Транзисторный каскад: Как работает усилительный каскад на транзисторе, начинающим

Содержание

Как работает усилительный каскад на транзисторе, начинающим

Что такое транзисторный усилительный каскад и как он работает, примеры схем усилительных каскадов на транзисторе. В любой аналоговой электронной технике применяются усилительные каскады на транзисторах, как самостоятельные, так и в составе микросхем. И так, из школьного курса физики, мы знаем что биполярные транзисторы бывают структур P-N-P и N-P-N.

Вдаваться в подробности строения кристалла мы здесь не будем. Лучше разберемся что это нам дает. Так вот, питание биполярного транзистора P-N-P подается плюсом на его эмиттер, а минусом на его коллектор. И некоторое отрицательное, относительно эмиттера, напряжение смещения подается на его базу.

А вот питание биполярного транзистора N-P-N, совсем наоборот, — подается минусом на его эмиттер, а плюсом на его коллектор, и некоторое положительные, относительно эмиттера, напряжение смещение на его базу. Здесь будем рассматривать усилительные каскады на транзисторах структуры N-P-N.

Потому что такие каскады сейчас наиболее распространены, — почти вся современная аппаратура имеет общий минус, а питается положительным напряжением относительно общего минуса. Все что здесь будет сказано в отношении транзистора N-P-N применимо и к транзистору P-N-P, только все напряжения будут в обратной полярности.

Простейшие схемы усилительных каскадов на транзисторах

На рисунках 1 и 2 показаны простейшие схемы резистивных усилительных каскадов на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Схема с общим эмиттером позволяет усиливать как ток, так и напряжение сигнала.

Рис. 1. Простейшая схема резистивного усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером (ОЭ).

Рис. 2. Еще одна схема резистивного усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером (ОЭ).

Есть два основных способа подачи напряжения смещения на базу транзистора в схеме с ОЭ. В схеме на рисунке 1 напряжение на базу подается через резистор R6, при этом само напряжение на базе зависит от делителя, состоящего из R6 и внутреннего сопротивления база-эмиттер транзистора.

В такой схеме для получения нужного напряжения смещения R6 имеет обычно большое сопротивление. Такой тип смещения называют смещением, фиксированным током базы.

На рисунке 2 напряжение базового смещения создается делителем из резисторов Rб1 и Rб2. В такой схеме сопротивление базовых резисторов может быть значительно меньше.

Это интересно тем, что изменение сопротивления эмиттер-база под действием изменения температуры в меньшей степени влияет на напряжение на базе транзистора. Такой каскад более термостабилен.

Кроме того меньше влияния на рабочую точку транзистора изменений в кристалле транзистора от старения, или при замене неисправного транзистора другим. Такой тип смещения называется фиксированным напряжением база-эмиттер.

Недостаток схемы на рис.2 в том, что входное сопротивление такого каскада значительно ниже, чем в схеме по рис.1. Но это важно, только если нужно большое входное сопротивление.

Разные экземпляры даже однотипных транзисторов могут существенно отличаться своими статическими параметрами, кроме того, есть и зависимость от температуры, поэтому желательно чтобы в усилительном каскаде была стабилизация режима работы транзистора.

Проще всего это сделать введением в каскад отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному току, так, чтобы изменения входного тока или напряжения, к которым приводит работа ООС, противодействовали влиянию дестабилизирующих факторов.

Коллекторная стабилизация режима работы транзистора

На рисунке 3 показана схема коллекторной стабилизации режима работы транзистора. Обратите внимание, — каскад очень похож на схему на рис.1, но базовый резистор R6 подключен не к плюсу источника питания (+Uп), а к коллектору транзистора. Теперь получается, что напряжение смещения на базе транзистора зависит от напряжения на его коллекторе.

Которое, в свою очередь, зависит от напряжения на базе. И если по какой-то причине напряжение на коллекторе изменится, то и напряжение на базе изменится таким образом, что необходимая рабочая точка каскада будет восстановлена.

Рис. 3. Схема коллекторной стабилизации режима работы транзистора.

Эмиттерная стабилизация режима работы транзистора

Более высокой стабильности можно достигнуть применив эмиттерную стабилизацию режима работы транзистора (рис.4). Здесь стабильность повышается при увеличении сопротивления Rэ и уменьшении сопротивлений Rб1 и Rб2.

Однако и слишком большим сопротивление Rэ выбирать не следует, потому что при этом напряжение коллектор-эмиттер может оказаться слишком малым.

Не стоит увлекаться и сильным уменьшением сопротивлений R61 и R62, потому что при очень малых их величинах не только увеличивается ток потребления, но и, что гораздо важнее, очень сильно снижается входное сопротивление.

Рис. 4. Эмиттерная стабилизация режима работы транзистора.

Чтобы снизить влияние ООС на переменный ток вводится конденсатор Сэ. Как известно, конденсатор имеет реактивное сопротивление, и постоянный ток через него не проходит, но проходит переменный. В результате переменный ток «обтекает» резистор Rэ через реактивное сопротивление Сэ.

И результирующее сопротивление в цепи эмиттера по переменному току оказывается значительно ниже, чем по постоянному. Поэтому ООС по переменному току значительно меньше, чем по постоянному.

Каскад с общим коллектором

Схема каскада с общим коллектором (рис.5.) обеспечивает усиление входного сигнала только по току.

Такие каскады называются эмиттерными повторителями, потому что по напряжению они не усиливают сигнал, а только повторяют его (было на входе 0,5V, и на выходе тоже будет 0,5V).

Но сила тока на выходе через нагрузку будет больше.

Они применяются тогда, когда нужно получить большое входное сопротивление. Отличие каскада с ОК (общим коллектором) от каскада ОЭ (общим эмиттером) в том, что в схеме с ОК выходной сигнал снимается с эмиттера. При этом сигнал не усиливается по напряжению и не инвертируется.

Рис. 5. Схема каскада с общим коллектором.

В схеме же с ОЭ сигнал инвертируется. Это демонстрируется на рисунках изображениями синусоид у входа и выхода каскадов. В схеме с ОЭ выходная синусоида противофазна входной. В схеме с ОК — они синфазны.

РК-02-18.

Транзисторный каскад — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Транзисторный каскад

Cтраница 1


Транзисторный каскад с общей базой ( рис. 33, б) дает небольшой коэффициент гармоник. Трансформаторная межкаскадная связь каскада мощного усиления с предыдущим каскадом позволяет создать для усилительного элемента наивыгоднейшую нагрузку, что стабилизирует работу усилителя.  [2]

Транзисторные каскады с емкостными нагрузками, питаемые переменным напряжением, позволяют создавать различные импульсные устройства с синхронным управлением.  [4]

Транзисторный каскад сохраняет работоспособность и имеет расчетные свойства лишь в том случае, если ток покоя выходной цепи ( ток коллектора при включении с общим эмиттером и общей базой и ток эмиттера при включении с общим коллектором) не выходит за определенные пределы.  [5]

Транзисторный каскад работает в режиме усиления постоянного тока. Начальный режим транзистора и температурная стабилизация режима обеспечивается подачей смещения на базу от делителя, образованного резистором Я22 и кремниевым диодом Д12, питающимся стабилизированным напряжением от стабилитронов Дз-Дв — Изменение температуры окружающего воздуха равным образом смещает характеристики диода и транзистора, что обеспечивает необходимую компенсацию. Этот резистор создает условия для эффективного введения отрицательной обратной связи ( по переменному току) через конденсатор Cf, соединяющий коллектор с базой, и образует фильтр, способствующий уменьшению пульсаций выходного тока, проникающих от магнитного усилителя. Для компенсации начального тока полупроводникового усилителя предусмотрена подпитка выходной цепи его обратным током через резистор Rw. В целях уменьшения погрешности от изменения сопротивления внешней нагрузки преобразователя через резистор R2i введена положительная обратная связь по напряжению на нагрузке.  [6]

Транзисторный каскад сохраняет работоспособность и имеет расчетные свойства лишь в том случае, если ток покоя выходной цепи ( ток коллектора при включении с общим эмиттером и общей базой и ток эмиттера при включении с общим коллектором) не выходит за определенные пределы.  [7]

Дрейф транзисторного каскада можно несколько уменьшить за счет правильного выбора элементов каскада и режима транзисто — ра, а также взаимной компенсации составляющих дрейфа. Однако компенсация возможна лишь в узком температурном диапазоне на ограниченном промежутке времени.  [8]

Изучение транзисторных каскадов удобно провести по схеме на рис. 9.7, а. Поскольку в режиме усиления используется только активная область, то для нормальной работы транзистора необходимо либо обеспечить постоянный ток базы, либо подать на переход база-эмиттер постоянное смещение.  [9]

Схему транзисторного каскада целесообразно строить так, чтобы обеспечить постоянную независимую от температуры величину тока эмиттера. Для этого с увеличением температуры, когда неуправляемый ток коллектора увеличивается, ток базы должен уменьшаться.  [10]

Свойства транзисторных каскадов характеризуются общими для них параметрами, к которым относятся: входное и выходное сопротивление, коэффициент усиления по току. Для различных схем включения транзисторов эти параметры различны.  [11]

Число транзисторных каскадов с одиночными контурами, настроенными на одну частоту, находится при электрическом расчете.  [13]

Для транзисторных каскадов эквивалентную схему выходной цепи удобно Привести к тому же виду, что я для электронной лампы.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Транзисторный каскад с общим эмиттером.

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 17Следующая ⇒

Биполярные транзисторы чаще всего используются в усилительных каскадах. На рис.17 изображен транзисторный каскад с общим эмиттером.

Режим работы биполярного транзистора в каскаде определяется си­лой базового тока. Для того чтобы базовый ток был стабилен, база соеди­няется с источником питания схемы

ЕКчерез высокоомное сопротивление RБ.

 

 

ЕК – постоянное напряжение питания транзисторного усилителя. Полярность источника питания усилительного каскада зависит от типа выбранного транзистора.

Rн – сопротивление нагрузочного устройства;

Резистор Rб., обеспечивает требуемую работу транзистора в режиме покоя усилителя, то есть в отсутствие входного сигнала.

Резистор Rк – резистор в цепи отрицательной обратной связи по току коллектора, вместе с Rн определяет величину выходного сигнала, задает линию нагрузки на семействе выходных характеристик транзистора, определяет выбор начальной рабочей точки в режиме покоя, напряжение покоя Uк.э. п и ток покоя Iк. п транзистора.

Разделительный конденсатор Cр. 1 передает на вход усилителя переменную составляющую сигнала от источника uвх., не пропуская постоянный ток от источника питания Ек во входную цепь усилителя. Разделительный конденсатор Cр. 2 передает на выход усилителя переменную составляющую сигнала, не пропуская постоянный ток от источника питания Ек в выходную цепь усилителя, тем самым уменьшается потребление мощности усилителя от источника питания и исключаются искажения сигнала на выходе усилительного каскада. Таким образом, разделительные конденсаторы отделяют усилительный каскад от входной и выходной цепей схемы.

Для определения режима работы транзисторного каскада удобно по­строить линию нагрузки на характеристиках транзистора.

Данный способ позволяет описать поведение транзистора во всех основных режи­мах работы, а именно: насыщения, усиления и отсечки.

 

 

 

Режим насыщения транзистора имеет место в случае, когда ток коллектора не управляется током базы. Такая ситуация возникает при условии h21э.IБ >IKH , где IKH — ток насыщения коллектора.

 

IН.К. = .

В режиме усиления ток коллектора должен быть меньше тока насыщения 1КН. Значение тока коллектора и соответствующее ему напряжение коллектор-эмиттер задает рабочая точка на нагрузочной прямой (например, точка 1).

Значение резистора RК. можно рассчитать:

Значение тока базы:

Сопротивление в цепи базы:

 

 

Напряжение UБ.Э. определяется из входной ВАХ транзистора.

 

 

В режиме отсечки ток коллектора равен нулю и не создает на резисторе RKпадения напряжения. Следовательно, напряжение UKЭмакси­мально и равно напряжению источника питания ЕK. Данный режим соот­ветствует точке 2.

При работе транзисторного каскада в режиме малого сигнала обес­печивается наибольшее усиление входного сигнала при минимальных ис­кажениях. Характерной особенностью данного режима является то, что при всех возможных значениях входного сигнала рабочая точка транзисто­ра не выходит из линейной области.

При поступлении на вход усилителя переменного сигнала uВХ., ток базы транзистора (согласно ВАХ) тоже будет изменяться. Изменение тока базы вызовет изменение коллекторного тока. Последний вызовет изменение выходного напряжения усилителя, причем выходное напряжение будет в КU раз больше входного. То есть произойдет усиление входного сигнала.

 

КU = ΔUВЫХ/ΔUВХ.

 

 

Важной характеристикой усилителя является амплитудно-частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты усиливаемого сигнала.

Величина коэффициента усиления снижается на низких частотах – из-за конденсаторов, входящих в состав схемы; и верхних частотах – из-за частотных свойств транзистора.

Также от частоты зависит и угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями. Такая характеристика называется фазо-частотной.

 

 

Полоса пропускания усилителя ΔF= fв.грfн.гр.

 

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

Усилительный каскад с общим эмиттером

Добавлено 5 октября 2017 в 00:20

Сохранить или поделиться

В начале этой главы мы увидели, как транзисторы, работая в режиме либо «насыщения», либо «отсечки», могут использоваться в качестве ключей. В последнем разделе мы увидели, как транзисторы ведут себя в своих «активных» режимах, между экстремальными режимами насыщения и отсечки. Поскольку транзисторы способны управлять током аналоговым (плавно изменяющимся) способом, они находят применение и в качестве усилителей для аналоговых сигналов.

Одна из наиболее простых для изучения схем транзисторного усилителя ранее показала коммутирующие способности транзистора (рисунок ниже).

NPN транзистор как простой ключ (на рисунке показаны направления движения потоков электронов)

Она называется схемой с общим эмиттером, потому что (игнорируя батарею источника питания) и у источника сигнала, и у нагрузки есть общая точка подключения к транзистору – эмиттера (как показано на рисунке ниже). И, как мы увидим в последующих разделах этой главы, это не единственный способ использования транзистора в качестве усилителя.

Каскад усилителя с общим эмиттером: у входного и выходного сигналов при подключении к транзистору есть общая точка – эмиттер

Ранее небольшой ток от солнечного элемента насыщал транзистор, зажигавший лампу. Теперь зная, что транзисторы способны «задавливать» ток коллектора в соответствии с величиной тока базы, подаваемого от источника входного сигнала, мы можем увидеть, что в этой схеме яркость лампы может контролироваться яркостью света, падающего на солнечный элемент. Когда на солнечный элемент попадает мало света, лампа будет светиться тускло. По мере того, как на солнечный элемент попадает больше света, яркость лампы будет возрастать.

Предположим, что нас заинтересовало использование солнечного элемента в качестве измерителя яркости света. Мы хотим измерить яркость падающего света с помощью солнечного элемента, используя его выходной ток для управления стрелкой индикатора. Для этого можно подключить индикатор к солнечному элементу напрямую (рисунок ниже). На самом деле простейшие измерители яркости в фотографии работают подобным же образом.

Свет большой яркости напрямую управляет индикатором

Хотя этот способ может работать и при измерении умеренной яркости света, при низкой яркости он работать уже не будет. Поскольку солнечный элемент должен обеспечивать потребности в энергии индикатора для движения стрелки, то эта система неизбежно будет ограничена по своей чувствительности. Предполагая, что нам необходимо измерять очень низкие яркости света, нужно найти другое решение.

Возможно, самым прямым решением этой проблемы является использование транзистора (рисунок ниже) для усиления тока солнечного элемента, чтобы можно было получить большее отклонение стрелки индикатора для более тусклого света.

Ток солнечного элемента при низкой яркости света должен быть усилен (на рисунке показаны направления движения потоков электронов)

Ток через индикатор в этой схеме будет в β раз больше тока через солнечный элемент. Для транзистора с β, равным 100, это дает существенное увеличение чувствительности измерений. Разумно отметить, что дополнительная мощность для перемещения стрелки индикатора исходит от батареи в правой части схемы, а не от самого солнечного элемента. Всё, что делает ток солнечного элемента, это управляет током батареи, чтобы обеспечить более высокие показания индикатора, чем мог бы обеспечить солнечный элемент без посторонней помощи.

Поскольку транзистор является устройством, регулирующим ток, и поскольку движение стрелки индикатора определяется током через катушку индикатора, показания измерителя должны зависеть только от тока солнечного элемента, а не от величины напряжения, обеспечиваемого аккумулятором. Это означает, что точность схемы не зависит от состояния аккумулятора, что является важной особенностью! Всё, что требуется от батареи, – это определенные минимальные выходные напряжения и ток, способные отклонить стрелку индикатора на всю шкалу.

Другим способом использования схемы с общим эмиттером является получение определяемого входным сигналом выходного напряжения, а не определенного значения выходного тока. Давайте заменим стрелочный индикатор на простой резистор и измерим напряжение между коллектором и эмиттером (рисунок ниже).

Благодаря току через резистор нагрузки усилитель с общем эмиттером выдает на выход напряжение

Когда солнечный элемент затемнен (нет тока), транзистор будет находиться в режиме отсечки, и будет вести себя как разомкнутый ключ между коллектором и эмиттером. Это приведет к максимальному падению напряжения между коллектором и эмиттером, что даст максимальное Vвых, равное полному напряжению батареи.

При полной мощности (максимальной освещенности) солнечный элемент будет приводить транзистор в режим насыщения, заставляя его вести себя как замкнутый ключ между коллектором и эмиттером. Результатом будет минимальное падение напряжение между коллектором и эмиттером, или почти нулевое выходное напряжение. На самом деле открытый транзистор никогда не сможет достичь нулевого падения напряжения между коллектором и эмиттером из-за двух PN-переходов, через которые должен проходить ток коллектора. Однако это «напряжение насыщения коллектор-эмиттер» будет довольно низким, примерно несколько десятых долей вольта, в зависимости от конкретного используемого транзистора.

При выходных сигналах солнечного элемента для уровней освещенности где-то между нулем и максимумом транзистор будет находиться в активном режиме, а выходное напряжение будет где-то между нулем и полным напряжением батареи. Важно отметить, что в схеме с общим эмиттером выходное напряжение инвертируется относительно входного сигнала. То есть по мере увеличения входного сигнала выходное напряжение уменьшается. По этой причине схема усилителя с общим эмиттером называется инвертирующим усилителем.

Быстрое моделирование схемы в SPICE (рисунок и список соединений ниже) проверит наши выводы об этой усилительной схеме.

Схема усилителя с общим эмиттером с номерами узлов в SPICE (список соединений приведен ниже)
*common-emitter amplifier 
i1 0 1 dc
q1 2 1 0 mod1
r 3 2 5000
v1 3 0 dc 15
.model mod1 npn
.dc i1 0 50u 2u
.plot dc v(2,0)
.end
Схема с общим эмиттером: зависимость выходного напряжения коллектора от входного тока базы

В начале моделирования (на рисунке выше), когда источник ток (солнечного элемента) выдает нулевой ток, транзистор находится в режиме отсечки, и выходное напряжение усилителя (между узлами 2 и 0) равно всем 15 вольтам напряжения батареи. По мере того, как ток солнечного элемента начинает увеличиваться, выходное напряжение пропорционально уменьшается, пока транзистор не достигнет насыщения при токе базы 30 мкА (ток коллектора 3 мА). Обратите внимание, как график выходного напряжения идеально линеен (шаги по 1 вольту от 15 вольт до 1 вольта) до точки насыщения, где он никогда не достигнет нуля. Этот эффект упоминался ранее, полностью открытый транзистор не может достичь точно нулевого падения напряжения между коллектором и эмиттером из-за наличия внутренних переходов. То, что мы видим, это резкое снижение выходного напряжения от 1 вольта до 0.2261 вольта при возрастании входного тока с 28 мкА до 30 мкА, а затем дальнейшее снижение выходного напряжения (хотя и со значительно меньшим шагом). Наименьшее выходное напряжение, полученное при этом моделировании, составляет 0.1299 вольта, почти равно нулю.

До сих пор мы видели, как транзистор, как усилитель сигналов постоянных напряжения и тока. В примере измерения освещенности с помощью солнечного элемента нам было интересно усилить выходной сигнал постоянного тока от солнечного элемента для управления стрелочным индикатором постоянного тока или получить на выходе постоянное напряжение. Однако это не единственный способ использования транзистора в качестве усилителя. Часто бывает, необходим усилитель переменного тока для усиления сигналов переменных тока и напряжения. Один из наиболее распространенных случаев – аудио электроника (радио, телевидение). Ранее мы видели пример аудио сигнала от камертона, активирующего транзисторный ключ (рисунок ниже). Посмотрим, можем ли мы изменить эту схему для передачи мощности не на лампу, а на динамик.

Транзисторный ключ, активируемый звуком (на рисунке показаны направления движения потоков электронов)

В исходной схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель использовался для преобразования сигнала переменного напряжения от микрофона в постоянное напряжение для управления входом транзистора. Всё, что нам было нужно, это включить лампу с помощью звукового сигнала от микрофона, для этих целей такой схемы было достаточно. Но теперь мы хотим усилить сигнал переменного напряжения и подать его на динамик. Это означает, что мы больше не можем выпрямлять сигнал с выхода микрофона, поскольку для подачи на транзистор нам нужен неискаженный сигнал! Удалим из схемы мостовой выпрямитель и заменим лампу на динамик.

Усилитель с общим эмиттером подает на динамик сигнал звуковой частоты

Так как микрофон может генерировать напряжения, превышающие прямое падение напряжения на PN-переходе база-эмиттер, последовательно с микрофоном я поместил резистор. Давайте промоделируем схему на рисунке ниже с помощью SPICE. Список соединений приведен ниже.

SPICE модель аудио усилителя с общим эмиттером
common-emitter amplifier 
vinput 1 0 sin (0 1.5 2000 0 0)
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1
rspkr 3 4 8 
v1 4 0 dc 15
.model mod1 npn
.tran 0.02m 0.74m
.plot tran v(1,0) i(v1)
.end
На коллекторе сигнал обрезается из-за отсутствия на базе смещения постоянным напряжением

На графиках моделирования (рисунок выше) показаны как входное напряжение (сигнал переменного напряжения с амплитудой 1,5 вольта и частотой 2000 Гц), так и ток через батарею 15 вольт, который совпадает с током через динамик. Здесь мы видим полную синусоиду входного переменного напряжения (и с положительной, и с отрицательной полуволнами) и полуволны выходного тока только одной полярности. Если бы мы на самом деле подали этот сигнал на динамик, звук из него был бы сильно искажен.

Что не так с этой схемой? Почему она не будет точно воспроизводить полную форму переменного напряжения от микрофона? Ответ на этот вопрос можно найти путем тщательной проверки модели транзистора на основе диода и источника тока (рисунок ниже).

Модель показывает, что ток базы протекает только в одном направлении

Ток коллектора контролируется, или регулируется, в режиме стабилизации тока на постоянном значении в соответствии с величиной тока, протекающего через переход база-эмиттер. Обратите внимание, что оба пути протекания тока через транзистор являются однонаправленными: только одно направление! Несмотря на наше намерение использовать транзистор для усиления сигнала переменного тока, он, по сути, является устройством постоянного тока, которое способно работать с токами только одного направления. Мы можем подать входной сигнал переменного напряжения между базой и эмиттером, но электроны в этой схеме не смогут протекать во время того полупериода, когда переход база-эмиттер будет смещен в обратном направлении. Следовательно, транзистор будет оставаться в режиме отсечки на протяжении всей этой части периода. Он будет «включаться» в активный режим только в том случае, если входное напряжение имеет правильную полярность, чтобы смещать переход база-эмиттер в прямом направлении, и только тогда, когда это напряжение достаточно велико, чтобы превысить прямое падение напряжения перехода. Помните, что биполярные транзисторы являются устройствами, которые управляются током: они регулируют ток коллектора, основываясь на протекании тока от базы к эмиттеру, а не на наличии напряжения между базой и эмиттером.

Единственный способ, с помощью которого мы можем заставить транзистор выдавать в динамик сигнала без искажения его формы, заключается в том, чтобы удерживать транзистор в активном режиме всё время. Это значит, что мы должны поддерживать ток через базу в течение всего периода входного сигнала. Следовательно, PN-переход база-эмиттер должен постоянно быть смещен в прямом направлении. К счастью, это может быть достигнуто с помощью постоянного напряжения смещения, добавленного к входному сигналу. При подключении источника постоянного напряжения с достаточно большим уровнем последовательно с источником сигнала переменного напряжения прямое смещение может поддерживаться во всех точках синусоиды сигнала (рисунок ниже).

Vсмещ удерживает транзистор в активном режиме
common-emitter amplifier 
vinput 1 5 sin (0 1.5 2000 0 0)
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1
rspkr 3 4 8
v1 4 0 dc 15
.model mod1 npn
.tran 0.02m 0.78m
.plot tran v(1,0) i(v1)
.end
Благодаря Vсмещ выходной ток I(v(1)) не искажается

При наличии источника напряжения смещения 2,3 вольта транзистор остается в активном режиме на протяжении всего периода синусоиды, верно воспроизводя форму сигнала на динамике (рисунок выше). Обратите внимание, что входное напряжение (измеренное между узлами 1 и 0) колеблется между примерно 0,8 вольта и 3,8 вольта, как и ожидалось, размах составляет 3 вольта (амплитуда напряжения источника равна 1,5 вольта). Выходной ток (протекает через динамик) изменяется от нуля до почти 300 мА и на 180° отличается по фазе от входного сигнала (с микрофона).

На рисунке ниже показан другой вид этой же схемы, на этот раз с несколькими осциллографами, подключенными к интересующим нас точкам для отображения соответствующих сигналов.

Вход базы смещен вверх. Выход инвертирован.

Важной частью является необходимость смещения в схеме транзисторного усилителя для получения полного воспроизведения формы сигнала. Отдельный раздел этой главы будет полностью посвящен объектам и способам смещения. На данный момент достаточно понять, что смещение может потребоваться для получения на выходе усилителя напряжения и тока правильной формы.

Теперь, когда у нас есть работающая схема усилителя, мы можем исследовать ее напряжение, ток и усиление. Типовой транзистор, используемый в этих исследованиях, имеет значение β = 100, о чем свидетельствует короткая распечатка параметров транзистора, приведенная ниже (этот список параметров для краткости был сокращен).

SPICE параметры биполярного транзистора:

type        npn   
is        1.00E-16
bf         100.000
nf           1.000
br           1.000
nr           1.000

β указан под аббревиатурой «bf«, что фактически означает «бета, прямое» ( “beta, forward”). Если бы мы захотели вставить для исследования наш собственный коэффициент β, мы могли бы сделать это в строке .model в списке соединений SPICE.

Так как β – это отношение тока коллектора к току базы, и у нас нагрузка соединена последовательно с коллектором транзистора, а наш источник соединен последовательно с базой, отношение выходного тока к входному току будет равно бета. Таким образом, усиление по току в этом примере усилителя составляет 100.

Усиление по напряжению посчитать немного сложнее, чем усиление по току. Как всегда, коэффициент усиления по напряжению определяется как отношение выходного напряжения к входному напряжению. Чтобы экспериментально определить его, мы изменим наш последний анализ SPICE для построения графика не выходного тока, а выходного напряжения, чтобы сравнить два графика напряжения (рисунок ниже).

common-emitter amplifier
vinput 1 5 sin (0 1.5 2000 0 0)
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1
rspkr 3 4 8
v1 4 0 dc 15
.model mod1 npn
.tran 0.02m 0.78m
.plot tran v(1,0) v(3)
.end
Выходное напряжение V(1) на сопротивлении rдинамик для сравнения со входным сигналом

При построении в одном масштабе (от 0 до 4 вольт) мы видим, что выходной сигнал на рисунке выше имеет меньшую амплитуду, чем входной сигнал, и к тому же он находится на более высоком уровне смещения по сравнению с входным сигналом. Поскольку коэффициент усиления по напряжению для усилителя переменного тока определяется отношением амплитуд, мы можем игнорировать любую разницу в смещениях по постоянному напряжению между этими двумя сигналами. Несмотря на это, входной сигнал всё равно больше выходного, что говорит о том, что коэффициент усиления по напряжению меньше 1 (отрицательное значение в дБ).

Честно говоря, этот низкий коэффициент усиления по напряжению не характерен для всех усилителей с общим эмиттером. Это является следствием большого несоответствия между входным сопротивлением и сопротивлением нагрузки. Наше входное сопротивление (R1) здесь составляет 1000 Ом, а нагрузка (динамик) составляет только 8 Ом. Поскольку коэффициент усиления по току определяется исключительно β, и поскольку этот параметр β фиксирован, коэффициент усиления по току для этого усилителя не изменится с изменением любого из этих сопротивлений. Однако коэффициент усиления по напряжению зависит от этих сопротивлений. Если мы изменим сопротивление нагрузки, сделав его более большим, падение напряжения на нем пропорционально увеличится при тех же значениях токов, и мы увидим на графике сигнал с большей амплитудой. Давайте попробуем промоделировать схему снова, но на этот раз с нагрузкой 30 Ом (рисунок ниже).

common-emitter amplifier
vinput 1 5 sin (0 1.5 2000 0 0)
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1
rspkr 3 4 30
v1 4 0 dc 15
.model mod1 npn
.tran 0.02m 0.78m
.plot tran v(1,0) v(3)
.end
Увеличение rдинамик до 30 Ом увеличивает выходное напряжение

На этот раз размах выходного напряжения значительно больше, чем у входного напряжения (рисунок выше). При внимательном рассмотрении мы видим, что размах выходного сигнала составляет примерно 9 вольт, примерно в 3 раза больше размаха входного сигнала.

Мы можем выполнить еще одни компьютерный анализ этой схемы, на этот раз поручая SPICE с точки зрения переменного напряжения, давая нам значения амплитуд входных и выходных напряжений, вместо осциллограмм (таблица ниже).

Список соединений SPICE для печати входных и выходных значений переменных напряжений.

common-emitter amplifier
vinput 1 5 ac 1.5
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1   
rspkr 3 4 30    
v1 4 0 dc 15    
.model mod1 npn 
.ac lin 1 2000 2000     
.print ac v(1,0) v(4,3) 
.end    

freq          v(1)        v(4,3)      
2.000E+03     1.500E+00   4.418E+00

Измерения амплитуд сигналов на входе и на выходе показали 1,5 вольта на входе и 4,418 вольта на выходе. Это дает нам коэффициент усиления по напряжению 2,9453 (4,418 В / 1,5 В), или 9,3827 дБ.

\[A_V = { V_{вых} \over V_{вх}}\]

\[A_V = { 4,418 В \over 1,5 В}\]

\[A_V = 2,9453\]

\[A_{V(дБ)} = 20 \log A_{V(единицы)}\]

\[A_{V(дБ)} = 20 \log 2,9453\]

\[A_{V(дБ)} = 9,3827 дБ\]

Поскольку коэффициент усиления по току для усилительного каскада с общим эмиттером фиксирован и равен β, а входное и выходное напряжения будут равных входному и выходному токам, умноженным на соответствующие сопротивления, мы можем получить формулу для приближенного определения коэффициента усиления по напряжению:

\[A_V = \beta { R_{вых} \over R_{вх} }\]

\[A_V = (100) { 30 Ом \over 1000 Ом }\]

\[A_V = 3\]

\[A_{V(дБ)} = 20 \log A_{V(единицы)}\]

\[A_{V(дБ)} = 20 \log 3\]

\[A_{V(дБ)} = 9,5424 дБ\]

Как вы можете видеть, расчетный коэффициент усиления по напряжению довольно близок к результатам моделирования. При идеально линейном поведении транзисторов эти два набора значений будут точно равны. SPICE делает умную работу по учету многих «причуд» работы биполярного транзистора при их анализе, следовательно, присутствует и небольшое несоответствие между расчетными значениями и результатами моделирования.

Эти коэффициенты усиления по напряжению остаются неизменными независимо от того, где в схеме мы измеряем выходное напряжение: между коллектором и эмиттером или на резисторе нагрузки, как это было сделано при последнем анализе. Изменение значения выходного напряжения для любого заданного значения входного напряжения будет оставаться неизменным. В качестве доказательства этого утверждения рассмотрите два следующих анализа SPICE. Первое моделирование на рисунке ниже проведено во временной области, чтобы получить графики входного и выходного напряжений. Вы заметите, что эти два сигнала отличаются по фазе на 180°. Второе моделирование в таблице ниже представляет собой анализ по переменному напряжению, предоставляющий просто показания пиковых напряжений для входа и для выхода.

Список соединений SPICE для первого анализа:

common-emitter amplifier
vinput 1 5 sin (0 1.5 2000 0 0)
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k
q1 3 2 0 mod1
rspkr 3 4 30
v1 4 0 dc 15
.model mod1 npn
.tran 0.02m 0.74m
.plot tran v(1,0) v(3,0)
.end
Усилительный каскад с общим эмиттером с Rдинамик усиливает сигнал по напряжению

Список соединений SPICE для анализа по переменному току:

common-emitter amplifier
vinput 1 5 ac 1.5       
vbias 5 0 dc 2.3
r1 1 2 1k       
q1 3 2 0 mod1   
rspkr 3 4 30    
v1 4 0 dc 15    
.model mod1 npn 
.ac lin 1 2000 2000     
.print ac v(1,0) v(3,0) 
.end    

freq          v(1)        v(3)
2.000E+03     1.500E+00   4.418E+00

У нас всё еще пиковое напряжение на выходе равно 4,418 вольт при пиковом напряжении на входе 1,5 вольта. Единственное отличие от данных последнего моделирования – это то, что в первом моделировании нам видна фаза выходного напряжения.

До сих пор в примерах схем, показанных в этом разделе, мы использовали только NPN транзисторы. PNP транзисторы также можно использовать в любом типе схемы усилительного каскада, если соблюдается правильность полярностей и направлений токов, и схема с общим эмиттером не является исключением. Инверсия и усиление выходного сигнала у усилителя на PNP транзисторе, аналогичны усилителю на NPN транзисторе, только полярности батарей будут противоположными (рисунок ниже).

PNP версия усилительного каскада с общим эмиттером

Подведем итоги:

  • Усилительные транзисторные каскады с общим эмиттером носят такое название, потому что у входного и выходного напряжений есть общая точка подключения к транзистору — эмиттер (не учитывая каких-либо источников питания).
  • Транзисторы – это, по сути, устройства постоянного тока: они не могут напрямую обрабатывать напряжения или токи, которые меняют своё направление. Чтобы заставить их работать для усиления сигналов переменного напряжения, входной сигнал должен быть смещен постоянным напряжением, чтобы удерживать транзистор в активном режиме на протяжении всего периода синусоиды сигнала. Это называется смещением.
  • Если выходное напряжение в схеме усилителя с общим эмиттером измеряется между эмиттером и коллектором, оно будет на 180° отличаться по фазе от входного напряжения. Таким образом, усилитель с общим эмиттером называется схемой инвертирующего усилителя.
  • Коэффициент усиления по току транзисторного усилителя с общим эмиттером с нагрузкой, подключенной последовательно с коллектором, равен β. Коэффициент усиления по напряжению транзисторного усилителя с общим эмиттером может быть приблизительно рассчитан по формуле:
    \[A_V = \beta { R_{вых} \over R_{вх} }\]
    где Rвых – это резистор, соединенный последовательно с коллектором; а Rвх – это резистор, соединенный последовательно с базой.

Оригинал статьи:

Теги

LTspiceSPICEБиполярный транзисторКаскад с общим эмиттеромКоэффициент усиления по напряжениюКоэффициент усиления по токуМоделированиеОбучениеСмещение транзистораЭлектроника

Сохранить или поделиться

Транзисторный усилительный каскад » S-Led.Ru


Одной из широко распространенных схем усилительных каскадов является дифференциальная схема. Дифференциальные каскады лежат в основе широкоизвестных операционных усилителей. Мы уже рассматривали как функционирует операционный усилитель и проводили с ним опыты, но сам операционный усилитель рассматривался как некий «аналоговый элемент», имеющий определенные свойства.

На этом занятии рассмотрим дифференциальный каскад, который всегда лежит в основе любого операционного усилителя. Основные достоинства дифференциальных каскадов — удобство построения усилителей с симметричным, неинвертирующим и инвертирующим входами, простота достижения высокой стабильности режима работы, легкость задания необходимого коэффициента усиления. На основе дифференциальных каскадов строятся не только операционные усилители (ОУ), они применяются в усилителях высокой частоты, смесителях и преобразователях, в том числе и балансных.

На рисунке 1 приведена упрощенная схема дифференциального каскада на биполярных транзисторах с двуполярным питанием. Входное напряжение может быть подано симметрично (рис. 1А) между баз транзисторов (как между прямым и инвертирующим входами ОУ) или несимметрично (рис. 1Б), — между базой одного из транзисторов и общим проводом питания. В таком случае, база второго транзистора должна быть соединена с этим же общим проводом питания через резистор или непосредственно.

Выходной сигнал можно снимать симметрично — между коллекторов транзисторов или несимметрично — между одним из коллекторов и общим проводом, независимо от того как подается входной сигнал.

На рисунке 2 показана схема дифференциального каскада с питанием от однополярного источника. Недостаток этого каскада в том, что для его работоспособности на базы транзисторов необходимо подавать некоторое постоянное напряжение (около половины напряжения питания).

Рисунок 2

Достоинство схемы с двуполярным питанием в том, что очень просто сделать потенциалы баз близкими к нулевому потенциалу, что позволяет использовать каскад для усиления сигналов переменного напряжения без переходного конденсатора (если источники сигнала не имеют постоянной составляющей) или использовать каскад для усиления постоянного тока. Кроме того, стабилизируется ток через резистор Rs.

Дифференциальный каскад с одним общим резистором в цепи эмиттеров обладает невысокой стабильностью режима, что вызвано неидентичностью параметров транзисторов. Исправить положение можно включив в цепь каждого эмиттера по одному дополнительному резистору (рисунок ЗА), которые создают дополнительную ООС в каждом плече усилительного каскада. Для того чтобы исключить действие этой ООС по переменному току, можно включить дополнительный конденсатор (рисунок 3Б) между эмиттерами транзисторов.

Рисунок 3

Упрощенная схема операционного усилителя показана на рисунке 4. Дифференциальный каскад дополнен выходным эмиттерным повторителем.

Обратите внимание, когда увеличивается напряжение на базе VT2, транзистор VT2 начинает открывается и на его коллекторе напряжение понижается. Значит понижается напряжение на базе VT3 и понижается напряжение на его эмиттере. Таким образом, увеличение напряжения на базе VT2 приводит к уменьшению напряжения на выходе, поэтому, база VT3 — это инвертирующий вход операционного усилителя.

Резонансный усилительный каскад по схеме с общим эмиттером.

В.П. Кавокин

Схемотехника аналоговых схем

(Конспект лекций)

Аналоговые схемы на транзисторах. Базовые усилительные каскады.

Основные схемы построения усилителей на биполярных транзисторах определяются возможными способами их включения: схемы с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

Практическая схема усилительного каскада с общей базой имеет вид

Отличительной особенностью этого каскада является сравнительно малое входное сопротивление, определяемое по формуле , где -объемное сопротивление эмиттерного перехода. Коэффициент усиления по напряжению равен , где -коэффициент усиления тока в схеме с общей базой. Второй отличительной особенностью каскада является отсутствие паразитной обратной связи на высоких частотах через емкость коллектор-база, что расширяет частотный диапазон ее применения.

Практическая схема каскада с общим эмиттером обычно реализуется в виде

Выходное напряжение Uout каскада ОЭ, также, как и каскада ОБ, состоит из суммы постоянной и переменной составляющих. Величина постоянной составляющей определяется режимом работы каскада по постоянному току, или статическим режимом. Статический режим определяется начальными значениями коллекторного напряжения и коллекторного тока транзистора в соответствии с графиком нагрузочной характеристики, на котором выбирается положение рабочей точки, как показано на рисунке. Рабочая точка лежит на пересечении нагрузочной прямой с одним из графиков семейства выходных характеристик транзистора.

При появлении переменной составляющей рабочая точка перемещается по нагрузочной линии в обоих направлениях и, в зависимости от ее исходного положения и амплитуды переменной составляющей, возможны следующие режимы работы усилительного каскада: режим А или линейный режим, при котором рабочая точка располагается посредине линейного участка нагрузочной характеристики, а амплитуда выходного напряжения или тока не выходит за пределы этого участка. В этом случае можно считать, что , а . В режиме В рабочая точка располагается в нижней части нагрузочной линии, поэтому ток через транзистор протекает в течении примерно половины периода входного сигнала (180 градусов). Половину этого угла, соответствующего моменту прекращения тока через транзистор, называют углом отсечки.

В режиме С ток через транзистор протекает в течении промежутка времени меньше половины периода входного сигнала, т.е. при угле отсечки меньше 90 градусов.

Режим Д (или ключевой)- режим, при котором транзистор находится только в двух состояниях: или полностью заперт, или полностью открыт. Ниже приведены временные диаграммы входных и выходных сигналов для всех перечисленных режимов работы усилительных каскадов.

Линейный режим (режим А)

Режим В

Режим С

Режим Д

Для усилительного каскада класса А расчет статического режима заключается в выборе такого начального (в рабочей точке) значения коллекторного тока Iko, при котором падение напряжения на коллекторной нагрузке (R1 в каскаде с общей базой, R3 в каскаде с общим эмиттером) во-первых, равно падению напряжения на транзисторе (напряжение коллектор-эмиттер) и, во-вторых, было бы меньше амплитуды переменной составляющей при максимальном входном сигнале. Первое условие применительно к схеме ОЭ запишется в виде:

IkoR3+Uкэ+IэоR4=E

где Iэо начальный ток эмиттера практически равный току коллектора. С учетом последнего, принимая Uкэ=IkoR3, получим

2IkoR3+IkoR4=E, откуда находим

Iko=E/(2R3+R4).

Рассмотрим теперь базовую цепь транзистора. Напряжение на базе относительно общей шины (“земли”) с учетом Iko=Iэо

Uбо=Uбэо+IkoR4,

где Uбэо для кремниевых транзисторов находится в пределах 0.7…0.9 В.

Поскольку Uбо равно падению напряжения на резисторе R2, ток через него равен

I2=Uбо/R2=(Uбэо +IkoR4)/R2.

Через резистор R1 протекает сума тока базы, равного Iko/h31, где h31-коэффициент усиления транзистора по току в схеме ОЭ, и тока I2. Падение напряжения на резисторах базовой цепи R1 и R2 равно Е, то

R1=(E-Uбо)/I2.

При расчете величин резисторов должны быть заданы величина R3 (определяется нагрузкой каскада из условия R3<(0.2…0.3)Rн, величина R4<(0.1…0.2)R3 и I2>(3…5)Iko/h31.

При подаче на вход каскада сигнала переменного тока реактивное сопротивление конденсаторов С1 и С2 практически считается равным нулю, поэтому переменная составляющая тока базы считается линейно зависящей от входного переменного напряжения, т.е.

iб=Uб/h21, где h21- дифференциальное входное сопротивление между базой и эмиттером.

Коллекторный ток, протекающий через R3, оказывается больше базового в h31 раз, таким образом напряжение на коллекторной нагрузке равно

Uk=(Uб/h21)h31R3,

и для коэффициента усиления каскада по напряжению получаем

Ku=-(h31R3)/h21.

Знак минус определяется тем, что увеличение падения напряжения на коллекторной нагрузке R3 приводит к уменьшению напряжения на коллекторе относительно “земли”.

Частотная характеристика каскада ОЭ.

При разработке схемы каскада ОЭ задается нижняя граничная частота Fн, на которой коэффициент усиления должен быть больше или равен , где -коэффициент усиления в области средних частот. Для обеспечения этого условия необходимо правильно выбрать величины емкостей конденсаторов С1 и С2. Назначение С2- шунтировать R4 на частотах в пределах всей полосы пропускания для исключения влияния цепи С2R4 на коэффициент усиления. Это влияние максимально на нулевой частоте (постоянный ток) и обеспечивает температурную стабилизацию положения рабочей точки каскада. Действительно, если за счет изменения температуры окружающей каскад среды рабочая точка смещается, например, в сторону увеличения коллекторного тока, напряжение на эмиттере, равное падению постоянного напряжения на резисторе R4, увеличивается, что приводит к уменьшению разности потенциалов между эмиттером и базой, т.е. способствует уменьшению коллекторного тока. При выборе постоянной времени эмиттерной цепи исходя из условия , напряжение между эмиттером и базой определяется только входным сигналом переменного тока, что обеспечивает максимум коэффициента усиления. На вид частотной характеристики в области низких частот влияет также разделительный конденсатор С1. Его величина выбирается из условия , т.е. , где — входное сопротивление каскада в области средних частот.

Верхняя граничная частота каскада определяется по формуле , где — емкость коллектора, величина которой приводится в справочниках. Характерный вид частотной характеристики каскада показан на рисунке.

Частотная характеристика транзисторного каскада усилителя переменного тока

Наиболее распространенной схемой такого каскада является схема с коллекторной нагрузкой в виде параллельного LC контура. Схема выглядит следующим образом:

Как видно из схемы, в качестве коллекторной нагрузки использован параллельный LC контур, в котором резистор R3 учитывает омическое сопротивление катушки индуктивности L1.

C учетом ранее полученной формулы для коэффициента усиления каскада с общим эмиттером и коллекторной нагрузкой в виде резистора для рассматриваемого каскада соответствующую формулу можно записать в виде:

, где -сопротивление LC контура, зависящее от частоты сигнала. Оно рассчитывается по формуле для параллельного соединения емкости С2 и индуктивности L1 c последовательно включенным сопротивлением R3:

Нетрудно увидеть, что максимум модуля достигается при , где

называется резонансной частотой контура. При расчете частотной характеристики рассматриваемого контура ее график в имеет следующий вид:

Ширина резонансной кривой зависит от сопротивления потерь в LC контуре, которые в схеме каскада зависят не только от сопротивления R3, но и от подключенной к выходу каскада нагрузки, а также от выходного сопротивления транзистора. Эти потери могут быть учтены путем подключения параллельно контуру без потерь некоторого сопротивления, называемого эквивалентным сопротивлением шунта, величина которого рассчитывается следующим образом:

-сопротивление обмотки катушки индуктивности R3 заменяется эквивалентным сопротивлением, включенным параллельно контуру , величина которого рассчитывается по формуле:

;

-рассчитывается эквивалентное сопротивление шунта по формуле для параллельного соединения

, сопротивления нагрузки каскада Rn и выходного сопротивления транзистора, определяемого, как 1/h32. Последнее, как правило, много больше Rn, поэтому для расчета может быть использована формула

Rэкв.ш=( Rn)/ ( +Rn)

При известном значении Rэкв.ш можно рассчитать один из параметров частотной характеристики резонансного каскада -добротность Q, которая определяет полосу пропускания на уровне 0.707… нормированной частотной характеристики , т. е. на уровне уменьшения мощности выходного сигнала в два раза по сравнению с мощностью на частоте резонанса:

Q= Rэкв.ш/ , .

Как видно из формул, чем меньше эквивалентное сопротивление шунта, тем меньше добротность, а, следовательно, больше полоса пропускания каскада или, как говорят, меньше избирательность, т.е. способность отделять сигнал на резонансной частоте от сигнала на другой, но близкой частоте. Если величина нагрузки каскада такова, что не позволяет обеспечить заданную добротность (избирательность), то для сохранения необходимой величины добротности каскада можно использовать трансформаторное подключения нагрузки, используя свойство трансформатора изменять эквивалентную величину нагрузки для первичной обмотки в зависимости от коэффициента трансформации, при подключении реальной нагрузки в цепь вторичной обмотки. Это свойство объясняется следующим образом.

Рассмотрим идеальный трансформатор (трансформатор без потерь) с коэффициентом трансформации N=W2/W1, где W1, W2 число витков первичной и вторичной обмоток соответственно. Если в первичной обмотке действует переменное напряжение U1, то во вторичной обмотке будет действовать напряжение U2=NU1. Мощность, потребляемая во вторичной обмотке сопротивлением R2 равна

При записи этой цепочки равенств учтено, что мощности, потребляемые в первичной и вторичной обмотках равны. На основании последнего равенства можно сделать вывод о том, что эквивалентное сопротивление в цепи первичной обмотки . Таким образом, если допустимая величина нагрузки ограничена значением , то при заданном значении сопротивления фактической нагрузки R2 величина коэффициента трансформации определяется по формуле

Схема резонансного каскада с трансформаторным подключением нагрузки отличается от ранее рассмотренной только за счет замены катушки индуктивности соответствующим трансформатором, который может быть реализован в виде автотрансформатора с одним или двумя отводами, причем последний случай используется для уменьшения влияния на добротность выходного сопротивления транзистора. Пример схемы такого типа показан ниже.

2. Транзисторные усилительные каскады (расчет по постоянному току)

8. Интегральные логические элементы

8. Интегральные логические элементы Введение В логических элементах биполярные транзисторы могут использоваться в трёх режимах: режим отсечки оба p-n перехода транзистора закрыты, режим насыщения оба p-n

Подробнее

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Рисунок 1. Рисунок 2

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Методические указания по темам курса Изучение данного раздела целесообразно проводить, базируясь на курсе физики и руководствуясь программой курса. Усилители на биполярных транзисторах

Подробнее

Защита блока питания от перегрузки.

Защита блока питания от перегрузки. (с изменениями) Рассмотрим изначальную схему, показанную на Рис. 1. И возьмем для примера в качестве VT1 транзистор ГТ404Д. Согласно справочным данным статический коэффициент

Подробнее

Глава 5. Дифференциальные усилители

Глава 5. Дифференциальные усилители 5. Дифференциальные усилители Дифференциальный усилитель это симметричный усилитель с двумя входами и двумя выходами, использующийся для усиления разности напряжений

Подробнее

Лабораторная работа 3

Лабораторная работа 3 Определение статических — параметров биполярных транзисторов по характеристикам Цель работы: Научиться работать со справочными материалами и определять статические параметры транзистора

Подробнее

Каскады усиления переменного сигнала

Каскады усиления переменного сигнала По переменным сигналом понимается такой сигнал, постоянная составляющая которого не несет полезной информации. Строго говоря, постоянная составляющая, если она известна,

Подробнее

Биполярные транзисторы

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЭЛ 2 НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет Кафедра радиофизики Биполярные

Подробнее

ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» ОСНОВЫ РАДОЛЕКРОНК ОБУЧАЮЩЕ ЕСЫ Для студентов специальности -3 04 03

Подробнее

Исследование биполярного транзистора

ГУАП ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ должность, уч. степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ Исследование биполярного транзистора по курсу: ЭЛЕКТРОНИКА РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

Подробнее

Вход Усилитель. Обратная связь

Лекция 5 Тема 5 Обратная связь в усилителях Обратной связью () называют передачу части энергии усиливаемого сигнала из выходной цепи усилителя во входную. На рисунке 4 показана структурная схема усилителя

Подробнее

Одновибраторы на дискретных элементах.

11.3. ОДНОВИБРАТОРЫ Одновибраторы используются для получения прямоугольных импульсов напряжения большой длительности (от десятков микросекунд до сотен миллисекунд), в качестве устройств задержки, делителей

Подробнее

Усилители постоянного тока (УПТ)

Электроника Усилители постоянного тока (УПТ) Назначение: усиление медленно меняющихся во времени сигналов, включая постоянную составляющую. В УПТ нельзя использовать в качестве элементов связи элементы,

Подробнее

1.1 Усилители мощности (выходные каскады)

Лекция 9 Тема 9 Выходные каскады 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены

Подробнее

Задания для индивидуальной работы

Министерство науки и образования РФ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА Кафедра «Радиотехнические устройства» Задания для индивидуальной работы Методические

Подробнее

1.1 Усилители мощности (выходные каскады)

Лекция 7 Тема: Специальные усилители 1.1 Усилители мощности (выходные каскады) Каскады усиления мощности обычно являются выходными (оконечными) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и предназначены

Подробнее

Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1. Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для работы электронных

Подробнее

11.2. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

11.2. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ Мультивибраторы применяются для генерирования прямоугольных импульсов в тех случаях, когда нет жестких требований к их длительности и частоте повторения. Мультивибраторы на дискретных

Подробнее

Глава 3. Биполярные транзисторы

Глава 3. Биполярные транзисторы 3.. Определение транзистора. ВАХ транзистора. Выбор рабочей точки. Транзистор это трёхэлектродный полупроводниковый прибор, служащий для усиления или переключения сигналов.

Подробнее

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Их основным параметром является коэффициент сглаживания равный отношению коэффициента пульсаций

Подробнее

АПЕРИОДИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского Радиофизический факультет Кафедра радиоэлектроники Отчет по лабораторной работе: АПЕРИОДИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ Выполнили: Проверил: студенты

Подробнее

П13, П13А, П13Б, П14, П14А, П14Б, П15, П15А

П13,, П13Б, П14, П14А, П14Б, П15, П15А Германиевые плоскостные транзисторы типа П13,, П14, П15 предназначены для усиления электрических сигналов промежуточной частоты. Транзистор П13Б предназначен для

Подробнее

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Подробнее

Глава 5. УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Глава 5. УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 5.1. ПРИНЦИП УСИЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Назначение и классификация усилителей. Усилители переменного напряжения являются наиболее распространенным типом электронных

Подробнее

10.2. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ

10.2. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ Общие сведения. Электронный ключ это устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний: замкнутом или разомкнутом. Переход из одного состояния в другое в

Подробнее

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема: Интегральные усилители 1 Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Подробнее

Основные технические характеристики

Назначение: двойной балансный смеситель с отдельным гетеродином Применение: радиостанции КВ и УКВ диапазона. Основные технические характеристики Напряжение питания…6,3 В±10% Потребляемая мощность, не

Подробнее

представить прерывной функцией времени u (t)

ТЕСТЫ по дисциплине «Основы радиоэлектроники» Для студентов специальности -3 4 Физика (по направлениям) -3 4-2 Физика (производственная деятельность) Какое из определений сигналов приведено не верно? Электрические

Подробнее

Задания для индивидуального расчета

Задания для индивидуального расчета Необходимо решить задачи, приведенные ниже. Номер варианта соответствует порядовому номеру студента в журнале преподавателя. Вариант 1 Задача 2. Напряжения элетродов

Подробнее Одноступенчатый транзисторный усилитель

— Электронная почта

Одноступенчатый транзисторный усилитель

Когда в схеме усилителя используется только один транзистор для усиления слабого сигнала, схема называется одноступенчатым усилителем.

Однако практический усилитель состоит из нескольких одноступенчатых усилителей и, следовательно, из сложной схемы. Следовательно, такую ​​сложную схему можно удобно разбить на несколько отдельных этапов и эффективно проанализировать.

На рис. показан однокаскадный транзисторный усилитель.

При слабом переменном токе сигнал подается на базу транзистора, во входной цепи начинает течь небольшой базовый ток.

Из-за действия транзистора намного больше (в β раз больше тока базы) переменного тока. через нагрузку Rc в выходной цепи протекает ток.

Поскольку значение сопротивления нагрузки Rc очень велико, на нем будет падать большое напряжение.

Таким образом, слабый сигнал, подаваемый в цепь базы, появляется в усиленной форме в цепи коллектора.Таким образом, транзистор действует как усилитель.

Практическая схема транзисторного усилителя

Чтобы добиться точного усиления в транзисторном усилителе, мы должны использовать соответствующие схемы с транзистором.

Практическая схема однокаскадного транзисторного усилителя показана на рис. ниже.

Ниже описаны различные элементы схемы и их функции:

(i) Цепь смещения

Сопротивления R 1 , R 2 и R E обеспечивают смещение и стабилизацию.

Схема смещения должна установить правильную рабочую точку, иначе часть отрицательного полупериода сигнала может быть обрезана на выходе, и вы получите точное усиление.

(ii) Входной конденсатор (C
в )

Электролитический конденсатор емкостью 10 мкФ используется для передачи сигнала на базу транзистора.

В противном случае сопротивление источника сигнала будет равно R 2 и, таким образом, может изменить смещение.

Этот конденсатор позволяет использовать только a.c. сигнал течет, но изолирует источник сигнала от R 2 .

(iii) Конденсатор байпаса эмиттера (C
E )

Эмиттерный шунтирующий конденсатор емкостью 100 мкФ используется параллельно с R E , чтобы обеспечить путь с низким реактивным сопротивлением к усиленному переменному току. сигнал.

Если этот конденсатор не включен в выходную цепь, то усиленный переменный ток сигнал будет проходить через R E и вызывать падение напряжения на нем, тем самым уменьшая выходное напряжение.

(iv) Конденсатор связи (C
C )

Конденсатор связи емкостью 10 мкФ используется для подключения одного каскада усиления к следующему.

Если он не используется, условие смещения следующей ступени будет резко изменено из-за эффекта шунтирования R C . Это связано с тем, что R C будет идти параллельно сопротивлению R 1 цепи смещения схемы усилителя следующего каскада и, следовательно, изменит условие смещения следующего каскада.

Следовательно, конденсатор связи используется для изоляции постоянного тока. одной ступени от следующей ступени и позволяет переменному току только сигнал.

Различные токовые цепи
(i) Базовый ток

При отсутствии сигнала в цепи базы постоянного тока Базовый ток I B, , также известный как базовый ток нулевого сигнала, течет из-за цепи смещения.

Когда переменный ток сигнал подается, переменный ток базовый ток i b течет в цепи базы.

Следовательно, общий базовый ток i B определяется по формуле:

(ii) Ток коллектора

При отсутствии сигнала d.c. ток коллектора I C, , также известный как ток коллектора нулевого сигнала, течет из-за цепи смещения.

Когда переменный ток сигнал подается, переменный ток ток коллектора i c также течет в цепи коллектора.

Следовательно, полный ток коллектора i C определяется по формуле:

(iii) Ток эмиттера

Когда сигнал не поступает, постоянный ток ток эмиттера I E, течет из-за цепи смещения.

Когда а.c. сигнал подается, переменный ток эмиттерный ток i e также течет.

Следовательно, полный ток эмиттера i E определяется по формуле:

Полезно иметь в виду, что:

Базовый ток обычно очень мал, поэтому можно принять приближение:

Эквивалентные схемы постоянного и переменного тока

Чтобы проанализировать действие транзистора простым способом, анализ разделен на две части, такие как; d.c. анализ и переменный ток анализ.

В постоянном токе анализа, мы рассмотрим все постоянные токи. источников одновременно и вырабатывают постоянный ток. токи напряжения в цепи.

Аналогично в переменном токе. анализа, мы рассмотрим все переменные токи. источников одновременно и разрабатывают переменный ток. токи и напряжения.

Для этого анализа рассмотрим схему усилителя, показанную на рис. ниже .

(1) Эквивалентная цепь постоянного тока

В постоянном токе эквивалентная схема транзисторного усилителя, только d.c. необходимо учитывать условия.

Итак, предположим, что на схему нет сигнала.

Так как, д.к. токи не могут проходить через конденсаторы, поэтому все конденсаторы выглядят как разомкнутые цепи постоянного тока. эквивалентная схема.

Следовательно, чтобы нарисовать постоянный ток. Схема замещения, к схеме транзисторного усилителя применяются следующие две ступени:

  1. Сделайте все переменного тока sources zero / Удалить все источники переменного тока
  2. Открыть все конденсаторы

Применяя эти два шага к схеме, показанной на рис.3, мы получим постоянный ток. эквивалентная схема, показанная на рис. ниже.

Теперь мы можем легко вычислить постоянный ток. токи и напряжения из этой цепи.

(2) Эквивалентная цепь переменного тока

В переменном токе Эквивалентная схема транзисторного усилителя, только переменный ток. необходимо учитывать условия.

В этом случае постоянный ток напряжение не так важно, поэтому его можно принять равным нулю.

Конденсаторы используются в цепи для подключения или обхода a.c. сигнал.

Конденсаторы обычно берутся больших номиналов, чтобы они выглядели как короткие замыкания на переменный ток. сигнал.

Следовательно, чтобы нарисовать переменный ток Схема замещения, к схеме транзисторного усилителя применяются следующие две ступени:

  1. Сделайте все постоянного тока. нулевые источники / Убрать все постоянные токи. источники
  2. Замыкание всех конденсаторов

Применяя эти два шага к схеме, показанной на рис. 3, мы получим переменный ток. эквивалентная схема, показанная на рис.ниже.

Теперь мы можем легко вычислить переменный ток. токи и напряжения из этой цепи.

Коэффициент усиления одноступенчатого транзисторного усилителя

Коэффициент усиления по напряжению однокаскадного транзисторного усилителя равен отношению к переменному току. выходное напряжение до переменного тока напряжение входного сигнала.

Следовательно, чтобы определить коэффициент усиления по напряжению, вы должны учитывать только переменный ток. токи и напряжения в цепи. Другими словами, вы должны учитывать переменный ток. Схема замещения транзисторного усилителя.

Переменный ток Эквивалентная схема транзисторного усилителя представлена ​​на рис. ниже.

Что касается переменного тока сигнал касается, нагрузка R C появляется параллельно с R L .

Следовательно, эффективное сопротивление нагрузки для переменного тока выдает:

Между прочим, прирост мощности определяется как:

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СХЕМА, 7-СТУПЕНЧАТАЯ МАССА ТРАНЗИСТОРОВ Дарлингтона, 16 выводов: Amazon.com: Industrial & Scientific


  • Убедитесь, что он подходит, введя номер своей модели.
  • Модель: NTE2079
  • 7-ступенчатая транзисторная матрица
  • 16-выводной DIP
]]>
Технические характеристики для этого элемента
NTE2079 Номер детали Код
Фирменное наименование NTE Electronics
Ean 076824

11
Номер модели NTE2079
NTE2079
41000000
UPC 76824

11

ElectroSmash — Анализ Big Muff Pi

Big Muff Pi — гитарная педаль дисторшн / сустейн, разработанная Бобом Майером и Майком Мэтьюзом в 1969 году и массово произведенная в 1970 году.Этот эффект стал первым ошеломляющим успехом Electro-Harmonix благодаря отличительному звучанию, цене и надежности. За эти годы было выпущено несколько версий и переизданий.

Многие вдохновляющие гитаристы используют этот стомпбокс, отводя Big Muff Pi ведущую роль в жесткой музыкальной подписи:
Тони Пелузо из The Carpenters, Карлос Сантана, Дэвид Гилмор из Pink Floyd, Ронни Монтроуз, Майк Миллс и Пит Бак из REM, Робин Финк из Nine Inch Nails, Брайан Молко из Placebo, Клифф Бертон из Metallica, Курт Кобейн из Nirvana, Том Йорк из Radiohead, Пит Таунсенд из The Who, Терстон и Ли Ренальдо Мур из Sonic Youth, Билли Корган из Smashing Pumkins, Дж.Mascis of Dinosaur Jr., Дэн Ауэрбах из Black Keys, Эйс Фрейли из Kiss, The Edge of U2, Джейми Кук из Arctic Monkeys, Джек Уайт из White Stripes, Джон Фрусчанте из Red Hot Chili Peppers, Крис Уолстенхолм из Muse — некоторые из них. известных пользователей BMP.

1. Схема Big Muff Pi.
1.1 Список материалов / Список деталей.
2. Входной бустерный каскад.
2.1 Каскад с шунтирующей обратной связью с общим эмиттером.
2.2 Расчет усиления входного бустерного напряжения.
2.3 Расчет входного импеданса.
2.4 Частотная характеристика входного усилителя.
3. Ступень отсечения Big Muff Pi.
3.1 Цепь сустейна.
3.2 Расчет усиления напряжения ограничивающего усилителя
3.3 Метод ограничения напряжения.
3.4 Частотная характеристика каскада ограничения.
4. Пассивный регулятор тембра.
4.1 Частотная характеристика регулировки тембра.
5. Выходной каскад.
5.1 Выходное сопротивление Big Muff Pi.
6. Смещение и тональная характеристика Big Muff Pi.
7.Ресурсы.
7.1 Листы данных.

Схема Big Muff Pi состоит из 4 каскадных усилителей с общим эмиттером и пассивным регулятором тембра. Схема может быть разбита на 4 более простых блока: входной усилитель, ступень отсечения, пассивный контроль тона и усилитель вывода.
Дизайн схемы был вдохновлен предыдущими педалями Fuzz, такими как Dallas Arbiter Fuzz-Face, Maestro Fuzz-Tone или Electro-Harmonix Axis Fuzz. Кроме того, BMP представил стадию двойного клиппирования, новый регулятор тембра и способен воспроизводить характерный устойчивый звук с искажениями, которого раньше не слышали.

В конструкцию также внесено несколько улучшений, чтобы сделать схему стабильной и надежной: все компоненты основаны на кремнии, все каскады транзистора включают эмиттерное сопротивление, которое делает усиление независимым от температуры или внутренних характеристик транзистора. Три из четырех каскадов включают резисторы обратной связи и конденсаторы Миллера, которые стабилизируют поведение и частотную характеристику. Это большое преимущество перед современными изворотливыми педалями на основе германия.

Компоненты, выбранные для этой конструкции, очень универсальны, и их легко найти: только NPN-транзисторы с высоким коэффициентом усиления, простые кремниевые диоды и стандартные резисторы, колпачки и три линейных электролизера 100K. Избегайте экзотических деталей и готовьте схему к массовому производству и нехватке поставщиков.

Это исследование сосредоточено на модели American Version 3 , связанной с культовым жирным красным и черным дизайном и выпущенной в 1976-1977 годах. Анализ можно легко экстраполировать на любую другую версию.

1.1 Список материалов / деталей для Big Muff Pi.

Компоненты маркируются в соответствии с оригинальной печатной платой Electro-Harmonix:

4 NPN транзистора: BC239 или эквиваленты 2N5088, 2N5089, BC549C, SE4010, 2N5210, 2N5113: Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 .
4 кремниевых диода: 1N914 или аналогичный 1N4148: D 1 , D 2 , D 3 , D 4 .

3 потенциометра 100K Lin: сустейн, тон, громкость.
5 Сопротивлений 10K: R 13 , R 19 , R 18 , R 11 R 12 .
3 Сопротивления 100K: R 20 , R 16 , R 3 .
3 Сопротивления 470K: R 9 , R 17 , R 15 .
2 Сопротивления 39K: R 2 , R 8 .
2 сопротивления 150: R 21 , R 10 .
2 сопротивления 15K: R 6 .
1 Сопротивление 47K: R 14 .
1 Сопротивление 100: R 22 .
1 Сопротивление 3.3K: R 4 .
1 Сопротивление 1K: R 23 .
1 Сопротивление 22K: R 5 .

4 Конденсатора 1 мкФ: C 1 , C 4 , C 6 , C 7 .
4 Конденсатора 100 нФ: C 5 , C 13 , C 3 , C 2 .
3 Конденсаторы 470 пФ: C 10 , C 11 , C 12 .
1 Конденсатор 4 нФ: C 9 .
1 Конденсатор 10 нФ: C 8 .

Этот каскад чистого повышения основан на усилителе с общим эмиттером с шунтирующей обратной связью и некоторыми приспособлениями для улучшения характеристик.

Input Booster устанавливает входное сопротивление педали, формирует частотную характеристику и добавляет некоторое усиление.

2.1 Каскад с общим эмиттером шунтовой обратной связи Big Muff Pi.

В усилителях с обычным эмиттером приблизительный коэффициент усиления по напряжению равен сопротивлению коллектора, деленному на сопротивление эмиттера (R C / R E ), но необходимо учитывать влияние резистора обратной связи:
Резистор R 9 от коллектора к базе, также называемый резистором шунтирующей обратной связи или R F , представляет собой метод подачи отрицательной обратной связи на усилитель.Хотя это приводит к снижению общего коэффициента усиления по напряжению и входного сопротивления, был получен ряд улучшений:

  • Лучше стабилизированное усиление напряжения.
  • Улучшена частотная характеристика.
  • Пониженный шум.
  • Подробнее Линейная операция.
  • Более устойчив к перепадам температуры и транзисторы Beta.

Как это работает ?: Если ток эмиттера увеличился, падение напряжения на Rc увеличилось, уменьшив Vc, уменьшив обратную связь Ib с базой.Это, в свою очередь, уменьшает ток эмиттера, корректируя первоначальное увеличение. Величину R 9 следует подбирать так, чтобы напряжение коллектора составляло половину напряжения питания.

2.2 Расчет усиления входного бустерного напряжения.

Для расчета коэффициента усиления по напряжению усилителя необходимо использовать упрощенный метод анализа, иначе это превратится в арифметический кошмар. Он состоит из 3 ступеней:

  • a) Определите топологию усилителя:

Топология известна как обратная связь с шунтом по напряжению : под напряжением понимается подключение выходного напряжения в качестве входа к сети обратной связи, а под шунтом понимается подключение сигнала обратной связи параллельно / шунтируется к источнику входного тока.

  • b) Изобразите эквивалентную схему без цепи обратной связи: Идея состоит в том, чтобы нарисовать эквивалентный усилитель без обратной связи, но с учетом ее нагрузки. На изображении ниже значения резисторов заменены общими метками, чтобы сделать формулы более интуитивно понятными:

В эквивалентной схеме используется источник тока Нортона, поскольку сигнал обратной связи является током. На изображении ниже резистор обратной связи заземлен во входной и выходной секциях, а резисторы сгруппированы:

Где:

  • c) T Коэффициент усиления по напряжению можно рассчитать, выполнив упрощенный анализ этих уравнений:

A Z : Шунтирующее усиление по напряжению без формулы обратной связи:



B G : Формула обратной связи по напряжению-шунту:

A ZF : Шунтирующее усиление по напряжению с обратной связью

GV: усиление напряжения:

Замена входной цепи усилителя значения R B = 20.4K, R L = 9K, R E = 100, R S = 39K и R F = 470K, полученные результаты: B G = 1 / 470K, A ZF = 374,2 и значение напряжения G V = 9,6 (19,6 дБ), хотя при моделировании G V никогда не достигает этого значения (оно составляет 16,7 дБ).

2.3 Расчет входного импеданса Big Muff Pi.

Входное сопротивление Big Muff Pi составляет R 2 или R S , последовательное сопротивление плюс входное сопротивление ступени Input Booster:

Z в = R S + ( R на входе Booster )

Входное сопротивление входного усилителя из-за сопротивления эмиттера и эффекта сети обратной связи намного меньше, чем R 2 .Итак, номинал входного резистора R 2 = 39К составляет почти всю сигнальную нагрузку на входе. У 39K это действительно низкий входной импеданс, и гитарный сигнал может страдать от всасывания тона (потери высоких частот), хотя потеря тона и громкости компенсируется остальной схемной конструкцией.

При увеличении входного резистора 39k R 2 увеличивается входной импеданс, но он также формирует делитель напряжения на входе, уменьшая доступное усиление напряжения.

Сопротивление эмиттера: добавление сопротивления эмиттера R 22 к обычному эмиттерному усилителю, также известному как Emitter Degeneration , делает усиление напряжения менее зависимым от параметров BJT и, следовательно, менее уязвимым к изменениям температуры и тока смещения. Таким образом, характеристики устойчивости схемы улучшаются за счет уменьшения коэффициента усиления.

2.4 Частотная характеристика входного усилителя.

Частотная характеристика настраивается двумя конденсаторами: входным развязывающим конденсатором C 1 , который задает низкочастотный отклик (спад низких частот), и конденсатором Миллера C 10 , который формирует высокочастотный отклик (спад низких частот). от максимума):

  • Входной конденсатор C 1 : создает фильтр верхних частот, увеличение его значения приведет к более басовитому отклику и увеличению сигнала на педали.Частота среза составляет около 3,8 Гц, что не мешает гитарным гармоникам.
  • Конденсатор обратной связи между коллектором и базой
  • : C 10 — конденсатор запаздывания или конденсатор Миллера , компенсация для предотвращения колебаний, которые задают полосу пропускания усилителя и доминирующую полюсную частоту. Эффективное значение конденсатора C 10 увеличивается за счет внутренней емкости коллектор-база (обедненной емкости между базой и коллектором) BJT.

С C 10 470 пФ и в зависимости от внутренней емкости биполярного транзистора частота среза фильтра нижних частот составляет около 1.2 кГц. Эта операция выполняется непосредственно перед стадией искажения; отсечение низкочастотного сигнала обычно звучит лучше, плавнее и менее резко.

Обычные значения для этого ограничения — от десятичных до нескольких сотен пФ, понижение значения C 10 приведет к более высокочастотному отклику и уменьшению числа высоких.

Ограничительный каскад состоит из пассивного делителя напряжения (поддерживающего потенциометра) и двух последовательных каскадов с общим эмиттером. Каждый из двух последовательных каскадов ограничения Q 2 / Q 3 сохраняет ту же топологию, что и входной бустер.Кроме того, ограничивающие усилители включают встречные диоды для создания симметричного ограничения.

Идея конструкции двойного искажения заключается в том, что первый транзистор мягко ограничивает форму волны в контуре обратной связи: создавая искажение и фильтруя сигнал. После первого ограничивающего транзистора второй повторяет операцию снова и уточняет искаженный сигнал, создавая жесткий клип .

3.1 Контур сустейна Big Muff Pi.

Потенциометр сустейна 100K регулирует уровень сигнала, поступающего в блоки ограничения. Если уровень высокий, сигнал будет более ограниченным, и эффект искажения будет сохраняться, даже если входной сигнал гитары слабый. Резистор R 23 предотвращает отключение сигнала от входного усилителя, когда потенциометр сустейна находится на самом низком уровне.

3.2 Расчет усиления напряжения ограничивающего усилителя.

Коэффициент усиления по напряжению можно рассчитать с помощью упрощенного метода анализа, как для входного усилителя:

  • Первая ступень отсечения с использованием формул входного усилителя:

R B = R S // R A // R F = 10K // 100K // 470K = 8,9K
R L = R F // R C = 470K // 10K = 9,8K
R E = 150
R S = 10K
R F = 470K
Полученные результаты:
B G = 1 / 470K
A ZF = 260
Коэффициент усиления по напряжению G В = A ZF / RS = 260/10 = 26 (28 дБ).В реальной схеме это около 23 дБ.

  • Вторая ступень отсечения, используя формулы входного усилителя:

R B = R S // R A // R F = 10K // 100K // 470K = 8,9K
R L = R F // R C = 470K // 15K = 14,5K
R E = 150
R S = 10K
R F = 470K
Полученные результаты:
B G = 1 / 470K
A ZF = 304
Коэффициент усиления по напряжению: G В = A ZF / R S = 304/10 = 30 (29 дБ).В реальной схеме это около 25 дБ.

Примечание: В расчетах цепь обратной связи диодов не принимается во внимание, потому что она содержит большие конденсаторы C 6 и C 7 , которые отключают путь для условий постоянного тока.

Усиление второго каскада ограничения немного выше (на 1 или 2 дБ), чем у первого. Однако коэффициент усиления по напряжению этого каскада не достигнет таких значений, как 28 или 29 дБ. Как будет видно из следующего пункта, усиление ограничивается действием ограничивающих диодов.Выходной сигнал усилителей никогда не будет превышать ± 0,6 В, и все дополнительное усиление изменит скорость нарастания и форму ограниченного сигнала.


3.3 Метод отсечения Big Muff Pi.

Диоды D 1 -D 2 и D 3 -D 4 в цепи обратной связи коллектор-база транзисторов, ограничивают сигнал, когда разность напряжений между входом (база транзистора) и выход (коллектор транзистора) выше, чем V F диода, которое составляет около 0.6В. Таким образом, они ограничивают пики сигнала, и выходной сигнал никогда не превышает ± 0,6 В.

Большие конденсаторы серии C 6 и C 7 по 1 мкФ, расположенные рядом с диодами обратной связи, позволяют сигналу переменного тока проходить через них, ограничиваясь и блокируя напряжение смещения постоянного тока. Сохранение рабочей точки транзистора в покое. Эти ограничения определяют полосу частот, которую блокирует устройство. Увеличение этого ограничения приведет к обрезанию большего количества басовых гармоник, уменьшению его размера для более высокого отсечения и архивации более насыщенного тона, большего сустейна и сжатия


3.4 Частотная характеристика каскада клиппирования.

В каждом из ограничивающих усилителей частотная характеристика аналогична входному усилителю, настроенному двумя конденсаторами: Разделительные конденсаторы входной серии C 12 -C 19 , действующие как фильтр высоких частот и ослабляющие низкие частоты ниже несколько децибелов Гц и конденсаторы Миллера C 6 -C 7 , действующие как фильтр нижних частот, формирующий высокочастотный отклик и спад около 1 кГц:


На изображении выше показана частотная характеристика стадии ограничения.Красная кривая показывает выходной сигнал после первого ограничения с максимальным усилением 23,4 дБ и полосой, ограниченной двумя полюсами на 55 Гц и 1,78 кГц. Синяя кривая показывает выходной сигнал после второго ограничения с максимальным усилением 25,2 дБ (48,6 — 23,4 = 25,2) и полосой, ограниченной двумя полюсами на 94 Гц и 1,17 кГц.

Искажение BMP имеет очень узкую полосу пропускания, ослабляя гармоники со скоростью 40 дБ / дек за пределами полосы пропускания, и принимая во внимание аналогичный отклик входного усилителя, который добавляет еще два полюса, все частоты ниже 90 Гц и выше 1.2 кГц ослабляются на 60 дБ / дек.

Основная идея внутри Big Muff Pi состоит в том, чтобы удалить высокие гармоники с помощью конденсаторов Миллера три раза: в Q 4 , Q 3 и Q 2 около 1,2 кГц, и в результате получается узкая частотно-ограниченная характеристика, которая подчеркивает низкие частоты. и низкие средние частоты, что делает его идеальным для групп без баса. Кажется, что избавление от его перегруженных высоких частот — это трюк для увеличения сустейна гитары.

4.Пассивная регулировка тона Big Muff Pi.

Пассивный регулятор тембра имеет простую и эффективную конструкцию: по сути, это просто комбинация фильтров верхних и нижних частот, которые смешиваются вместе с помощью одного линейного потенциометра 100K Tone . Точки отсечки спроектированы таким образом, что их эффект переплетения вводит среднечастотную лопатку / выемку на частоте 1 кГц, когда потенциометр установлен в среднее положение.

4.1 Частотная характеристика регулятора тона Big Muff Pi.

Найдите ниже частотную характеристику BMP, показывающую от синего до красного все значения потенциометра тона:

  • Зеленая линия ответа имеет регулятор тона, установленный в средней точке, что свидетельствует о совке 1 кГц. Это также показывает, что регулятор тембра не может архивировать ровный отклик. Общая потеря составляет 7 дБ, а на выемке — около 6,5 дБ (всего -13,5 дБ) на частоте 1 кГц.
  • Синяя и красная цветовые кривые отображают тон на высоких частотах / низких частотах соответственно.

Выходной каскад снова представляет собой усилитель с общим эмиттером, который восстанавливает потерю громкости во время набора пассивных тонов.

Конструкция этой последней ступени проще, чем предыдущие, за исключением резисторной шунтирующей обратной связи или компенсации Миллера. В этом случае частотная характеристика становится равномерной по всей полосе звукового сигнала, а коэффициент усиления составляет около 13 дБ, что компенсирует потери в пассивном тональном фильтре.

Коэффициент усиления напряжения в этой базовой топологии с общим эмиттером составляет
G В = R C / R E = R 6 / R 4 = 15 кОм / 3.3K = 4,5 = 13 дБ

Выходное сопротивление каскада транзистора с общим эмиттером равно R C = R 6 = 10 кОм.

Последняя часть схемы представляет собой простой потенциометр громкости 100 кОм, который регулирует выходной уровень.

5.1 Выходное сопротивление Big Muff Pi.

Выходное сопротивление педали также зависит от положения потенциометра громкости и всегда меньше 10 кОм:

  • Потенциометр громкости при максимальной громкости: Z out = Z out | Выходной каскад // 100K = 9K прибл.
  • Потенциометр громкости при минимальной громкости: Z out = Z out | Выходной каскад + 99K // 1K = 1K прибл.

На изображении ниже показаны наиболее важные точки смещения постоянного тока. Может быть полезно отслеживать отказы цепи:

На графике ниже показаны наиболее важные сигналы на выходе каждого каскада:

  • Оранжевый сигнал: Это входной сигнал, для этого теста используется гитарный сигнал 1 кГц, 200 мВ между пиками.
  • Черный сигнал: Это выход входного усилителя, только входной сигнал инвертирован и усилен в 9,6 раза (19,6 дБ). Здесь важно отметить, что из-за низкого значения R 14 = 47K, напряжение V C транзистора находится не на Vcc / 2 = 4,5 В, а на 7 В. Это может вызвать асимметричное ограничение, если входной сигнал превышает 0,2 В.
  • Красный сигнал: Это выход первого каскада ограничения, предыдущий сигнал усиливается на 23 дБ, а амплитуда ограничивается до ± 0.6В. Потенциометр сустейна установлен на максимальное значение.
  • Синий сигнал: Это выход первого каскада ограничения, предыдущий сигнал усиливается на 25 дБ, а амплитуда ограничивается до ± 0,6 В. После двух последовательных этапов обрезки форма становится более квадратной или жесткой.
  • Зеленый сигнал: Это выход после регулятора тона, установленного в среднее положение. Сигнал ослабляется примерно на 13 дБ, потому что на частоте 1 кГц присутствует середина, и форма немного изменилась.
  • Pink Signal: Это выходной сигнал Big Muff Pi. Предыдущий сигнал усиливается на 13 дБ без изменения частоты. Потенциометр громкости установлен на максимальное значение.

The Big Muff Page, самый полный сайт о BMP от Kitrae. Анализ усилителя BJT с обратной связью
, доктор Ахмед Саадун.
Анализ усилителя BTJ с обратной связью, Университет Виго.
BMP модов и настроек.
BMP Вопросы в DIYaudio.
Управление звуком BMP от AMZ.
Teemuk Kyttala Твердотельные гитарные усилители, Священное Писание.

Искренне благодарим Б. Тоскина за помощь в написании статьи.

7.1 Листы данных.

BC239 Лист данных.
2N5088 / 2N5089 Лист данных.
BC549C Лист данных.
SE4010 Лист данных.
2N5210 Лист данных.

1N914 Лист данных.
1N4148 Лист данных.

Спасибо за чтение, все отзывы приветствуются

Построение практических усилителей каскадными одноступенчатыми транзисторными усилителями

Основные выводы

  • Для достижения амплитуды, подходящей для многих приложений, необходимо соединить несколько усилителей.В таких каскадных схемах один транзистор со смещением и вспомогательной аппаратурой образует одноступенчатый транзисторный усилитель.

  • Одноступенчатый транзисторный усилитель предлагает только усиление со схемой смещения и соответствующими компонентами. Без цепи смещения транзисторный усилитель не работает.

  • Различные компоненты однокаскадного усилителя: цепь смещения, конденсаторы связи и байпасные конденсаторы.

Усиление слабого сигнала необходимо в электронных системах

Усилители являются неотъемлемой частью электронных систем — существует постоянная потребность в усилении слабых сигналов.Для этого обычно используются транзисторные усилители.

Для достижения амплитуды, подходящей для большинства приложений, необходимо соединить несколько усилителей. В таких каскадных схемах один транзистор со смещением и вспомогательной аппаратурой образует одноступенчатый транзисторный усилитель. Когда несколько однокаскадных транзисторных усилителей соединяются вместе для достижения усиления напряжения или сигнала, он считается многокаскадным транзисторным усилителем.

Рассмотрим подробнее одноступенчатые транзисторные усилители.

Одноступенчатые транзисторные усилители

Когда транзистор со схемой смещения и соответствующими компонентами усиливает сигнал, он образует одноступенчатый транзисторный усилитель. Слабый сигнал, подаваемый на однокаскадный транзисторный усилитель, усиливается за счет процесса усиления.

Сигнал, подаваемый на транзисторный усилитель, позволяет протекать в цепи небольшому базовому току. Из-за действия транзистора начинает течь большой ток коллектора, и в зависимости от номинала резистора R L на нем падает большое напряжение.Это большое падение напряжения на резисторе коллектора является выходным напряжением транзисторного усилителя с общей базой.

Компоненты схемы одноступенчатого транзисторного усилителя

Одноступенчатый транзисторный усилитель предлагает только усиление со схемой смещения и соответствующими компонентами. Без цепи смещения транзисторный усилитель не работает. Различные компоненты однокаскадного усилителя:

Схема смещения — Это самая важная схема в схеме транзисторного усилителя.Схема смещения обеспечивает смещение и стабилизирует рабочую точку. Резисторы R 1 , R 2 и R E образуют цепь смещения однокаскадного транзисторного усилителя.

Входной конденсатор , C в — Обычно электролитические конденсаторы используются в качестве входных конденсаторов для передачи сигнала на базу усилителя. Это разрешает только сигнал переменного тока на базе транзистора, блокируя компоненты постоянного тока в сигнале. Благодаря этой функции блокировки по постоянному току эти конденсаторы также можно назвать блокировочными.Если C в не используется, сопротивление истока наткнется на резистор R 2 и изменит точку смещения.

Выходной конденсатор , C C — Выходной конденсатор также называется разделительным конденсатором, поскольку он связывает выход одного каскада со следующим. Если он не используется, шунтирующий эффект резистора R C изменяет условия смещения.

Конденсатор обхода эмиттера, C E — Конденсатор обхода переменного тока отводит переменные токи от эмиттера к земле.Если C E не включен в схему, падение напряжения переменного тока на RE уменьшит выходной сигнал переменного тока и повлияет на вход следующего каскада усилителя.

Каскадные одноступенчатые усилители

Как правило, практические усилители представляют собой многокаскадные транзисторные усилители. Одноступенчатый транзисторный усилитель является основным строительным блоком таких усилителей с высоким коэффициентом усиления. Процесс анализа многокаскадного усилителя приравнивается к многократному анализу имеющегося в нем блока однокаскадного усилителя.Выход каждого однокаскадного усилителя используется как вход следующего каскада, и этот образец продолжается до тех пор, пока не будет достигнут последний каскад. Усиленный сигнал от усилителя конечного каскада является выходом схемы многокаскадного усилителя.

Рассмотрим «n» однокаскадных усилителей, соединенных вместе для усиления входного сигнала Vin. Выходной сигнал ступени 1 — V 1 , ступени 2 — V 2 и т. Д. Вход V в задается как вход этапа 1, а выходной сигнал V 1 этапа 1 является входным сигналом этапа 2.Этот образец продолжается до последнего каскада усилителя. Выходной сигнал конечного каскада n является выходом многокаскадного усилителя.

Коэффициент усиления многокаскадного напряжения может быть задан как:

Основой практического усилителя является одноступенчатый транзисторный усилитель, который может иметь любые три конфигурации, а именно с общим эмиттером, общим коллектором и общим. база. Анализ практического усилителя становится проще, если хорошо разбираться в отдельных каскадах усиления.Вы можете добиться усиления напряжения с помощью практичного усилителя, тщательно спроектировав и подключив каскадные блоки однокаскадных усилителей.

Если вы хотите быть в курсе наших материалов по системному анализу, подпишитесь на нашу информационную рассылку, посвященную текущим тенденциям и инновациям. Если вы хотите узнать больше о том, как Cadence предлагает решение для вас, поговорите с нами и нашей командой экспертов.

100+ одноступенчатых транзисторных усилителей с несколькими вариантами ответов

В этой статье перечислены 100 MCQ однокаскадных транзисторных усилителей для студентов инженерных специальностей .Все одноступенчатые транзисторные усилители Вопросы и ответы , приведенные ниже, включают решение и ссылку, где это возможно, на соответствующую тему.

В однокаскадном транзисторном усилителе в схеме есть только один транзистор со связанной схемой. Схема смещения, входной конденсатор, конденсатор шунтирования эмиттера и конденсатор связи являются элементами схемы. Одноступенчатые усилители являются наиболее удобными и наименее дорогими усилителями, они обеспечивают высокую точность воспроизведения звука и низкочастотные искажения.

1). Сколько существует типов грузовых линий?

Совет Существует два типа линий нагрузки: линии нагрузки переменного тока и линии нагрузки постоянного тока

2). Настроенные усилители напряжения делятся на __________ типов

Совет Настроенные усилители напряжения делятся на два типа: одинарный настроенный усилитель напряжения и двойной настроенный усилитель напряжения

3). Обычно мы используем _____________ конденсаторов в транзисторных усилителях

Добавьте сюда описание!

Совет Обычно мы используем электролитические конденсаторы в транзисторных усилителях

4).Сколько существует видов прибыли?

Совет Существует три типа усиления: усиление по току, усиление по напряжению и усиление по мощности.

5). Коэффициент усиления по току усилителя с общей базой составляет __________

Совет: Коэффициент усиления по току усилителя с общей базой меньше единицы

6). ______________ являются строительными блоками каскадов одиночных транзисторных усилителей

Совет: Общий источник, общий затвор, истоковый повторитель, шунтирующая обратная связь и последовательная обратная связь являются строительными блоками в каскадах одиночных транзисторных усилителей

7).Усилители _______________ относятся к типу усилителей, основанных на количестве каскадов

Совет Одноступенчатые и многокаскадные усилители относятся к типу усилителей, основанных на количестве каскадов

8). _______________ усилители относятся к типу усилителей по количеству каскадов

Совет Усилители напряжения и мощности относятся к типу усилителей по количеству каскадов

9). Коэффициент усиления по напряжению в усилителе с общим коллектором составляет ______________

Совет: Коэффициент усиления по напряжению в усилителе с общим коллектором меньше единицы

10).Сколько существует типов муфт?

Совет Существует три типа муфт: резистивно-емкостная, импедансная и прямая, а также трансформаторные муфты

11). Усилители _______________ относятся к типу усилителей, основанных на конфигурации транзисторов

Совет Усилители CE, CC, CB — это усилители, основанные на конфигурации транзисторов

12). Какие недостатки у трансформаторного усилителя?

Совет Усилители с трансформаторной связью дороги, громоздки и имеют высокочастотные искажения

13).Каковы преимущества усилителя с трансформаторной связью?

Совет Усилители с трансформаторной связью эффективны в работе, достигаемое усиление выше и не будет потерь мощности в резисторах базы и коллектора

14). Усилители _________ относятся к типу усилителей, основанных на методе связи

Совет Усилители с RC-связью, с трансформаторной связью и с прямой связью относятся к типу усилителей, основанных на методе связи

15). Усилители _________ относятся к типу усилителей, основанных на условии смещения

Совет Усилители классов A, B, C и AB являются типами усилителей, основанных на условии смещения

16).Каковы недостатки RC-связанного усилителя?

Совет: В RC-усилителе силовой трансформатор, напряжение и коэффициент усиления низкие, и они становятся шумными с возрастом

17). Каковы преимущества RC-усилителя?

Совет Усилители с RC-связью дешевы и компактны

18). Усилители _________ относятся к типу усилителей, основанных на частотной характеристике

Совет Усилители звуковой частоты, промежуточной частоты и радиочастоты относятся к типу усилителей, основанных на частотной характеристике

19).Усилители _________ относятся к типу усилителей, основанных на входных сигналах

Совет Усилители малого сигнала и усилители большого сигнала относятся к типу усилителей, основанных на входных сигналах

20). Какой из усилителей не подходит для каскадирования?

Совет Усилитель с общей базой не подходит для каскадного подключения

21). В каком из следующих усилителей коэффициент усиления по напряжению больше единицы?

Совет: В усилителе с обычным эмиттером коэффициент усиления по напряжению больше единицы

22).Какой из усилителей не подходит для промежуточных каскадов?

Совет Усилитель с общим коллектором не подходит для промежуточных каскадов

23). Базовый ток, ток коллектора и ток эмиттера — это различные схемы ___________

Совет Базовый ток, ток коллектора и ток эмиттера — это различные элементы схемы

24). Цепь смещения, входной конденсатор, конденсатор обхода эмиттера, конденсатор связи представляют собой различные схемы _______

Совет Цепь смещения, входной конденсатор, конденсатор обхода эмиттера, конденсатор связи представляют собой различные токи цепи

25).В двойном настроенном усилителе используются ______________ индуктивно связанные цепи

Совет В двойном настроенном усилителе используются две индуктивно связанные цепи

Одноступенчатые транзисторные усилители MCQ’s for Interviews

26). Одиночные настроенные усилители подразделяются на _____________ типов

Совет Одиночные настроенные усилители делятся на два типа: с емкостной связью и с трансформаторной связью или настроенные усилители с индуктивной связью

27).Настроенные усилители слабого сигнала используются для __________

Совет Настроенные усилители слабого сигнала используются для усиления слабых радиочастотных сигналов, они работают в режиме класса A и имеют выходную мощность малой мощности (

28). Настроенные усилители большого сигнала используются для __________

Совет Настроенные усилители большого сигнала используются для усиления мощных радиочастотных сигналов, выходная мощность больше, и он работает в режимах класса B, C или AB

29). В чем преимущества настроенных усилителей?

Совет Настроенные усилители обладают высокой избирательностью, низкими потерями мощности и очень маленькими гармоническими искажениями

30).Настроенные усилители используются в усилителях _______________ типа

Совет Настроенные усилители используются в усилителях ПЧ, РЧ, радарах, телевидении и т. Д.

31). Радиаторы подразделяются на _______________ типов

Совет: Радиаторы делятся на два типа: транзисторные маломощные и радиаторы на транзисторах высокой мощности

32). Усилители мощности класса A имеют ____________ КПД

Совет Усилители мощности класса A имеют меньший КПД по сравнению с усилителями других классов

33).Какой из усилителей мощности имеет большую мощность?

Совет Усилитель мощности класса B имеет большую мощность по сравнению с усилителями другого класса

34). В каком из следующих усилителей гармонические искажения больше?

Совет Гармонические искажения чаще встречаются в базовом усилителе

35). Усилители мощности с последовательным питанием и трансформаторной связью относятся к типу _______________ усилителя мощности

Совет Последовательное питание и трансформаторное соединение относятся к типу усилителя мощности класса A

36).Двухтактные усилители и схемы дополнительной симметрии относятся к типу ______________ усилителей

Совет Двухтактные усилители и схемы дополнительной симметрии относятся к типам усилителей класса C

37). В чем преимущества усилителей мощности класса B?

Совет В усилителях мощности класса B выше КПД, больше выходная мощность и незначительные потери мощности при отсутствии сигнала

38). В каком из следующих усилителей мощности мощность меньше?

Совет В усилителях мощности класса А мощность меньше

39).В каком из следующих усилителей мощности гармонические искажения больше?

Совет: В усилителе мощности класса B гармонические искажения больше

40). Усилители мощности подразделяются на _______________ типов

Совет Усилители мощности делятся на шесть типов: это классы A, B, C, D, S и усилители мощности класса AB

41). В усилителе мощности класса A активное устройство проводит на _________ градусов

Совет В усилителе мощности класса A активное устройство проводит на 360 градусов

42).Какой из следующих усилителей имеет низкое входное сопротивление?

Совет Усилитель с общей базой имеет низкое входное сопротивление

43). Y-параметры также известны как _______________ параметр

Совет Y-параметры также известны как параметр проводимости

44). H-параметры также известны как _______________ параметр

Совет H-параметры также известны как гибридный параметр

45). Сколько существует типов параметров?

Подсказка Есть три типа параметров: параметры Y, Z и H

46).Какой из следующих усилителей имеет высокое входное сопротивление?

Совет Усилитель с общим коллектором имеет высокое входное сопротивление

47). Z-параметры также известны как _______________ параметр

Совет Z-параметры также известны как параметр импеданса

48). _____________ относятся к типу усилителей на основе полосы пропускания

Совет Узкополосный усилитель и широкополосный усилитель относятся к типу усилителей, основанных на полосе пропускания

49).___________ — характеристики усилителя с общей базой

Совет: высокое усиление по напряжению, малое входное сопротивление и большое выходное сопротивление являются характеристиками усилителя с общей базой

50). ___________ — характеристики усилителя с общим коллектором

Совет: Высокое усиление по току, большое входное сопротивление и малое выходное сопротивление — характеристики усилителя с общим коллектором

Одноступенчатые транзисторные усилители MCQ для экзаменов

51).Какой из следующих усилителей имеет высокое выходное сопротивление?

Совет Усилители с общим эмиттером и общей базой имеют высокое выходное сопротивление

52). Какой из следующих усилителей имеет умеренное входное сопротивление?

Совет Усилитель с общим эмиттером имеет умеренное входное сопротивление

53). ______________ — характеристики усилителя с общим эмиттером

Совет: Большое усиление по току, большое усиление мощности, большое усиление по напряжению, умеренное входное сопротивление, умеренное выходное сопротивление и сдвиг фазы напряжения на 180 градусов являются характеристиками усилителя с общим эмиттером

54) .Какой из следующих усилителей имеет большой выходной импеданс?

Совет Усилитель с общей базой имеет большое выходное сопротивление

55). Какой из следующих усилителей имеет малое входное сопротивление?

Совет Усилитель с общей базой имеет малое входное сопротивление

56). Фазовый сдвиг напряжения на 180 градусов — одна из характеристик усилителя _____________

Совет: фазовый сдвиг напряжения на 180 градусов — одна из характеристик обычного эмиттерного усилителя

57).__________ являются основными конфигурациями для одноступенчатого усилителя BJT

Совет: Общий эмиттер, общий коллектор и общая база являются основными конфигурациями для одноступенчатого усилителя BJT

58). Транзисторы FET и BJT представляют собой тип транзисторов на основе _____________

Совет. Транзисторы FET и BJT являются типом транзисторов, основанных на активном устройстве

59). Сколько существует видов обратной связи?

Совет Отзывы бывают двух типов: положительные и отрицательные

60).Выходной сигнал усилителя с последовательной шунтовой обратной связью составляет ____________

Совет Выходной сигнал усилителя с последовательной обратной связью равен напряжению

61). Источник сигнала усилителя с последовательной шунтовой обратной связью ____________

Совет Сигнал источника последовательного шунтирующего усилителя обратной связи составляет напряжение

62). Сигнал источника усилителя обратной связи последовательного шунта ____________

Совет Сигнал источника усилителя обратной связи последовательного шунта имеет ток

63).В зависимости от величин выходного и входного импеданса усилители делятся на _____________

Совет В зависимости от величин выходного и входного импеданса усилители делятся на четыре типа: усилители напряжения, тока, крутизны и сопротивления

64 ). Нелинейные формы волны подразделяются на ________________ типы

Совет Нелинейные формы волны подразделяются на два типа: клиперы и зажимы

65).В ______________ мультивибраторе одно состояние стабильно, а другое нестабильно

Совет В моностабильном мультивибраторе одно состояние стабильно, а другое нестабильно

66). Сигнал источника последовательного усилителя обратной связи ____________

Совет Сигнал источника последовательного усилителя обратной связи — напряжение

67). Сигнал источника шунтирующего усилителя обратной связи составляет ____________

Совет Сигнал источника шунтирующего усилителя обратной связи имеет ток

68).В ______________ мультивибраторе ни одно состояние не стабильно

Совет: В нестабильном мультивибраторе ни одно состояние не стабильно

69). Триггер — это приложение _______________ мультивибратора

Совет. Триггер — это приложение бистабильного мультивибратора

70). Таймер представляет собой приложение _______________ мультивибратора

Совет Таймер представляет собой приложение моностабильного мультивибратора

71). Генератор представляет собой приложение _______________ мультивибратора

Совет Генератор представляет собой приложение нестабильного мультивибратора

72).Выходной сигнал усилителя обратной связи последовательного шунта составляет ________________

Совет Выходным сигналом усилителя обратной связи последовательного шунта является ток

73). Выходной сигнал последовательного усилителя обратной связи равен ________________

Совет Выходным сигналом последовательного усилителя обратной связи является текущий

74). Сколько существует типов мультивибраторов?

Совет Существует три типа мультивибраторов: нестабильные, моностабильные и бистабильные мультивибраторы.

75).Выходной сигнал шунтирующего усилителя обратной связи составляет ________________

Совет Выходным сигналом шунтирующего усилителя обратной связи является напряжение

Одноступенчатые транзисторные усилители MCQ для Quiz

76). Сколько существует типов зажимных цепей?

Совет Существует два типа зажимных цепей: положительные и отрицательные.

77). Что из следующего является формулой эффективности усилителя?

Совет Формула КПД усилителя определяется как (выходная мощность переменного тока / входная мощность постоянного тока) * 100%

78).Формы волн делятся на ____________ типов

Совет Формы волн делятся на два типа: линейные и нелинейные

79). Линейная форма волны подразделяется на ____________ типов

Совет Линейная форма волны подразделяется на два типа: RC-цепь верхних частот и RC-цепь нижних частот

80). Тип связи ____________ будет использоваться в усилителе с RC-цепочкой

Совет: в RC-усилителе

81 будет использоваться связь по резистивно-емкостному типу связи.Какая стандартная форма RC-усилителя связи?

Совет Стандартная форма RC-усилителя связи — это резистивно-емкостный усилитель связи

82). Какой тип связи будет использоваться в усилителе с трансформаторной связью?

Совет Трансформаторная связь будет использоваться в усилителе с трансформаторной связью

83). Какой тип связи будет использоваться в усилителе с прямой связью?

Совет: в усилителе с прямой связью нет связи

84).____________ — важные термины, относящиеся к усилителям

Совет Усиление, полоса пропускания и частотная характеристика — важные термины, относящиеся к усилителям

85). Выходной ток, деленный на входной ток, называется усилением ______________

Совет Выходной ток, деленный на входной ток, известен как коэффициент усиления по току

86). Выходное напряжение, деленное на входное, называется усилением ______________

Совет Выходное напряжение, деленное на входное напряжение, называется усилением напряжения

87).Выходная мощность, деленная на входное напряжение, называется усилением ______________

Совет Выходная мощность, деленная на входную мощность, известна как усиление мощности

88). Линии нагрузки подразделяются на _____________ типов

Совет Линии нагрузки делятся на два типа: линии нагрузки переменного и постоянного тока

89). Цепи усилителя, проанализированные ______________ методом

Совет Цепи усилителя проанализированы путем построения эквивалентной схемы и графическим методом

90).Усилители с общей базой используются для __________ частотных приложений

Совет Усилители с общей базой используются для высокочастотных приложений

91). Усилители с общим эмиттером используются для _____________ частотных приложений

Совет Усилители с общим эмиттером используются для приложений звуковых частот

92). Усилители с общим коллектором используются для _____________

Совет Усилители с общим коллектором используются для согласования импеданса

93).Общий коэффициент усиления по току высокий ____________ усилитель

Совет: Коэффициент усиления по току высокий в усилителе с общим эмиттером

94). Общий коэффициент усиления по напряжению составляет около 150 _________________ усилитель

Совет Коэффициент усиления по напряжению составляет около 150 в обычном базовом усилителе

95). Общий коэффициент усиления по напряжению составляет около 500 _________________ усилитель

Совет Коэффициент усиления по напряжению составляет около 500 в обычном эмиттерном усилителе

96). Общий фазовый сдвиг составляет 180 градусов __________________ усилитель

Совет: фазовый сдвиг составляет 180 градусов в общем эмиттерном усилителе

97).Общий фазовый сдвиг равен нулю градусов __________________ усилитель

Совет: фазовый сдвиг равен нулю градусов в усилителях с общим коллектором и общей базой

98). В каком из следующих усилителей низкий коэффициент усиления по мощности?

Совет: В усилителе с общим коллектором коэффициент усиления низкий

99). Коэффициент усиления по напряжению меньше одного общего ________________ усилителя

Совет Коэффициент усиления по напряжению меньше одного в усилителе с общим коллектором

100).Общий коэффициент усиления по току значительный ________________

Совет Усиление по току заметно в усилителе с общим коллектором

Двухтранзисторный усилитель — Envirementalb.com

Для большинства систем одиночный транзисторный усилитель не обеспечивает достаточного согласования коэффициента усиления или выходного сопротивления. Решение состоит только в объединении нескольких каскадов усиления. В этой схеме усилителя мы собираемся показать простой двухтранзисторный усилитель . В схеме однотранзисторного усилителя мы сделали очень простой усилитель с одним транзистором, одним резистором и конденсатором, но усилитель был разработан с двумя транзисторами.

Мы разработали этот усилитель с использованием двух транзисторов, включая транзисторы PNP и NPN, и мы приняли общую топологию пары Sziklai.

Двухтранзисторный усилитель обеспечивает достаточно высокий импеданс при низкой выходной мощности. Это идеальная схема усилителя для приложений, где требуется более высокий выходной уровень, чем у однотранзисторного каскада.

Усилитель, состоящий из двух транзисторов, также известен как двухкаскадный усилитель.Этот тип схемы усилителя имеет два транзистора, подключенных к общему источнику питания. Работу RC-связанного усилителя можно пояснить с помощью следующей схемы.

Преимущества двухкаскадного усилителя

Главное достоинство этого усилителя — отличная АЧХ. По сравнению с одиночным транзисторным усилителем эта комбинация имеет следующие преимущества:

  • Повышенная изоляция входа-выхода
  • Более высокое входное сопротивление
  • Более высокое выходное сопротивление
  • Более высокое усиление или более высокая полоса пропускания
  • Более низкая стоимость
  • Легко понять

Коэффициент усиления остается постоянным во всем диапазоне звуковых частот, поэтому он наиболее важен для речи, музыки и т. Д.

Недостаток двухкаскадного усилителя
  • Использует малую мощность и эффективное сопротивление нагрузки.
  • Одноступенчатый и буксируемый каскадные усилители становятся шумными с возрастом.
  • Из-за плохого согласования импеданса передача мощности будет низкой.
  • Мощные усилители своего класса дороги и громоздки из-за большого блока питания и радиатора.

Двухкаскадный RC-связанный усилитель

Эта принципиальная схема Двухкаскадного RC-связанного усилителя с полной детализацией компонентов.На этой диаграмме все до единого ясно, даже неопытный человек может понять и понять ее работу.

усилитель транзисторный одноступенчатый

RC-усилитель. В этом видео рассказывается об одноступенчатом транзисторном усилителе. Смещение для каскодного усилителя. На следующей принципиальной схеме показано, как выглядит одноступенчатый транзисторный усилитель. … около 4-5 дБ NFB и замените емкость связи конечного каскада 0,68 мкФ на 0,2 мкФ. 45 не является NFB.46 is Этот список может не отражать недавние изменения (). является (i) на transfera.c. Гибридная схема замещения транзисторов и одноступенчатый усилитель CE PPN College, Канпурский факультет физики, Колледж P. P. N. (PG), Канпур –208 001, U.P., Индия Электронная почта: [электронная почта защищена],… В этом методе транзистор работает как усилитель. Если Cin не используется, сопротивление источника попадает на резистор R2 и изменяет точку смещения. Проблемы со схемами согласования: zБольшие коэффициенты согласования → схемы с высокой добротностью для простых L-сопоставлений zМногосегментные сопоставления используют ценную недвижимость, добавляют стоимость Сам транзистор имеет значение — много! Пара биполярных транзисторов обеспечивает очень высокий коэффициент усиления по току по сравнению с одним стандартным транзистором, как упоминалось выше.Когда ток базы снимается, транзистор полностью отключается, этот этап называется областью отсечки. Резисторы R1, R2 и RE образуют цепь смещения однокаскадного транзисторного усилителя. Конструкция одноступенчатого RC-связанного усилителя показана ниже. Находится внутри — Страница 254 Цепи звукового усилителя предназначены для усиления сигналов, которые лежат в диапазоне звуковых частот (от 20 до 20 000 … УЧЕТ ИМПЕДАНСА АУДИОУСИЛИТЕЛЬ НА ОДНОСТУПЕНЧАТОМ ТРАНЗИСТОРЕ На схеме на рис. 13-2 показан базовый сингл… Обнаружен внутри — Страница 905 Одноступенчатый транзисторный усилитель не дает достаточного усиления по напряжению. Поэтому большое количество каскадов усилителя соединены каскадом для получения выходного сигнала желаемого уровня. Каскадирование усилителей означает выход первого каскада … Эти устройства связи обычно могут быть конденсатором или трансформатором. Когда несколько однокаскадных транзисторных усилителей соединяются вместе для достижения усиления напряжения или сигнала, он считается многокаскадным транзисторным усилителем. Одноступенчатый транзисторный усилитель имеет один транзистор, цепь смещения и другие вспомогательные компоненты.Находится внутри — Страница 37 Сначала описывается транзисторный усилитель с использованием некоторых простых методов проектирования, а затем они анализируются для определения коэффициентов усиления. 3.1 ЦЕПЬ ОДНОКАПЧАТОГО ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ Полная конструкция простого транзисторного усилителя, … Аннотация: В электронике усилитель с общим эмиттером является одним из трех основных одноступенчатых биполярно-переходных транзисторов … Он обеспечивает плохое согласование импеданса и, следовательно, не может использоваться в качестве финального каскада усилителя. Его включают в схему, чтобы обеспечить путь с низким реактивным сопротивлением к усиленному сигналу переменного тока.Топ-10 основных схем операционных усилителей с повторителем напряжения. Самая простая схема — это буфер напряжения, так как не требует никаких внешних компонентов. … Инвертирующий операционный усилитель. В этой конфигурации выход подается обратно на отрицательный или инвертирующий вход через резистор (R2). Неинвертирующий операционный усилитель. … Неинвертирующий суммирующий усилитель. … Инвертирующий суммирующий усилитель. … Дифференциальный усилитель. … Интегратор. … Другие элементы … В большинстве электронных схем мы используем обычно конфигурацию транзисторов NPN, которая известна как схема усилителя транзисторов NPN.… Находится внутри — Страница 369 Коэффициент усиления по току конденсатора однокаскадного усилителя CB в схеме усилителя CE почти равен альфа-каналу транзистора переменного тока. (a) держите эмиттер на заземлении переменного тока 2. Конденсатор шунтирования эмиттера в усилителе CE (b) предотвращает чрезмерное … Посредством математического анализа книга показывает точность матричного анализа в конструкции транзисторного усилителя. Эта книга подходит для инженеров-конструкторов, инженеров-электриков, студентов и практиков прикладной математики. Вы должны выбрать правильный ответ на вопрос.Из-за действия транзистора гораздо больший (в ² раз больше тока базы) переменный ток. через нагрузку Rc в выходной цепи протекает ток. Глава 2 — Транзисторные усилители.pdf — Основные усилители 2.1 Одноступенчатые усилители Одноступенчатые усилители \ u2022 Common Emitter / Source Stage \ u2022 Преимущества многокаскадного усилителя — гибкость в пределах входного и выходного импеданса и более высокое усиление. Одноступенчатый усилитель. Для прохождения MCQ на одноступенчатых усилителях требуется 40 минут. MCQ: Одноступенчатый транзисторный усилитель с коллекторной нагрузкой RC и эмиттерным сопротивлением RE имеет коэффициент d.c. загрузка? В нашем предыдущем руководстве по усилителям на полевых транзисторах мы увидели, что простые одноступенчатые усилители могут быть изготовлены с использованием полевых транзисторов с переходным эффектом или полевых транзисторов. Этот образец продолжается до последнего каскада усилителя. Найдено внутри — Страница 18ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Классификация Транзисторные усилители классифицируются следующим образом: A. Одноступенчатые транзисторные усилители Они далее классифицируются как: 1. В зависимости от входа: (i) Усилитель слабого сигнала. • В транзисторе два pn перехода.J2 — это стереоусилитель мощности с номинальной мощностью 25 Вт на канал. Давайте обсудим случай схемы конфигурации с общим эмиттером на… Схеме усилителя с общим эмиттером. Чтобы достичь амплитуды, подходящей для многих приложений, необходимо соединить несколько усилителей. Нам нужен ток эмиттера 1 мА. Соединяя точки C и D, переменный ток. Линия нагрузки CD сконструирована, как показано на рисунке выше. Транзисторный усилитель — это электронная схема, в которой используется полупроводниковый транзистор вместо… 548-557. Теперь мы знаем, как спроектировать усилитель с максимальным усилением преобразователя.Основное преимущество усилителя с двойной настройкой — это усилитель, включающий настроенную схему на входе и выходе. Простой усилитель с общим эмиттером BJT является одной из трех основных топологий усилителя с одноступенчатым биполярным переходом и транзистором (BJT). Одноступенчатый транзисторный усилитель.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *