هنگام محاسبه مراحل تقویت بر روی عناصر نیمه هادی، باید تئوری های زیادی را بدانید. اما اگر می خواهید ساده ترین ULF را بسازید، کافی است ترانزیستورها را برای جریان و بهره انتخاب کنید. این نکته اصلی است، شما هنوز باید تصمیم بگیرید که تقویت کننده در کدام حالت باید کار کند. بستگی به جایی دارد که قصد استفاده از آن را دارید. پس از همه، شما می توانید نه تنها صدا، بلکه جریان را نیز تقویت کنید - یک ضربه برای کنترل هر دستگاهی.
انواع تقویت کننده
هنگامی که طراحی مراحل تقویت در ترانزیستورها اجرا می شود، چندین موضوع مهم باید مورد توجه قرار گیرد. فوراً تصمیم بگیرید که دستگاه در کدام یک از حالت‌ها کار کند:
- A یک تقویت کننده خطی است، جریان در خروجی در هر زمانی در طول کار وجود دارد.
- V - جریان فقط در نیمه اول چرخه جریان دارد.
- C - با راندمان بالا، اعوجاج های غیر خطی قوی تر می شوند.
- D و F - حالت های عملکرد تقویت کننده ها در حالت "کلید".(سوئیچ).
مدارهای تقویت کننده رایج ترانزیستور:
- با جریان ثابت در مدار پایه.
- با تثبیت ولتاژ در پایه.
- تثبیت مدار کلکتور.
- تثبیت مدار امیتر.
- نوع دیفرانسیل ULF.
- تقویت کننده های باس فشاری.
برای درک اصل عملکرد همه این طرح ها، باید حداقل به طور خلاصه ویژگی های آنها را در نظر بگیرید.
تثبیت جریان در مدار پایه
این ساده ترین مدار مرحله تقویتی است که می توان در عمل از آن استفاده کرد. به همین دلیل، به طور گسترده ای توسط آماتورهای رادیویی تازه کار استفاده می شود - تکرار طرح دشوار نخواهد بود. مدارهای پایه و کلکتور ترانزیستور از یک منبع تغذیه می شوند که این مزیت طراحی است.
اما معایبی نیز دارد - این وابستگی شدید پارامترهای غیر خطی و خطی ULF به:
است.
- منبع تغذیه.
- درجات پراکندگی پارامترهای عنصر نیمه هادی.
- دما - هنگام محاسبه مرحله تقویت، این پارامتر باید در نظر گرفته شود.
کمبودهای بسیار کمی وجود دارد، آنها اجازه استفاده از چنین وسایلی را در فناوری مدرن نمی دهند.
تثبیت ولتاژ پایه
در حالت A، مراحل تقویت در ترانزیستورهای دوقطبی می تواند کار کند. اما اگر ولتاژ پایه را ثابت کنید، حتی می توانید از کارگران میدانی استفاده کنید. فقط این ولتاژ را نه پایه، بلکه دروازه را ثابت می کند (نام پین های چنین ترانزیستورها متفاوت است). در نمودار به جایعنصر دوقطبی در فیلد نصب شده است، هیچ چیز نیازی به بازسازی ندارد. فقط باید مقاومت مقاومت ها را انتخاب کنید.
چنین آبشارهایی از نظر پایداری تفاوتی ندارند، پارامترهای اصلی آن در حین کار و به شدت نقض می شود. به دلیل پارامترهای بسیار ضعیف، از چنین طرحی استفاده نمی شود، در عوض، بهتر است در عمل از طرح هایی با تثبیت مدارهای کلکتور یا امیتر استفاده شود.
تثبیت مدار کلکتور
هنگام استفاده از مدارهای مراحل تقویت کننده در ترانزیستورهای دوقطبی با تثبیت مدار کلکتور، معلوم می شود که حدود نیمی از ولتاژ تغذیه را در خروجی خود نگه می دارد. علاوه بر این، این در محدوده نسبتاً زیادی از ولتاژهای تغذیه اتفاق می افتد. این به دلیل این واقعیت است که بازخورد منفی وجود دارد.
این گونه آبشارها به طور گسترده در تقویت کننده های فرکانس بالا - UFC، IF، دستگاه های بافر، سینت سایزرها استفاده می شود. چنین مدارهایی در گیرنده های رادیویی هترودین، فرستنده ها (از جمله تلفن های همراه) استفاده می شود. دامنه چنین طرح هایی بسیار بزرگ است. البته، در دستگاه های تلفن همراه، مدار نه بر روی یک ترانزیستور، بلکه روی یک عنصر کامپوزیت اجرا می شود - یک کریستال سیلیکونی کوچک جایگزین یک مدار بزرگ می شود.
تثبیت کننده امیتر
این مدارها را اغلب می توان یافت، زیرا دارای مزایای واضح هستند - پایداری بالای ویژگی ها (در مقایسه با تمام مواردی که در بالا توضیح داده شد). دلیل آن عمق بسیار زیاد بازخورد جریان (DC) است.
تقویت کنندهآبشارهای روی ترانزیستورهای دوقطبی، ساخته شده با تثبیت مدار امیتر، در گیرنده‌های رادیویی، فرستنده‌ها، میکرو مدارها برای افزایش پارامترهای دستگاه‌ها استفاده می‌شوند.
دستگاه های تقویت کننده دیفرانسیل
مرحله تقویت دیفرانسیل اغلب استفاده می شود، چنین دستگاه هایی دارای درجه بسیار بالایی از مصونیت در برابر تداخل هستند. برای تغذیه چنین دستگاه هایی می توانید از منابع ولتاژ پایین استفاده کنید - این به شما امکان می دهد اندازه را کاهش دهید. یک تقویت کننده دیافراگم با اتصال تابشگرهای دو عنصر نیمه هادی به یک مقاومت به دست می آید. مدار تقویت کننده دیفرانسیل "کلاسیک" در شکل زیر نشان داده شده است.
این گونه آبشارها اغلب در مدارهای مجتمع، تقویت کننده های عملیاتی، تقویت کننده ها، گیرنده های FM، مسیرهای رادیویی تلفن همراه، میکسرهای فرکانس استفاده می شوند.
تقویت کننده های فشاری
تقویت‌کننده‌های فشاری تقریباً در هر حالتی می‌توانند کار کنند، اما B اغلب استفاده می‌شود. دلیل آن این است که این مراحل منحصراً در خروجی دستگاه‌ها نصب می‌شوند و در آنجا برای اطمینان از افزایش کارایی لازم است. سطح بالایی از کارایی می توان مدار تقویت کننده فشار کش را هم روی ترانزیستورهای نیمه هادی با رسانایی یکسان و هم با ترانزیستورهای مختلف پیاده سازی کرد. مدار "کلاسیک" تقویت کننده ترانزیستور فشاری در شکل زیر نشان داده شده است.
صرف نظر از حالت عملکرد مرحله تقویت، به نظر می رسد که به طور قابل توجهی کاهش می یابدتعداد هارمونیک های زوج در سیگنال ورودی این دلیل اصلی استفاده گسترده از چنین طرحی است. تقویت‌کننده‌های فشاری اغلب در CMOS و سایر اجزای دیجیتال استفاده می‌شوند.
طرح با پایه مشترک
این مدار سوئیچینگ ترانزیستور نسبتاً رایج است، یک مدار چهار ترمینالی است - دو ورودی و همان تعداد خروجی. علاوه بر این، یک ورودی نیز یک خروجی است، به ترمینال "پایه" ترانزیستور متصل است. یک خروجی از منبع سیگنال و یک بار (به عنوان مثال، یک بلندگو) به آن متصل می شود.
برای تغذیه آبشار با پایه مشترک، می توانید از:
استفاده کنید
- طرح تثبیت جریان پایه.
- تثبیت ولتاژ پایه.
- تثبیت کننده کلکتور.
- تثبیت کننده امیتر.
یکی از ویژگی های مدارهای با پایه مشترک، مقدار بسیار پایین مقاومت ورودی است. برابر است با مقاومت محل اتصال امیتر عنصر نیمه هادی.
مدار جمع کننده رایج
ساختارهایی از این نوع نیز اغلب استفاده می شوند، این یک شبکه چهار ترمینالی است که دارای دو ورودی و همان تعداد خروجی است. شباهت های زیادی با مدار تقویت کننده پایه رایج وجود دارد. فقط در این مورد، کلکتور یک نقطه اتصال مشترک برای منبع سیگنال و بار است. از جمله مزایای چنین مداری می توان مقاومت ورودی بالای آن را مشخص کرد. به همین دلیل، اغلب در تقویت کننده های باس استفاده می شود.
برای تغذیه ترانزیستور، لازم استاز تثبیت جریان استفاده کنید تثبیت کننده امیتر و کلکتور برای این کار ایده آل است. لازم به ذکر است که چنین مداری نمی تواند سیگنال ورودی را معکوس کند، ولتاژ را تقویت نمی کند، به همین دلیل به آن "پیرو امیتر" می گویند. چنین مدارهایی دارای پایداری بسیار بالایی از پارامترها هستند، عمق بازخورد DC (بازخورد) تقریباً 100٪ است.
ساطع کننده معمول
مراحل
آمپر با امیتر مشترک بهره بسیار بالایی دارند. با استفاده از چنین راه حل های مداری است که تقویت کننده های فرکانس بالا ساخته می شوند که در فناوری مدرن - سیستم های GSM، GPS، در شبکه های Wi-Fi بی سیم استفاده می شود. یک چهار قطبی (آبشاری) دارای دو ورودی و به همان تعداد خروجی است. علاوه بر این، امیتر به طور همزمان با یک خروجی بار و منبع سیگنال متصل می شود. برای تغذیه آبشارها با یک قطره چکان مشترک، استفاده از منابع دوقطبی مطلوب است. اما اگر این امکان پذیر نیست، استفاده از منابع تک قطبی مجاز است، فقط بعید است که به قدرت بالا دست یابد.
