Elle Basit amplifikatör transistörler. Tek bir transistör Amplifikatör: şeması

Amplifikatör transistörler, onun zaten uzun geçmişine rağmen, çalışmanın bir favori konu, hem yeni başlayanlar ve saygıdeğer jambonları olduğunu. Ve bu anlaşılabilir. düşük (ses) frekans radyo alıcıları ve amplifikatörler: Bu en kütle amatör telsiz cihazları ayrılmaz bir parçasıdır. Biz basit amplifikatörler nasıl oluşturulacağını bakmak alçak frekans transistörleri.

yükseltecinin frekans tepkisi

herhangi bir televizyon veya radyo olarak, her müzik merkezi ya da amplifikatör transistörü ses amplifikatörleri (- LF düşük frekanslı) bulabilirsiniz. Ses transistörlerin ve diğer türleri arasındaki fark onların frekans karakteristiği olduğunu.

Ses amplifikatör transistor 15 Hz ila 20 kHz frekans bandında düz bir frekans tepkisine sahiptir. Bu, bu aralık içinde bir frekansa sahip tüm giriş sinyalleri, amplifikatör yaklaşık olarak eşit (artar) dönüştürür anlamına gelir. eğri bir ses amplifikatörü için ideal bir frekans özelliklerini gösterir - Aşağıdaki şekil koordinatları "Giriş frekansı kazanç amplifikatörü Ku" gösterir.

Bu eğri, 15 Hz ila 20 kHz arasında hemen hemen düzdür. Bu 15 Hz ve 20 kHz arasında frekanslarda tam giriş sinyali için bir güç uygulanması anlamına gelmektedir. 15Hz verimliliği ve işin kalitesini 20 kHz üstünde ve altındaki frekanslarda giriş sinyalleri için hızlı bir şekilde azalır.

amplifikatörün tipi frekans özelliği esas olarak kendilerini transistörleri, devresi elektronik bileşenler (ERE) ile tespit edilir. Ses amplifikatör transistor genellikle 30 kHz'e onlarca ve Hz yüzlerce giriş sinyallerinin bir toplam bant genişliği ile adlandırılan, düşük ve orta frekans transistör toplandı.

işçi amplifikatör

"A", "B", "AB", "C", "D": Bilindiği gibi, operasyon aşağıdaki sınıfları ayırt transistör yükseltici kademe (amplifikatör) ile bir süre bu sırasında akım akışının süreklilik derecesine bağlı olarak değişir.

Operasyonda geçerli sınıf "A",% 100 bir giriş sinyali dönemi boyunca kademeli akar. Bu sınıftaki kademeli çalışma aşağıdaki çizim göstermektedir.

yükseltici kademe operasyon sınıfında "AB" akım% 50'den fazla, ancak giriş süresinin% 100'den daha düşük irilir (bkz. aşağıdaki Şekil).

Çizimde gösterildiği gibi kademeli bir sınıf "B" akım, giriş sinyali dönemi tam olarak% 50 irilir.

Ve son olarak kademeli sınıfına "C" geçerli giriş sinyali dönemi az% 50 içinden akar.

LF amplifikatör transistörler: Sınıf çalışmalarında önemli çarpıtmalar

transistör kuvvetlendirici çalışma Sınıf alanında "a" harmonik distorsiyon düşük seviyesine sahiptir. Sinyal transistörün doyma giden bir voltaj darbesi emisyonu Ancak, daha yüksek harmonikler (11 dakikaya kadar) her bir "normal" harmonik çıkış çevresinde görünür. Bu sözde transistor ya da bir metalik sesin fenomen neden olur.

Eğer güç yükselteçleri LF transistörleri düzensiz güce sahip, çıkış sinyalleri şebeke frekansına genlik yakındır modüle edilir. Bu frekans yanıtının sol kenarında ses sertliğine yol açar. voltaj amplifikatörünün stabilizasyonu için çeşitli yöntemler tasarımı daha karmaşık hale getirir.

Tipik verim tek uçlu sınıfı amplifikatör için sürekli açık transistor ve bir sabit akım bileşenin sürekli bir akış% 20 geçmez. Bu verimliliği biraz artacaktır, bir sınıf bir itme-çekme amplifikatör gerçekleştirebilir, ama yarı dalga sinyali daha dengesiz olmaktadır. Bu durumda onun düzeni verimliliği artmış olmasına rağmen harmonik bozulma dört kat sınıfta işlenen "AB" artar "A" sınıfı çalışmasının sahne Çeviri,.

amplifikatörler aynı sınıf "AB" ve "B" bozulmalar sinyal seviyesi azalma olarak artar. Istemsizce çentik güç ve müziğin dinamiklerinin hissi tamamlamak için daha yüksek sesle amp istiyorum, ama genellikle yardımcı olmuyor.

Orta sınıflar eser

sınıfın "A +" - sınıf "A" çalışma olarak bir tür vardır. Bu durumda, bu sınıfı amplifikatör düşük gerilim giriş transistörleri sınıfı "A" çalışır ve giriş sinyallerini belirli sınıflar "V" seviye veya "AB" aşar ise amplifikatör yüksek voltaj çıkışı transistörleri aşıldı. saf sınıf "A" daha iyi bu kaskadları maliyeti, doğrusal olmayan distorsiyon daha az (% 0.003) iletilir. Bununla birlikte, bunlar nedeniyle çıkış sinyali daha yüksek harmoniğinin mevcudiyetini bulgulamak için "metalik" sesi.

amplifikatörler bir başka sınıfında - harmonik distorsiyon "AA" seviyesi daha düşük - yaklaşık% 0.0005, ancak daha yüksek harmonikler de mevcuttur.

sınıf "A" nın transistör yükseltici dönün?

Günümüzde, yüksek kalitede bir ses üretimi alanında pek çok uzman, transistörlerin daha açıkça daha düşük bir çıkış sinyali, onlar tarafından ortaya harmonik distorsiyon ve harmoniklerin seviyesi itibaren boru amplifikatörler bir dönüş, savunmaktadır. Bununla birlikte, bu avantajlar, büyük ölçüde yüksek direnç boru çıkış aşaması ve düşük empedans ses hoparlör arasındaki uygun transformatör ihtiyaç kaydırılmıştır. Aşağıda gösterileceği gibi Ancak, basit ve güç transistörleri, bir transformatör çıkışı ile yapılabilir.

Nihai ses kalitesi yalnızca tek döngü aşamaları kapsamında değildir bunların hepsi bir hibrid tüp transistör amplifikatör, sağlayabilir bir görünüm de bulunmaktadır negatif geri besleme ve bir "A" sınıfı çalışan. Bu bir tekrarlayıcı tek bir transistor bir güç amplifikatörü olup, olduğunu. Devre ( "A" sınıfı olarak) maksimum ulaşılabilir verimliliğine sahip olabilir% 50'den fazla değildir. Ama güç ne de amplifikatör verimliliği ne ses üretimi kalitesinin göstergesidir. Özel bir önem devresinde ERE kalitesi ve doğrusallık bağlanır.

Tek uçlu devreler böyle bir perspektif olduğu için, biz onların olasılıkları aşağıda düşünün.

Tek bir transistör tek uçlu amplifikatör

"A" sınıfı için giriş ve çıkış sinyalleri üzerinde ortak bir verici ve RC-bağları ile yapılan Şema bu, aşağıda gösterilmektedir.

Bir transistör Q1 npn yapısı gösterilmektedir. -Vcc göre - bir akım sınırlama rezistörü R3 ile onun toplayıcı artı terminali + Vcc ve bir vericisine bağlanır. Güç transistörü pnp yapısı, aynı devre olacak, ancak güç kaynağı terminalleri değiştirdiler.

C1 - AC giriş sinyali DC voltajı Vcc ayrılması aracılığıyla, kondansatör bloke eder. Bu durumda, C1 kavşağı ile AC giriş akımının geçişini engellemez "temeli -. Q1 transistörü yayıcı" birlikte bir geçiş direncine sahip Dirençler R1 ve R2, "E - B" oluşturmak gerilim bölücü statik modda transistor Q1 çalışma noktasını seçmek için Vcc. Bu devre için tipik R2 = 1 kOhm'luk değeri ve çalışma noktasının konumu - Vcc / 2. R3, bir yük direnci ve toplayıcı devre toplayıcı AC çıkış gerilimi oluşturmak için kullanılır.

Vcc seçme yayıcısı 20 V, R2 = 1 kohm'u ve akım amplifikasyon faktörü h = 150 gerilim = varsayılarak = 9 V Ve ve birleşme yeri boyunca gerilim düşmesi "e - B" Vbe = 0.7 V'a eşit olduğu kabul edilebilir Bu değer, sözde silikon transistörlere karşılık gelir. Biz germanyum transistörlerini kuvvetlendirici olarak ise, açık bir geçiş gerilim düşüşü "e - B" Vbe = 0,3 V eşit olacaktır

emetör akımı, akım kollektörü yaklaşık olarak eşit olan

Yani = 9 B / 1 k = 9 mA ≈ lc.

Taban akımı Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 uA.

R1 direnci üzerinde gerilim düşmesi

, 9.7, V = 10.3 V - Vb = Vcc - - (Vbe + ve) = 20 V V (R1) Vcc =

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

C2-vericisi (aslında kollektör akımı) AC bileşeni geçen bir zinciri oluşturmak için gereklidir. Öyle olmasa konusu güç bipolar transistör düşük akım kazancı olurdu böylece, o zaman R2 direnci kuvvetli AC bileşeni ile sınırlıdır.

önyargı tabanına uygulandığında taban akımı yayıcıdan içine akan ve meydana - hesaplamalarda biz Ic = Ib h, Ib nerede olduğunu varsaydık. her zaman tabanı üzerinden Bununla birlikte, (yerinden varlığında olduğu gibi, ve bu olmadan) daha Icb0 toplayıcı bir kaçak akım devam eder. Bu nedenle, gerçek kollektör akımı Ic = Ib, h + Icb0 H, yani bir MA bir devrede kaçak akım 150 kat büyütülmüş. biz germanyum transistör üzerinde yükseltici kabul ederse, bu gerçeği hesaplamalarda dikkate alınması gerekir. germanyum transistörler birkaç microamper önemli Icb0 emri olduğu gerçeği. silikon yılında (birkaç nA hakkında) küçük büyüklük üç siparişleri, bu yüzden genellikle hesaplamalarda dikkate alınmaz.

MOS transistörü olan tek uçlu amplifikatör

Herhangi amplifikatör FET olduğu gibi, şema üzerinde yükselteçler arasındaki muadili var kabul bipolar transistör. Bu nedenle, ortak bir verici ile önceki analog devreler düşünün. Bu "A" sınıfı için giriş ve çıkış sinyalleri üzerinde ortak bir kaynak ve RC-bağlarından oluşur ve aşağıda gösterilmiştir.

Orada C1 - AC giriş sinyali DC voltajı Vdd'ye ayrıldığı, böylece, bloke edici bir kapasitör. Bilindiği gibi, bir amplifikatör FET potansiyel kaynaklar aşağıda yer alan MİS transistörünü bir kapı potansiyele sahip olmalıdır. Bu devrede kapı genellikle yüksek bir direnç (1 MOhm 100 kOh) sahip olan, direnç R1 topraklanmıştır, giriş sinyaline şant değildir. Bir giriş sinyali toprak potansiyeline eşit olduğunda R1 üzerinden akım neredeyse kapı potansiyeli, yani geçmez edilir. nedeniyle R2 direnci üzerindeki gerilim düşüşüne toprak potansiyeli üzerinde kaynağının potansiyel. Bu durumda, kapı potansiyel Q1 normal çalışması için gerekli olan kaynak potansiyeli daha düşüktür. kondansatörü C2 ve R3 rezistörü bir önceki şemasında olduğu gibi aynı işleve sahiptir. ortak bir kaynak, bu devre için, daha sonra, giriş ve çıkış sinyalleri, 180 ° ile faz kaymıştır.

transformatör çıkışı ile Amplifikatör

aşağıdaki şekilde gösterilen üçüncü bir basit tek-katlı kuvvetlendirici transistörler de "A" sınıfı içinde çalıştırmak için ortak-yayıcı ile yapılandırılmış ancak düşük empedanslı hoparlör ile eşleşen bir transformatör yoluyla bağlanır.

Transformatör T1 birincil sargısı transistor Q1 kollektörü yük ve devre bir çıkış sinyali geliştirir. T1 hoparlöre bir çıkış sinyali iletir ve (birkaç ohm kadar) empedans hoparlör düşük dirençli tam koordinasyonu çıkış transistor içerir.

Gerilim bölücü toplayıcı güç kaynağı Vcc toplanan dirençler R1 ve R3, transistor Q1 (tabanında öngerilimi) çalışma noktasının seçimi sağlar. amplifikatör diğer elemanları atanması Yukarıdaki şemalarda aynıdır.

itme-çekme ses amplifikatör

Push-çekme amplifikatör LF iki transistor giriş böler ses sinyali kendi transistör katı arttırılır her biri iki karşıt fazlı yarım dalga frekansı. Böyle bir yarım dalga amplifikasyon gerçekleştirdikten sonra hoparlör sistemine iletilir tamamlayıcı harmonik sinyal, birleştirilir. Bu gibi düşük frekanslı sinyal dönüştürme (ayırma ve yeniden birleştirme) dolayı doğal frekans ve iki transistör devrelerinin dinamik özelliklerinin farkına içinde geri dönüşü olmayan bozulmaları neden olur. Bu bozulmalar amplifikatör çıkışında ses kalitesi azalır.

sınıf faaliyet itme-çekme yükseltici "A", sabit bir akım değeri artar hem de karmaşık ses sinyallerini yeniden olmayan sürekli olarak omuz içine akar. Bu ses anlaşılabilirliği kaybına sonuçta yarım dalgaları sinyali, faz bozulmasının ve bir dengesizlik yol açar. Isıtma yoluyla, iki güç transistörleri düşük bozulma ve ses altı frekans sinyalinde iki kez artar. Bununla birlikte, itme-çekme devresinin ana avantajı olarak kabul edilebilir bir verim ve daha yüksek güç çıkışıdır.

-Itme-çekme transistörleri Şekil l'de gösterilmiştir güç yükseltici devresini.

Bu amplifikatör "A" sınıfında çalışır, ancak kullanılabilir ve sınıf "AB" ve hatta "B".

Transformerless güç amplifikatörü transistörü

Onların minyatürleştirilmesinde ilerlemelere rağmen Transformers hepsi aynı hacimli, ağır ve pahalı ERE vardır. Bu nedenle, farklı türde (NPN ve PNP) iki güçlü tamamlayıcı transistörlerini çalıştırarak itme-çekme devresinin transformatörünün ortadan kaldırılması için bir yol bulunmuştur. Bu ilkeyi kullanarak ve "B" çalışmak üzere tasarlanmış en modern güç yükselteçleri. Bu tür bir güç yükselticisinin şeması aşağıda gösterilmiştir.

Hem onun transistör ortak-kollektör (emetör) olarak düzenlenmiştir. Bu nedenle, devre amplifikasyon olmadan çıkış girdi voltajı aktarır. giriş sinyali yoksa, her iki transistör üzerinde devletin sınırda, ancak kapatılır.

harmonik sinyali girildiğinde, bu pozitif yarım-dalga TR1 açar, ancak kesme modunda, tam pnp TR2 transistor gerekmektedir. Bu nedenle, sadece pozitif yarım-dalga yük üzerinden akım geçer yükseltilir. negatif yarım dalga giriş sinyali, sadece açılır TR2 ve TR1 kapatır, böylece negatif yarım dalga akımına verilen yük gücü. Sonuç olarak, yük sinüsoidal sinyal (nedeniyle cari amplifikasyon kadar) tam güç kazancı serbest bırakılır.

Tek bir transistör Amplifikatör

Yukarıda belirtilenlerin asimilasyon için elleriyle basit amplifikatör transistörleri toplamak ve nasıl çalıştığını bak.

2-3 ohm direnci olan kulaklık içeren bir yük transistörü BC107 T türü düşük enerji devresini beslemek için temel devre T. dahil, baz bir ön-geriliminin yüksek direnç değeri direnci R * 1 Mohm, 100 mikrofaradlık 10 mikrofaradlık ayırma kapasitesi elektrolitik kondansatör C sağlayacaktır olacak pil 4.5V / 0.3 AA

R direnci * akım toplayıcının herhangi bir taban akımı Ib veya Ic'ye bağlı değilse. Direnç bağlıysa, temel üzerindeki voltaj 0,7 V yükselir ve bunun üzerinden bir akım Ib = 4 mA akar. bu lc = 250Ib = 1 mA verir transistor 250 akım kazancı eşittir.

kendi elleriyle basit amplifikatör transistörü getirerek, bunu şimdi yaşayabilirsiniz. kulaklık takın ve devrenin noktası 1 parmağınızı koyun. Bir gürültü duyarsınız. Vücut 50 Hz frekansında radyasyon ana besleme algılamaktadır. Gürültü kulaklıktan duydum ve bu radyasyon tek güç transistörü olduğunu. Bize daha ayrıntılı olarak bu süreci açıklayalım. 50 Hz'lik bir frekans ile, AC gerilim bazında gerilimi şimdi DC besleme gerilimi direnci R * gelen (yaklaşık 0.7 V) ve bir alternatif gerilim toplamına eşit olan bir kondansatör C ile transistörün tabanına bağlanır "parmak tarafından". Bunun bir sonucu olarak, kollektör akımı 50 Hz AC bileşeni frekansından aldı. Bu alternatif akım biz 50 Hz çıkışının sesi mümkün olacağı anlamına gelir, aynı frekansta, ileri geri hoparlör diyafram kaydırmak için kullanılır.

50 Hz gürültü çok heyecan verici değil, bu yüzden noktaları 1 ve 2, düşük frekanslı sinyal kaynağı (CD-çalar veya mikrofon) ve geliştirilmiş duymak konuşma veya müzik bağlanabilir oyna.