Kada izračunavate stupnjeve pojačanja na poluvodičkim elementima, morate znati mnogo teorije. Ali ako želite napraviti najjednostavniji ULF, tada je dovoljno odabrati tranzistore za struju i dobit. Ovo je glavna stvar, još uvijek morate odlučiti u kojem načinu će pojačalo raditi. Ovisi gdje ga namjeravate koristiti. Uostalom, možete pojačati ne samo zvuk, već i struju - impuls za upravljanje bilo kojim uređajem.
Vrste pojačala
Kada se implementiraju nacrti stupnja za pojačanje na tranzistorima, potrebno je riješiti nekoliko važnih pitanja. Odmah odlučite u kojem će od načina rada uređaj raditi:
- A je linearno pojačalo, na izlazu postoji struja u bilo kojem trenutku tijekom rada.
- V - struja teče samo tijekom prve polovine ciklusa.
- C - uz visoku učinkovitost, nelinearna izobličenja postaju jača.
- D i F - načini rada pojačala u "ključnom" načinu(prekidač).
Uobičajeni krugovi tranzistorskog pojačala:
- S fiksnom strujom u osnovnom krugu.
- S fiksiranjem napona u bazi.
- Stabilizacija kolektorskog kruga.
- Stabilizacija kruga emitera.
- ULF tip diferencijala.
- Push-pull bas pojačala.
Da biste razumjeli princip rada svih ovih shema, morate barem nakratko razmotriti njihove značajke.
Fiksiranje struje u osnovnom krugu
Ovo je najjednostavniji krug pojačala koji se može koristiti u praksi. Zbog toga ga naširoko koriste radioamateri početnici - neće biti teško ponoviti dizajn. Baza i kolektorski krug tranzistora napajaju se iz istog izvora, što je prednost dizajna.
Ali ima i nedostataka - ovo je jaka ovisnost nelinearnih i linearnih parametara ULF-a o:
- Napajanje.
- Stupanji disperzije parametara poluvodičkih elemenata.
- Temperature - prilikom izračunavanja stupnja pojačanja, ovaj parametar se mora uzeti u obzir.
Ima dosta nedostataka, ne dopuštaju korištenje ovakvih uređaja u modernoj tehnologiji.
Stabilizacija osnovnog napona
U načinu A, pojačavajuće stupnjeve na bipolarnim tranzistorima mogu raditi. Ali ako popravite napon na bazi, onda možete koristiti i terenske radnike. Samo će to popraviti napon ne baze, već vrata (nazivi pinova za takve tranzistore su različiti). na dijagramu umjestobipolarni element je ugrađen u polje, ništa se neće morati prepravljati. Vi samo trebate odabrati otpor otpornika.
Takve se kaskade ne razlikuju po stabilnosti, njegovi glavni parametri su narušeni tijekom rada, i to vrlo snažno. Zbog izrazito loših parametara ovakva shema se ne koristi, već je u praksi bolje koristiti izvedbe sa stabilizacijom kolektorskih ili emiterskih krugova.
Stabilizacija kolektorskog kruga
Kada se koriste sklopovi stupnja za pojačavanje na bipolarnim tranzistorima sa stabilizacijom kolektorskog kruga, ispada da na svom izlazu drži oko polovicu napona napajanja. Štoviše, to se događa u relativno velikom rasponu napona napajanja. To je učinjeno zbog činjenice da postoji negativna povratna informacija.
Takve kaskade se široko koriste u visokofrekventnim pojačalima - UFC, IF, međuspremnik uređajima, sintisajzerima. Takvi se sklopovi koriste u heterodinskim radio prijemnicima, odašiljačima (uključujući mobilne telefone). Opseg takvih shema je vrlo velik. Naravno, u mobilnim uređajima sklop nije implementiran na tranzistoru, već na kompozitnom elementu - jedan mali silicijski kristal zamjenjuje ogroman krug.
Stabilizacija emitera
Ovi sklopovi se često mogu naći, jer imaju jasne prednosti - visoku stabilnost karakteristika (u usporedbi sa svim gore opisanim). Razlog je vrlo velika dubina strujne (DC) povratne informacije.
Pojačavanjekaskade na bipolarnim tranzistorima, napravljene sa stabilizacijom emiterskog kruga, koriste se u radio prijemnicima, odašiljačima, mikro krugovima za povećanje parametara uređaja.
Uređaji za diferencijalno pojačanje
Diferencijalno pojačalo stupnja se koristi prilično često, takvi uređaji imaju vrlo visok stupanj otpornosti na smetnje. Za napajanje takvih uređaja možete koristiti niskonaponske izvore - to vam omogućuje smanjenje veličine. Dif-pojačalo se dobiva spajanjem emitera dvaju poluvodičkih elemenata na isti otpor. "Klasični" krug diferencijalnog pojačala prikazan je na donjoj slici.
Takve se kaskade vrlo često koriste u integriranim krugovima, operativnim pojačalima, pojačalima, FM prijamnicima, radio stazama mobilnih telefona, frekvencijskim miješalicama.
Push-pull pojačala
Push-pull pojačala mogu raditi u gotovo svim modovima, ali se najčešće koristi B. Razlog je što se ovi stupnjevi ugrađuju isključivo na izlazima uređaja i tu je potrebno povećati učinkovitost kako bi se osiguralo visoka razina učinkovitosti. Moguća je implementacija push-pull pojačala kako na poluvodičkim tranzistorima s istom vrstom vodljivosti, tako i s različitim. "Klasični" sklop push-pull tranzistorskog pojačala prikazan je na donjoj slici.
Bez obzira na način rada pojačala, pokazalo se da značajno smanjujebroj parnih harmonika u ulaznom signalu. To je glavni razlog raširene uporabe takve sheme. Push-pull pojačala se često koriste u CMOS-u i drugim digitalnim komponentama.
Shema sa zajedničkom osnovom
Ovaj tranzistorski sklopni sklop je relativno čest, radi se o krugu s četiri terminala - dva ulaza i isti broj izlaza. Štoviše, jedan ulaz je i izlaz, spojen 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:
- Shema za fiksiranje bazne struje.
- Osnovna stabilizacija napona.
- Stabilizacija kolektora.
- Stabilizacija emitera.
Obilježje sklopova sa zajedničkom bazom je vrlo niska vrijednost ulaznog otpora. Jednaka je otporu emiterskog spoja poluvodičkog elementa.
Zajednički kolektorski krug
Konstrukcije ovog tipa također se često koriste, radi se o mreži s 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 kruga može se izdvojiti njegov visoki ulazni otpor. Zbog toga se često koristi u bas pojačalima.
Za napajanje tranzistora potrebno jekoristiti stabilizaciju struje. Za to je idealna stabilizacija emitera i kolektora. Treba napomenuti da takav sklop ne može invertirati dolazni signal, ne pojačava napon, iz tog razloga se naziva "emiterski sljedbenik". Takvi sklopovi imaju vrlo visoku stabilnost parametara, dubina DC povratne veze (povratne veze) je gotovo 100%.
Zajednički emiter
Stepeni pojačala sa zajedničkim emiterom imaju vrlo visoko pojačanje. Uz korištenje takvih sklopnih rješenja izrađuju se visokofrekventna pojačala, koja se koriste u modernoj tehnologiji - GSM, GPS sustavi, u bežičnim Wi-Fi mrežama. Četveropol (kaskada) ima dva ulaza i isti broj izlaza. Štoviše, emiter je povezan istovremeno s jednim izlazom opterećenja i izvorom signala. Za napajanje kaskada sa zajedničkim emiterom, poželjno je koristiti bipolarne izvore. Ali ako to nije moguće, dopuštena je uporaba unipolarnih izvora, samo što je malo vjerojatno da će postići veliku snagu.
