni signal, ne pojačava napon, iz tog razloga se naziva "emiter sljedbenik". Ovakva kola imaju vrlo visoku stabilnost parametara, dubina DC povratne veze (povratne veze) je skoro 100%.
Zajednički emiter
Stepeni pojačala sa zajedničkim emiterom imaju vrlo visoko pojačanje. Uz korištenje ovakvih sklopnih rješenja grade se visokofrekventna pojačala koja se koriste u modernoj tehnologiji - GSM, GPS sistemi, u bežičnim Wi-Fi mrežama. Četvoropol (kaskada) ima dva ulaza i isti broj izlaza. Štaviše, emiter je povezan istovremeno sa jednim izlazom opterećenja i izvorom signala. Za napajanje kaskada sa zajedničkim emiterom, poželjno je koristiti bipolarne izvore. Ali ako to nije moguće, upotreba unipolarnih izvora je dozvoljena, samo što je malo vjerovatno da će postići veliku snagu.