ingångBeräkning av transistorförstärkare med återkoppling. Beräkning av förstärkaren med en gemensam emitter
Analytisk översikt
Lågfrekvensförstärkare är baserade på bipolär och fälttransistorer I en diskret eller integrerad version. I kvaliteten på ingångssignalkällan i lågfrekventa förstärkare kan vilken signal som helst innefatta (sensor, tidigare förstärkare, mikrofon etc.) De flesta av ingångskällorna utvecklar en mycket låg spänning. Servera det direkt till kraftförstärkningen Cascade är inte meningsfull, eftersom det med en svag styrspänning är omöjligt att erhålla signifikanta förändringar i utgångsströmmen och därmed utgångseffekten. Sammansättningen av förstärkarens strukturella schema, förutom utmatningskaskaden som ger den erforderliga effekten, innefattar pre-amplifieringskaskader.
Dessa kaskader är vanliga att klassificera av typen av lastmotståndet i transistorns utgångskrets. Den största användningen erhölls genom resistiva förstärkande kaskader, vars lastmotstånd är motståndet. Transformatorn kan också användas som transistor. Sådana kaskader kallas transformator.
I förförbättringskaskaderna på bipolära transistorer används ofta en krets med en vanlig emitter, vilken har en högspänning och effektförstärkningskoefficient, relativt stort ingångsresistens och tillåter en att använda en allmän källa Näring för emitter och kollektorkedjor.
Enkel schema Den resistiva förstärkande kaskaden med en gemensam emitter och strömförsörjning från en källa visas i figur 1.
Figur 1 - Det enklaste diagrammet för det resistiva förstärkande kaskaden
Detta schema kallas ett diagram med en fast basström. Förskjutningen av basens fasta ström kännetecknas av ett minimum antal delar och låg strömförbrukning från strömförsörjningen. Dessutom är relativt stort motståndsmotstånd R B. Praktiskt taget påverkar inte storleken på kaskadens ingångsresistans. Emellertid är denna förskjutningsmetod endast lämplig när kaskaden arbetar med små fluktuationer i transistortemperaturen. Dessutom, den stora scatter och instabiliteten hos parametrarb. Även samma typ av transistorer gör driftsättet för kaskaden instabil när du byter transistor, såväl som över tiden.
En effektivare är en krets med en fast biaspänning baserad på databasen som visas i figur 2.
Figur 2 - Schema med spänningsdelare
I detta schema motstånd och Ansluten parallell strömkälla e till, därigenom bilda en spänningsdelare. Delare som bildas av motstånden och Måste ha ett tillräckligt stort motstånd, annars kommer ingångsmotståndet hos kaskaden att vara liten.
Vid konstruktion av transistorförstärkare är det nödvändigt att vidta åtgärder för att stabilisera arbetsplatsens position på egenskaperna. Anledningen till vilken du måste tillgripa dessa åtgärder är effekten av temperatur. Det finns flera alternativ för den så kallade termostabiliseringen av driften av transistorns kaskader. De vanligaste alternativen presenteras i figurerna 3,4,5.
I systemet (se figur 3) ingår termistorn med en negativ temperaturkoefficient motstånd i baskedjan på ett sådant sätt att en negativ spänning med en ökning av temperaturen minskar genom att reducera termistorns motstånd. I det här fallet är det en minskning av den nuvarande basen, och därmed strömmen hos kollektorn.
Figur 3 - Schema med termistor
Ett av de möjliga termiska stabiliseringsscheman med en halvledardiod visas i figur 4.
Figur 4 - termiskt stabiliseringsschema med halvledardiod
I detta schema är dioden påslagen i motsatt riktning och temperaturens karakteristik för diodens omvänd ström bör likna transistorkollektorens omvänd ström. Vid byte av transistorn försämras stabiliteten på grund av spridningen av kollektorns omvänd ström.
Den högsta fördelningen var det termiska stabiliseringsschemat som visas i figur 5.
Figur 5 - Schema med emitterstabiliseringskedje rese
I detta schema, mot den fasta direktspänningen av förskjutningen avlägsnades från motståndet Inkluderade spänning som härrör från motståndet r E. När du passerar genom det, strömmen av emitteren. Låt, till exempel med en ökning av temperaturen ökar den konstanta komponenten i kollektorströmmen. En ökning av kollektorströmmen leder till en ökning av emitterens ström och spänningsfallet på motståndet R E. . Som ett resultat minskar spänningen mellan emitteren och basen, vilket leder till en minskning av basens ström och följaktligen kollektorströmmen. I de flesta fall är motståndet r E. Det är shunted av en kondensator med stor kapacitet. Detta görs för att avlägsna emitterströmskomponentvariabeln från R-motståndet R e.
3 Ritning av strukturschemat
För den projicerade förstärkaren är det lämpligt att applicera ett diagram innefattande en spänningsdelare, separering av kapacitiva element (kondensatorer).
Spänningsdelaren är utformad för att avge spänningen baserat på databasen. Delaren består av att motstå R B1.och R. B2.. Motstånd R. B1.ansluts till K. positiv kontakt med källan till den konstanta spänningen av EC parallellt med kollektorresistansen R K och R B2.mellan basen av basen och den negativa kontakten med källan till den konstanta spänningen i EG.
Separata kondensatorer tjänar till att skära av den konstanta komponenten i den aktuella signalen (dvs funktionen hos dessa element saknas inte d.c.). De är belägna mellan förstärkarkaskaderna, mellan signalkällan och kaskaderna, såväl som mellan förstärkarens sista kaskad och belastningen (konsumenten av den förbättrade signalen).
Dessutom används kondensatorer i emitrystabiliseringskretsen. Ansluten parallellt med Emirates motstå RA.
Tjäna för att avlägsna variabeln av komponentsignalen från emitterens motstånd.
Principen om drift av tvåstegs kvarhållare presenteras i figur 6.
Figur 6- Strukturdiagram över en tvåstegsförstärkare
Från källan till signalen till det första steget i förstärkaren matas en svag signal, vilken förbättras på transistorn på grund av den konstanta matningsspänningen erhållen från strömförsörjningen. Därefter träffar redan flera gånger den förstärkta signalen ingången på den andra kaskaden, där
Effektspänningen förbättras också till den önskade signalnivån, varefter den sänds till konsumenten (i denna fallbelastning).
Uppgiften:
Utveckla ett schema förförstärkare Låg genomsnittlig strömfrekvensspänning med angivna parametrar:
Amplitudvärdet av spänningen vid förstärkarens US \u003d 6 V;
Amplitudvärdet för källsignalen UVH \u003d 0,15 V;
Källspänning av konstant spänning i kollektorkretsenEK \u003d 20 V;
Motstånd i förstärkarkretsen av förstärkaren RN \u003d 3,3 Com;
Intervall av förbättrade frekvenser f n f b \u003d 20 Hz - 20000 Hz;
Frekvensförvrängningskoefficient m B \u003d 1,18;
Internt motstånd hos signalkällan RI \u003d 130 ohm.
Vi definierar den maximala spänningssamlaren - Emitter UCE, måste uppfylla villkoret:
UKAMA ≥ 1,2 × EC.
UKAMA ≥ 1,2 × 20 \u003d 24 V.
Förbi villkoren är lämpliga transistorGT 404A (Bilaga A)
h12E \u003d 30 ÷ 80
Figur 7 - Schema av transistorförstärkande kaskad med delad emitter
4 Beräkning av transistorförstärkaren
4.1 Första kaskad.
4.1.1 av den permanenta aktuella förstärkaren
Vid beräkning av förstärkaren använder vi den grafoanalytiska beräkningsmetoden.
Först: Välj transistorns driftspunkt vid ingången VOLT - Ampere-kännetecknet för vägen (se bilaga A). Från punkten på UPP-filialen kommer vi att utföra vinkelrätt mot korsningen med grafen av ingångskurvan. Denna punkt är databaspunkten för basen. Utelämna det från det vinkelrätt mot IB-axeln, hittar vi en konstant ström av basen av IBP, MA
På axeln av spänningen i UBE, kommer vi att definiera det minsta Ube Min. Och det maximala Ube Max Spänningsvärden, skjuter upp i båda sidor av segmentet lika med UMVX. Från de erhållna värdena kommer vi att utföra vinkelrätt mot korsningen med diagrammets kurva och på skärningspunkterna med ett schema-till Dock-axeln på IB-basen.
På grafen av utgångsegenskapsfamiljen definierar vi arbetspunktens position genom att spendera från ICP-punkten på axeln i IK horisontella direkt före korsningen med någon gren från basströmfamiljen (se bilaga B). Det kommer att vara en punkt av vila av kollektorkedjan. Vi sänker vinkelrätt mot toppen av uppspänningarna, där vi får resten av arbetsspänningen.
Vi konstruerar en statisk belastning direkt till två punkter, varav en är P och den andra på UCE: s axel lika med EG. Genom att bygga en belastning rakt, när den skärs med kollektorströmsaxeln är den resulterande punkten av ICZ en fiktiv punkt som gör betydelsen av strömmen med en kortslutningstransistor (jumper).
Beräkning av motståndsmotstånd R B1 och R B2 (OM) spänningsdelare
Delningsströmmen väljs inom (8 ÷ 10) :
4.1.2 Dynamisk beräkningsberäkning.
Beräkna spänningsförstärkningskoefficienten med formeln:
Det första steget i detta skede är det nödvändigt att bringa signalkällspänningen och dess inre motstånd "till ingången" i det första steget, dvs Hitta ekvivalent spänning och motstånd som är giltig på grundval av den första transistorn. För att göra detta finner vi storleken på den grundläggande motståndet hos den grundläggande kretsen av den variabla komponenten i ingångsströmmen R B med formel:
Parallellt kommer RB-motståndet att anslutas till ingångsresistansen variabel ström (Dynamisk) transistor, som bestäms av ingången WA, som förhållandet mellan inmatningsspänningen till strömmen, dvs:
Dynamiska ingångsströmmar:
Eftersom motståndet i kollektorkedjan ändras över den variabla signalen är det nödvändigt att omberäkna och konstruera en dynamisk belastning direkt, som kommer att springa längs två punkter på utgångskaraktäristiken (bilaga A).
Verkligen belastas dynamiskt områdeSom följer av Bilaga A, kommer att vara partition inom två grenar av IBD: s basström 1 och 2 1 och UKD 2
7,5<40
Du följer den andra kaskaden.
För att göra detta, beräkna:
4,2. Andra kaskad
4.2.1 Beräkning av en permanent aktuell förstärkare
För den andra kaskaden, välj mellankraftens transistor. I alla parametrar är GT 404V H lämplig 21e \u003d 30 ÷ 80.
Därför att Entréhval är densammaGT 404A. och GT 404B, då är den ursprungliga detsamma. På samma sätt bygger vi ett schema och tar värden.
Välj även driftspunkten (se bilaga D).
Re motstånd är avsedd för termokompression av kaskadens driftsläge och väljs i intervallet (0,1,3-0,3) rk.
Delningsströmmen för transistorn för den genomsnittliga effekten ska väljas (2 ÷ 3) IBP
Beräkna motstånd mot motstånden R B3 och R B4 , Om spänningsdelare
4.2.2Dinamisk beräkningsberäkning.
Hitta värdet av det ekvivalenta motståndet hos den grundläggande kretsen av den variabla komponenten i ingångsströmmen R B med formel
Ingångsmotståndet för variabel ström (dynamisk) transistor är:
Den parallella anslutningen av resistans RVX och RB kommer att vara lika med:
Därefter kommer den ekvivalenta variabla signalen vid transistorns ingång att vara:
Vi definierar det minsta och maximala dynamiska värdet av ingångsspänningen med formeln:
Dynamiska ingångsströmmar:
Beräkna lastmotståndet, som kommer att hittas från uttrycket:
Eftersom motståndet i kollektorkedjan ändras över den variabla signalen är det nödvändigt att omberäkna och konstruera en dynamisk belastning direkt, som kommer att springa längs två punkter på utgångskaraktäristiken (applikation g).
Den första punkten kommer att förbli, liksom för den statiska regimen - punkten P. Den andra punkten (fiktiv) måste ligga i IK: s ordning och beräkna formeln:
Riktigt ladda dynamiskt område, enligt följande från Figur 2.14, kommer att ligga inom två grenar av IBD: s bottenström 1 och IBD 2 . Utbudet av förändringar i utspänningen kommer också att förändras och kommer, i enlighet med den dynamiska belastningen rakt, är UKD 1 och UKD 2 . Därefter bestäms den faktiska koefficienten för att öka kaskaden från uttrycket:
Beräkna den verkliga förstärkningen:
4.3 Beräkning av separationskondensatorer och kapacitet i shuntkondensorn
1: a kaskad:
2: a kaskad:
För den andra kaskaden (enligt samma formler som för den första kaskaden):
5. Sammanfattning
Vid utförande av kursarbetet utvecklades en förstärkare på GT404A och GT404B-transistorer, (2 kaskader beräknades i förstärkarkretsen). En grundläggande elektrisk förstärkarkrets erhålles. Spänningsförstärkningskoefficienten är 40, som uppfyller villkoret.
Litteratur
1 Bocharov L.i., Zharborsakov S.K., Kolesnikov I.F. Beräkning av elektroniska anordningar på transistorer. - m.: Energi, 1978.
2 Vinogradov Yu.v. Grunderna för elektronisk och halvledarutrustning. - m.: Energi, 1972.
3 Gerasimov V.G., KNYAZEV OM och andra. Grunderna för industriell elektronik. - m.: Högre skola, 1986.
4 Karpov V.I. Semiconductor kompensationsspänning och strömstabilisatorer. - m.: Energi, 1967.
5 Tsykin G.S. Förstärkande enheter. - m.: Kommunikation, 1971.
6 Malinin R.M. Referens på transistorsystem. - m.: Energi, 1974.
7 Nazarov S.V. Transistorspänningsstabilisatorer. - m.: Energi, 1980.
8 Tsykin L.V. Elektroniska förstärkare. - m.: Radio och kommunikation, 1982.
9 Rudenko v.s. Grunderna för omvandlare teknik. - m.: Högre skolan, 1980.
10 Goryunov n.n. Halvledartransistorer. Directory - m.: Energoatomizdat, 1983
Lågfrekvensförstärkare (UNG) används för att omvandla svaga signaler av övervägande ljudområde till mer kraftfulla signaler, acceptabelt för direkt uppfattning genom elektrodynamiska eller andra ljudmittorer.
Observera att högfrekventa förstärkare till frekvenser 10 ... 100 MHz är byggda med liknande system, minskas alla skillnader oftast till det faktum att kondensatorerna av kondensatorerna för sådana förstärkare minskar i så många gånger som frekvensen av högfrekvensen signalen överstiger lågfrekvensfrekvensen.
Enkel förstärkare på en transistor
Den enklaste UHF, gjord enligt schemat med en gemensam emitter, visas i fig. 1. Som en belastning används telefonkapslar. Tillåtlig matningsspänning för denna förstärkare 3 ... 12 V.
Värdet av förskjutningsmotståndet Rl (tiotals kΩ) är önskvärt för att bestämma experimentellt, eftersom dess optimala värde beror på matningsspänningen hos förstärkaren, resistansen hos telefonkåpan, överföringskoefficienten för en specifik transistorinstans.
Fikon. 1. Schema av en enkel UNG på en transistor + kondensor och motstånd.
För att välja det ursprungliga värdet på motståndet R1, bör det noteras att dess värde är ungefär hundra gånger bör överstiga det motstånd som ingår i belastningskretsen. För att välja förskjutningsmotståndet rekommenderas det att sekventiellt möjliggöra ett konstant motstånd med ett motstånd av 20 ... 30 kΩ och ett variabelt motstånd på 100 ... 1000 com, varefter med matning av en liten amplitud pip till förstärkarens ingång , till exempel från en bandspelare eller spelare, roterar det variabla motståndshandtaget för att uppnå den bästa signalkvaliteten med sin högsta volym.
Kapaciteten hos C1-övergångskondensatorn (fig 1) kan vara mellan 1 till 100 mikrofostrar: Ju större värdet av denna behållare, desto lägre kan de låga frekvenserna öka UH. För att behärska lågfrekventa förstärkningstekniker rekommenderas det att experimentera med valet av förstärkarens föremål och lägen (fig 1 - 4).
Förbättringsalternativ för en-fönsterförstärkare
Jämfört och förbättrats jämfört med systemet i fig. 1 Förstärkarkretsar visas i fig. 2 och 3. I systemet i fig. 2 Förstärkningskaskaden innefattar vidare en frekvensberoende negativ återkopplingskedja (R2-motstånd och C2 kondensor), vilket förbättrar signalens kvalitet.
Fikon. 2. Schema av ett-fönster UHC med en kedja av en frekvensberoende negativ återkoppling.
Fikon. 3. Enfönsterförstärkare med en divider för matning av biaspänningen till transistorns bas.
Fikon. 4. Enfönsterförstärkare med automatisk förskjutningsinställning för transistorns bas.
I diagrammet i fig. 3 Förskjutningen till transistorns databas är inställd på mer "styv" med användning av en divider, vilket förbättrar förstärkarkvaliteten när förhållandena ändrar sin funktion. "Automatisk" installation av förskjutning på basis av förstärkande transistorn appliceras i diagrammet i fig. fyra.
Dubbelstegsförstärkare på transistorer
Genom att ansluta sekventiellt två enkla förstärkningskaskader (fig 1) kan du få ett tvåstegs uh (fig 5). Att stärka en sådan förstärkare är lika med produkten av förstärkningen av separat tagna kaskader. Det är dock inte lätt att få en stor stadig vinst med den efterföljande uppbyggnaden av antalet kaskader: Förstärkaren är sannolikt självprompt.
Fikon. 5. Schema av en enkel tvåstegshjulförstärkare.
Nya utveckling av LF-förstärkare, vars system ofta leder på sidorna i tidskrifterna för de senaste åren, en eftersträvas av målet att uppnå minsta koefficienten för olinjära distorsion, vilket ökar utgångseffekten, expansionen av frekvensen förstärkt, etc .
Samtidigt, när man installerar olika enheter och utförande av experiment, behövs en enkel UNG, vilket kan samlas om några minuter. Denna förstärkare måste innehålla ett minimalt antal knappa element och arbeta i ett brett spektrum av matningsspänning och lastmotstånd.
Farbror system på vilda och kiseltransistorer
Schemat för en enkel effektförstärkare med en direkt anslutning mellan kaskaderna visas i fig. 6 [рл 3 / 00-14]. Förstärkarens ingångsimpedans bestäms av ratiomiometer R1-förhållandet och kan variera från hundratals Ohm till dussin. Vid förstärkarens utgång kan du ansluta belastningen med motstånd från 2 ... 4 till 64 ohm och över.
Med högbeständig belastning kan KT315-transistorn användas som VT2. Förstärkaren är verksam inom intervallet av matningsspänningar från 3 till 15 V, även om dess acceptabla prestanda upprätthålls och med en minskning av matningsspänningen upp till 0,6 V.
Kapacitans C1 kondensator kan väljas från 1 till 100 μF. I det senare fallet (C1 \u003d 100 μF) kan uuh fungera i frekvensbandet från 50 Hz till 200 kHz och över.
Fikon. 6. Schema av en enkel lågfrekvensförstärkare på två transistorer.
Amplituden hos ONLC-ingångssignalen bör inte överstiga 0,5 ... 0,7 V. Förstärkarens utgångseffekt kan variera från tiotals MW till enheter av W, beroende på belastningsmotståndet och matningsspänningen.
Förstärkarens inställning är valet av motstånd R2 och R3. Med sin hjälp är spänningen på transistorn VT1-transistorn, lika med 50 ... 60% av strömförsörjningsspänningen. VT2-transistorn måste installeras på kylflänsplattan (radiator).
Spårade UNUC med direktanslutning
I fig. 7 visar ett diagram över en annan externt enkel UNG med direkta anslutningar mellan kaskaderna. Denna typ av kommunikation förbättrar frekvensegenskaperna hos förstärkaren i den nedre frekvensområdet, är schemat i allmänhet förenklat.
Fikon. 7. Schematiskt diagram över en tre-stegs UHN med en direkt anslutning mellan kaskaderna.
Samtidigt är förstärkarens inställning komplicerad av det faktum att varje resistans hos förstärkaren måste väljas individuellt. Cirka förhållandet mellan motstånd R2 och R3, R3 och R4, R4 och R bf bör vara inom (30 ... 50) till 1. Motståndet R1 måste vara 0,1 ... 2 com. Beräkning av förstärkaren visad i fig. 7, det finns exempelvis i litteraturen, till exempel [P 9 / 70-60].
Scheman av Cascade UNCH på bipolära transistorer
I fig. 8 och 9 visar Cascading UNCH-system på bipolära transistorer. Sådana förstärkare har en ganska högvinningskoefficient. Förstärkare i fig. 8 har KU \u003d 5 i frekvensbandet från 30 Hz till 120 kHz [MK 2 / 86-15]. UNCH enligt systemet i fig. 9 Med den harmoniska koefficienten har mindre än 1% en förstärkning 100 [RL 3 / 99-10].
Fikon. 8. Cascade UMLC på två transistorer med förstärkningsförhållande \u003d 5.
Fikon. 9. Cascade Ugra på två transistorer med förstärkningsförhållande \u003d 100.
Ekonomisk UMLC på tre transistorer
För bärbar radio elektronisk utrustning är en viktig parameter kostnadseffektiviteten hos UNG. Schemat för en sådan UHC presenteras i fig. 10 [RL 3 / 00-14]. Här använde kaskadinklusion av VT1-fälttransistorn och den bipolära transistorn VT3, och VT2-transistorn är påslagen på ett sådant sätt att den stabiliserar driftpunkten VT1 och VT3.
Med en ökning av ingångsspänningen är denna transistor shunt emitterövergången basen VT3 och reducerar värdet av strömmen som strömmar genom transistorerna VTl och VT3.
Fikon. 10. Schema av en enkel ekonomisk LF-förstärkare på tre transistorer.
Som i ovanstående schema (se fig 6) kan ingångsresistensen hos detta UNCH ställas in från tiotals dussin. En telefonkapsession används som en belastning, till exempel TK-67 eller TM-2B. En telefonkapell, ansluten med en kontakt, kan samtidigt fungera som strömbrytarkrets.
Strömförsörjningsspänningen är från 1,5 till 15 V, även om anordningens prestanda bibehålls och med en minskning av matningsspänningen till 0,6 V. I det 2 ... 15 matningsspänningsområdet beskrivs strömmen som förbrukas av förstärkaren genom uttrycket:
1 (MCA) \u003d 52 + 13 * (UPIT) * (UPIT),
där uppdragspänningsspänning (B).
Om du stänger av VT2-transistorn ökar den ström som förbrukas av nuvarande av en order.
Tvåstegs UNCH med direktanslutning mellan kaskader
Exempel på UNCH med direkta anslutningar och det minsta urvalet av driftsläge är de scheman som visas i fig. 11 - 14. De har ett högvinningsförhållande och god stabilitet.
Fikon. 11. Enkel dual-Steg UHC för mikrofon (låg ljudnivå, hög KU).
Fikon. 12. Dubbelfri frekvensförstärkare på KT315-transistorer.
Fikon. 13. Dubbelfrekvensförstärkare på KT315-transistorer - Alternativ 2.
Mikrofonförstärkaren (fig 11) kännetecknas av en låg nivå av eget brus och en hög förstärkning [MK 5/83-XIV]. En mikrofon med elektrodynamisk typ används som en mikrofon.
En mikrofonens roll kan vara en telefonkapslar. Stabilisering av arbetspunkten (initial offset baserat på ingångstransistorn) förstärkare i fig. 11-13 utförs på grund av spänningsfallet på emittermotståndet hos den andra kaskaden av amplifiering.
Fikon. 14. Två-stegs UNCH med en fälttransistor.
Förstärkaren (fig 14), med en hög ingångsimpedans (av storleksordningen 1 MΩ), är gjord på fälttransistorn VT1 (grundaren) och bipolär - VT2 (med delad).
Cascade Low-frekvensförstärkare på fälttransistorer, som också har ett högt inmatningsmotstånd, visas i fig. femton.
Fikon. 15. Schema av en enkel tvåstegs UNCH på två fälttransistorer.
Farbror Scheman för lågrester
Typiska UHCs utformade för att fungera på lågspänningsbelastningen och med utgångseffekten av dussintals MW och ovan, avbildad i fig. 16, 17.
Fikon. 16. Enkel UNG för att arbeta med lågmotståndsbelastning.
WAP-elektrodynamiskt huvud kan anslutas till förstärkarens utsignal, såsom visas i fig. 16, antingen i broens diagonala (fig 17). Om strömkällan är gjord av två konsekutivt anslutna batterier (batterier) kan den högra utgången från vaphuvudet anslutas till sin mittpunkt direkt, utan SZ-kondensatorer, C4.
Fikon. 17. Lågfrekvensförstärkarkrets med lågspänningsbelastning i brodiagonalen.
Om du behöver ett enkelt lampa Ungent Scheme, kan en sådan förstärkare samlas även på en enda lampa, titta på vår elektronikwebbplats i lämplig sektion.
Litteratur: Shustov ma Praktisk systemteknik (bok 1), 2003.
Korrigeringar i publikationer: I fig. 16 och 17 istället för diod D9 installerade en kedja av dioder.
- 1. Välj typ av transistorer. Eftersom matningsspänningen är positiv, då för CNT, bör bipolära transistorer av N-P-N-strukturen väljas. Villkoren måste uppfyllas:
- a) i,
- b) ma.
I vårt exempel väljer du CT3102A-transistorer med följande parametrar: B \u003d 100; U K.e. max.dop \u003d 50b; I K. max.dop. \u003d 100mA; P K. MAKS.DOP \u003d 250MW.
2. Bestäm mängden vilaström i kollektorkretsen enligt formeln:
3. Vi hittar lastmotståndet i kollektorens kedja (bild 1). När R3-motståndet väljs i kollektorens krets är det önskvärt att uppfylla två motsägelsefulla krav: å ena sidan är det önskvärt att motståndet R3 kan vara mer jämfört med storleken på det efterföljande kaskadens ingångsresistans. Å andra sidan leder en ökning av R3 vid en given reservoarström till det faktum att spänningsfallet på detta motstånd ökar, och spänningen mellan kollektorn och UCE-emitteren minskar till ett oacceptabelt lågt värde (under perioden Av den förstärkta spänningen, när kollektorströmmen ökar, kan UCE-spänningen falla till noll och transistorn upphör att stärka). Med hänsyn till dessa krav har den beräknade formeln för bestämning av R3 formen:
Således, med hänsyn till den tillåtna scatterkraften, är driftspunkten korrekt vald.
Kraften som släpps på R3-motståndet är:
4. Bestäm motståndet hos motståndets R4b hos den termiska stabiliseringskedjan med formeln:
Kraften som släpps på R4-motståndet är lika med
I det här fallet tas emitterströmmen i resten av I ER-läget ungefär lika med i Kr. Med hänsyn till de hittade värdena R3, R4, P R3 och R4, välj standardvärdena och typen av motstånden R3 och R4.
5. Vi finner kapacitetskapaciteten C3:
där f h uttrycks i hertz,
R 3 - I Omah,
Med 3 - i mikroprider.
Kondensatorns C3s driftsspänning bör överstiga den maximala spänningen på R4-motståndet. I transistorns UNCH, elektrolytkondensatorer av typ K50-6, K50-7, K50-9, K50-12, K50-15, etc. används vanligen.
6. Vi hittar spänningen mellan kollektorn och transistorns emitter i viloläge:
7. Bestäm elementen i spänningsdelaren i baskedjan Ri och R2 (fig 1). Vi accepterar spänningsfallet vid motståndets motstånd R 5 filter:
Vi hittar spänningen som orsakas av divideren Ri, R2
Välj en ström i delningskedjan från villkoret
Urval och motivering för elementbas
Baserat på ovanstående beräkning väljer du elementen (för det elektriska huvudprogrammet):
En bipolär transistor KT3102E tas som transistorer VT1BEL, med följande egenskaper:
struktur: N-P-N;
den maximala tillåtna spänningssamlaren-emitteren: 20 V;
maximal tillåten direktströmkollektor: 100 mA;
maximalt tillåten spridningskontaktkraft: 250mW;
statisk strömöverföringskoefficient: 400-1000;
omvänd strömuppsamlare inte mer: 0,015 μA.
I enlighet med de beräknade motståndets motstånd i punkt 2.1. Vi har:
R K \u003d 350 Ohm: MLT-0,125-350 ONE2%;
R E \u003d 62 Volym: MLT-0,125-62OM2%;
Rb "\u003d 4,4k: MLT-0,5-4,4K2%;
Rb "" \u003d 2,4 KOM: MLT-0,5-2,4C2%;
A. Bepian
Pm. KV-VHF. 1/2002
Vid konstruktion av transistorns kraftförstärkare uppfyller radioamaterna ofta inte den fullständiga beräkningen av systemet på grund av komplexiteten och stora volymen av beräkningar. Datormetoder för modellering av radiotekniska anordningar underlättar utan tvekan utformningen, men förvärvet och utvecklingen av sådana program orsakar också vissa problem, därför kan grafiska beräkningsmetoder för vissa radioamatörer vara den mest acceptabla och tillgängliga, till exempel den metod som beskrivs i.
Ett av de viktigaste målen när man konstruerar effektförstärkare är att få maximal utgångseffekt. När man väljer värdet av förstärkarens matningsspänning måste emellertid respekteras av tillståndet - max av utgångstransistorn bör inte överstiga mer än 10% det värde som drivs till den i katalogen. Vid utformning är det också nödvändigt att ta hänsyn till referensvärdena för IK MAX och PA MAX-transistorn och, dessutom känner till värdet av koefficienten i.
Betydelsen av de använda beteckningarna illustrerar fig. 1. Med hjälp av referensparametrarna för transistorn är det maximala koordinatsystemet byggt på mm, och det utförs direkt IK Max, UC max och den maximala effektkurvan för RK MAX (fig 2). Inuti området avgränsat av Direct IK Max och UC max och hyperbolen på RK Max är transistorns driftpunkt.
Figur 1
Kaskadens utgångseffekt blir desto större, desto närmare Hyperbole hos RK MAX passerar lasten rakt.
Maximal effekt uppnås genom att röra hyperbolen rakt. Den maximala utgångsspänningen tillhandahålls om lastdirekten kommer från UCE MAX-punkten. För samtidig utförande av båda nämnda förhållanden som lämnar UC MAX-punkten bör vara direkt berörda med Hyperbole på RK MAX.
Ibland är det ett behov av att få en stor ström genom utgångstransistorn. I det här fallet är det nödvändigt att utföra lasten direkt från punkten av IK Max avseende Hyperbole på max RK. Transistorn kommer att fungera i klass A.
Välj driftpunkten för transistorn MP så att utgångsspänningen är maximal och symmetrisk. Från arbetsplatsen utför vi raka, parallella axlar i Storbritannien och IK. Vid skärningspunkten med Storbritanniens axel erhåller vi värdet av strömförsörjningsspänningen och vid korsningspunkten med IK: s axel är värdet av transistorns vilaström (IO). Därefter kan du bestämma den aktuella basströmmen för den valda driftspunkten för att känna till koefficienten i transistorn. Dessutom kan du beräkna andra kaskadparametrar som är viktiga för utvecklaren. Man bör komma ihåg att motståndets resistans måste väljas så lite som möjligt (i det begränsande fallet - lika med noll).
För att illustrera den beskrivna metoden för beräkning av gränsparametrarna för effektförstärkare, överväga algoritmen för utvecklingen av utmatningskaskaden på transistorn 2N3632 (ungefärlig analog - KT907).
För denna transistor: Storbritannien max \u003d 40b; Rk max \u003d 23 w; IK MAX \u003d 3 A; B \u003d 50 ... 110 (För beräkningar accepterar vi B \u003d 100); ft \u003d 400 MHz.
Grafisk betyder att vi får följande data: Upp \u003d 16 V; IBO \u003d 1,36 A; UP \u003d 30 V: Ikm \u003d 2,8a.
Bestäm den aktuella databasen:
Nuvarande via divider:
Motståndskraft mot motstånd från divideraren.
Kursprojekt innehåller 37 ark, 23 illustrationer, 1 bord.
Syfte: - Fördjupa kunskapen om studenter på kurser som är förknippade med ämnesprojektets ämne.
Införa självbetjänade färdigheter med teknisk litteratur;
Lär ut smink, beräkna och analysera elektroniska kretsar;
Undervisa kompetent utföra teknisk dokumentation.
Kursprojektet innehåller en kort beskrivning av lågfrekventa förstärkare, deras klassificering, applikation, grundläggande tekniska lösningar. Också utvecklat ett strukturellt och elektriskt system av förstärkaren, och dess beräkning gjordes.
Förstärkare, transistor, ingångskaraktäristik,
Olinjär distorsion, utgångskaskad
1. Introduktion ............................................... .......... .. 3
2. Huvuddel
2.1 Analytisk recension ................................. 5
2.2 Ritning av förstärkarens strukturella schema ...... 9
2.3 Utveckling av elektrisk huvudstol
förstärkare Scheman ................................................ ... .. 11
2.4 Elektrisk beräkning ................................ ......... fjorton
2.5 Analys av den konstruerade förstärkaren ............. ...... ... 29.
3. SLUTSATS ............................................... ............. ... 30
4. Lista över länkar ............................................. ......... .. 31
5. Bilaga ............................................... ............. .. 32
1. Introduktion
En karakteristisk egenskap hos moderna elektroniska förstärkare är det exceptionella utbudet av diagram för vilka de kan byggas.
Förstärkare skiljer sig åt i naturen hos de förbättrade signalerna: harmoniska signalförstärkare, pulsförstärkare etc. De skiljer sig också genom överenskommelse, antalet kaskader, effekten av strömförsörjningen och andra indikatorer.
En av de viktigaste klassificeringsfunktionerna är emellertid frekvensområdet för elektriska signaler, inom vilka denna förstärkare kan på ett tillfredsställande sätt fungera. Denna funktion skiljer följande huvudtyper av förstärkare:
Lågfrekvensförstärkare avsedda att förbättra kontinuerliga periodiska signaler, vars frekvensområde ligger från dussintals Hertz till tiotals kilohertz. Ett karakteristiskt särdrag hos UNG är att förhållandet mellan den övre förstärkta frekvensen till botten är stor och är vanligtvis åtminstone ett par dussin.
DC-förstärkare - förstärkning av elektriska signaler i frekvensområdet från noll till högsta driftsfrekvens. De tillåter att amplifiera båda variablerna av signalkomponenterna och dess konstanta komponent.
Valförstärkare - förstärkningssignaler i ett mycket smalt frekvensband. De kännetecknas av ett litet värde av det övre frekvensförhållandet till botten. Dessa förstärkare kan användas både på låga och höga frekvenser och fungerar som speciella frekvensfilter, vilket gör det möjligt att markera det angivna frekvensområdet för elektriska oscillationer. Det smala bandet av frekvensområdet är i många fall tillhandahållet genom att använda en sådan oscillerande kretsförstärkare som en belastning. I detta avseende kallas selektiva förstärkare ofta resonant.
Bredbandsförstärkare förstärker ett mycket brett frekvensband. Dessa förstärkare är utformade för att förbättra signaler i pulskommunikationsenheter, radar och tv. Ofta kallas bredbandsförstärkare videoförstärkare. Förutom huvudets huvudsyfte används dessa förstärkare i automations- och beräkningsenheter.
2.1 Analytisk översikt
Moderna lågfrekventa förstärkare utförs huvudsakligen på bipolära och fälttransistorer i en diskret eller integrerad version, och förstärkare i mikrobidrag skiljer sig från sina diskreta analoger, främst konstruktiva tekniska egenskaper.
Som en källa till ingångssignal i lågfrekventa förstärkare kan en mikrofon, hämtning, tidigare förstärkare inkluderas. De flesta ingångskällorna utvecklar en mycket låg spänning. Servera det direkt till kraftförstärkningen Cascade är inte meningsfull, eftersom det med en svag styrspänning är omöjligt att erhålla signifikanta förändringar i utgångsströmmen och därmed utgångseffekten. Därför innefattar sammansättningen av strukturschemat för förstärkaren, med undantag för utmatningskaskaden, som ger den erforderliga effekten, förförstärkningskaskaderna.
Dessa kaskader är vanliga att klassificera av typen av lastmotståndet i transistorns utgångskrets. Den största användningen erhölls genom resistiva förstärkande kaskader, vars lastmotstånd är motståndet. Transformatorn kan också användas som transistor. Sådana kaskader kallas transformator. Som ett resultat av ett stort värde är transformatorns förstärkningskaskader emellertid mycket sällan applicerade transformatorförstärkning av amplitudfrekvensegenskaperna.
I förförbättringskaskaderna på bipolära transistorer används en krets med en vanlig emitter oftare, som har en högspänning och effektförstärkning, relativt stort ingångsresistens och möjliggör användning av en gemensam strömkälla för emitter- och kollektorkedjorna.
Det enklaste diagrammet för det resistiva förstärkande kaskaden med en gemensam emitter och strömförsörjning från en källa visas i figur 1.
Bild 1
Detta schema erhölls namnet på systemet med en fast basström. Förskjutningen av basens fasta ström kännetecknas av ett minimum antal delar och låg strömförbrukning från strömförsörjningen. Dessutom påverkar det relativt stora motståndet hos motståndet Rb praktiskt taget inte storleken på kaskadens ingångsresistans. Emellertid är denna förskjutningsmetod endast lämplig när kaskaden arbetar med små fluktuationer i transistortemperaturen. Dessutom gör den stora scatter och instabiliteten av parametrar B även samma typ av transistorer driftsläget för kaskaden med en instabil när du byter transistorn, såväl som över tiden.
En effektivare är en krets med en fast biaspänning baserad på databasen, som presenteras i figur 2.
I detta schema motstånd
och ansluten parallellt med strömkällan E för att kompensera spänningsdelaren. Delaren som bildas av motstånd bör ha ett tillräckligt stort motstånd, annars kommer ingångsmotståndet hos kaskaden att vara liten.När du konstruerar transistorförstärkare, måste du vidta åtgärder för att stabilisera positionen för arbetsplatsen på egenskaperna. Den huvudsakliga destabiliserande faktorn är effekten av temperatur. Existera
