Cascadă amplificată pe tranzistori

La calcularea cascadelor de amplificare pe elementele semiconductoare, trebuie să cunoaștem o mulțime de teorii. Dar dacă doriți să faceți cea mai simplă ULF, este suficient să alegeți tranzistori în ceea ce privește curentul și câștigul. Acest lucru este de bază, trebuie să decideți în ce mod ar trebui să funcționeze amplificatorul. Depinde de locul în care intenționați să îl utilizați. La urma urmei, puteți amplifica nu numai sunetul, ci și curentul - impulsul de a controla orice dispozitiv.

Tipuri de amplificatoare

Când se realizează proiectarea etapelor de amplificare pe tranzistori, trebuie rezolvate câteva întrebări importante. Identificați imediat modul în care dispozitivul va funcționa:

1. A este un amplificator liniar, ieșirea este prezentă în orice moment în timpul funcționării.
2. B - curentul trece numai în prima jumătate a ciclului.
3. C - la eficiență ridicată, distorsiunile neliniare devin mai puternice.
4. D și F - modurile de funcționare a amplificatoarelor în modul "cheie" (comutator).

Circuitele obișnuite ale etapelor de amplificare a tranzistorului:

1. Cu un curent fix în circuitul de bază.
2. Cu fixarea tensiunii în bază.
3. Stabilizarea circuitului colectorului.
4. Stabilizarea circuitului emițătorului.
5. Tip diferențial ULF.
6. Amplificatoare push-pull de joasă frecvență.

Pentru a înțelege principiul funcționării tuturor acestor sisteme, trebuie să le examinați cel puțin pe scurt trăsăturile lor.

Fixarea curentului în circuitul de bază

Acesta este cel mai simplu circuit al stadiului de amplificare, care poate fi utilizat în practică. Datorită acestui fapt, este utilizat pe scară largă de pasionații de radio novici - nu este dificil să se repete designul. Circuitele de bază și colector ale tranzistorului sunt alimentate de la o sursă, ceea ce reprezintă un avantaj al designului.

Dar are și dezavantaje: este o dependență puternică a parametrilor neliniari și liniari ai ULF:

1. Tensiunea de alimentare.
2. Grade de variație a parametrilor unui element semiconductor.
3. Temperaturi - La calcularea treptei amplificatorului, trebuie să țineți cont de acest parametru.

Există multe dezavantaje, ele nu permit utilizarea unor astfel de dispozitive în tehnologia modernă.

Stabilizarea tensiunii de bază

În modul A, pot funcționa amplificarea cascadelor pe tranzistoarele bipolare. Dar dacă efectuați o fixare a tensiunii pe bază, puteți chiar să folosiți câmpul de lucru. Doar acest lucru va fixa tensiunea nu este baza, dar poarta (numele concluziilor de astfel de tranzistori sunt diferite). În schemă, în loc de elementul bipolar este setat de câmp, nimic nu trebuie modificat. Trebuie doar să ridicați rezistența rezistențelor.

Stabilitatea acestor cascade nu diferă, principalii parametri sunt deranjați în timpul funcționării și foarte puternic. Având în vedere parametrii extrem de săraci, nu se utilizează o astfel de schemă, în locul acesteia este mai bine să se aplice în practică modele cu stabilizarea circuitelor colectorului sau emițătorului.

Stabilizarea circuitului colectorului

Atunci când se utilizează circuite de amplificare a treptelor pe tranzistoare bipolare cu stabilizarea circuitului colectorului, este posibil să se păstreze aproximativ jumătate din valoarea tensiunii de alimentare la ieșirea sa. Și acest lucru se întâmplă într-o gamă relativ mare de tensiuni de alimentare. Acest lucru se datorează faptului că există un feedback negativ.

Aceste cascade sunt utilizate pe scară largă în amplificatoare de înaltă frecvență - URF, UHF, dispozitive tampon, sintetizatoare. Astfel de scheme sunt utilizate în heterodyne radio, transmițătoare (inclusiv telefoane mobile). Sfera de aplicare a acestor scheme este foarte mare. Desigur, circuitul mobil este realizat nu pe un tranzistor, ci pe un element compozit - un cristal de siliciu mic înlocuiește un circuit imens.

Stabilizarea emițătorului

Aceste scheme pot fi găsite adesea, deoarece au avantaje evidente - stabilitate ridicată a caracteristicilor (în comparație cu toate cele descrise mai sus). Motivul este o adâncime foarte mare a feedback-ului actual (constant).

etape de amplificare folosind tranzistoare bipolare, realizate cu stabilizarea circuitului emițător, utilizate de radio receptoare, transmițătoare, chips-uri pentru a îmbunătăți parametrii dispozitivului.

Amplificatoare diferențiale

Cascada de amplificare diferențială este utilizată destul de des, astfel de dispozitive au un grad foarte ridicat de imunitate la interferențe. Pentru a furniza astfel de dispozitive puteți utiliza surse de joasă tensiune - aceasta vă permite să reduceți dimensiunea. Se obține un difuzor dacă emițătorii a două elemente semiconductoare sunt conectați la un rezistor. Circuitul amplificator diferențial "clasic" este prezentat în figura de mai jos.

Aceste etape sunt foarte des utilizate în circuite integrate, amplificatoare operaționale, IF amplificatoare, receptoare, semnale FM, legătura radio cu telefonul mobil, malaxoarele de frecvență.

Amplificatoare push-pull

amplificator push-pull poate funcționa în aproape orice mod, dar este cel mai frecvent utilizat B. Motivul - etapa este setat doar pe ieșirile dispozitivului, și există necesitatea de a îmbunătăți eficiența, pentru a asigura un nivel ridicat de eficiență. Implementarea schemei unui amplificator în doi timpi poate fi atât pe tranzistoarele semiconductoare cu același tip de conductivitate, cât și cu diferite. Circuitul "clasic" al unui amplificator tranzistor în doi timpi este prezentat în figura de mai jos.

Indiferent de modul de funcționare al stadiului de amplificare, este posibil să se reducă substanțial numărul de armonici uniformi din semnalul de intrare. Acesta este motivul principal al răspândirii pe scară largă a unei astfel de scheme. Amplificatoarele push-pull sunt adesea folosite în elemente CMOS și alte elemente digitale.

Schema cu o bază comună

Această schemă de comutare a tranzistorului este relativ comună, este o rețea cu patru terminale - două intrări și același număr de ieșiri. Și o intrare este atât o ieșire, este conectată la terminalul "bază" a tranzistorului. Conectează o ieșire de la sursa de semnal și o sarcină (de exemplu, un difuzor).

Pentru a alimenta cascada cu o bază comună, puteți aplica:

1. Schema de fixare a curentului de bază.
2. Stabilizarea tensiunii de bază.
3. Stabilizarea colectoarelor.
4. Stabilizarea emițătorului.

Trăsătura circuitelor cu o bază comună este o valoare foarte mică a rezistenței de intrare. Ea este egală cu rezistența joncțiunii emițătorului a elementului semiconductor.

Schema cu un colector comun

Construcțiile de acest tip sunt de asemenea utilizate destul de des, este o rețea cu patru terminale, care are două intrări și același număr de ace. Există o mulțime de asemănări cu schema stadiului de amplificare cu o bază comună. Numai în acest caz colectorul este un punct comun de conectare a sursei de semnal și a sarcinii. Printre avantajele unei astfel de scheme este impedanța ridicată la intrare. Datorită acestui fapt, acesta este adesea utilizat în amplificatoare cu frecvență joasă.

Pentru alimentarea tranzistorului, este necesară utilizarea stabilizării actuale. Pentru aceasta, stabilitatea emițătorului și colectorului este ideală. Ar trebui să se țină seama de faptul că un astfel de circuit nu poate inversa semnalul de intrare, nu amplifică tensiunea, din acest motiv se numește un "follower de emițător". Astfel de circuite au o stabilitate foarte mare a parametrilor, adâncimea DC în raport cu curentul direct (feedback) este aproape 100%.

Emițător comun

Cascadele amplificate cu un emițător comun au un câștig foarte mare. Prin utilizarea unor astfel de soluții de circuit sunt construite amplificatoare de înaltă frecvență, utilizate în tehnologie modernă - GSM, sisteme GPS, în rețele Wi-Fi wireless. Rețeaua cu patru terminale (cascadă) are două intrări și același număr de ieșiri. Emițătorul este conectat simultan cu o ieșire a sarcinii și sursa semnalului. Pentru alimentarea cascadelor cu un emițător comun, este de dorit să se utilizeze surse bipolare. Dar dacă este imposibil să se facă acest lucru, este permisă utilizarea surselor unipolare, dar este puțin probabil să se obțină o putere mare.