Simple amplifier transistors kwa mkono. Amplifier ya transistor moja: mpango

Amplifier transistors, licha historia yake tayari kwa muda mrefu, ni favorite somo la utafiti, Kompyuta na Hams yenye heshima. Na hii ni kueleweka. Ni sehemu muhimu ya vifaa vingi vya radio habari Amateur: receivers redio na amplifiers katika chini (sonic) frequency. Sisi kuangalia jinsi ya kujenga rahisi amplifiers chini frequency transistors.

frequency majibu ya amplifier

Katika televisheni au redio, katika kila kituo cha muziki au amplifier transistor unaweza kupata amplifiers audio (Asili frequency - LF). tofauti kati ya amplifiers redio transistor na aina nyingine ni tabia yao ya mzunguko.

Audio amplifier transistors ina majibu frequency gorofa katika bendi frequency kutoka 15 Hz na 20 kHz. Hii ina maana kwamba pembejeo ishara zote na mzunguko ndani ya safu hii, amplifier hubadilisha (ongezeko) takriban kwa usawa. takwimu hapa chini linaonyesha viwianishi "faida amplifier Ku - Input frequency" Curve inaonyesha bora frequency tabia ya amplifier audio.

Curve Hii ni karibu gorofa kutoka 15 Hz na 20 kHz. Hii ina maana ya kuomba uwezo wa kuwa usahihi pembejeo ishara na marudio ya kati ya 15 Hz na 20 kHz. Ishara ya pembejeo na marudio ya juu 20 kHz na chini ya 15 Hz ufanisi na ubora wa kazi yake kwa kasi kupungua.

Aina frequency tabia ya amplifier imedhamiria kwa vipengele elektroniki (ERE) ya mzunguko wake, hasa transistors wenyewe. Audio amplifier transistors kawaida wamekusanyika katika kile kinachoitwa chini na wa kati frequency transistor na Bandwidth jumla ya ishara pembejeo kutoka mamia na mamia ya Hz 30 kHz.

kazi darasa amplifier

Kama inajulikana, kulingana na kiasi cha mwendelezo wa mtiririko wa sasa wakati wa kipindi cha kupitia hatua transistor amplifier (amplifier) kutofautisha kazi zifuatazo madarasa yake: "A", "B", "AB", "C", "D".

Katika operesheni ya darasa sasa "A" inapita kuteleza katika kipindi 100% ya pembejeo. cascade kazi katika darasa hili ya unaeleza kuchora.

Katika darasa la uendeshaji wa hatua amplifier "AB" mtiririko wa sasa therethrough zaidi ya 50% lakini chini ya 100% ya kipindi cha kuingiza (kuona. Kielelezo chini).

Katika darasa la kuteleza "B" mtiririko wa sasa therethrough hasa 50% ya kipindi ishara ya pembejeo, kama mfano katika kuchora.

Na hatimaye katika darasa la kuteleza "C" mtiririko wa sasa therethrough katika chini ya 50% ya kipindi ya pembejeo.

LF amplifier transistors: uharibifu mkubwa katika kazi darasani

Katika uwanja wa transistor amplifier uendeshaji Class "" ina kiwango cha chini cha kuvuruga harmonic. Lakini kama ishara ina uzalishaji voltage mapigo, na hivyo kusababisha kueneza ya transistors, harmonics zaidi (hadi dakika 11) kuonekana karibu kila "kawaida" pato harmonic. Hii husababisha uzushi wa transistor kinachojulikana, au sauti ya chuma.

Kama nguvu amplifiers LF transistors na nguvu na udhibiti, ishara zao pato ni modulated katika karibu amplitude na mains frequency. Hii inasababisha rigidity ya sauti kwenye kona ya kushoto mwa majibu frequency. Mbinu mbalimbali kwa utulivu wa amplifier voltage hufanya kubuni ngumu zaidi.

Mfano ufanisi moja kumalizika darasa A amplifier hayazidi 20% kwa sababu ya transistor daima wazi na kuendelea kati ya mara kwa mara sehemu ya sasa. Unaweza kufanya darasa push-pull amplifier, ufanisi itaongeza kiasi fulani, lakini nusu ya wimbi signal itakuwa zaidi unbalanced. Tafsiri ya hatua ya kazi ya darasa "A" katika kazi darasa "AB" kuongezeka mara nne harmonic kuvuruga, ingawa ufanisi wa mpango wake katika kesi hii ni kuongezeka.

Katika amplifiers huo darasa "AB" na "B" upotovu kuongeza vile kupunguza kiwango cha ishara. Involuntarily kerf wanataka amp sauti kukamilisha hisia ya nguvu na mienendo ya muziki, lakini mara nyingi haina msaada.

madarasa kati ya kazi

Katika kufanya kazi darasa "A" ina aina ya - darasa "A +". Hivyo, chini ya voltage pembejeo transistors ya amplifier hii ya darasa kazi katika darasa "A" na high-voltage transistors pato la amplifier ni ulizidi uingizaji ishara yao kwenda juu ya kiwango fulani katika madarasa "V" au "AB". Gharama ya cascades kama bora kuliko safi ya darasa "A", wakati nonlinear kuvuruga chini (0.003%). Hata hivyo, pia sauti "metali" kutokana na kuwepo kwa harmonics ya juu katika ishara pato.

Katika darasa nyingine ya amplifiers - "AA" ngazi ya kuvuruga harmonic ni ya chini - kama 0.0005%, lakini harmonics juu pia sasa.

Rejea transistor amplifier ya darasa "A"?

Leo, wataalamu wengi katika uwanja wa sauti ya ubora wa uzazi mtetezi kurudi amplifiers tube, tangu ngazi ya kuvuruga harmonic na harmonics ilianzishwa na yao ndani ya ishara ya pato, ni wazi chini kuliko ile ya transistors. Hata hivyo, faida hizi ni kukabiliana na kiasi kikubwa haja ya transformer vinavyolingana kati ya hatua ya juu ya upinzani tube pato na chini impedance wasemaji wa sauti. Hata hivyo, transistors rahisi na nguvu zinaweza kufanywa na pato transformer, kama itakuwa inavyoonekana hapa chini.

Pia kuna maoni kwamba mwisho ubora wa sauti tu kutoa mseto tube-transistor amplifier, yote ambayo ni hatua moja ya mzunguko hayatumii maoni hasi , na kufanya kazi katika darasa "A". Hiyo ni, kurudia ni amplifier nguvu kwenye transistor moja. mzunguko kuwa kufikiwa ufanisi wake upeo (katika darasa "A") si zaidi ya 50%. Lakini wala nguvu wala ufanisi amplifier ni dalili ya ubora wa uzazi sauti. umuhimu wa pekee unahusishwa na ubora na linearity ya ERE katika mzunguko.

Kwa kuwa moja ya kumalizika mzunguko ni kama mtazamo, tunaona chini ya uwezekano wao.

Single-kumalizika amplifier juu ya transistor moja

Mpango yake, kufanywa na emitter kawaida na RC-vifungo juu ya pembejeo na mazao ishara kwa ajili ya darasa "A" ni hapa chini.

Kuna ni inavyoonekana muundo transistor Q1 NPN. mtoza yake kupitia sasa kikwazo resistor R3 imeunganishwa na terminal chanya + VCC, na emitter - kwa -Vcc. Power transistor PNP muundo itakuwa na mzunguko huo, lakini umeme vituo swapped.

C1 - kuzuia capacitor, ambapo AC pembejeo signal ni kutengwa na DC voltage VCC. Katika hali hii, C1 haizuii kifungu ya AC pembejeo sasa kwa njia ya makutano "msingi -. Q1 transistor emitter" Resistors R1 na R2 pamoja na mpito ya upinzani "E - B" kuunda msuluhishi voltage VCC kuchagua uendeshaji hatua ya transistor Q1 katika hali tuli. Mfano wa mzunguko huu ni thamani ya R2 = 1 kohm, na msimamo wa uhakika wa uendeshaji - VCC / 2. R3 ni mzigo resistor na mtoza mzunguko hutumiwa kujenga mtoza AC voltage pato.

Tuseme kwamba VCC = 20 V, R2 = 1 ohm, na faida ya h sasa = 150. voltage juu ya emitter kuchagua Ve = 9, na voltage tone katika makutano "E - B" inadhaniwa sawa na VBE = 0,7 V. thamani hii inalingana na kile kinachoitwa transistors silicon. Kama sisi kuchukuliwa amplifier juu ya transistors Gerimani, voltage tone katika kipindi cha mpito wazi "E - B" itakuwa sawa na VBE = 0,3 V.

emitter sasa ni wastani wa sawa na mtoza sasa

Yaani = 9 B / 1 k = 9 mA ≈ Ic.

Msingi wa sasa Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 UA.

voltage tone katika resistor R1

V (R1) = VCC - Vb = VCC - (VBE + Ve) = 20 V - 9.7 V = 10.3 V,

R1 = V (R1) / Ib = 10,3 V / 60 mA = 172 Ohm.

C2 zinahitajika kujenga mlolongo kupita AC sehemu ya emitter (mtoza sasa kweli). Kama haikuwa, basi resistor R2 sana vikwazo kwa sehemu AC, ili somo nguvu ya hisia mseto transistor ingekuwa chini faida ya sasa.

Katika mahesabu yetu sisi kudhani kuwa Ic = Ib h, ambapo Ib - msingi sasa inapita ndani yake kutoka emitter na hutokea wakati kutumika kwa upendeleo msingi. Hata hivyo, kila mara kwa njia ya msingi (kama mbele ya makazi yao, na bila hivyo) kuendelea zaidi na kuvuja sasa ya Icb0 mtoza. Kwa hiyo, mali mtoza sasa ni Ic = Ib h + Icb0 h, yaani kuvuja sasa katika mzunguko na MA kukuzwa mara 150. Kama sisi kuchukuliwa amplifier juu ya transistors Gerimani, ukweli huu bila kuwa na kuchukuliwa katika akaunti ya katika mahesabu. ukweli kwamba transistors Gerimani na muhimu Icb0 utaratibu wa microamps chache. Katika silicon, yeye maagizo tatu ya ukubwa ndogo (karibu NA kadhaa), hivyo ni kawaida kupuuzwa katika mahesabu.

Single-kumalizika amplifaya na MOS-transistor

Kama na FET yoyote amplifier, kuchukuliwa mpango ina mwenzake yake kati ya amplifiers ya transistors bipolar. Kwa hiyo, tunaona uliopita mzunguko Analog na emitter kawaida. Ni ya maandishi kutoka kwa chanzo ya kawaida na RC-vifungo juu ya pembejeo na mazao ishara kwa ajili ya darasa "A" na ni inavyoonekana hapa chini.

Kuna C1 - kuzuia capacitor, ambapo AC pembejeo signal ni kutengwa na DC voltage Vdd. Kama inajulikana, yoyote amplifier FET lazima mlango uwezo wa MIS yake transistors chini vyanzo uwezo wao. Katika mzunguko huu mlango ni msingi resistor R1, baada ya kawaida ya upinzani juu (100 kOhm kwa 1 MOhm), siyo shunted kwa ishara ya kuingiza. sasa kwa njia ya R1 ni karibu haiwezi kupita, hivyo uwezo mlango wakati hakuna ishara ya pembejeo ni sawa na uwezo ardhi. uwezo wa chanzo juu ya uwezo ardhi kutokana na kushuka voltage hela resistor R2. Hivyo, mlango uwezo ni chini zaidi kuliko uwezo chanzo, ambayo ni muhimu kwa ajili ya kazi ya kawaida ya Q1. capacitor C2 na resistor R3 kazi moja kama katika mpango uliopita. Tangu mzunguko huu na chanzo ya kawaida, kisha ya pembejeo na mazao ishara ni awamu kubadilishwa kwa 180 °.

Amplifaya na transformer pato

tatu rahisi moja-hatua amplifier transistors inavyoonekana katika kielelezo hapo chini, pia kimeundwa kwa kawaida-emitter kufanya kazi katika darasa "A", lakini kwa chini Impedans msemaji ni kushikamana kupitia transformer zinazolingana.

msingi vilima ya transformer T1 ni mzigo wa ushuru wa transistor Q1 na mzunguko yanaendelea pato signal. T1 transmits pato signal na msemaji, na hutoa kamili uratibu pato transistor na upinzani chini (kuhusu ohms kadhaa) impedance msemaji.

Voltage msuluhishi mtoza chanzo cha umeme VCC zilizokusanywa resistors R1 na R3, hutoa uteuzi wa uhakika wa uendeshaji wa transistor Q1 (upendeleo voltage kwenye msingi yake). Uteuzi wa mambo iliyobaki ya amplifier ni sawa na katika miradi ya awali.

push-pull redio amplifier

Push-pull amplifier LF transistors mbili hugawanyika pembejeo audio signal frequency na mbili antiphase nusu-wimbi, ambapo kila ni kuimarishwa kwa hatua yake ya transistor. Baada ya kufanya hayo nusu-wimbi kujiongezea nguvu ni pamoja ndani ya muhimu harmonic ishara, ambayo ni kupitishwa kwa mfumo msemaji. Kama ya masafa ya chini ishara ya uongofu (splitting na re-kuunganisha) asili husababisha uharibifu Malena humo kutokana na tofauti ya mzunguko na mali nguvu ya mbili mzunguko transistor. uharibifu hizi kupunguzwa redio bora kwa amplifier pato.

Push-pull amplifier kazi katika darasa "" ni vizuri kuzaliana tata sauti ishara, kama mara kwa mara thamani ya sasa ni kuongezeka daima unapita ndani ya mabega yao. Hii inasababisha unbalance wa nusu mawimbi mawimbi, awamu ya kuvuruga na hatimaye kupoteza utambuzi wa sauti. By joto, wawili transistors nguvu ni kuongezeka mara mbili katika kuvuruga chini na subsonic frequency ishara. Hata hivyo, faida kuu ya mzunguko push-pull ni ufanisi wake kukubalika na kuongeza pato nguvu.

Push-kuvuta amplifier mzunguko na transistors ni inavyoonekana katika Mtini.

amplifier hii inafanya kazi katika darasa "A", lakini inaweza kutumika na darasa "AB", na hata "B".

Transformerless nguvu amplifier transistor

Transformers, licha maendeleo katika miniaturization yao ni yote sawa bulky, nzito na ghali ERE. Kwa hiyo, ilibainika njia ya kuondokana na transformer ya mzunguko push-pull na utekelezaji kwenye transistors mbili nguvu ya ziada ya aina mbalimbali (NPN na PNP). Wengi amplifiers kisasa nguvu kwa kutumia kanuni hii na ni iliyoundwa kufanya kazi katika darasa "B". mchoro wa hiyo nguvu amplifier ni hapa chini.

Wote transistor yake hupangwa kama kawaida-mtoza (emitter mfuasi). Kwa hiyo, mzunguko uhamisho pembejeo voltage ya pato bila ya kujiongezea nguvu. Kama ishara ya pembejeo haipo, transistors vyote vimewashwa mpaka wa juu wa serikali, lakini ni akageuka mbali.

Wakati ishara harmonic ni inputted, ni kufungua chanya nusu-wimbi TR1, lakini inahitaji PNP TR2 transistor kikamilifu katika hali ya cutoff. Hivyo, tu chanya nusu-wimbi ni alijiinua mtiririko wa sasa kwa njia ya kupakia. hasi nusu-wimbi pembejeo signal kufungua tu kufunga TR2 na TR1 ili uwezo mzigo hutolewa kwa hasi nusu-wimbi la sasa. Matokeo yake, mzigo ni huru ya nguvu faida (kutokana na sasa kujiongezea) sinusoidal ishara.

Amplifier ya transistor moja

Kwa assimilation yaliyotangulia kukusanya amplifier transistors rahisi kwa mikono yao na kuangalia jinsi inavyofanya kazi.

Katika pamoja katika msingi mzunguko T. Kulisha nguvu mzunguko chini kama mzigo transistor BC107 aina T ikiwa ni pamoja na vifaa vya sauti na upinzani wa ohms 2-3, upendeleo voltage kwa msingi itatoa upinzani juu thamani resistor R * 1 MOhm, na kuondoa capacitance electrolytic C wa microfarads 10-100 microfarads itakuwa betri 4.5V / 0.3 AA

Kama resistor R * haijaunganishwa, hakuna msingi wa sasa Ib au Ic ya mtoza sasa. Kama resistor ni kushikamana, voltage juu ya msingi kuongezeka kwa 0.7 V, na kwa njia ya unapita sasa Ib = 4 mA. faida ya sasa ya transistor 250 ni sawa na ambayo inatoa Ic = 250Ib = 1 mA.

Kwa kuleta amplifier transistors rahisi kwa mikono yao wenyewe, tunaweza sasa uzoefu ni. Weka vipokea yako na kuweka kidole juu ya hatua ya 1 ya mzunguko. Utasikia kelele. Mwili wako ulivyo mionzi mains usambazaji katika mzunguko wa 50 Hz. kelele, habari kutoka headphones, na mionzi hii ni tu nguvu transistor. Hebu kueleza mchakato huu kwa undani zaidi. AC voltage na mzunguko wa 50 Hz imeunganishwa na msingi wa transistor kupitia capacitor C. voltage juu ya msingi sasa ni sawa na jumla ya DC upendeleo voltage (takriban 0.7 V), kuja kutoka resistor R *, na AC voltage "na kidole." Matokeo yake, mtoza sasa walipokea kutoka AC sehemu mzunguko wa 50 Hz. Hii sasa alternating hutumiwa kuhama msemaji kiwambo na kurudi kwa mzunguko huo, ambayo ina maana kwamba tutakuwa na uwezo wa kusikia sauti ya 50 Hz pato.

Kucheza 50 Hz kelele si kusisimua sana, hivyo inaweza kuwa kushikamana na pointi 1 na 2, ya masafa ya chini signal chanzo (CD-mchezaji au maikrofoni) na kuimarishwa sikia hotuba au muziki.