Mozgás egy erősítőben, közös emitterrel

Lehetőség van az erõsítõt egy közös emitteren keresztül beállítani, és ha szükséges, a lehetõ legnagyobb nyereség elérése (vagy ha az erõsítõ szakaszt visszacsatoló hurok fedezi). Az elmozdulási sémáknak három változata létezik, amelyeket egymással kombinálhatunk: az emitter áramkörben lévő sönt ellenállással, illesztett tranzisztor és DC visszacsatolás segítségével.

Shunt ellenállás az emitter áramkörben. A löketet az emitter áramkörben lévő sönt ellenállással lehet ellátni, amint az a 2. ábrán látható. 2.37. Az eltolódás létrehozásának megkönnyítése érdekében az Re ellenállást úgy választjuk meg, hogy ellenállása 0,1Rk legyen. ha az Re ellenállása túl kicsi, akkor az emitteren lévő feszültség sokkal kisebb lesz, mint a bázis és az emitter közötti feszültségcsökkenés, és ez a pihentetőpont hőmérséklet-instabilitását eredményezi, mivel az Ube feszültség a hőmérséklet függvénye.

Ábra. 2.37. Az emitteráramkörben egy sönt ellenállást lehet használni, hogy stabilan keveredjen egy erősítőbe földelt emitterrel.

A shunt emitter kondenzátort úgy kell megválasztani, hogy az impedanciája kisebb legyen, mint az r (szemben a Re-rel) a legalacsonyabb érdeklődési gyakorisággal. Ebben az esetben impedanciája 25 Hz, 650 Hz frekvencián. A tartomány a működési frekvenciák a bemeneti jel, hogy válassza ki a bemeneti interstage csatoló kondenzátor fontos, hogy a bemeneti impedanciája határozza meg a párhuzamos áramkör 10 kOhm-os ellenállás vegyület és a bemeneti impedancia a tranzisztor által a bázis, ebben az esetben, a 25 ohm szorozva h21e. azaz körülbelül 2,5 kΩ. Az egyenáramú ellenállás jeleket a bázis lényegesen nagyobb (az ellenállás a emitter ellenálláson szorozva h21e. Azaz körülbelül 100 ohm), és ez ily módon lehetséges, hogy stabil torzítást.

A figyelembe veendő áramkör egyik változata két egymást követő ellenállást használ az emitter áramkörben, amelyek közül az egyik megrövidült. Például olyan erősítőt kell megtervezni, amelynek nyeresége 50, a nyugalmi áram 1 mA, és az Ukk feszültsége +20 V; a jel frekvenciája 20 Hz-től 20 kG-ig terjedhet. Ha egy közös emitter áramkört választ a probléma megoldásához, akkor kapja meg a 2. ábrán látható erősítőt. 2.38. A kollektor ellenállást úgy választjuk meg, hogy a pihenő kollektor feszültsége 0,5 Ukk. Az emitterellenállást úgy választjuk meg, hogy figyelembe vesszük a szükséges nyereséget és az r hatását. amely 25 / Ik (mA). A nehézség az, hogy az emittáló feszültség, amely csak 0,175 V, jelentős változásoknak lesz kitéve. Az a tény, hogy a bázis-emitter átmeneti feszültségcsökkenés, amely körülbelül 0,6 V, a hőmérséklet függvénye (a relatív változás körülbelül 2,1 mV / ° C). míg az alapon a feszültség az R1 és R2 ellenállások segítségével állandó marad. például biztos lehet benne, hogy ha a hőmérsékletet 20 ° C-kal növeli, a kollektoráram kb. 25% -kal emelkedik.

Ez nemkívánatos jelenség kiküszöbölhető, ha benne van a emitterkapcsolásban söntöli egy további kondenzátort ellenálláson, amely nem befolyásolja az erősítést a működési frekvencia tartományban (ábra. 2,39). Az előző rendszerhez hasonlóan a kollektor ellenállást itt úgy választjuk meg, hogy a kollektoron levő feszültség 10 V (0,5 Ukk) legyen. Neshuntiruemy ellenállást a emitterkapcsolásban úgy választjuk meg, hogy figyelembe véve a saját emittere ellenállást képező rs = 25 / Ik (mA), az erősítés egyenlő 50. A járulékos ellenállást a emitterkapcsolásban olyannak kell lennie, hogy a keverő-stabil volt (jó eredmény ad rezisztenciát , 10-szer kevesebb, mint a kollektor). Base feszültség úgy van megválasztva, hogy az emittáló aktuális volt 1 mA, feltéve, hogy az ellenállás a előfeszítő áramkör egytizede az ellenállás egyenáramú a bázissal (körülbelül 100 K ebben az esetben). A sönt kondenzátor ellenállása az emitter áramkörben kisebbnek kell lennie a 180 ± 25 Ω ellenállásnál a tartomány legalacsonyabb frekvenciájánál. Végül, a bemeneti interstage csatoló kondenzátor kell egy kis impedanciája mint a bemenő impedanciájának az erősítő a bemeneti jel frekvenciáját határozza meg a párhuzamos feszültségosztó ellenállás kapcsolatot, és az ellenállás (180 + 25) / h21e ohm (frekvencián ellenállás 820 Ohm-os bemeneti hidalva egy kondenzátor és a zárt rövidzárlatnak felel meg).

Ábra. 2.39. Egy közös emitterrel rendelkező erősítő, amely stabil előfeszítéssel, linearitással és nagy feszültségnöveléssel rendelkezik.

Ábra. 2.40. A 2. ábrán bemutatott séma másik változata. 2.39.

Az áramkör másik változatában a jel és a DC áramkörök elválnak (2.40. Ábra). Ez a szétválasztás lehetővé teszi az erősítés megváltoztatását (180 ohmos ellenállás miatt) az eltolás megváltoztatása nélkül.

Egyeztetett tranzisztor használata. A bázis feszültség biztosítjuk a kívánt kollektor áram felhasználható konzisztens tranzisztorok, ahol az automatikus hőmérséklet-kompenzáció kell biztosítani (ábra. 2,41). A T1 tranzisztor kollektoros áramkörében 1 mA áram áramlik. kollektor potenciális közel földpotenciálon (pontosabban, nagyobb, mint a földpotenciál körülbelül nagyságának Ube feszültségesés), ha a tranzisztorok, T1 és T2 egy illesztett pár (például, két tranzisztor koholt a egykristályos szilícium), a keverés a T2 tranzisztor olyan lesz, hogy ez a tranzisztor is generál áram 1 mA, és a feszültség a kollektor egyenlő lesz, 4 - 10 V a kiegyensúlyozott jel a kollektor a nagysága ± 10 V. a hőmérséklet-változás nem befolyásolja a áramkör működését, mivel mindkét tranzisztor azonos hőmérsékleti körülmények között. Ez a jó "monolitikus" kettős tranzisztor.

Ábra. 2.41. Olyan előfeszítő áramkör, amelyben a bázis és az emitter közötti feszültségcsökkenés kompenzálva van.

DC visszacsatolás. A pihenőpont (működési pont) stabilizálására DC visszacsatolást használhat. Az ilyen stabilizálás egyik módját az 1. ábrán mutatjuk be. 2.42. Bizonyos stabilitási javulást lehet elérni, ha a keverőfeszültséget a kollektortól, és nem a forrásból, Ukk-ból kapja. A bázis feszültség meghaladja a földpotenciált a feszültségcsökkenésnek a diódán keresztül; mint az előfeszítő feszültség venni a elválasztó 10: 1, majd a kollektor feszültsége meghaladja földpotenciál összeggel egyenlő a dióda feszültségesés, nőtt 11-szer, azaz, az ≈ 7 V. Ez a rendszer csökkenti a hajlamát telítési (amely .. például, ha az együttható # 946; szokatlanul nagy lesz), mivel a kollektor feszültsége csökken, a bázis feszültségcsökkenése csökken. Ez a rendszer alkalmazható olyan esetekben, amikor nincs szükség nagy stabilitásra. A nyugalmi (kimeneti) pont a környezeti hőmérséklet változása miatt kb. 1 V-ra csökken. Ez annak köszönhető, hogy a bázis és az emitter közötti feszültségnek nagy a hőmérsékleti együtthatója. Stabilabb az az áramkör, amelyben a visszacsatoló hurok több erősítő kaszkádot tartalmaz. Példák arra, hogy hol lesz visszajelzés.

Ábra. 2.42. A torzítás stabilitását visszajelzés biztosítja.

Annak érdekében, hogy megértsük, hogyan működik ez a rendszer, a visszajelzést alaposabban meg kell fontolni. Például a visszacsatolás csökkenti a bemeneti és kimeneti impedanciákat. A bemeneti jel esetén az R1 ellenállást a kaszkád feszültsége növeli. Ebben az esetben az R1 ellenállás egyenértékű egy 200 ohm ellenállással rendelkező ellenállással, amelynek egyik vége földelt. A következő fejezetben részletesebben megfontoljuk a visszacsatolást, majd meghatározzuk a feszültségerősítést és az áramkör bemeneti és kimeneti impedanciáit.

Felhívjuk a figyelmet arra, hogy az alapú torzító ellenállás ellenállása növelhető, majd a kör bemeneti impedanciája megnő, de az alapáram nem tekinthető elhanyagolhatónak. Ilyen ellenállások például: R1 = 220 kOhm és R2 = 33 kOhm. Egy másik lehetőség az, hogy egy sönt kondenzátort csatlakoztathatunk a visszacsatoló áramkörhöz, amint az az 1. ábrán látható. 2.43. Ebben az esetben a visszacsatolás (és ennek következtében a leengedett bemeneti impedanciából) megszabadulhat a jelfrekvenciákon.

Ábra. 2.43. Visszacsatolás megszüntetése jelfrekvenciákon.

Néhány megjegyzés a torzításról és az erősítésről. Az első fontos megjegyzés a kaszkádok földelt emitterrel történő erősítésére vonatkozik: úgy tűnik, hogy a feszültségnövekedés növelhető a nyugalmi áram növelésével, mivel az emitter saját ellenállása r növekvő árammal csökken. Azonban, bár az újra csökken a kollektoráram növekedésével, ugyanazon működési feszültség elérése érdekében a kollektoron kisebb kollektorellenállást kell használni, és ennek eredményeként nincs nyereség. Valójában kimutatható, hogy egy erősítőben egy földelt emitter, tolható úgy, hogy a többi feszültség 0,5 Ukk. a kis jelhez tartozó feszültségnövekedés K # 8773; 20 Ukk a nyugalmi áram (üzemi áram) értékétől függetlenül.

2.10. Bizonyítsuk be, hogy a fenti állítás igaz.

Ha meg kell növelni a feszültségfokozat nyereségét, akkor például az aktuális forrás aktív terhelésként használható. Mivel az áramforrás nagyon nagy impedanciával rendelkezik, egy feszültségnövelő tényező 1000 és annál nagyobb lehet. Ez a megközelítés nem alkalmas az eltolódásokra, amelyeket fent tárgyaltunk; A kaszkádnak a közös DC visszacsatolási hurok által lefedett áramkör részét kell képeznie. Ezt a következő fejezetben tárgyaljuk. Az ilyen erősítők külső terhelésének szükségszerűen nagynak kell lennie, különben a nagy kollektor-ellenállás miatt keletkező nyereség elvész. Ilyen nagy ellenállású terhelésként emitter-követő, mezőhatású tranzisztor vagy működési erősítő használható.

A szűk frekvenciasávban a rezonanciaerősítésre szánt rádiófrekvenciás erősítők esetében gyakori a párhuzamos LC áramkör alkalmazása a kollektor terhelésként; ebben az esetben nagyon nagy feszültségnövelés érhető el, mivel az LC jel frekvenciáján az áramkör nagy impedanciát (áramforrásként) és DC impedanciája kicsi. LC - az áramkör átrendezhető, és a rezonancia jellemzőnek köszönhetően elnyomja a működési tartományon kívül eső jeleket. Ennek a sémának az előnyei annak a lehetőségnek is tulajdoníthatók, hogy a 2Uk-nak megfelelő kimenőjel átmérője megvan. és a transzformátor csatlakozás lehetősége.

Gyakorlat 2.11. Fejleszteni kell egy rezonáns erősítő fokozatot egy közös emitterrel 10 kHz frekvencián. Használjon shunt emitter ellenállást az áramkörben, és állítsa a nyugalmi áramot 1 mA-re. Legyen Ukk = +15 V, és L = 1,0 mH; az LC áramkörrel párhuzamosan csatlakoztasson egy 6,2 kΩ-os ellenállást Q = 10 eléréséhez (10% -os sávszélesség lásd az 1.22 fejezetet). Az interstag kommunikációhoz használjon kondenzátort a bemeneten.