Vikuza sauti vya chini (LF) hutumiwa kubadilisha mawimbi dhaifu, hasa katika safu ya sauti, kuwa mawimbi yenye nguvu zaidi yanayokubalika kwa utambuzi wa moja kwa moja kupitia vitoa sauti vya umeme au vingine vya sauti.

Kumbuka kuwa amplifiers za masafa ya juu hadi masafa ya 10 ... 100 MHz hujengwa kulingana na mizunguko inayofanana; tofauti mara nyingi inakuja kwa ukweli kwamba maadili ya uwezo wa capacitors ya amplifiers vile hupungua mara nyingi kama mzunguko wa ishara ya juu-frequency unazidi mzunguko wa chini-frequency moja.

Amplifier rahisi na transistor moja

ULF rahisi zaidi, iliyofanywa kulingana na mzunguko na emitter ya kawaida, inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 1. Kifurushi cha simu kinatumika kama mzigo. Voltage inayoruhusiwa ya usambazaji wa amplifier hii ni 3...12 V.

Inashauriwa kuamua thamani ya upinzani wa upendeleo R1 (makumi ya kOhms) kwa majaribio, kwa kuwa thamani yake mojawapo inategemea voltage ya usambazaji wa amplifier, upinzani wa capsule ya simu, na mgawo wa maambukizi ya transistor fulani.

Mchele. 1. Mzunguko wa ULF rahisi kwenye transistor moja + capacitor na resistor.

Ili kuchagua thamani ya awali ya kupinga R1, inapaswa kuzingatiwa kuwa thamani yake inapaswa kuwa takriban mara mia moja au zaidi kuliko upinzani uliojumuishwa katika mzunguko wa mzigo. Ili kuchagua upinzani wa upendeleo, inashauriwa kuunganisha kupinga mara kwa mara na upinzani wa 20 ... 30 kOhm na kupinga kutofautiana na upinzani wa 100 ... 1000 kOhm mfululizo, baada ya hapo, kwa kutumia sauti ndogo ya amplitude. ishara kwa pembejeo ya amplifier, kwa mfano, kutoka kwa kinasa sauti au mchezaji, zungusha kisusi cha kutofautisha ili kufikia ubora bora wa mawimbi kwa sauti ya juu zaidi.

Thamani ya uwezo wa capacitor ya mpito C1 (Kielelezo 1) inaweza kuanzia 1 hadi 100 µF: thamani kubwa ya uwezo huu, masafa ya chini ambayo ULF inaweza kukuza. Ili kujua mbinu ya kukuza masafa ya chini, inashauriwa kujaribu uteuzi wa maadili ya vitu na njia za uendeshaji za amplifiers (Mchoro 1-4).

Chaguo zilizoboreshwa za amplifier moja-transistor

Ngumu zaidi na kuboreshwa ikilinganishwa na mchoro kwenye Mtini. Saketi 1 za amplifier zinaonyeshwa kwenye Mtini. 2 na 3. Katika mchoro katika Mtini. 2, hatua ya ukuzaji kwa kuongeza ina mlolongo wa maoni hasi yanayotegemea frequency (resistor R2 na capacitor C2), ambayo inaboresha ubora wa ishara.

Mchele. 2. Mchoro wa ULF-transistor moja na mlolongo wa maoni hasi yanayotegemea mzunguko.

Mchele. 3. Amplifier moja ya transistor yenye mgawanyiko ili kusambaza voltage ya upendeleo kwenye msingi wa transistor.

Mchele. 4. Amplifier ya transistor moja yenye mpangilio wa upendeleo wa moja kwa moja kwa msingi wa transistor.

Katika mchoro katika Mtini. 3, upendeleo kwa msingi wa transistor umewekwa zaidi "rigidly" kwa kutumia mgawanyiko, ambayo inaboresha ubora wa uendeshaji wa amplifier wakati hali ya uendeshaji wake inabadilika. Mpangilio wa upendeleo wa "otomatiki" kulingana na transistor ya kukuza hutumiwa katika mzunguko kwenye Mtini. 4.

Amplifier ya transistor ya hatua mbili

Kwa kuunganisha hatua mbili za amplification rahisi katika mfululizo (Mchoro 1), unaweza kupata ULF ya hatua mbili (Mchoro 5). Faida ya amplifier vile ni sawa na bidhaa ya mambo ya faida ya hatua ya mtu binafsi. Walakini, si rahisi kupata faida kubwa thabiti na ongezeko la baadae la idadi ya hatua: amplifier itawezekana kujifurahisha.

Mchele. 5. Mzunguko wa amplifier rahisi ya hatua mbili ya chini-frequency.

Maendeleo mapya ya amplifiers ya chini-frequency, michoro ya mzunguko ambayo mara nyingi huwasilishwa kwenye kurasa za magazeti katika miaka ya hivi karibuni, inalenga kufikia mgawo wa chini wa upotovu usio na mstari, kuongeza nguvu za pato, kupanua bandwidth ya masafa yaliyoimarishwa, nk.

Wakati huo huo, wakati wa kuanzisha vifaa mbalimbali na kufanya majaribio, ULF rahisi inahitajika mara nyingi, ambayo inaweza kukusanyika kwa dakika chache. Amplifier vile lazima iwe na idadi ya chini ya vipengele adimu na kazi juu ya mbalimbali ya mabadiliko katika voltage ugavi na upinzani mzigo.

Mzunguko wa ULF kulingana na athari ya shamba na transistors za silicon

Mzunguko wa amplifier ya nguvu ya chini-frequency rahisi na kuunganisha moja kwa moja kati ya hatua inavyoonekana kwenye Mtini. 6 [Rl 3/00-14]. Impedans ya pembejeo ya amplifier imedhamiriwa na rating ya potentiometer R1 na inaweza kutofautiana kutoka mamia ya ohms hadi makumi ya megohms. Unaweza kuunganisha mzigo na upinzani kutoka 2 ... 4 hadi 64 Ohms na juu kwa pato la amplifier.

Kwa mizigo yenye upinzani mkubwa, transistor ya KT315 inaweza kutumika kama VT2. Amplifier inafanya kazi katika anuwai ya voltages za usambazaji kutoka 3 hadi 15 V, ingawa utendaji wake unaokubalika unadumishwa hata wakati voltage ya usambazaji imepunguzwa hadi 0.6 V.

Uwezo wa capacitor C1 unaweza kuchaguliwa katika safu kutoka 1 hadi 100 μF. Katika kesi ya mwisho (C1 = 100 μF), ULF inaweza kufanya kazi katika bendi ya mzunguko kutoka 50 Hz hadi 200 kHz na ya juu.

Mchele. 6. Mzunguko wa amplifier rahisi ya chini-frequency kwa kutumia transistors mbili.

Amplitude ya ishara ya pembejeo ya ULF haipaswi kuzidi 0.5 ... 0.7 V. Nguvu ya pato ya amplifier inaweza kutofautiana kutoka kwa makumi ya mW hadi vitengo vya W kulingana na upinzani wa mzigo na ukubwa wa voltage ya usambazaji.

Kuweka amplifier ina kuchagua resistors R2 na R3. Kwa msaada wao, voltage kwenye kukimbia kwa transistor VT1 imewekwa sawa na 50 ... 60% ya voltage ya chanzo cha nguvu. Transistor VT2 lazima imewekwa kwenye sahani ya kuzama joto (radiator).

Wimbo wa ULF na uunganisho wa moja kwa moja

Katika Mtini. Mchoro wa 7 unaonyesha mchoro wa ULF nyingine inayoonekana kuwa rahisi na miunganisho ya moja kwa moja kati ya miteremko. Aina hii ya uunganisho inaboresha sifa za mzunguko wa amplifier katika eneo la chini-frequency, na mzunguko kwa ujumla ni rahisi.

Mchele. 7. Mchoro wa mchoro wa ULF wa hatua tatu na uhusiano wa moja kwa moja kati ya hatua.

Wakati huo huo, kurekebisha amplifier ni ngumu na ukweli kwamba kila upinzani wa amplifier unapaswa kuchaguliwa mmoja mmoja. Takriban uwiano wa resistors R2 na R3, R3 na R4, R4 na R BF inapaswa kuwa katika aina mbalimbali (30 ... 50) hadi 1. Resistor R1 inapaswa kuwa 0.1 ... 2 kOhm. Uhesabuji wa amplifier iliyoonyeshwa kwenye Mtini. 7 inaweza kupatikana katika maandiko, kwa mfano, [R 9/70-60].

Cascade ULF mizunguko kwa kutumia transistors bipolar

Katika Mtini. 8 na 9 zinaonyesha mizunguko ya ULF za cascode kwa kutumia transistors za bipolar. Amplifiers vile wana faida kubwa sana Ku. Amplifier katika Mtini. 8 ina Ku=5 katika bendi ya masafa kutoka 30 Hz hadi 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF kulingana na mchoro kwenye Mtini. 9 na mgawo wa harmonic wa chini ya 1% ina faida ya 100 [RL 3/99-10].

Mchele. 8. Cascade ULF kwenye transistors mbili na faida = 5.

Mchele. 9. Cascade ULF kwenye transistors mbili na faida = 100.

ULF ya kiuchumi na transistors tatu

Kwa vifaa vya elektroniki vya portable, parameter muhimu ni ufanisi wa ULF. Mchoro wa ULF kama huo umeonyeshwa kwenye Mtini. 10 [RL 3/00-14]. Hapa, uunganisho wa cascade wa transistor ya athari ya shamba VT1 na transistor VT3 ya bipolar hutumiwa, na transistor VT2 imeunganishwa kwa njia ambayo inaimarisha hatua ya uendeshaji ya VT1 na VT3.

Kadiri voltage ya pembejeo inavyoongezeka, transistor hii huzima makutano ya emitter-base ya VT3 na kupunguza thamani ya mkondo unaopita kupitia transistors VT1 na VT3.

Mchele. 10. Mzunguko wa amplifier rahisi ya kiuchumi ya chini-frequency na transistors tatu.

Kama ilivyo katika mzunguko hapo juu (tazama Mchoro 6), upinzani wa pembejeo wa ULF hii unaweza kuwekwa katika safu kutoka kwa makumi ya ohms hadi makumi ya megohms. Kifurushi cha simu, kwa mfano, TK-67 au TM-2V, kilitumika kama mzigo. Capsule ya simu, iliyounganishwa kwa kutumia kuziba, inaweza kutumika wakati huo huo kama kubadili nguvu kwa mzunguko.

Voltage ya usambazaji wa ULF ni kati ya 1.5 hadi 15 V, ingawa utendakazi wa kifaa hudumishwa hata wakati voltage ya usambazaji imepunguzwa hadi 0.6 V. Katika safu ya usambazaji wa 2... 15 V, sasa inayotumiwa na amplifier iliyoelezewa na usemi:

1(μA) = 52 + 13*(Juu)*(Juu),

ambapo Upit ni voltage ya usambazaji katika Volts (V).

Ukizima transistor VT2, sasa inayotumiwa na kifaa huongezeka kwa amri ya ukubwa.

ULF ya hatua mbili na muunganisho wa moja kwa moja kati ya hatua

Mifano ya ULF zilizo na viunganisho vya moja kwa moja na uteuzi mdogo wa njia za uendeshaji ni mizunguko iliyoonyeshwa kwenye Mtini. 11 - 14. Wana faida kubwa na utulivu mzuri.

Mchele. 11. ULF rahisi ya hatua mbili kwa kipaza sauti (kiwango cha chini cha kelele, faida kubwa).

Mchele. 12. Amplifier ya hatua mbili ya chini-frequency kwa kutumia transistors KT315.

Mchele. 13. Amplifier ya hatua mbili ya chini-frequency kwa kutumia transistors ya KT315 - chaguo 2.

Amplifier ya kipaza sauti (Mchoro 11) ina sifa ya kiwango cha chini cha kelele ya kibinafsi na faida kubwa [MK 5/83-XIV]. Maikrofoni ya aina ya kielektroniki ilitumika kama maikrofoni ya VM1.

Kifurushi cha simu kinaweza pia kufanya kama kipaza sauti. Uimarishaji wa hatua ya uendeshaji (upendeleo wa awali kwenye msingi wa transistor ya pembejeo) ya amplifiers kwenye Mtini. 11 - 13 inafanywa kutokana na kushuka kwa voltage kwenye upinzani wa emitter ya hatua ya pili ya amplification.

Mchele. 14. ULF ya hatua mbili na transistor ya athari ya shamba.

Amplifier (Mchoro 14), ambayo ina upinzani wa juu wa pembejeo (kuhusu 1 MOhm), inafanywa kwenye transistor ya athari ya shamba VT1 (mfuasi wa chanzo) na transistor ya bipolar - VT2 (pamoja na moja ya kawaida).

Amplifier ya masafa ya chini ya kuteleza kwa kutumia transistors za athari ya shamba, ambayo pia ina kizuizi cha juu cha uingizaji, imeonyeshwa kwenye Mtini. 15.

Mchele. 15. mzunguko wa ULF rahisi wa hatua mbili kwa kutumia transistors mbili za athari za shamba.

Mizunguko ya ULF ya kufanya kazi na mizigo ya chini ya Ohm

ULF za kawaida, iliyoundwa kufanya kazi na mizigo ya chini-impedans na kuwa na nguvu ya pato ya makumi ya mW na ya juu, imeonyeshwa kwenye Mtini. 16, 17.

Mchele. 16. ULF rahisi kwa kufanya kazi na mzigo mdogo wa upinzani.

Electrodynamic kichwa BA1 inaweza kushikamana na pato la amplifier, kama inavyoonekana katika Mtini. 16, au diagonally kwa daraja (Mchoro 17). Ikiwa chanzo cha nguvu kinafanywa kwa betri mbili zilizounganishwa mfululizo (accumulators), pato la kulia la kichwa BA1 kulingana na mchoro linaweza kushikamana na midpoint yao moja kwa moja, bila capacitors SZ, C4.

Mchele. 17. Mzunguko wa amplifier ya chini-frequency na kuingizwa kwa mzigo mdogo wa upinzani katika diagonal ya daraja.

Ikiwa unahitaji mzunguko kwa tube rahisi ya ULF, basi amplifier hiyo inaweza kukusanyika hata kwa kutumia tube moja, angalia tovuti yetu ya umeme katika sehemu inayofanana.

Fasihi: Shustov M.A. Ubunifu wa vitendo wa mzunguko (Kitabu cha 1), 2003.

Marekebisho katika uchapishaji: katika Mtini. 16 na 17, badala ya diode D9, mlolongo wa diode umewekwa.

Katika makala hii tutazungumzia kuhusu transistor. Tutaonyesha michoro kwa uunganisho wake na hesabu ya cascade ya transistor na emitter ya kawaida.

TRANSISTOR ni kifaa cha semiconductor cha kukuza, kuzalisha na kubadilisha oscillations ya umeme, iliyofanywa kwa msingi wa semiconductor ya kioo moja ( Si- silicon, au Ge- germanium), iliyo na angalau maeneo matatu na elektroniki tofauti ( n) na shimo ( uk) - conductivity. Ilivumbuliwa mwaka wa 1948 na Wamarekani W. Shockley, W. Brattain na J. Bardeen. Kulingana na muundo wao wa kimwili na utaratibu wa udhibiti wa sasa, transistors imegawanywa katika bipolar (mara nyingi huitwa transistors tu) na unipolar (mara nyingi huitwa transistors ya athari ya shamba). Katika ya kwanza, iliyo na mabadiliko ya shimo la elektroni mbili au zaidi, elektroni na shimo hutumika kama vibebaji vya malipo; kwa pili, ama elektroni au shimo. Neno "transistor" mara nyingi hutumiwa kurejelea vipokezi vya matangazo vinavyobebeka kulingana na vifaa vya semiconductor.

Ya sasa katika mzunguko wa pato inadhibitiwa kwa kubadilisha voltage ya pembejeo au sasa. Mabadiliko madogo katika idadi ya pembejeo inaweza kusababisha mabadiliko makubwa zaidi katika voltage ya pato na ya sasa. Mali hii ya kuimarisha ya transistors hutumiwa katika teknolojia ya analog (TV ya analog, redio, mawasiliano, nk).

Transistor ya bipolar

Transistor ya bipolar inaweza kuwa n-p-n Na p-n-p conductivity. Bila kuangalia ndani ya transistor, mtu anaweza kutambua tofauti katika conductivity tu katika polarity ya uhusiano katika mzunguko wa vitendo wa vifaa vya nguvu, capacitors, na diodes ambayo ni sehemu ya nyaya hizi. Kielelezo kilicho upande wa kulia kinaonyesha picha n-p-n Na p-n-p transistors.

Transistor ina vituo vitatu. Ikiwa tunazingatia transistor kama mtandao wa terminal nne, basi inapaswa kuwa na pembejeo mbili na vituo viwili vya pato. Kwa hiyo, moja ya pini lazima iwe ya kawaida kwa mzunguko wa pembejeo na pato.

Mizunguko ya uunganisho wa transistor

Mzunguko wa uunganisho kwa transistor yenye emitter ya kawaida- iliyoundwa ili kukuza amplitude ya ishara ya pembejeo katika voltage na sasa. Katika kesi hii, ishara ya pembejeo, iliyoimarishwa na transistor, imeingizwa. Kwa maneno mengine, awamu ya ishara ya pato inazungushwa digrii 180. Mzunguko huu ndio kuu kwa kuongeza ishara za amplitudes na maumbo tofauti. Upinzani wa pembejeo wa mteremko wa transistor na OE huanzia mamia ya ohms hadi kilo-ohms chache, na upinzani wa pato - kutoka chache hadi makumi ya kilo-ohms.

Mchoro wa uunganisho kwa transistor na mtoza wa kawaida- iliyoundwa ili kukuza amplitude ya ishara ya sasa ya pembejeo. Hakuna faida ya voltage katika mzunguko kama huo. Itakuwa sahihi zaidi kusema kwamba faida ya voltage ni chini ya umoja. Ishara ya pembejeo haijaingizwa na transistor.
Upinzani wa pembejeo wa cascade ya transistor na OK ni kati ya makumi hadi mamia ya kilo-ohms, na upinzani wa pato ni ndani ya mamia ya ohms - vitengo vya kilo-ohms. Kutokana na ukweli kwamba kuna kawaida kupinga mzigo katika mzunguko wa emitter, mzunguko una upinzani wa juu wa pembejeo. Kwa kuongeza, kutokana na amplification ya sasa ya pembejeo, ina uwezo mkubwa wa mzigo. Sifa hizi za saketi ya mkusanyaji wa kawaida hutumiwa kulinganisha hatua za transistor—kama “hatua ya bafa.” Kwa kuwa ishara ya pembejeo, bila kuongezeka kwa amplitude, "inarudiwa" kwenye pato, mzunguko wa kubadili transistor na mtoza wa kawaida pia huitwa. Mfuasi wa emitter.

Wapo pia Mzunguko wa uunganisho kwa transistor yenye msingi wa kawaida. Mpango huu wa kujumuisha upo katika nadharia, lakini katika mazoezi ni vigumu sana kutekeleza. Mzunguko huu wa kubadili hutumiwa katika teknolojia ya juu-frequency. Upekee wake ni kwamba ina kizuizi cha chini cha pembejeo, na ni ngumu kulinganisha mteremko kama huo na pembejeo. Nina uzoefu kidogo katika vifaa vya elektroniki, lakini nikizungumza juu ya mzunguko huu wa transistor, samahani, sijui chochote! Nilitumia mara kadhaa kama mzunguko wa "mtu mwingine", lakini sikuwahi kufikiria. Acha nieleze: kwa mujibu wa sheria zote za kimwili, transistor inadhibitiwa na msingi wake, au tuseme kwa sasa inapita kwenye njia ya msingi-emitter. Kutumia terminal ya pembejeo ya transistor - msingi kwenye pato - haiwezekani. Kwa kweli, msingi wa transistor "umeunganishwa" kwa mwili kwa mzunguko wa juu kwa njia ya capacitor, lakini haitumiwi kwenye pato. Na galvanically, kwa njia ya upinzani wa juu-upinzani, msingi unaunganishwa na pato la cascade (upendeleo hutumiwa). Lakini kimsingi unaweza kutumia kukabiliana kutoka mahali popote, hata kutoka kwa chanzo cha ziada. Vivyo hivyo, ishara ya sura yoyote inayoingia kwenye msingi inazimishwa kupitia capacitor sawa. Ili mteremko kama huo ufanye kazi, terminal ya pembejeo - emitter kupitia kontena ya upinzani wa chini "hupandwa" kwenye nyumba, kwa hivyo upinzani mdogo wa pembejeo. Kwa ujumla, mzunguko wa uunganisho kwa transistor yenye msingi wa kawaida ni mada kwa wananadharia na majaribio. Katika mazoezi ni nadra sana. Katika mazoezi yangu katika kubuni mzunguko, sijawahi kukutana na haja ya kutumia mzunguko wa transistor na msingi wa kawaida. Hii inafafanuliwa na mali ya mzunguko huu wa uunganisho: upinzani wa pembejeo ni kutoka kwa vitengo hadi makumi ya ohms, na upinzani wa pato ni kutoka kwa mamia ya kilo-ohms hadi mega-ohms kadhaa. Vigezo vile maalum ni haja ya nadra.

Transistor ya bipolar inaweza kufanya kazi katika njia za kubadili na za mstari (amplifying). Hali ya kubadili hutumiwa katika nyaya mbalimbali za udhibiti, nyaya za mantiki, nk Katika hali muhimu, transistor inaweza kuwa katika hali mbili za uendeshaji - wazi (iliyojaa) na kufungwa (imefungwa) hali. Njia ya mstari (amplification) hutumiwa katika mizunguko kwa ajili ya kukuza ishara za harmonic na inahitaji kudumisha transistor katika "nusu" wazi, lakini si hali iliyojaa.

Ili kusoma utendakazi wa transistor, tutazingatia mzunguko wa unganisho wa transistor ya emitter kama mzunguko muhimu zaidi wa unganisho.

Mchoro unaonyeshwa kwenye takwimu. Kwenye mchoro VT- transistor yenyewe. Wapinzani R b1 Na R b2- mzunguko wa upendeleo wa transistor, ambayo ni kigawanyiko cha kawaida cha voltage. Ni mzunguko huu unaohakikisha kwamba transistor ina upendeleo kwa "hatua ya uendeshaji" katika hali ya amplification ya ishara ya harmonic bila kuvuruga. Kipinga R kwa- kizuia mzigo wa mteremko wa transistor, iliyoundwa kusambaza umeme wa sasa kutoka kwa chanzo cha nguvu hadi kwa mtozaji wa transistor na kuiweka kikomo katika hali ya "wazi" ya transistor. Kipinga R e– kipinga maoni kwa kiasili huongeza upinzani wa pembejeo wa kuteleza, huku ikipunguza faida ya ishara ya pembejeo. Capacitors C hufanya kazi ya kutengwa kwa galvanic kutokana na ushawishi wa nyaya za nje.

Ili kuifanya iwe wazi kwako jinsi transistor ya bipolar inavyofanya kazi, tutatoa mlinganisho na mgawanyiko wa kawaida wa voltage (angalia takwimu hapa chini). Kuanza na, kupinga R2 Wacha tufanye kigawanyiko cha voltage kiweze kudhibitiwa (kigeu). Kwa kubadilisha upinzani wa kupinga hii, kutoka kwa sifuri hadi thamani kubwa "isiyo na kikomo", tunaweza kupata voltage kwenye pato la mgawanyiko huo kutoka sifuri hadi thamani iliyotolewa kwa pembejeo yake. Sasa hebu fikiria kwamba resistor R1 Mgawanyiko wa voltage ni upinzani wa mtoza wa hatua ya transistor, na kupinga R2 Mgawanyiko wa voltage ni makutano ya mtoza-emitter ya transistor. Wakati huo huo, kwa kutumia hatua ya udhibiti kwa namna ya sasa ya umeme kwa msingi wa transistor, tunabadilisha upinzani wa makutano ya mtoza-emitter, na hivyo kubadilisha vigezo vya mgawanyiko wa voltage. Tofauti kutoka kwa kupinga kutofautiana ni kwamba transistor inadhibitiwa na sasa dhaifu. Hivi ndivyo jinsi transistor ya bipolar inavyofanya kazi. Ya juu yanaonyeshwa kwenye mchoro hapa chini:

Ili transistor kufanya kazi katika hali ya amplification ya ishara, bila kupotosha mwisho, ni muhimu kuhakikisha hali hii ya uendeshaji sana. Wanazungumza juu ya kuhamisha msingi wa transistor. Wataalamu wenye uwezo hujifurahisha wenyewe na utawala: Transistor inadhibitiwa na sasa - hii ni axiom. Lakini hali ya upendeleo ya transistor imewekwa na voltage ya msingi-emitter, na si kwa sasa - hii ni ukweli. Na kwa mtu asiyezingatia voltage ya upendeleo, hakuna amplifier itafanya kazi. Kwa hiyo, thamani yake lazima izingatiwe katika mahesabu.

Kwa hivyo, operesheni ya mteremko wa transistor ya bipolar katika hali ya ukuzaji hufanyika kwa voltage fulani ya upendeleo kwenye makutano ya emitter ya msingi. Kwa transistor ya silicon, voltage ya upendeleo iko katika kiwango cha 0.6 ... 0.7 volts, kwa transistor ya germanium - 0.2 ... 0.3 volts. Kujua juu ya dhana hii, huwezi tu kuhesabu hatua za transistor, lakini pia angalia utumishi wa hatua yoyote ya amplifier ya transistor. Inatosha kutumia multimeter na upinzani wa juu wa ndani ili kupima voltage ya msingi-emitter ya upendeleo wa transistor. Ikiwa hailingani na 0.6 ... 0.7 volts kwa silicon, au 0.2 ... 0.3 volts kwa germanium, basi tafuta kosa hapa - ama transistor ina hitilafu, au upendeleo au mizunguko ya kuunganisha ya cascade hii ya transistor ni mbaya. .

Ya juu inaonyeshwa kwenye grafu - tabia ya sasa ya voltage (tabia ya volt-ampere).

Wengi wa "wataalamu", wakiangalia tabia iliyowasilishwa ya sasa-voltage, watasema: Ni aina gani ya upuuzi inayotolewa kwenye grafu ya kati? Hii sio jinsi sifa ya pato la transistor inavyoonekana! Inaonyeshwa kwenye grafu sahihi! Nitajibu, kila kitu ni sawa hapo, na ilianza na zilizopo za utupu wa elektroni. Hapo awali, tabia ya sasa-voltage ya taa ilikuwa kuchukuliwa kuwa kushuka kwa voltage kwenye kupinga anode. Sasa, wanaendelea kupima kwenye upinzani wa mtoza, na kwenye grafu huongeza barua zinazoonyesha kushuka kwa voltage kwenye transistor, ambayo ni makosa sana. Kwenye grafu ya kushoto I b - U b tabia ya pembejeo ya transistor imewasilishwa. Kwenye chati ya kati I k - U k Tabia ya pato la sasa-voltage ya transistor imewasilishwa. Na kwenye grafu sahihi Mimi - U R inaonyesha grafu ya sasa ya voltage ya kupinga mzigo R kwa, ambayo kwa kawaida hupitishwa kama tabia ya sasa ya voltage ya transistor yenyewe.

Grafu ina sehemu ya mstari inayotumiwa kukuza mawimbi ya pembejeo kwa mstari, ikipunguzwa na pointi A Na NA. Kituo cha kati - KATIKA, ni hasa hatua ambayo ni muhimu kuwa na transistor inayofanya kazi katika hali ya amplification. Hatua hii inafanana na voltage fulani ya upendeleo, ambayo kawaida huchukuliwa kwa mahesabu: 0.66 volts kwa transistor ya silicon, au 0.26 volts kwa transistor ya germanium.

Kwa mujibu wa tabia ya sasa ya voltage ya transistor, tunaona zifuatazo: kwa kutokuwepo au chini ya voltage ya upendeleo kwenye makutano ya msingi-emitter ya transistor, hakuna sasa ya msingi na mtozaji wa sasa. Kwa wakati huu, voltage nzima ya chanzo cha nguvu hushuka kwenye makutano ya mtoza-emitter. Kwa ongezeko zaidi la voltage ya msingi-emitter ya upendeleo wa transistor, transistor huanza kufungua, sasa ya msingi inaonekana na, pamoja na hayo, ongezeko la mtoza. Baada ya kufikia "eneo la kazi" kwa uhakika NA, transistor inaingia kwenye mode ya mstari, ambayo inaendelea mpaka hatua A. Wakati huo huo, kushuka kwa voltage kwenye makutano ya mtoza-emitter hupungua, na kwa kupinga mzigo. R kwa, kinyume chake, huongezeka. Nukta KATIKA- hatua ya upendeleo wa uendeshaji wa transistor ni mahali ambapo, kama sheria, kushuka kwa voltage sawa na nusu ya voltage ya chanzo cha nguvu huanzishwa kwenye makutano ya mtoza-emitter ya transistor. Sehemu ya majibu ya mara kwa mara kutoka kwa uhakika NA, kwa uhakika A inayoitwa eneo la kazi la uhamishaji. Baada ya uhakika A, sasa ya msingi na kwa hiyo sasa mtoza huongezeka kwa kasi, transistor inafungua kabisa na inaingia kueneza. Kwa wakati huu, kwenye makutano ya mtoza-emitter voltage inayosababishwa na matone ya muundo n-p-n mabadiliko, ambayo ni takriban sawa na 0.2 ... 1 volt, kulingana na aina ya transistor. Sehemu iliyobaki ya voltage ya usambazaji wa umeme inashuka kwenye upinzani wa mzigo wa transistor - kontakt R kwa., ambayo pia hupunguza ukuaji zaidi wa mtoza sasa.

Kutoka kwa takwimu za chini za "ziada", tunaona jinsi voltage kwenye pato la transistor inabadilika kulingana na ishara iliyotolewa kwa pembejeo. Voltage ya pato (tone la voltage ya mtoza) ya transistor iko nje ya awamu (digrii 180) na ishara ya pembejeo.

Uhesabuji wa mteremko wa transistor na emitter ya kawaida (CE)

Kabla ya kuendelea moja kwa moja kwa hesabu ya hatua ya transistor, hebu tuzingatie mahitaji na masharti yafuatayo:

Hesabu ya cascade ya transistor inafanywa, kama sheria, kutoka mwisho (yaani kutoka kwa pato);

Ili kuhesabu cascade ya transistor, unahitaji kuamua kushuka kwa voltage kwenye makutano ya mtoza-emitter ya transistor katika hali ya kupumzika (wakati hakuna ishara ya pembejeo). Inachaguliwa kwa njia ya kupata ishara isiyopotoshwa zaidi. Katika mzunguko wa mwisho wa hatua ya transistor inayofanya kazi katika hali ya "A", hii ni, kama sheria, nusu ya thamani ya voltage ya chanzo cha nguvu;

Mikondo miwili inapita katika mzunguko wa emitter ya transistor - mtoza wa sasa (kando ya njia ya mtoza-emitter) na sasa ya msingi (kando ya njia ya emitter ya msingi), lakini kwa kuwa sasa ya msingi ni ndogo sana, inaweza kupuuzwa na inaweza kuzingatiwa kuwa sasa mtoza ni sawa na emitter sasa;

Transistor ni kipengele cha kukuza, kwa hiyo ni sawa kutambua kwamba uwezo wake wa kukuza ishara unapaswa kuonyeshwa kwa thamani fulani. Ukubwa wa faida unaonyeshwa na kiashiria kilichochukuliwa kutoka kwa nadharia ya mitandao ya vituo vinne - sababu ya msingi ya ukuzaji wa sasa katika mzunguko wa kubadili na emitter ya kawaida (CE) na imeteuliwa - h 21. Thamani yake inatolewa katika vitabu vya kumbukumbu kwa aina maalum za transistors, na kwa kawaida kuziba hutolewa katika vitabu vya kumbukumbu (kwa mfano: 50 - 200). Kwa mahesabu, thamani ya chini kawaida huchaguliwa (kutoka kwa mfano tunachagua thamani - 50);

Mkusanyaji ( R kwa) na mtoaji ( R e) upinzani huathiri upinzani wa pembejeo na pato la hatua ya transistor. Tunaweza kudhani kuwa impedance ya pembejeo ya kuteleza R katika =R e *h 21, na matokeo ni R nje = R hadi. Ikiwa upinzani wa pembejeo wa hatua ya transistor sio muhimu kwako, basi unaweza kufanya bila kupinga kabisa R e;

Maadili ya kupinga R kwa Na R e punguza mikondo inayopita kupitia transistor na nguvu iliyotengwa na transistor.

Utaratibu na mfano wa kuhesabu cascade ya transistor na OE

Data ya awali:

Ugavi wa voltage U i.p.= 12 V.

Chagua transistor, kwa mfano: Transistor KT315G, kwa hiyo:

Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h 21>50.

Tunakubali R k =10*R e

Voltage b-e ya hatua ya uendeshaji ya transistor inachukuliwa Wewe bae= 0.66 V

Suluhisho:

1. Wacha tuamue nguvu ya juu ya tuli ambayo itatolewa na transistor wakati wa kifungu cha ishara inayobadilishana kupitia hatua ya uendeshaji B ya hali ya tuli ya transistor. Inapaswa kuwa thamani ya asilimia 20 chini (mgawo 0.8) ya nguvu ya juu zaidi ya transistor iliyobainishwa kwenye saraka.

Tunakubali P dis.max =0.8*P max=0.8*150 mW=120 mW

2. Wacha tuamue mtozaji wa sasa katika hali tuli (bila ishara):

I k0 =P ras.max /U ke0 =P ras.max /(U i.p. /2)= 120mW/(12V/2) = 20mA.

3. Kwa kuzingatia kwamba nusu ya voltage ya usambazaji inashuka kwenye transistor katika hali ya tuli (bila ishara), nusu ya pili ya voltage ya usambazaji itashuka kwenye vipingamizi:

(R hadi +R e)=(U i.p. /2)/I to0= (12V/2)/20mA=6V/20mA = 300 Ohm.

Kuzingatia safu zilizopo za maadili ya kupinga, pamoja na ukweli kwamba tumechagua uwiano R k =10*R e, tunapata maadili ya kupinga:

R kwa= 270 Ohm; R e= 27 Ohm.

4. Hebu tupate voltage kwenye mtozaji wa transistor bila ishara.

U k0 =(U kе0 + I k0 *R e)=(U i.p. - I k0 *R k)= (12 V - 0.02A * 270 Ohm) = 6.6 V.

5. Wacha tuamue msingi wa sasa wa udhibiti wa transistor:

I b =I k/h 21 =/h 21= / 50 = 0.8 mA.

6. Jumla ya sasa ya msingi imedhamiriwa na voltage ya upendeleo wa msingi, ambayo imewekwa na mgawanyiko wa voltage R b1,R b2. Mgawanyiko wa msingi wa kupinga unapaswa kuwa mkubwa zaidi (mara 5-10) sasa udhibiti wa msingi mimi b, hivyo kwamba mwisho hauathiri voltage ya upendeleo. Tunachagua kigawanyaji cha sasa ambacho ni kikubwa mara 10 kuliko mkondo wa udhibiti wa msingi:

R b1,R b2: mimi kesi. =10*I b= 10 * 0.8 mA = 8.0 mA.

Kisha upinzani wa jumla wa resistors

R b1 + R b2 = U i.p. / mimi del.= 12 V / 0.008 A = 1500 Ohm.

7. Wacha tupate voltage kwenye emitter katika hali ya kupumzika (hakuna ishara). Wakati wa kuhesabu hatua ya transistor, ni muhimu kuzingatia: voltage ya msingi-emitter ya transistor ya kazi haiwezi kuzidi 0.7 volts! Voltage kwenye emitter katika modi bila ishara ya pembejeo ni takriban sawa na:

U e =I k0 *R e= 0.02 A * 27 Ohm = 0.54 V,

Wapi mimi k0- mkondo wa utulivu wa transistor.

8. Kuamua voltage kwenye msingi

U b =U e +U kuwa=0.54 V+0.66 V=1.2 V

Kuanzia hapa, kupitia formula ya kugawanya voltage tunapata:

R b2 = (R b1 +R b2 )*U b /U i.p.= 1500 Ohm * 1.2 V / 12V = 150 Ohm R b1 = (R b1 +R b2 )-R b2= 1500 Ohm - 150 Ohm = 1350 Ohm = 1.35 kOhm.

Kwa mujibu wa mfululizo wa kupinga, kutokana na ukweli kwamba kwa njia ya kupinga R b1 Msingi wa sasa pia unapita, tunachagua kupinga kwa mwelekeo wa kupungua: R b1=1.3 kOhm.

9. Kutenganisha capacitors huchaguliwa kulingana na sifa zinazohitajika za amplitude-frequency (bandwidth) ya cascade. Kwa uendeshaji wa kawaida wa hatua za transistor kwa mzunguko hadi 1000 Hz, ni muhimu kuchagua capacitors na thamani ya majina ya angalau 5 μF.

Katika masafa ya chini, majibu ya amplitude-frequency (AFC) ya kuteleza inategemea wakati wa kuchaji tena wa capacitors zinazotenganisha kupitia vipengele vingine vya cascade, ikiwa ni pamoja na vipengele vya cascades jirani. Uwezo unapaswa kuwa hivyo kwamba capacitors hawana muda wa kurejesha tena. Upinzani wa pembejeo wa hatua ya transistor ni kubwa zaidi kuliko upinzani wa pato. Majibu ya mzunguko wa cascade katika eneo la chini-frequency imedhamiriwa na wakati wa kudumu t n =R katika *C ndani, Wapi R katika =R e *h 21, C katika- kutenganisha uwezo wa pembejeo wa mteremko. C nje hatua ya transistor, hii C katika cascade inayofuata na imehesabiwa kwa njia ile ile. Marudio ya chini ya kukatika kwa mteremko (masafa ya kukatika kwa masafa ya kukata) f n =1/t n. Kwa amplification ya ubora wa juu, wakati wa kubuni hatua ya transistor, ni muhimu kuchagua uwiano 1/t n =1/(Ingizo la R *Ingizo la C)< Mara 30-100 kwa cascades zote. Zaidi ya hayo, kadiri kasi inavyozidi, ndivyo tofauti inavyopaswa kuwa. Kila hatua iliyo na capacitor yake inaongeza upungufu wake wa majibu ya masafa. Kwa kawaida, uwezo wa kujitenga wa 5.0 µF unatosha. Lakini hatua ya mwisho, kwa njia ya Cout, kawaida hupakiwa na upinzani wa chini wa impedance ya vichwa vya nguvu, hivyo capacitance huongezeka hadi 500.0-2000.0 µF, wakati mwingine zaidi.

Hesabu ya hali muhimu ya hatua ya transistor inafanywa kwa njia sawa na hesabu iliyofanywa hapo awali ya hatua ya amplifier. Tofauti pekee ni kwamba hali ya ufunguo inachukua majimbo mawili ya transistor katika hali ya kupumzika (bila ishara). Imefungwa (lakini sio fupi) au wazi (lakini haijajaa kupita kiasi). Wakati huo huo, pointi za uendeshaji za "mapumziko" ziko nje ya pointi A na C zilizoonyeshwa kwenye tabia ya sasa ya voltage. Wakati transistor inapaswa kufungwa katika mzunguko katika hali bila ishara, ni muhimu kuondoa upinzani kutoka kwa mzunguko wa cascade ulioonyeshwa hapo awali. R b1. Ikiwa unataka transistor iwe wazi wakati wa kupumzika, unahitaji kuongeza upinzani katika mzunguko wa cascade R b2 Mara 10 ya thamani iliyohesabiwa, na katika baadhi ya matukio, inaweza kuondolewa kwenye mchoro.

Hesabu ya cascade ya transistor imekamilika.

Amplifier rahisi ya transistor inaweza kuwa zana nzuri ya kusoma mali ya vifaa. Mizunguko na miundo ni rahisi sana, unaweza kutengeneza kifaa mwenyewe na uangalie uendeshaji wake, chukua vipimo vya vigezo vyote. Shukrani kwa transistors ya kisasa ya athari ya shamba, inawezekana kufanya amplifier ya kipaza sauti ya miniature kutoka kwa vipengele vitatu halisi. Na uunganishe kwenye kompyuta binafsi ili kuboresha vigezo vya kurekodi sauti. Na waingiliaji wakati wa mazungumzo watasikia hotuba yako vizuri zaidi na kwa uwazi zaidi.

Tabia za masafa

Vikuza sauti vya chini (sauti) vinapatikana katika karibu vifaa vyote vya nyumbani - mifumo ya stereo, televisheni, redio, rekodi za tepi, na hata kompyuta za kibinafsi. Lakini pia kuna amplifiers RF kulingana na transistors, taa na microcircuits. Tofauti kati yao ni kwamba ULF inakuwezesha kuimarisha ishara tu kwa mzunguko wa sauti unaoonekana na sikio la mwanadamu. Vikuza sauti vya transistor hukuruhusu kuzaliana mawimbi na masafa katika masafa kutoka 20 Hz hadi 20,000 Hz.

Kwa hivyo, hata kifaa rahisi zaidi kinaweza kukuza ishara katika safu hii. Na hufanya hivyo kwa usawa iwezekanavyo. Faida inategemea moja kwa moja juu ya mzunguko wa ishara ya pembejeo. Grafu ya idadi hii ni karibu mstari wa moja kwa moja. Ikiwa ishara iliyo na mzunguko nje ya safu inatumiwa kwa pembejeo ya amplifier, ubora wa uendeshaji na ufanisi wa kifaa utapungua haraka. Cascades ya ULF imekusanyika, kama sheria, kwa kutumia transistors zinazofanya kazi katika safu za chini na za kati.

Madarasa ya uendeshaji wa amplifiers ya sauti

Vifaa vyote vya kukuza vimegawanywa katika madarasa kadhaa, kulingana na kiwango cha mtiririko wa sasa kupitia cascade wakati wa operesheni:

1. Darasa "A" - sasa inapita bila kusimama wakati wote wa operesheni ya hatua ya amplifier.
2. Katika darasa la kazi "B" sasa inapita kwa muda wa nusu.
3. Darasa "AB" linaonyesha kuwa sasa inapita kupitia hatua ya amplifier kwa muda sawa na 50-100% ya kipindi hicho.
4. Katika hali ya "C", sasa ya umeme inapita kwa chini ya nusu ya muda wa uendeshaji.
5. Hali ya ULF "D" imetumika katika mazoezi ya redio ya watu majuzi hivi majuzi - zaidi ya miaka 50. Mara nyingi, vifaa hivi vinatekelezwa kwa misingi ya vipengele vya digital na vina ufanisi mkubwa sana - zaidi ya 90%.

Uwepo wa kupotosha katika madarasa mbalimbali ya amplifiers ya chini-frequency

Eneo la kazi la amplifier ya transistor ya darasa "A" ina sifa ya upotoshaji mdogo usio na mstari. Ikiwa ishara inayoingia itatoa mipigo ya juu ya voltage, hii husababisha transistors kujaa. Katika ishara ya pato, ya juu huanza kuonekana karibu na kila harmonic (hadi 10 au 11). Kwa sababu ya hili, sauti ya metali inaonekana, tabia tu ya amplifiers ya transistor.

Ikiwa usambazaji wa umeme haujabadilika, mawimbi ya pato yatatengenezwa kwa amplitude karibu na mzunguko wa mtandao. Sauti itakuwa kali zaidi upande wa kushoto wa jibu la mara kwa mara. Lakini bora uimarishaji wa usambazaji wa nguvu wa amplifier, muundo wa kifaa kizima unakuwa ngumu zaidi. ULF zinazofanya kazi katika darasa "A" zina ufanisi mdogo - chini ya 20%. Sababu ni kwamba transistor ni wazi mara kwa mara na sasa inapita ndani yake daima.

Ili kuongeza ufanisi (ingawa kidogo), unaweza kutumia nyaya za kushinikiza-kuvuta. Kikwazo kimoja ni kwamba mawimbi ya nusu ya ishara ya pato huwa asymmetrical. Ikiwa utahamisha kutoka kwa darasa "A" hadi "AB", upotovu usio na mstari utaongezeka kwa mara 3-4. Lakini ufanisi wa mzunguko mzima wa kifaa bado utaongezeka. Madarasa ya ULF "AB" na "B" yanaonyesha kuongezeka kwa upotoshaji kadri kiwango cha mawimbi kwenye ingizo kinapungua. Lakini hata ukiongeza sauti, hii haitasaidia kuondoa kabisa mapungufu.

Fanya kazi katika madarasa ya kati

Kila darasa lina aina kadhaa. Kwa mfano, kuna darasa la amplifiers "A +". Ndani yake, transistors za pembejeo (chini ya voltage) hufanya kazi katika hali ya "A". Lakini zile za juu-voltage zilizowekwa katika hatua za pato hufanya kazi ama katika "B" au "AB". Amplifiers vile ni zaidi ya kiuchumi kuliko wale wanaofanya kazi katika darasa "A". Kuna idadi ndogo sana ya upotoshaji usio na mstari - sio zaidi ya 0.003%. Matokeo bora yanaweza kupatikana kwa kutumia transistors ya bipolar. Kanuni ya uendeshaji wa amplifiers kulingana na vipengele hivi itajadiliwa hapa chini.

Lakini bado kuna idadi kubwa ya maumbo ya juu katika ishara ya pato, na kusababisha sauti kuwa ya metali. Pia kuna nyaya za amplifier zinazofanya kazi katika darasa "AA". Ndani yao, upotovu usio na mstari ni mdogo - hadi 0.0005%. Lakini drawback kuu ya amplifiers transistor bado ipo - sifa metali sauti.

Miundo "Mbadala".

Hii haimaanishi kuwa ni mbadala, lakini wataalam wengine wanaohusika katika muundo na mkusanyiko wa amplifiers kwa uzazi wa sauti wa hali ya juu wanazidi kutoa upendeleo kwa miundo ya bomba. Amplifiers za bomba zina faida zifuatazo:

1. Kiwango cha chini sana cha upotovu usio na mstari katika ishara ya pato.
2. Kuna harmonics chache za juu kuliko katika miundo ya transistor.

Lakini kuna hasara moja kubwa ambayo inazidi faida zote - hakika unahitaji kufunga kifaa kwa uratibu. Ukweli ni kwamba hatua ya tube ina upinzani wa juu sana - elfu kadhaa Ohms. Lakini upinzani wa vilima vya msemaji ni 8 au 4 Ohms. Ili kuwaratibu, unahitaji kufunga transformer.

Bila shaka, hii sio drawback kubwa sana - pia kuna vifaa vya transistor vinavyotumia transfoma ili kufanana na hatua ya pato na mfumo wa msemaji. Wataalamu wengine wanasema kuwa mzunguko wa ufanisi zaidi ni mseto - ambao hutumia amplifiers moja-kumalizika ambayo haiathiriwa na maoni hasi. Zaidi ya hayo, matukio haya yote yanafanya kazi katika hali ya "A" ya darasa la ULF. Kwa maneno mengine, amplifier ya nguvu kwenye transistor hutumiwa kama kurudia.

Aidha, ufanisi wa vifaa vile ni juu kabisa - karibu 50%. Lakini hupaswi kuzingatia tu ufanisi na viashiria vya nguvu - hazionyeshi ubora wa juu wa uzazi wa sauti na amplifier. Mstari wa sifa na ubora wao ni muhimu zaidi. Kwa hivyo, unahitaji kulipa kipaumbele kwao, na sio kwa nguvu.

Mzunguko wa ULF wenye mwisho mmoja kwenye transistor

Amplifier rahisi zaidi, iliyojengwa kulingana na mzunguko wa emitter ya kawaida, inafanya kazi katika darasa "A". Mzunguko hutumia kipengele cha semiconductor na muundo wa n-p-n. Upinzani wa R3 umewekwa kwenye mzunguko wa mtoza, na kuzuia mtiririko wa sasa. Mzunguko wa mtoza huunganishwa na waya chanya ya nguvu, na mzunguko wa emitter unaunganishwa na waya hasi. Ikiwa unatumia transistors za semiconductor na muundo wa p-n-p, mzunguko utakuwa sawa kabisa, unahitaji tu kubadili polarity.

Kutumia capacitor ya kuunganishwa C1, inawezekana kutenganisha ishara ya pembejeo inayobadilishana kutoka kwa chanzo cha moja kwa moja cha sasa. Katika kesi hii, capacitor sio kikwazo kwa mtiririko wa sasa mbadala kando ya njia ya msingi-emitter. Upinzani wa ndani wa makutano ya emitter-msingi pamoja na resistors R1 na R2 inawakilisha kigawanyiko cha voltage cha usambazaji rahisi zaidi. Kwa kawaida, resistor R2 ina upinzani wa 1-1.5 kOhm - maadili ya kawaida zaidi kwa nyaya hizo. Katika kesi hii, voltage ya usambazaji imegawanywa hasa kwa nusu. Na ikiwa unawasha mzunguko na voltage ya Volts 20, unaweza kuona kwamba thamani ya faida ya sasa h21 itakuwa 150. Ikumbukwe kwamba amplifiers za HF kwenye transistors zinafanywa kulingana na nyaya zinazofanana, zinafanya kazi tu. tofauti kidogo.

Katika kesi hii, voltage emitter ni 9 V na kushuka kwa sehemu ya "E-B" ya mzunguko ni 0.7 V (ambayo ni ya kawaida kwa transistors kwenye fuwele za silicon). Ikiwa tunazingatia amplifier kulingana na transistors ya germanium, basi katika kesi hii kushuka kwa voltage katika sehemu ya "E-B" itakuwa sawa na 0.3 V. Ya sasa katika mzunguko wa mtoza itakuwa sawa na inapita katika emitter. Unaweza kuhesabu kwa kugawanya voltage emitter kwa upinzani R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA. Ili kuhesabu thamani ya sasa ya msingi, unahitaji kugawanya 9 mA kwa faida h21 - 9 mA/150 = 60 μA. Miundo ya ULF kawaida hutumia transistors za bipolar. Kanuni ya uendeshaji wake ni tofauti na zile za shamba.

Kwenye resistor R1, sasa unaweza kuhesabu thamani ya kushuka - hii ni tofauti kati ya msingi na voltages za usambazaji. Katika kesi hii, voltage ya msingi inaweza kupatikana kwa kutumia formula - jumla ya sifa za emitter na mpito wa "E-B". Inapoendeshwa kutoka kwa chanzo cha Volt 20: 20 - 9.7 = 10.3. Kutoka hapa unaweza kuhesabu thamani ya upinzani R1 = 10.3 V / 60 μA = 172 kOhm. Mzunguko una capacitance C2, ambayo ni muhimu kutekeleza mzunguko kwa njia ambayo sehemu ya mbadala ya emitter sasa inaweza kupita.

Ikiwa hutaweka capacitor C2, sehemu ya kutofautiana itakuwa ndogo sana. Kwa sababu hii, amplifier ya sauti ya transistor itakuwa na faida ya chini sana ya sasa ya h21. Ni muhimu kulipa kipaumbele kwa ukweli kwamba katika mahesabu hapo juu mikondo ya msingi na mtoza ilichukuliwa kuwa sawa. Zaidi ya hayo, sasa ya msingi ilichukuliwa kuwa moja ambayo inapita kwenye mzunguko kutoka kwa emitter. Inatokea tu ikiwa voltage ya upendeleo inatumika kwa pato la msingi la transistor.

Lakini ni lazima izingatiwe kuwa sasa ya uvujaji wa mtoza daima inapita kupitia mzunguko wa msingi, bila kujali uwepo wa upendeleo. Katika mizunguko ya emitter ya kawaida, sasa ya uvujaji inakuzwa na angalau mara 150. Lakini kwa kawaida thamani hii inazingatiwa tu wakati wa kuhesabu amplifiers kulingana na transistors ya germanium. Katika kesi ya kutumia silicon, ambayo sasa ya mzunguko wa "K-B" ni ndogo sana, thamani hii inapuuzwa tu.

Amplifiers kulingana na transistors za MOS

Amplifier ya transistor ya athari ya shamba iliyoonyeshwa kwenye mchoro ina analogues nyingi. Ikiwa ni pamoja na kutumia transistors ya bipolar. Kwa hivyo, tunaweza kuzingatia, kama mfano sawa, muundo wa amplifier ya sauti iliyokusanywa kulingana na mzunguko na emitter ya kawaida. Picha inaonyesha mzunguko uliofanywa kulingana na mzunguko wa kawaida wa chanzo. Viunganisho vya R-C vinakusanywa kwenye mizunguko ya pembejeo na pato ili kifaa kifanye kazi katika hali ya amplifier ya darasa "A".

Sasa mbadala kutoka kwa chanzo cha ishara hutenganishwa na voltage ya usambazaji wa moja kwa moja na capacitor C1. Amplifaya ya transistor yenye athari ya shamba lazima lazima iwe na uwezo wa lango ambao utakuwa chini kuliko sifa sawa ya chanzo. Katika mchoro ulioonyeshwa, lango linaunganishwa na waya wa kawaida kupitia resistor R1. Upinzani wake ni wa juu sana - vipinga vya 100-1000 kOhm kawaida hutumiwa katika miundo. Upinzani mkubwa kama huo huchaguliwa ili ishara ya pembejeo isishushwe.

Upinzani huu karibu hauruhusu mkondo wa umeme kupita, kwa sababu ambayo uwezo wa lango (kwa kutokuwepo kwa ishara kwenye pembejeo) ni sawa na ile ya chini. Katika chanzo, uwezekano unageuka kuwa wa juu zaidi kuliko ule wa ardhi, tu kutokana na kushuka kwa voltage kwenye upinzani wa R2. Kutokana na hili ni wazi kuwa lango lina uwezo mdogo kuliko chanzo. Na hii ndiyo hasa inahitajika kwa kazi ya kawaida ya transistor. Ni muhimu kuzingatia ukweli kwamba C2 na R3 katika mzunguko huu wa amplifier wana madhumuni sawa na katika kubuni iliyojadiliwa hapo juu. Na ishara ya pembejeo inabadilishwa kulingana na ishara ya pato kwa digrii 180.

ULF iliyo na kibadilishaji umeme kwenye pato

Unaweza kutengeneza amplifier kama hiyo kwa mikono yako mwenyewe kwa matumizi ya nyumbani. Inafanywa kulingana na mpango unaofanya kazi katika darasa "A". Kubuni ni sawa na yale yaliyojadiliwa hapo juu - na emitter ya kawaida. Kipengele kimoja ni kwamba unahitaji kutumia kibadilishaji kwa kulinganisha. Hii ni hasara ya vile amplifier ya sauti ya transistor.

Mzunguko wa mtoza wa transistor hupakiwa na upepo wa msingi, ambao huendeleza ishara ya pato iliyopitishwa kupitia sekondari hadi kwa wasemaji. Mgawanyiko wa voltage umekusanyika kwenye resistors R1 na R3, ambayo inakuwezesha kuchagua hatua ya uendeshaji ya transistor. Mzunguko huu hutoa voltage ya upendeleo kwa msingi. Vipengele vingine vyote vina madhumuni sawa na mizunguko iliyojadiliwa hapo juu.

Kikuza sauti cha kusukuma-vuta

Haiwezi kusema kuwa hii ni amplifier rahisi ya transistor, kwani uendeshaji wake ni ngumu zaidi kuliko yale yaliyojadiliwa hapo awali. Katika ULF za kusukuma-kuvuta, ishara ya pembejeo imegawanywa katika mawimbi mawili ya nusu, tofauti katika awamu. Na kila moja ya mawimbi haya ya nusu huimarishwa na cascade yake, iliyotengenezwa kwenye transistor. Baada ya kila wimbi la nusu kuimarishwa, ishara zote mbili huunganishwa na kutumwa kwa wasemaji. Mabadiliko hayo magumu yanaweza kusababisha kupotosha kwa ishara, kwa kuwa sifa za nguvu na za mzunguko wa transistors mbili, hata za aina moja, zitakuwa tofauti.

Kama matokeo, ubora wa sauti kwenye pato la amplifier hupunguzwa sana. Wakati amplifier ya push-pull inafanya kazi katika darasa "A", haiwezekani kuzalisha ishara tata na ubora wa juu. Sababu ni kwamba kuongezeka kwa sasa kunapita mara kwa mara kupitia mabega ya amplifier, mawimbi ya nusu ni asymmetrical, na upotovu wa awamu hutokea. Sauti inakuwa chini ya kueleweka, na inapokanzwa, upotoshaji wa ishara huongezeka hata zaidi, haswa kwa masafa ya chini na ya chini sana.

ULF isiyo na kigeuzi

Amplifier ya bass ya transistor iliyofanywa kwa kutumia transformer, licha ya ukweli kwamba kubuni inaweza kuwa na vipimo vidogo, bado haijakamilika. Transfoma bado ni nzito na kubwa, hivyo ni bora kuwaondoa. Mzunguko uliofanywa kwenye vipengele vya ziada vya semiconductor na aina tofauti za conductivity hugeuka kuwa na ufanisi zaidi. ULF nyingi za kisasa zinafanywa kwa usahihi kulingana na mipango hiyo na hufanya kazi katika darasa "B".

Transistors mbili zenye nguvu zinazotumiwa katika kubuni hufanya kazi kulingana na mzunguko wa mfuasi wa emitter (mtoza wa kawaida). Katika kesi hii, voltage ya pembejeo hupitishwa kwa pato bila hasara au faida. Ikiwa hakuna ishara kwenye pembejeo, basi transistors ziko kwenye ukingo wa kuwasha, lakini bado zimezimwa. Wakati ishara ya harmonic inatumiwa kwa pembejeo, transistor ya kwanza inafungua kwa nusu-wimbi nzuri, na ya pili iko katika hali ya kukata kwa wakati huu.

Kwa hivyo, mawimbi mazuri tu ya nusu yanaweza kupita kwenye mzigo. Lakini wale hasi hufungua transistor ya pili na kuzima kabisa ya kwanza. Katika kesi hii, mawimbi ya nusu hasi tu yanaonekana kwenye mzigo. Matokeo yake, ishara iliyoimarishwa kwa nguvu inaonekana kwenye pato la kifaa. Mzunguko kama huo wa amplifier kwa kutumia transistors ni mzuri kabisa na unaweza kutoa operesheni thabiti na uzazi wa sauti wa hali ya juu.

Mzunguko wa ULF kwenye transistor moja

Baada ya kusoma vipengele vyote vilivyoelezwa hapo juu, unaweza kukusanya amplifier kwa mikono yako mwenyewe kwa kutumia msingi wa kipengele rahisi. Transistor inaweza kutumika ndani KT315 au yoyote ya analogues yake ya kigeni - kwa mfano BC107. Kama mzigo, unahitaji kutumia vichwa vya sauti na upinzani wa 2000-3000 Ohms. Voltage ya upendeleo lazima itumike kwenye msingi wa transistor kwa njia ya kupinga 1 MΩ na capacitor ya 10 μF ya kuunganishwa. Mzunguko unaweza kuwashwa kutoka kwa chanzo na voltage ya 4.5-9 Volts, sasa ya 0.3-0.5 A.

Ikiwa upinzani R1 haujaunganishwa, basi hakutakuwa na sasa katika msingi na mtoza. Lakini wakati wa kushikamana, voltage hufikia kiwango cha 0.7 V na inaruhusu sasa ya karibu 4 μA inapita. Katika kesi hii, faida ya sasa itakuwa juu ya 250. Kutoka hapa unaweza kufanya hesabu rahisi ya amplifier kwa kutumia transistors na kujua mtoza sasa - inageuka kuwa sawa na 1 mA. Baada ya kukusanya mzunguko huu wa amplifier ya transistor, unaweza kuijaribu. Unganisha mzigo kwenye pato - vichwa vya sauti.

Gusa pembejeo ya amplifier kwa kidole chako - kelele ya tabia inapaswa kuonekana. Ikiwa haipo, basi uwezekano mkubwa wa muundo ulikusanyika vibaya. Angalia miunganisho yote na ukadiriaji wa vipengele. Ili kufanya onyesho liwe wazi zaidi, unganisha chanzo cha sauti kwa ingizo la ULF - pato kutoka kwa kichezaji au simu. Sikiliza muziki na utathmini ubora wa sauti.

A. Bepsky
RM. HF-VHF. 1/2002

Wakati wa kuunda amplifiers za nguvu za transistor, amateurs wa redio mara nyingi hawafanyi hesabu kamili ya mzunguko kwa sababu ya ugumu na kiasi kikubwa cha mahesabu. Njia za kompyuta za kuiga vifaa vya uhandisi wa redio bila shaka hurahisisha mchakato wa kubuni, lakini kupata na kusimamia programu kama hizo pia husababisha shida fulani, kwa hivyo njia za hesabu za picha kwa amateurs wengine wa redio zinaweza kukubalika na kupatikana zaidi, kwa mfano, njia iliyoelezewa ndani.

Moja ya malengo makuu wakati wa kuunda amplifiers ya nguvu ni kupata nguvu ya juu ya pato. Hata hivyo, wakati wa kuchagua voltage ya usambazaji wa amplifier, hali lazima ifikiwe - Uke max ya transistor ya pato haipaswi kuzidi kwa zaidi ya 10% thamani iliyotolewa kwa ajili yake katika kitabu cha kumbukumbu. Wakati wa kubuni, ni muhimu pia kuzingatia maadili ya kumbukumbu ya Ik max na Pk max ya transistor na, kwa kuongeza, kujua thamani ya mgawo b.

Maana ya nukuu iliyotumika imeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Kutumia vigezo vya kumbukumbu ya transistor, mfumo wa kuratibu Uk, Ik hujengwa kwenye karatasi ya grafu, na mistari ya moja kwa moja Ik max, Uke max na upeo wa nguvu wa juu Pk max hutolewa juu yake (Mchoro 2). Sehemu ya uendeshaji ya transistor iko ndani ya eneo lililopunguzwa na mistari ya moja kwa moja Ik max na Uke max na hyperbola Pk max.

Mtini.1

Nguvu ya pato ya cascade itakuwa kubwa zaidi, karibu na hyperbola Pk max mzigo wa mstari wa moja kwa moja hupita.

Nguvu ya juu hupatikana wakati hyperbola inagusa mstari wa moja kwa moja. Voltage ya juu ya pato hutolewa ikiwa mstari wa mzigo unaacha hatua ya Uke max. Kwa utimilifu wa wakati mmoja wa masharti yote mawili yaliyotajwa, mstari wa moja kwa moja unaotoka kwa uhakika Uke max lazima uguse hyperbola Pk max.

Wakati mwingine inakuwa muhimu kupata sasa kubwa kwa njia ya transistor ya pato. Katika kesi hii, inahitajika kuteka mstari wa moja kwa moja wa mzigo kutoka kwa uhakika Ik max tangent hadi hyperbola Pk max. Transistor itafanya kazi katika hali ya darasa A.

Hebu tuchague hatua ya uendeshaji ya transistor ya MP ili voltage ya pato ni ya juu na ya ulinganifu. Kutoka kwa hatua ya kazi tunachora mistari ya moja kwa moja sambamba na axes Uk na Ik. Katika hatua ya makutano na mhimili wa Uk tunapata thamani ya voltage ya usambazaji wa cascade, na katika hatua ya makutano na mhimili wa Ik - thamani ya sasa ya transistor quiescent (Iko). Baada ya hayo, kujua mgawo katika transistor, unaweza kuamua msingi wa sasa wa Ibo kwa hatua iliyochaguliwa ya uendeshaji. Kwa kuongeza, unaweza kuhesabu vigezo vingine vya cascade ambavyo ni muhimu kwa msanidi programu. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba upinzani wa kupinga Re lazima uchaguliwe chini iwezekanavyo (katika hali mbaya, sawa na sifuri).

Ili kuonyesha njia iliyoelezwa ya kuhesabu vigezo vya kupunguza vya amplifiers ya nguvu, fikiria algorithm ya kuendeleza hatua ya pato kwenye transistor 2N3632 (takriban analog - KT907).

Kwa transistor hii: Uke max = 40V; Pk max=23 W; Ik max=3 A; b=50...110 (kwa mahesabu tunachukua b=100); ft=400 MHz.

Kwa mchoro tunapata data ifuatayo: Up=16 V; Iko=1.36 A; Uout=30 V: Iкm=2.8A.

Amua mkondo wa msingi:

Sasa kupitia mgawanyiko:

Upinzani wa vipinga vya kugawanya.

AMPLIFIA ZA TRANSISTOR

Amplifiers ni kati ya kawaida. vifaa vya elektroniki vinavyotumika katika mifumo ya otomatiki na mifumo ya redio. Amplifiers imegawanywa katika amplifiers kabla (amplifiers voltage) na amplifiers nguvu. Vikuzaji vya utangulizi vya transistor, kama vile vikuza sauti vya mirija, vinajumuisha hatua moja au zaidi za ukuzaji. Kwa kuongeza, hatua zote za amplifier zina mali ya kawaida; tofauti kati yao inaweza kuwa ya kiasi tu: mikondo sawa, voltages, maadili tofauti ya resistors, capacitors, nk.

Kwa hatua za awali za amplification, nyaya za kupinga (pamoja na kuunganisha rheostatic-capacitive) hutumiwa mara nyingi. Kulingana na njia ya kusambaza ishara ya pembejeo na kupata pato, mizunguko ya amplifier ilipokea majina yafuatayo:

1. Pamoja na emitter ya kawaida - OE (Kosa: Chanzo cha marejeleo hakijapatikana1).

2. Kwa msingi wa kawaida - OB (Kosa: Chanzo cha marejeleo hakijapatikana).

3. Pamoja na mtozaji wa kawaida (mfuasi wa emitter) - Sawa (Hitilafu: Chanzo cha kumbukumbu hakijapatikana3).

Ya kawaida ni mzunguko wa cascade wa OE, kwani hutoa amplification kubwa ya ishara kwa suala la nguvu. Mzunguko ulio na OB katika vikuza sauti ni nadra. Mfuasi wa emitter ana pembejeo ya juu na upinzani wa chini wa pato la nyaya zote tatu, kwa hiyo hutumiwa katika hali ambapo kipengele hiki hufanya iwezekanavyo kufanana na sehemu fulani za amplifier ili kuboresha ubora wa amplification.

Hebu fikiria hatua ya amplifier na OE. Wakati wa kuhesabu cascade ya amplifier, zifuatazo kawaida hujulikana: 1) R n - upinzani wa mzigo ambao cascade iliyohesabiwa inapaswa kufanya kazi. Mzigo pia unaweza kuwa cascade sawa; 2) Mimi n.m - thamani inayotakiwa ya amplitude ya sasa ya mzigo; 3) uharibifu wa mzunguko unaoruhusiwa; 4) kiwango cha joto cha uendeshaji; 5) katika hali nyingi, voltage ya usambazaji wa umeme wa mzunguko wa mtoza imetajwa.

Kama matokeo ya hesabu, zifuatazo lazima ziamuliwe: 1) aina ya transistor; 2) hali ya uendeshaji ya transistor iliyochaguliwa; 3) vigezo vya kuteleza; 4) maadili ya mambo yote ya mzunguko (resistors, capacitors), vigezo na aina zao.

Uhesabuji wa amplifier

Mahesabu ya hatua ya amplifier ya transistor ya chini-frequency voltage

na uunganisho wa rheostatic-capacitive

Mlolongo wa hesabu hutolewa kwa transistor iliyounganishwa kulingana na mzunguko wa OE (emitter ya kawaida). Kielelezo 1 kinaonyesha mchoro wa hatua ya amplifier.

Data ya awali: 1) voltage kwenye pato la mteremko U toka.m(voltage ya mzigo); 2) upinzani wa mzigo R n ; 3) mzunguko wa chini wa kukata f n; 4) thamani inayokubalika ya mgawo wa upotoshaji wa masafa ya kuteleza katika eneo la masafa ya chini M n; 5) voltage ya usambazaji wa nguvu E P .

Kuamua: 1) aina ya transistor; 2) hali ya uendeshaji ya transistor; 3) upinzani wa mzigo wa mtoza R K ; 4) upinzani katika mzunguko wa emitter R E ; 5) upinzani wa mgawanyiko wa voltage R 1 Na R 2 kuimarisha hali ya uendeshaji ya transistor; 6) uwezo wa capacitor ya kutenganisha C R; 7) uwezo wa capacitor katika mzunguko wa emitter NA E; 8) faida ya voltage ya kuteleza KWA U .

Utaratibu wa kuhesabu

1. Chagua aina ya transistor, ikiongozwa na mambo yafuatayo:

a) U ke.ongeza  (1.11.3) E P, U cap.add - voltage ya juu inaruhusiwa kati ya mtoza na emitter, iliyotolewa katika vitabu vya kumbukumbu;

b)

I n.M - amplitude ya juu iwezekanavyo ya sasa ya mzigo; Ninaongeza - mtozaji wa juu zaidi unaoruhusiwa, uliotolewa katika vitabu vya kumbukumbu.

Vidokezo: 1) Transistor yoyote inatosheleza kiwango cha joto kilichotolewa.

2. Kwa aina iliyochaguliwa ya transistor, andika kutoka kwa kitabu cha kumbukumbu maadili ya mgawo wa faida wa sasa wa OE  min na  M. Vitabu vingine vya kumbukumbu vinatoa faida ya sasa  kwa mzunguko wa OB na mtozaji wa sasa wa sasa. Mimi kn. . Kisha =/(1-) (wakati wa kuchagua njia ya uendeshaji ya transistor, sharti lazima lifikiwe. I k.dak  I Ph.D.) Kwa hatua za amplifier ya voltage, transistors ya chini ya nguvu ya aina ya P6 hutumiwa kawaida; P13; P16; MP33; MP42 na kadhalika.

3. Njia ya uendeshaji ya transistor imedhamiriwa na mstari wa moja kwa moja wa mzigo, uliojengwa kwenye familia ya sifa za pato (mtoza) kwa OE. Ujenzi wa mstari wa mzigo umeonyeshwa katika Hitilafu: Chanzo cha kumbukumbu hakijapatikana. Mstari wa mzigo unajengwa kwa kutumia pointi mbili: hatua 0 - mahali pa kupumzika (inafanya kazi) na hatua ya 1, ambayo imedhamiriwa na voltage ya chanzo cha nguvu. E P . Viwianishi vya nukta 0 ni mkondo uliotulia I k0 na voltage quiescent U ke0 (yaani sasa na voltage sambamba na pembejeo U = 0).

Unaweza kuchukua I k0 = (1.05-1.2)I nje  (1.05-1.2)I n.M, lakini si chini ya l mA:

U ke0 = U nje.m + U ost,

ambapo U ost ndio voltage ya chini inayoruhusiwa U ke.

Katika U ke <U ost Upotovu mkubwa usio na mstari hutokea, kwani eneo la kazi linajumuisha maeneo ya sifa na curvature kubwa. Kwa transistors za nguvu za chini, unaweza kuchukua U oc t = l V.

4. Kuamua maadili ya upinzani R KWA Na R E .

Kulingana na sifa za pato (Kosa: Chanzo cha marejeleo hakijapatikana), tunaamua R kuhusu = R KWA + R E. Jumla ya upinzani katika mzunguko wa emitter-mtoza

G
de I - sasa imedhamiriwa na kipengee cha 4, i.e. hatua ya makutano ya mstari wa mzigo na mhimili wa sasa.

P
Kwa kudhani R E = (015  0.25) R K, tunapata

R E = R rev – R K

5. Amua maadili ya juu ya amplitude ya ishara ya pembejeo ya Iin.m ya sasa na voltage Uin.m, muhimu ili kuhakikisha thamani maalum, Uout.m. Kuweka thamani ya chini ya faida ya sasa ya transistor  min, tunapata:

T
lini

Kulingana na sifa ya tuli ya pembejeo kwa mzunguko na OE, iliyochukuliwa saa U ke= -5V (Hitilafu: Chanzo cha marejeleo hakijapatikana), na thamani zilizopatikana I b. min Na I b. max kupata thamani 2 U pembejeo.m .

6. Amua upinzani wa pembejeo R pembejeo ya kuteleza kwa mkondo wa kubadilisha (bila kuzingatia kigawanyiko cha voltage R 1 Na R 2 ):

7
. Kuamua upinzani wa mgawanyiko R 1 Kwa R 2 . Ili kupunguza athari ya shunting ya kigawanyiko kwenye mzunguko wa pembejeo wa cascade ya AC, chukua

R
1-2  (8  12) R in ~

8. Amua mgawo wa uthabiti wa mteremko:

ambapo  M ndio faida kubwa zaidi ya sasa ya aina iliyochaguliwa ya transistor.

Kwa operesheni ya kawaida ya cascade, mgawo wa utulivu S haupaswi kuzidi vitengo kadhaa. (s
)

9. Tambua uwezo wa capacitor ya kutenganisha C p:

wapi Rout.T - upinzani wa pato la transistor, imedhamiriwa na sifa za pato za mzunguko wa OE. Katika hali nyingi R nje.T >>R KWA, ili tuweze kukubali R nje  R KWA + R N .

kukubaliwa kwa usakinishaji

10. Kuamua uwezo wa capacitor

1
1. Amua faida ya voltage ya kuteleza:

Kumbuka. Utaratibu uliotolewa wa hesabu hauzingatii mahitaji ya utulivu wa cascade.