Quando si calcolano gli stadi di amplificazione su elementi semiconduttori, è necessario conoscere molta teoria. Ma se vuoi realizzare l'ULF più semplice, è sufficiente selezionare i transistor per corrente e guadagno. Questa è la cosa principale, devi ancora decidere in quale modalità dovrebbe funzionare l'amplificatore. Dipende da dove pensi di usarlo. Dopotutto, puoi amplificare non solo il suono, ma anche la corrente: un impulso per controllare qualsiasi dispositivo.
Tipi di amplificatori
Quando vengono implementati i progetti degli stadi di amplificazione sui transistor, è necessario affrontare diverse questioni importanti. Decidi subito in quale delle modalità il dispositivo funzionerà:
- A è un amplificatore lineare, c'è corrente in uscita in qualsiasi momento durante il funzionamento.
- V - la corrente scorre solo durante il primo semiciclo.
- C - con un'elevata efficienza, le distorsioni non lineari diventano più forti.
- D e F - modalità di funzionamento degli amplificatori in modalità "chiave".(cambia).
Circuiti di amplificazione a transistor comuni:
- Con una corrente fissa nel circuito di base.
- Con fissaggio della tensione nella base.
- Stabilizzazione del circuito dei collettori.
- Stabilizzazione circuito emettitore.
- Tipo differenziale ULF.
- Amplificatori per basso push-pull.
Per comprendere il principio di funzionamento di tutti questi schemi, devi almeno considerare brevemente le loro caratteristiche.
Fissare la corrente nel circuito di base
Questo è il circuito di amplificazione più semplice che può essere utilizzato nella pratica. Per questo motivo, è ampiamente utilizzato dai radioamatori alle prime armi: non sarà difficile ripetere il design. I circuiti di base e collettore del transistor sono alimentati dalla stessa sorgente, il che è un vantaggio del design.
Ma ha anche degli svantaggi: questa è una forte dipendenza dei parametri non lineari e lineari dell'ULF da:
- Alimentazione.
- Gradi di dispersione dei parametri dell'elemento semiconduttore.
- Temperature - quando si calcola lo stadio di amplificazione, questo parametro deve essere preso in considerazione.
Ci sono alcune carenze, non consentono l'uso di tali dispositivi nella tecnologia moderna.
Stabilizzazione della tensione di base
In modalità A, gli stadi di amplificazione sui transistor bipolari possono funzionare. Ma se fissi la tensione sulla base, puoi persino usare i lavoratori sul campo. Solo questo risolverà la tensione non della base, ma del gate (i nomi dei pin per tali transistor sono diversi). nel diagramma invece dil'elemento bipolare è installato in campo, nulla dovrà essere rifatto. Devi solo scegliere la resistenza delle resistenze.
Tali cascate non differiscono per stabilità, i suoi parametri principali vengono violati durante il funzionamento e in modo molto forte. A causa dei parametri estremamente poveri, tale schema non viene utilizzato, ma è meglio utilizzare in pratica progetti con stabilizzazione dei circuiti del collettore o dell'emettitore.
Stabilizzazione del circuito dei collettori
Quando si utilizzano circuiti di amplificatori su transistor bipolari con stabilizzazione del circuito del collettore, risulta mantenere circa la metà della tensione di alimentazione alla sua uscita. Inoltre, ciò accade in una gamma relativamente ampia di tensioni di alimentazione. Ciò è dovuto al fatto che c'è un feedback negativo.
Tali cascate sono ampiamente utilizzate negli amplificatori ad alta frequenza - UFC, IF, dispositivi buffer, sintetizzatori. Tali circuiti sono utilizzati in ricevitori radio eterodini, trasmettitori (compresi i telefoni cellulari). La portata di tali schemi è molto ampia. Naturalmente, nei dispositivi mobili, il circuito è implementato non su un transistor, ma su un elemento composito: un piccolo cristallo di silicio sostituisce un enorme circuito.
Stabilizzazione dell'emettitore
Questi circuiti si trovano spesso, in quanto presentano chiari vantaggi: elevata stabilità delle caratteristiche (rispetto a tutti quelli descritti sopra). Il motivo è la profondità molto ampia del feedback di corrente (CC).
Amplificazionecascate su transistor bipolari, realizzate con stabilizzazione del circuito emettitore, sono utilizzate in ricevitori radio, trasmettitori, microcircuiti per aumentare i parametri dei dispositivi.
Dispositivi di amplificazione differenziale
Lo stadio di amplificazione differenziale è usato abbastanza spesso, tali dispositivi hanno un grado molto elevato di immunità alle interferenze. Per alimentare tali dispositivi, puoi utilizzare fonti a bassa tensione: ciò ti consente di ridurre le dimensioni. Un dif-amplificatore si ottiene collegando gli emettitori di due elementi semiconduttori alla stessa resistenza. Il circuito dell'amplificatore differenziale "classico" è mostrato nella figura seguente.
Tali cascate sono molto spesso utilizzate in circuiti integrati, amplificatori operazionali, amplificatori, ricevitori FM, percorsi radio di telefoni cellulari, mixer di frequenza.
Amplificatori push-pull
Gli amplificatori push-pull possono funzionare in quasi tutte le modalità, ma il più delle volte viene utilizzato B. Il motivo è che questi stadi sono installati esclusivamente sulle uscite dei dispositivi e lì è necessario aumentare l'efficienza per garantire un alto livello di efficienza. È possibile implementare un circuito amplificatore push-pull sia su transistor a semiconduttore con lo stesso tipo di conducibilità, sia con differenti. Il circuito "classico" di un amplificatore a transistor push-pull è mostrato nella figura seguente.
Indipendentemente dalla modalità di funzionamento dello stadio di amplificazione, risulta ridurre notevolmenteil numero di armoniche pari nel segnale di ingresso. Questo è il motivo principale per l'uso diffuso di tale schema. Gli amplificatori push-pull sono spesso usati in CMOS e altri componenti digitali.
Schema con una base comune
Questo circuito di commutazione a transistor è relativamente comune, è un circuito a quattro terminali: due ingressi e lo stesso numero di uscite. Inoltre, un ingresso è anche un'uscita, è collegato al terminale "base" del transistor. Ad essa sono collegati un'uscita dalla sorgente del segnale e un carico (ad esempio un altoparlante).
Per alimentare una cascata con una base comune, puoi usare:
- Schema per fissare la corrente di base.
- Stabilizzazione della tensione di base.
- Stabilizzazione del collettore.
- Stabilizzazione dell'emettitore.
Una caratteristica dei circuiti con una base comune è un valore molto basso della resistenza di ingresso. È uguale alla resistenza della giunzione dell'emettitore dell'elemento semiconduttore.
Circuito collettore comune
Anche costruzioni di questo tipo sono usate abbastanza spesso, si tratta di una rete a quattro terminali, che ha due ingressi e lo stesso numero di uscite. Ci sono molte somiglianze con il circuito dell'amplificatore di base comune. Solo in questo caso, il collettore è un punto di connessione comune per la sorgente del segnale e il carico. Tra i vantaggi di un tale circuito, si può evidenziare la sua elevata resistenza di ingresso. Per questo motivo viene spesso utilizzato negli amplificatori per basso.
Per alimentare il transistor, è necessarioutilizzare la stabilizzazione della corrente. La stabilizzazione dell'emettitore e del collettore è l'ideale per questo. Va notato che un tale circuito non può invertire il segnale in ingresso, non amplifica la tensione, per questo è chiamato "emettitore follower". Tali circuiti hanno una stabilità dei parametri molto elevata, la profondità del feedback CC (feedback) è quasi del 100%.
Emettitore comune
Gli stadi di amplificazione con un emettitore comune hanno un guadagno molto alto. È con l'uso di tali soluzioni circuitali che vengono costruiti amplificatori ad alta frequenza, utilizzati nella tecnologia moderna: GSM, sistemi GPS, nelle reti Wi-Fi wireless. Un quadripolo (cascata) ha due ingressi e lo stesso numero di uscite. Inoltre, l'emettitore è collegato contemporaneamente con un'uscita del carico e la sorgente del segnale. Per alimentare le cascate con un emettitore comune, è preferibile utilizzare sorgenti bipolari. Ma se ciò non è possibile, è consentito l'uso di sorgenti unipolari, solo che è improbabile che raggiungano una potenza elevata.
