Skaičiuodami puslaidininkinių elementų stiprinimo stadijas, turite žinoti daug teorijos. Bet jei norite padaryti paprasčiausią ULF, pakanka pasirinkti tranzistorius srovei ir stiprinti. Tai yra pagrindinis dalykas, vis tiek turite nuspręsti, kokiu režimu turėtų veikti stiprintuvas. Tai priklauso nuo to, kur planuojate jį naudoti. Juk galite sustiprinti ne tik garsą, bet ir srovę – impulsą valdyti bet kurį įrenginį.
stiprintuvų tipai
Įgyvendinus tranzistorių stiprinimo pakopų konstrukcijas, reikia išspręsti keletą svarbių klausimų. Nedelsdami nuspręskite, kuriuo iš režimų įrenginys veiks:
- A yra tiesinis stiprintuvas, bet kuriuo veikimo metu išėjime yra srovė.
- V – srovė teka tik per pirmą ciklo pusę.
- C – esant dideliam efektyvumui, netiesiniai iškraipymai tampa stipresni.
- D ir F - stiprintuvų veikimo režimai "rakto" režimu(jungiklis).
Įprastos tranzistorių stiprintuvų grandinės:
- Su fiksuota srove bazinėje grandinėje.
- Nustačius įtampą bazėje.
- Kolektoriaus grandinės stabilizavimas.
- Emiterio grandinės stabilizavimas.
- ULF diferencialo tipas.
- Push-pull boso stiprintuvai.
Norėdami suprasti visų šių schemų veikimo principą, turite bent trumpai apsvarstyti jų ypatybes.
Srovės fiksavimas bazinėje grandinėje
Tai pati paprasčiausia stiprinimo pakopos grandinė, kurią galima naudoti praktiškai. Dėl šios priežasties jį plačiai naudoja naujokai radijo mėgėjai - nebus sunku pakartoti dizainą. Tranzistoriaus bazinės ir kolektoriaus grandinės maitinamos iš to paties š altinio, o tai yra konstrukcijos pranašumas.
Tačiau jis turi ir trūkumų – tai stipri netiesinių ir tiesinių ULF parametrų priklausomybė nuo:
- Maitinimo š altinis.
- Puslaidininkinių elementų parametrų sklaidos laipsniai.
- Temperatūra – skaičiuojant stiprinimo pakopą, reikia atsižvelgti į šį parametrą.
Trūkumų yra nemažai, jie neleidžia naudoti tokių įrenginių šiuolaikinėse technologijose.
Pagrindinės įtampos stabilizavimas
A režime gali veikti dvipolių tranzistorių stiprinimo pakopos. Bet jei nustatote įtampą ant pagrindo, netgi galite naudoti lauko darbuotojus. Tik tai sutvarkys ne pagrindo, o vartų įtampą (tokių tranzistorių kontaktų pavadinimai skiriasi). diagramoje vietojdvipolis elementas yra sumontuotas lauke, nieko nereikės perdaryti. Jums tereikia pasirinkti rezistorių varžą.
Tokios kaskados nesiskiria stabilumu, jos pagrindiniai parametrai pažeidžiami eksploatacijos metu ir labai stipriai. Dėl itin prastų parametrų tokia schema nenaudojama, o praktikoje geriau naudoti konstrukcijas su kolektoriaus arba emiterio grandinių stabilizavimu.
Kolektoriaus grandinės stabilizavimas
Naudojant dvipolių tranzistorių stiprinimo pakopų grandines su kolektoriaus grandinės stabilizavimu, išvestyje išlaikoma maždaug pusė maitinimo įtampos. Be to, tai atsitinka esant gana dideliam maitinimo įtampų diapazonui. Tai daroma dėl to, kad yra neigiamų atsiliepimų.
Tokios kaskados plačiai naudojamos aukšto dažnio stiprintuvuose – UFC, IF, buferiniuose įrenginiuose, sintezatoriuose. Tokios grandinės naudojamos heterodininiuose radijo imtuvuose, siųstuvuose (taip pat ir mobiliuosiuose telefonuose). Tokių schemų apimtis yra labai didelė. Žinoma, mobiliuosiuose įrenginiuose grandinė realizuojama ne ant tranzistoriaus, o ant sudėtinio elemento – vienas mažas silicio kristalas pakeičia didžiulę grandinę.
Emiterio stabilizavimas
Šias grandines dažnai galima rasti, nes jos turi aiškių pranašumų – didelį charakteristikų stabilumą (palyginti su visomis aukščiau aprašytomis). Priežastis yra labai didelis srovės (DC) grįžtamojo ryšio gylis.
Stiprinimasbipolinių tranzistorių kaskados, pagamintos stabilizuojant emiterio grandinę, naudojamos radijo imtuvuose, siųstuviuose, mikroschemose prietaisų parametrams padidinti.
Diferencialiniai stiprinimo įrenginiai
Diferencialinio stiprinimo pakopa naudojama gana dažnai, tokie įrenginiai turi labai aukštą atsparumo trukdžiams laipsnį. Norėdami maitinti tokius įrenginius, galite naudoti žemos įtampos š altinius - tai leidžia sumažinti dydį. Sujungus dviejų puslaidininkinių elementų emiterius prie tos pačios varžos, gaunamas difuzinis stiprintuvas. „Klasikinė“diferencinio stiprintuvo grandinė parodyta paveikslėlyje žemiau.
Tokios kaskados labai dažnai naudojamos integriniuose grandynuose, operaciniuose stiprintuvuose, stiprintuvuose, FM imtuvuose, mobiliųjų telefonų radijo keliuose, dažnių maišytuvuose.
Push-pull stiprintuvai
Push-pull stiprintuvai gali veikti beveik bet kokiu režimu, tačiau dažniausiai naudojamas B. Priežastis ta, kad šios pakopos montuojamos išskirtinai įrenginių išėjimuose ir ten būtina didinti efektyvumą, siekiant užtikrinti aukštas efektyvumo lygis. Galima įdiegti stūmimo stiprintuvo grandinę tiek puslaidininkiniuose tranzistoriuose, kurių laidumas yra vienodas, ir su skirtingais. „Klasikinė“stumiamojo tranzistoriaus stiprintuvo grandinė parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.
Nepriklausomai nuo stiprinimo pakopos veikimo režimo, jis žymiai sumažinalyginių harmonikų skaičius įvesties signale. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl tokia schema plačiai naudojama. Push-pull stiprintuvai dažnai naudojami CMOS ir kituose skaitmeniniuose komponentuose.
Schema su bendra baze
Ši tranzistorių perjungimo grandinė yra gana paplitusi, tai keturių gnybtų grandinė – du įėjimai ir tiek pat išėjimų. Be to, vienas įėjimas taip pat yra išėjimas, jis prijungtas prie tranzistoriaus „bazinio“gnybto. Prie jo prijungta viena išvestis iš signalo š altinio ir apkrova (pavyzdžiui, garsiakalbis).
Jei norite maitinti kaskadą su bendra baze, galite naudoti:
- Bazinės srovės fiksavimo schema.
- Pagrindinis įtampos stabilizavimas.
- Kolektoriaus stabilizavimas.
- Emiterio stabilizavimas.
Bendrą bazę turinčių grandinių ypatybė yra labai maža įėjimo varžos vertė. Ji lygi puslaidininkinio elemento emiterio sandūros varžai.
Bendra kolektoriaus grandinė
Tokio tipo konstrukcijos taip pat naudojamos gana dažnai, tai keturių terminalų tinklas, kuriame yra du įėjimai ir tiek pat išėjimų. Yra daug panašumų su bendra bazinio stiprintuvo grandine. Tik šiuo atveju kolektorius yra bendras signalo š altinio ir apkrovos sujungimo taškas. Tarp tokios grandinės privalumų galima išskirti didelę įėjimo varžą. Dėl šios priežasties jis dažnai naudojamas žemųjų dažnių stiprintuvuose.
Norint maitinti tranzistorių, būtinanaudoti srovės stabilizavimą. Tam idealiai tinka emiterio ir kolektoriaus stabilizavimas. Pažymėtina, kad tokia grandinė negali invertuoti įeinančio signalo, nestiprina įtampos, dėl šios priežasties ji vadinama „emiterio sekikliu“. Tokios grandinės pasižymi labai dideliu parametrų stabilumu, nuolatinės srovės grįžtamojo ryšio (atsiliepimo) gylis yra beveik 100%.
Bendras skleidėjas
Amp pakopos su bendru emiteriu turi labai didelį stiprinimą. Būtent naudojant tokius grandinių sprendimus statomi aukšto dažnio stiprintuvai, naudojami šiuolaikinėse technologijose – GSM, GPS sistemose, belaidžiuose Wi-Fi tinkluose. Keturpolis (kaskadas) turi du įėjimus ir tiek pat išėjimų. Be to, emiteris yra sujungtas vienu metu su vienu apkrovos išėjimu ir signalo š altiniu. Norint maitinti kaskadas su bendru emiteriu, pageidautina naudoti dvipolius š altinius. Bet jei tai neįmanoma, leidžiama naudoti vienpolius š altinius, tik mažai tikėtina, kad bus pasiekta didelė galia.