Схема усилителя на транзисторах: Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10... 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Содержание

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3...12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20...30 кОм и переменный сопротивлением 100... 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 - 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

 

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

 

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2...4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5...0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50...60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30...50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1...2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

 

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.

При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

 

Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2... 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит - напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 - 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

 

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 - вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 - 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

 

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов СЗ, С4.

Простейшие усилители низкой частоты

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10... 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3...12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20...30 кОм и переменный сопротивлением 100... 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 - 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

 

Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

 

Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема простого усилителя мощности НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2...4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5...0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50...60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30...50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1...2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

 

Каскадный УНЧ на

Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ (Страница 2)

Схема простого усилителя на транзисторах TIP31, TIP32 (12В, 3Вт) Схема простого усилителя на транзисторах TIP31, TIP32 (12В, 3Вт)

Рассмотрена принципиальная схема простого транзисторного усилителя с выходом на TIP31, TIP32, питается усилитель от 12 Вольт и может обеспечить примерно 3Ватт мощности. Случилось так, что вечером, практически ночью, срочно потребовалась активная акустическая система для компьютера. Магазины ...

7 5257 3

Простой УМЗЧ на двух транзисторах и ОУ КР574УД2 (8-25В, 6Вт) Простой УМЗЧ на двух транзисторах и ОУ КР574УД2 (8-25В, 6Вт)

Принципиальная схема двухтактного УМЗЧ, каждое плечо которого состоит изсхемы усилителя мощности на операционном усилителе и мощного эмиттерного повторителя на транзисторе. В одном плече работает транзистор п-р-п структуры, и эмиттерный повторитель действует относительно плюса питания, а в другом ...

6 4620 1

Схема простого усилителя для стерео наушников 32 Ом (КТ3102, КТ502, КТ503) Схема простого усилителя для стерео наушников 32 Ом (КТ3102, КТ502, КТ503)

Здесь приводится простая схема УНЧ для наушников на распространенных транзисторах. Усилитель стереофонический, рассчитан на нагрузку сопротивлением 32 Ом. Сопротивление наушниковможет быть и больше, но не более 200 Ом, так как при большем сопротивлении нарушается режим работы УНЧ (если сигнал с ...

4 4733 0

Аудио усилитель мощности на транзисторах TIP112, TIP117 (20Вт, +40В) Аудио усилитель мощности на транзисторах TIP112, TIP117 (20Вт, +40В)

Принципиальная схема простого самодельного усилителя мощности ЗЧ, выполненного на трех транзисторах, выход 20Вт, однополярное питание +40В. Обычно, если требуется сделать УМЗЧ «по быстрому» и «без лишних деталей» радиолюбители обращают свои взоры на микросхемы - интегральные ...

8 4920 2

Простой самодельный усилитель мощности НЧ на пяти транзисторах 100-200 Ватт (TIP142, TIP147) Простой самодельный усилитель мощности НЧ на пяти транзисторах 100-200 Ватт (TIP142, TIP147)

Рассмотрена принципиальная схема достаточно простого усилителя мощности низкой частоты (УМЗЧ), который выполнен всего на пяти транзисторах, на выходе использованы составные транзисторы TIP142, TIP147. Изготавливаем самодельный транзисторный усилитель своими руками из минимума деталей, который подойдет как для домашнего аудио-центра, так и для автомобильного сабвуфера.

12 5603 38

Схема простого усилителя на трех транзисторах КТ315 Схема простого усилителя на трех транзисторах КТ315

Очень простой в изготовлении и не требующий дефицитных деталей усилитель низкой частоты (УНЧ) на трех транзисторах КТ315 с выходной мощностью, достаточной для для использования с наушниками, а также для работы с маломощным динамиком.

8 6572 6

Самодельный УНЧ на германиевых транзисторах Самодельный УНЧ на германиевых транзисторах

Для тех, у кого еще остались в старых запасах транзисторы серии ГТ и П, предлагаю для повторения свою конструкцию УНЧ на германиевых транзисторах П210. Схема была взята мною с не помню за какой год брошюры "в помощь радиолюбителю". В оригинале схемы использовались транзисторы МП42, МП37 и П217.

8 5533 37

Высококачественный усилитель мощности на 11 транзисторах (100 Вт) Высококачественный усилитель мощности на 11 транзисторах (100 Вт)

Усилитель предназначен для озвучивания залов средних размеров. При дополнении его предусилителем соответствующей чувствительности, оборудованным регулятором тембра, может работать с электрической гитарой, органом или магнитофоном. Основные характеристики: диапазон усиливаемых частот 20 Гц-20...

8 5952 2

Каскадная схема ОИ-ОБ в усилителе мощности низкой частоты Каскадная схема ОИ-ОБ в усилителе мощности низкой частоты

Такие достоинства полевых транзисторов, как малые нелинейные искажения, высокое входное сопротивление и низкий уровень шумов, делают их весьма привлекательными для использования в каскадах предварительного усиления УМЗЧ. Однако широкое применение этих транзисторов в таких устройствах сдерживается...

1 5056 0

Трехполосный усилитель на транзисторах и ОУ (14 Вт) Трехполосный усилитель на транзисторах и ОУ (14 Вт)

Схема сам

Простой усилитель класса А - Усилители на транзисторах - Звуковоспроизведение
 

Николай Трошин

Данная статья является продолжением работы на тему использования усилителей работающих в А классе для высококачественного звуко-усиления. 
Представляю на Ваше рассмотрение, хорошо отработанную схему усилителя на кремниевых транзисторах.
Неоспоримым преимуществом кремния - является способность работать при гораздо более высоких температурах (по сравнению с германием). При хорошем тепловом контакте транзистора с радиатором, можно считать допустимой температуру радиатора 90…95 град. 

 

Понятно, что при столь высокой разнице температур радиатора и окружающей среды, теплообмен происходит очень эффективно.
Поэтому при одинаковых площадях радиаторов выходных транзисторов, на кремнии можно получить примерно в 2 раза больше мощности по сравнению с германием. 
Большой ассортимент  кремниевых средне и высокочастотных транзисторов большой мощности, позволяет построить высококачественный усилитель  А класса при совсем простой схеме.

Данная схема обеспечивает выходную мощность 20 ватт на нагрузке 4 ом. Диапазон рабочих частот усилителя 20…25000 Гц.
В качестве транзистора VT1 здесь можно использовать КТ208Д, КТ209Д, КТ361Г, Е, КТ3107Б, Г, И, К. В качестве транзистора VT2 можно использовать транзисторы КТ815, КТ801, П701, транзистор VT3 КТ814, VT4 - КТ818БМ, ГМ, транзистор VT5 - КТ819БМ, ГМ.
Схема может работать без подбора транзисторов по коэффициенту усиления, однако поскольку она содержит всего 2 каскада усиления, желательно иметь коэффициент усиления транзистора VT1 - не менее 150, транзисторов VT2, VT5 - не менее 50, транзистора VT4 - не менее 80.
Оценить коэффициент усиления транзистора не сложно. Достаточно включить испытуемый транзистор по вот такой схеме (для мощных транзисторов).

Резистор R1 обеспечивает ток в базу примерно 1 ма. Измерительный миллиамперметр измеряет ток коллектора (я использовал стрелочный тестер с пределом измерений 300 ма). Отношение тока коллектора к базовому току - будет коэффициентом усиления транзистора.
Для транзисторов средней мощности, надо уменьшить базовый ток в 10 раз (R1 36k), а для транзистора малой мощности, базовый ток уменьшаем в 100 раз (R1 360k). В качестве источника питания, я использовал 3 щелочные (алкалиновые) батарейки размера АА, которые просто спаял между собой хорошо разогретым паяльником, с использованием не толстого провода (паять надо быстро, чтобы не перегреть батарейку).

При использовании нагрузки 8 ом, напряжение питания нужно увеличить до 39…40 вольт, резистор R10 до 0,25 Ом.
Настройка усилителя сводится к установке половины напряжения питания на коллекторе VT5.
Усилитель потребляет значительную мощность, примерно 100 ватт на каждый канал. Поэтому источник питания должен быть серьезным.
Силовой трансформатор для блока питания, нужно применять мощностью не менее 250 ватт, либо использовать два однотипных трансформатора (на каждый канал) с такой же общей мощностью.
Схема источника питания показана на рисунке ниже.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна иметь выходное напряжение ХХ 26 - 27 вольт. Такая схема должна быть на каждый канал усилителя, причем при нагрузке 4 ом, возможно лучше сразу поставить конденсаторы по 22000 мкФ.
Диодный мост с номинальным током не менее 10 А либо 4 диода на 10 А. Большая емкость конденсаторов объясняется значительным током потребления, в том числе и в режиме покоя усилителя, когда пульсации особенно заметны.
Применять электронные фильтры или стабилизаторы я не стал, поскольку они иногда являются причиной самовозбуждения усилителя и источником помех и наводок.

Детали для усилителя:
Резисторы могут быть любой мощности не менее 0.125 ватт за исключением R9 5 ватт, R10 2 ватт. Очень важен номинал резистора R10. От этого зависит правильный режим работы усилителя.
Конденсатор С1 лучше поставить пленочный, С4 пленочный или слюдяной.
Выходные транзисторы КТ818, КТ819 обязательно с буквой "М" в конце (в металлическом корпусе), БМ, ГМ. Радиаторы под них я использовал ребристые размером 120*170, толщиной 35 мм. Если радиаторы будут меньше, то необходим принудительный обдув.
На КТ815 небольшой радиатор-пластинка 2-3 кв. см. На П701 радиатор не нужен.
На резисторе R9 рассеивается значительная мощность. При наличии осциллографа и генератора можно попробовать ее уменьшить. Подаем сигнал на вход,на выход подключаем эквивалент нагрузки и осциллограф. Резистором R4 добиваемся симметричного ограничения максимально возможной амплитуды сигнала. Далее увеличивая резистор R9 добиваемся начала ограничения сигнала сверху. Выпаиваем и измеряем номинал. После этого устанавливаем резистор на 25…30% меньше.
При желании поэкспериментировать можно собрать совсем упрощенную схему.

Транзисторы здесь должны иметь больший К ус. Первый не менее 200, второй не менее 100.
Резистор R7 мощностью не менее 50 ватт. При отсутствии такого можно использовать электрический чайник и утюг по 2000 ватт на220в, соединенные параллельно, либо 2 ТЭН на 2000 ватт. - получается сопротивление около 10 ом. Кстати это можно использовать и как эквивалент нагрузки.
Данная схема позволяет получить 4…5 ватт (потреблять будет все равно около 90 ватт.) На коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт.

Удачи Вам в творчестве и конструировании!

   

Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ (Страница 6)

Схема УМЗЧ Иво Линненберга на полевых транзисторах 2SK134, 2SJ49 (120Вт) Схема УМЗЧ Иво Линненберга на полевых транзисторах 2SK134, 2SJ49 (120Вт)

Построение усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на полевых транзисторах привлекает разработчиков возможностью достижения «ламповой» мягкости звучания (вольтамперные характеристики полевых транзисторов очень похожи на аналогичные характеристики вукуумных ламп)...

2 6185 0

Мостовой 240-ваттный эстрадный УНЧ Мостовой 240-ваттный эстрадный УНЧ

Мостовой 240-ваттный эстрадный УНЧ Дьеря Плахтовича на нагрузке 4 Ом обеспечивает коэффициент гармоник не более 0,7% при выходном сопротивлении 0,1 Ом и чувствительности 100 мВ. Он состоит из двух идентичных усилителей, один из которых (верхний) неинвертирующий, а...

0 5358 0

Усилитель мощности для электрогитары на транзисторах КТ818, КТ819 (35Вт) Усилитель мощности для электрогитары на транзисторах КТ818, КТ819 (35Вт)

Для работы с различными источниками, звукоснимателями электрогитар и других ЭМИ может быть использован усилитель звуковой частоты, схема которого представлена на рисунке. Основные технические характеристики представленного УЗЧ указаны в табллице. Питается УЗЧ от двухполярного...

8 5333 0

Схема и описние звукового аудиокомплекса А. Гайдука Схема и описние звукового аудиокомплекса А. Гайдука

А. Гайдук. Выношу на суд читателей разработанный и изготовленный мною звуковой комплекс, точнее, звуковой аудиокомплекс. Начну я свой рассказ издалека и с некоторыми пояснениями. Заниматься конструированием радиоаппаратуры я начал в...

9 5254 0

Схема и описание УНЧ на транзисторах в классе AD Схема и описание УНЧ на транзисторах в классе AD

Два последних десятилетия ознаменовались повсеместным массовым вытеснением аналоговых методов обработки сигналов цифровыми (цифровая звукозапись, радиовещание, телевидение и т.д.). Тем не менее, в бытовой радиоэлектронной аппаратуре по-прежнему продолжают использоваться ...

2 4889 0

Схема УМЗЧ на микросхеме КР544УД2 и транзисторах КТ818, КТ819 (40Вт) Схема УМЗЧ на микросхеме КР544УД2 и транзисторах КТ818, КТ819 (40Вт)

Предлагаемый УМЗЧ (рис. 1) построен на базе операционного усилителя КР544УД2 и транзисторово, на выходе стоят КТ818, КТ819. Операционный усилитель DA1 питается через транзисторы VT1 и ѴТ2, которые снижают напряжения питания до значений, задаваемых делителями R3, R4 и R5, R6. Напряжения смещения...

3 6106 9

Схема УМЗЧ на СИТ транзисторах КП801 (12-25ВТ) Схема УМЗЧ на СИТ транзисторах КП801 (12-25ВТ)

Усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) является важнейшим узлом звуковоспроизводящей аппаратуры, т.к. его параметры в значительной мере определяют качество звучания и надежность. В настоящее время отечественная промышленность освоила...

7 4798 0

Схема высококачественного транзисторного усилителя мощности 75Вт Схема высококачественного транзисторного усилителя мощности 75Вт

Ниже приведена обобщенная структурная схема усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Данная схема построена на базе хорошо известного усилителя. Автор предложил очень хороший УМЗЧ, но, на мой взгляд, принципиальная схема этого усилителя несколько...

0 5457 0

Схема УМЗЧ на транзисторах и ОУ КР1408УД1, КТ972, КТ908 (60Вт) Схема УМЗЧ на транзисторах и ОУ КР1408УД1, КТ972, КТ908 (60Вт)

Усилитель НЧ, схема которого приведена ниже, несмотря на его простоту, предназначен для высококачественного усиления речи и музыкальных программ. При его разработке учтены рекомендации, обеспечивающие малые динамические искажения сигнала и малый уровень шума ...

8 6108 7

Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов Схемы легендарного усилителя Quad 405 и его клонов

Среди профессионалов и любителей давно известна схема мощного Hi-Fi усилителя “Quad 405”. По своему звучанию он приближается к ламповым усилителям, но отличается несколько большим коэффициентом гармонических искажений...

5

Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ (Страница 9)

Усилитель мощности , работающий в режиме В (60 Вт), схема Усилитель мощности , работающий в режиме В (60 Вт), схема

Принципиальная схема усилителя не имеет каких - либо особенностей, и подробно не рассматривается. Вместо ОУ К140УД8А в усилителе можно использовать ОУ того же типа с любым индексом...

8 5140 0

Усилитель мощности на интегральных ОУ (50Вт) Усилитель мощности на интегральных ОУ (50Вт)

Функции каскадов предварительного усиления сигнала по напряжению выполняют работающие в противофазе ОУ DA1 и DA2, первый из которых охвачен последовательной (R7, R3), а второй - параллельной (R8, R5) ООС. Выходной каскад собран на транзисторах ...

3 5157 0

Простой высококачественный УМЗЧ (42Вт) Простой высококачественный УМЗЧ (42Вт)

Его основные особенности - использование ОУ в малосигнальном режиме , что расширяет полосу частот сигналов, воспроизводимых без превышения скорости нарастания выходного напряжения ОУ; применение транзисторов выходного каскада в схеме с ОЭ, а предоконечного - с разделенной...

2 5957 3

Параллельный усилитель в УМЗЧ на транзисторах, схема (25Вт на 8Ом) Параллельный усилитель в УМЗЧ на транзисторах, схема (25Вт на 8Ом)

Вниманию читателей предлагается схема усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ), оконечный каскад которого (транзисторы VT9 - VT12) представляет собой параллельный усилитель. Улучшения амплитудной характеристики удалось достичь применением цепей ...

1 6399 0

Схема УМЗЧ на транзисторах без общей ООС (25Вт) Схема УМЗЧ на транзисторах без общей ООС (25Вт)

Основные технические характеристики: Номинальный (на уровне-3дБ) диапазон частот, Гц = 10...630000 Максимальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом при коэффициенте гармоник не более ...

2 4832 0

Схема термостабильного усилителя НЧ (30Вт на 8Ом) Схема термостабильного усилителя НЧ (30Вт на 8Ом)

Первый каскад усилителя мощности собран на ОУ А1. Входной сигнал поступает на инвертирующий вход ОУ через фильтр верхних частот (ФВЧ) R1C1R3 с частотой среза 20 кГц. Для того, чтобы этот параметр ФВЧ существенно не изменился, выходное сопротивление предварительного усилителя должно быть не более...

0 5307 1

Схема УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями (25Вт) Схема УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями (25Вт)

Схема усилителя мощности звука, выполненного на транзисторах и двух операционных усилителях, обладает низким КНИ. Основные технические характеристики: Номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом, Вт = 25 Коэффициент гармоник, %, не более= 0,003 Скорость нарастания выходного ...

1 5625 0

Схема усилителя НЧ с темброблоком (25 Вт) Схема усилителя НЧ с темброблоком (25 Вт)

Описываемый стереофонический усилитель имеет следующие технические характеристики: Номинальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом, 25 Вт, Коэффициент гармоник в полосе частот 30 Гц - 20 кГц при номинальной...

4 6364 1

Схема УМЗЧ на транзисторах с электронной защитой (20Вт) Схема УМЗЧ на транзисторах  с электронной защитой (20Вт)

Номинальная выходная мощность усилителя составляет 20 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и 10 Вт с нагрузкой сопротивлением 8 Ом. Для получения такой мощности на вход усилителя нужно подать сигнал амплитудой 1,2 В. Диапазон воспроизводимых частот равен...

1 5441 0

Схема мостового УМЗЧ для автомагнитолы (10Вт) Схема мостового УМЗЧ для автомагнитолы (10Вт)

Схема самодельного мостового УМЗЧ на транзисторах и сдвоенном интегральном усилителе К548УН1А. Основные технические характеристики: УМЗЧ выполнен на сдвоенном интегральном усилителе К548УН1А (DA1) и восьми транзисторах (VT1 - VT8). Один из усилителей микросхемы (DA1.1) и транзисторы VT1 - VT4 использованы в неинвертирующем плече, другой ...

2 4901 0

 1 ...  5  6  7  8 9 10
Транзисторный усилитель класса А своими руками / Хабр

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
— минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
— несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
— выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
— класс А — он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.


Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

— не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

— не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

— при регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:

— пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
— предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
— очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY — корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя — каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд...

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок — это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы — dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.
Материальные затраты

Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.Схема усилителя

с использованием транзистора - Gadgetronicx

amplifier-circuit-using-transistor-design-calculations amplifier-circuit-using-transistor-design-calculations
Одиночный транзисторный усилитель
Усилители

играют важную роль в повышении уровня сигнала до требуемого уровня и широко используются в аудиоприложениях. Транзисторные усилители могут быть с легкостью построены, а также экономически эффективны, чем другие типы. Для того, чтобы построить один, все, что вам нужно, это транзистор, блок питания, некоторые резисторы и конденсаторы.Для сложных схем усилителя используйте этот 200-ваттный усилитель сабвуфера. Давайте перейдем к работе схемы усилителя с помощью транзистора.

Конструкция усилителя требует рассмотрения нескольких параметров, таких как усиление, ток и напряжение, полученное из него. Необходимые параметры могут быть достигнуты путем тщательного выбора компонентов и простой математики. В этой статье вы узнаете, как разработать усилитель с использованием одного транзистора.

РАБОТАЕТ:

Приведенная выше схема использует простой NPN-транзистор Q1 2N4401 и питается от источника питания 12 В.Значения резисторов R1, R2, R3, R4 и значения конденсаторов C1, C2 играют основную роль в усилении входных сигналов. Таким образом, исправление этих значений требует некоторой простой математики для удовлетворения наших требований к усилению. Сначала нам нужно зафиксировать значение резистора коллектора R3 на основе требуемого тока и напряжения коллектора.

Поскольку нам нужен транзистор для усиления как отрицательной, так и положительной составляющей сигнала, рекомендуется давать напряжение коллектора Vc, равное 1 / 2Vcc, то есть 4,5 В. Таким образом, используя ом мы получаем значение R3

R3 = (Vcc - Vc) / Ic

R3 = (9v - 4.5 В) / 1 мА = 4500 Ом

4.7K - это стандартное значение резистора, поэтому в цепи используется 4.7K.

Ток, протекающий через клемму коллектора, будет равен току, протекающему через клемму эмиттера Ic = Ie. Сопротивление в эмиттере уже встроено в транзистор и называется сопротивлением, которое рассчитывается как.

R4 = 0,026 В / т. Е.

R4 = 0,026 В / 1 мА = 26 Ом

Коэффициент усиления схемы усилителя можно рассчитать по формуле

Gain = Rc / Re = R3 / R4

Так как небольшое сопротивление создаст проблему стабильности в цепи, поэтому нам нужно добавить наше собственное сопротивление в клемму эмиттера.Мы собираемся использовать резистор 1К в эмиттере, чтобы обеспечить стабильность в цепи усилителя. Но увеличение сопротивления уменьшит полученный коэффициент усиления, и мы собираемся скомпрометировать его, добавив конденсатор, параллельный R4, образуя фильтр верхних частот.

Используя фильтр верхних частот, мы можем передавать сигналы заданной частоты. Здесь значения RC выбираются таким образом, чтобы разрешать сигналы с частотой 300 Гц. Это можно рассчитать по

f = 1 / (2 x pi x R x C)

Подставляя значения R, f мы можем получить значение C

300 Гц = 1 / (2 х 3.14 х 1000 х С)

C = 0,000020F или 20 мкФ

Теперь компоненты на клеммах коллектора и эмиттера зафиксированы, но нам нужно установить значения R1 и R2 для смещающего транзистора.

Транзистор

включится только в том случае, если мы подадим напряжение на его базу, а для кремниевого транзистора оно составит 0,6 В. Напряжение на базе транзистора на 0,6 В выше, чем напряжение на эмиттере, поэтому

Vb = Ve + 0,6 В

Vb = 1 В + 0,6 В = 1,6 В

Итак, мы собираемся использовать делитель напряжения для подачи напряжения на базу транзистора.Значения резисторов R1 и R2 можно рассчитать по формуле

Vout = R2 x Vin / (R1 + R2)

Перестановка этих уравнений,

R1 / R2 = (Vin - Vout) / Vout

R1 / R2 = (9 В - 1,6 В) / 1,6 В = 4,6

Таким образом, R1 должно быть в 4,6 раза больше, чем R2, а аппроксимация значений дает R1 = 4,7K и R2 = 1K.

Конденсатор C2 1 мкФ был добавлен, чтобы удалить смещение постоянного тока во входном сигнале и сохранить нашу цепь стабильной.

И на этом наша схема с одним транзисторным усилителем готова.Вы можете изменить значения RC, выполнив некоторую математику, чтобы удовлетворить ваши потребности.

,
Transistor Common Base Схема и характеристики »Электроника Примечания

Общая конфигурация базового усилителя широко не используется, за исключением высокочастотных усилителей, где она имеет некоторые явные преимущества.


Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает в себя: Проектирование схем транзисторов
Конфигурации цепей Общий эмиттер Общая схема излучателя Последователь эмитента Общая база

Смотри также: Типы транзисторных цепей


Общий базовый усилитель является наименее широко используемым из трех конфигураций транзисторного усилителя.Конфигурации с общим эмиттером и общим коллектором (повторителем эмиттера) используются гораздо более широко, поскольку их характеристики, как правило, более полезны.

Общая конфигурация базового усилителя вступает в свои права на высоких частотах, где стабильность может быть проблемой.

Общие основы транзисторного усилителя Основы

Характеристики транзисторного усилителя эмиттерного повторителя позволяют использовать схему в качестве буферного усилителя.

Common base transistor configuration showing the base connection common to both input and output circuits Конфигурация общей базовой цепи транзистора

Как для цепей NPN, так и для цепей PNP видно, что для общей схемы базового усилителя вход подается на эмиттер, а выход берется из коллектора.Общий терминал для обеих цепей является базовым. База для сигнала заземлена, и по этой причине цепь иногда можно назвать заземленной схемой базы.

Общая конфигурация базового усилителя используется не так широко, как конфигурации транзисторного усилителя. Однако он находит применение с усилителями, которые требуют низких уровней входного сопротивления. Одно из приложений предназначено для предусилителей микрофонов с подвижной катушкой - эти микрофоны имеют очень низкий уровень импеданса.

Другое применение в усилителях VHF и UHF RF, где низкий входной импеданс обеспечивает точное согласование с импедансом фидера, который обычно составляет 50 Ом или 75 Ом.Конфигурация также повышает стабильность, что является ключевым вопросом.

Стоит отметить, что коэффициент усиления по току усилителя с общей базой всегда меньше единицы.

Однако усиление по напряжению больше, но оно является функцией входных и выходных сопротивлений (а также внутреннего сопротивления соединения эмиттер-база). В результате усиление напряжения усилителя на общей базе может быть очень высоким.

Общая характеристика транзисторного базового усилителя

В таблице ниже приведена сводка основных характеристик транзисторного усилителя с общей базой.


Общие базовые характеристики
Параметр Характеристики
Повышение напряжения Высокий
Ток усиления Низкий
Прирост мощности Низкий
Соотношение фаз входа / выхода 0 & deg
Входное сопротивление Низкий
Выходное сопротивление Высокий

Общая базовая схема не находит много применений для низкочастотных цепей - обычно желательно высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление.Однако он находит применение в некоторых высокочастотных усилителях, например, для ОВЧ и УВЧ. В общей базовой конфигурации входная емкость не страдает от эффекта Миллера, который ухудшает пропускную способность конфигурации с общим эмиттером. Также существует относительно высокая изоляция между входом и выходом, и это означает, что существует небольшая обратная связь от выхода обратно на вход, что приводит к высокой стабильности.

Общая базовая транзисторная схема усилителя

На приведенной ниже схеме показано, как можно реализовать общую схему базового усилителя.

Те же ограничения смещения применяются к общей базовой цепи, но применение сигналов отличается, что позволяет заземлять базу и, следовательно, является общим для входных и выходных цепей.

Circuit of a basic common base transistor amplifier Схема общего базового транзисторного усилителя

В этой схеме применяются те же условия смещения. Однако при выборе резистора эмиттера необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить правильное согласование импеданса для входного сигнала.

Больше схем и схемотехники:
Основы операционного усилителя Операционные усилители Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтон Транзисторные схемы Полевые схемы Схема символов
Вернуться в меню «Схема»., ,

.Транзисторный усилитель с общим эмиттером

»Electronics Notes

Общая конфигурация усилителя эмиттера обеспечивает усиление напряжения и является одной из наиболее широко используемых конфигураций транзисторов для проектирования электронных схем.


Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает в себя: Проектирование схем транзисторов
Конфигурации цепей Общий эмиттер Общая схема излучателя Последователь эмитента Общая база

Смотри также: Типы транзисторных цепей


Общая схема эмиттерного транзисторного усилителя является одной из основных цепей для использования в конструкции электронных схем, предлагающей множество преимуществ.

Конфигурация общей схемы эмиттера используется во многих областях разработки электронных схем: в качестве усилителя звука, в качестве базового переключателя для логических схем, в качестве общего аналогового усилителя и во многих других применениях.

Конфигурация общей схемы эмиттера обеспечивает усиление напряжения в сочетании с умеренным усилением тока, а также средний входной и средний выходной импеданс. Таким образом, общая конфигурация излучателя является хорошей универсальной схемой для использования во многих приложениях.

На этом этапе также стоит отметить, что транзисторный усилитель с общим эмиттером инвертирует сигнал на входе. Поэтому, если сигнал, который растет, поступает на вход усилителя общего эмиттера, это приведет к падению выходного напряжения. Другими словами, он имеет изменение фазы на 180 ° по всей цепи.

В зависимости от фактической конструкции электронных схем общий эмиттер не использует слишком много электронных компонентов, иногда всего два резистора, хотя, если для смещения требуется настройка для аналоговых цепей, то можно использовать четыре резистора и три конденсатора.

Circuit of a basic common emitter transistor amplifier showing the associated electronic components including resistors an capacitors

Основы эмиттерного транзисторного усилителя Основы

Из трех типов конфигурации транзисторов, используемых в конструкции электронных схем, общий эмиттер является наиболее широко используемым из-за его ключевых атрибутов.

Усилитель общего эмиттера имеет сигнал, подаваемый на базу, и затем вывод берется из схемы коллектора. Однако, как следует из названия этой схемы, ключевым атрибутом является то, что схема эмиттера является общей как для входа, так и для выхода.

Common emitter transistor configuration is widely used in electronic circuit design and has the key attribute that the emitter connection common to both input and output circuits Конфигурация схемы общего эмиттера транзистора

Общая конфигурация эмиттера одинаково применима как к NPN-транзистору, так и к PNP-транзистору. Тем не менее, разновидность NPN чаще используется из-за более широкого использования NPN-транзисторов.

Общие характеристики транзисторного усилителя эмиттера

При выборе конфигурации транзистора для использования в конструкции электронной схемы необходимо учитывать различные атрибуты трех типов: общий эмиттер, общий коллектор и общая база, и выбрать тот, который наиболее подходит.

В приведенной ниже таблице приведены основные характеристики конфигурации общего эмиттерного транзистора.


Общие характеристики эмиттерного транзисторного усилителя
Параметр Характеристики
Повышение напряжения Средний
Ток усиления Средний
Прирост мощности Высокий
Соотношение фаз входа / выхода 180 °
Входное сопротивление Средний
Выходное сопротивление Средний

Из этих характеристик видно, что общая конфигурация излучателя обеспечивает хорошую всестороннюю производительность.Одним из ключевых факторов является то, что он обеспечивает хороший уровень усиления по напряжению, что является обязательным атрибутом при разработке электронных схем для многих приложений.

Схема также является относительно простой, требующей нескольких электронных компонентов, в зависимости от того, как выполняются требования к дизайну электронной схемы.

Уровни полного сопротивления усилителя эмиттера

Одним из ключевых атрибутов, которые необходимо учитывать при разработке любого электронного устройства, являются уровни импеданса.

Входной импеданс обычно составляет около 1 кОм, хотя он может значительно варьироваться в зависимости от значений и условий цепи. Низкое входное сопротивление является следствием того факта, что вход подается на базу и эмиттер, где имеется прямое смещение,

Также выходное сопротивление может быть относительно высоким. Опять же, это значительно зависит от выбранных значений электронных компонентов и допустимых текущих уровней. Выходное сопротивление может достигать 10 кОм или даже больше.Однако, если утечка тока позволяет получать более высокие уровни тока, выходное сопротивление может быть значительно уменьшено. Уровень сопротивления или импеданса обусловлен тем фактом, что выходной сигнал берется с коллектора, в котором имеется обратное смещение.

Усилитель на транзисторном усилителе с общим эмиттером

Еще одним важным фактором, который следует учитывать в начале проектирования электронных схем, является уровень усиления, который может быть достигнут. Можно определить две формы усиления: усиление по току и усиление по напряжению.

Коэффициент усиления по току для общей схемы усилителя эмиттера обозначается греческим символом β. Это отношение тока коллектора к базовому току. Это можно рассматривать как отношение выходного тока к входному току. Чтобы получить точную величину усиления для сигнала, часто используется усиление тока для небольших входных изменений тока. Используя это, коэффициент усиления по току β и изменения входного и выходного тока связаны следующим образом:

Где
β = усиление тока
ΔIc = изменение тока коллектора
ΔIb = изменение базового тока

Чтобы посмотреть усиление напряжения в общей схеме усилителя эмиттера, необходимо взглянуть на сопротивления или импедансы для входа и выхода.

β знак равно Δ я с Δ я б знак равно Δ В с р с Δ В б р б

A v = Δ V c Δ V b

Следовательно:

v знак равно β р с р б

Где
Av = усиление напряжения
Rc = выходное сопротивление цепи коллектора
Rb = входное сопротивление базовой цепи

Соотношение фаз входа-выхода общего эмиттера

Транзисторный усилитель с общим эмиттером является единственной конфигурацией, которая дает инверсию на 180 ° между входным и выходным сигналами.

Причину этого можно увидеть из того факта, что с ростом входного напряжения ток увеличивается через базовую цепь. Это, в свою очередь, увеличивает ток в цепи коллектора, то есть имеет тенденцию включать транзистор. Это приводит к падению напряжения между клеммами коллектора и эмиттера.

Таким образом, увеличение напряжения между базой и эмиттером привело к падению напряжения между клеммами коллектора и эмиттера, иными словами, фаза двух сигналов была инвертирована.

Практические общие схемы усилителя излучателя

При проектировании электронных схем для различных применений и для удовлетворения различных требований можно использовать один из множества вариантов общей схемы эмиттерного транзистора.

В то время как основные теоретические схемы, показанные выше, могут в общих чертах описать основные операции усилителя с общим эмиттером.

Однако, чтобы схема могла работать в реальной системе, необходимо добавить другие элементы, такие как смещение, развязка и тому подобное.В результате общая схема усилителя с общим эмиттером использует несколько компонентов, чтобы обеспечить его работу в требуемом режиме.

Простой логический усилитель с общим эмиттером

Первый пример - это самая простая форма общей схемы эмиттера, использующая очень мало электронных компонентов. Обычно он используется для управления нагрузкой от цифрового выхода предыдущего этапа.

Circuit of a basic common emitter transistor amplifier Схема базового эмиттерного транзисторного усилителя
R1 R1 ограничивает ток базы и предотвращает повреждение соединения эмиттера базы.Его следует рассчитать, чтобы обеспечить достаточный ток коллектора с минимальным усилением тока для транзистора, и включить некоторый запас для обеспечения его правильного включения.
R2 Этот резистор обеспечивает путь к земле и помогает с переключением скорости транзистора.
R3 Это нагрузочный резистор коллектора в усилителе общего эмиттера.

При управлении небольшим транзистором общего назначения от логического выхода 5 В типичные значения могут быть 2 к2 для R1 и 22 к для R2.

Простой усилитель с общим излучателем для управления реле

Часто полезно использовать простую общую схему эмиттера для управления реле. Простая схема, показанная выше, может быть адаптирована для управления реле.

Необходимо учитывать ток, необходимый для переключения и удержания реле, и в базовой цепи должен протекать ток, достаточный для того, чтобы требуемый ток протекал в цепи коллектора.

Для многих реле резистор R1 может составлять около 2 кОм, а R2 - 22 кОм, но они должны быть рассчитаны в схеме электронных схем для обеспечения требуемого тока.

Relay circuit for transistor common emitter operation Простая общая схема привода реле эмиттерного транзистора

Следует отметить, что при высоком входном напряжении реле активируется. Это когда коллектор включен и напряжение коллектора снижается.

Включен диод для подавления обратной ЭДС, возникающей при отключении тока, протекающего через катушку реле.Важно предотвратить повреждение транзистора.

Общая схема эмиттера с использованием одноосновного транзистора смещения

Common emitter transistor amplifier using single base bias resistor - circuit used in electronic circuit designs where the number of electronic components needs to be minimised Общая схема эмиттера с использованием одноосновного транзистора смещения
R1 R1 ограничивает ток базы и предотвращает повреждение соединения эмиттера базы. Его следует рассчитать, чтобы обеспечить достаточный ток коллектора с минимальным усилением тока для транзистора, и включить некоторый запас для обеспечения его правильного включения.
R1 Этот резистор обеспечивает смещение для транзистора. Его значение должно быть рассчитано, чтобы дать требуемый ток коллектора.
R3 Это нагрузочный резистор коллектора в усилителе общего эмиттера. Его значение рассчитывается таким образом, чтобы при токе покоящегося коллектора оно уменьшилось бы на половину напряжения на шине, при условии, что конструкция электронной схемы используется в качестве линейного усилителя.

Этот тип общей схемы эмиттера очень прост, сводит к минимуму количество электронных компонентов и использует один резистор для смещения базы. Он не обеспечивает производительность, требуемую многими цепями, так как коэффициент усиления транзистора будет отличаться от одного устройства к следующему, и это изменит работу схемы.

Общая схема эмиттера с использованием одноосновного транзистора смещения (2)

Эта версия повторителя-эмиттера с одним базовым резистором обеспечивает немного большую предсказуемость схемы.

Подключив резистор смещения между коллектором и базой, это обеспечивает дополнительную стабильность для условий постоянного тока.

Common emitter transistor amplifier using single base bias resistor - circuit used in electronic circuit designs where the number of electronic components needs to be minimised Общая схема эмиттера с использованием транзистора с одним основанием между коллектором и базой

Транзисторный усилитель с общим эмиттером с постоянным напряжением и соединением переменного тока

На приведенной ниже схеме показана конструкция электронной схемы для общего усилителя-эмиттера с резисторами, чтобы обеспечить требуемый ток смещения для линейной работы, а также конденсаторов связи и развязки для работы от переменного тока.

Circuit of a basic common emitter transistor amplifier Схема базового эмиттерного транзисторного усилителя

Внутри схемы имеется ряд компонентов, которые предоставляют различные функции для обеспечения работы всей схемы в соответствии с требованиями:


R1, R2 Эти резисторы обеспечивают смещение базы транзистора.
R3 Это нагрузочный резистор коллектора в усилителе общего эмиттера.
R4 Этот резистор в усилителе общего эмиттера обеспечивает меру обратной связи по постоянному току, чтобы обеспечить поддержание условий постоянного тока в цепи.
С1, С2 Эти конденсаторы обеспечивают связь переменного тока между ступенями. Их нужно выбирать так, чтобы обеспечить незначительное реактивное сопротивление на частотах работы.
C3 Это конденсатор байпаса. Эффект R4 заключается в уменьшении усиления цепи. Обход резистора позволяет достичь более высоких уровней усиления переменного тока.

Схема, показанная выше, заключается в том, что если основной усилитель переменного тока связан с общим эмиттером.

Общая схема эмиттера может использоваться в различных формах.- иногда в качестве транзисторного логического выхода, усилителя с прямой связью и во многих областях. Он широко используется, обеспечивая хороший компромисс между напряжением и усилением тока, а также входным и выходным импедансом.

Больше схем и схемотехники:
Основы операционного усилителя Операционные усилители Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтон Транзисторные схемы Полевые схемы Схема символов
Вернуться в меню «Схема»., ,

.Схема усилителя начальной загрузки

с использованием транзисторов

Усилители

являются неотъемлемой частью электроники, которая используется для усиления сигналов с низкой амплитудой. Усилитель играет очень важную роль для усиления сигнала, особенно в аудио и силовой электронике. Ранее мы создали много типов усилителей, включая аудиоусилители, усилители мощности, операционные усилители и т. Д. Помимо них вы можете изучить многие другие часто используемые усилители, перейдя по ссылкам ниже:

Каждый усилитель имеет свой класс и применение.Обычно для построения усилителя используются транзисторы и операционные усилители. Здесь, в этом проекте мы узнаем о Bootstrap Amplifier .

Что такое начальная загрузка?

Обычно Bootstrapping - это метод, при котором некоторая часть вывода используется при запуске. В усилителе Bootstrap начальная загрузка используется для увеличения входного сопротивления. Вследствие этого влияние нагрузки на источник ввода также уменьшается. Конструкция выглядит аналогично паре Дарлингтона, имеющей загрузочный конденсатор.Конденсатор начальной загрузки используется для обеспечения положительной обратной связи сигнала переменного тока к базе транзистора. Эта положительная обратная связь помогает в улучшении эффективного значения базового сопротивления. Этот прирост базового сопротивления также определяется коэффициентом усиления напряжения схемы усилителя.

Зачем нам нужен высокий входной импеданс для транзистора усилителя?

Высокий входной импеданс улучшает усиление входного сигнала и поэтому требуется в различных применениях усилителя.Если у нас низкий входной импеданс, мы получим низкое усиление. Как правило, BJT (биполярный переходный транзистор) имеет низкий входной импеданс (обычно от 1 до 50 кОм). Поэтому для этого используется метод начальной загрузки для увеличения входного сопротивления.

Напряжение на входном импедансе рассчитывается по следующей формуле:

  V = {(V  в .Z  в ) / (V  в  + Z.V  в )}  

Следовательно, согласно формуле, входное сопротивление пропорционально напряжению на нем.Если входной импеданс увеличивается, напряжение на нем также будет увеличиваться, и наоборот.

Необходимые компоненты

  • NPN Транзистор - BC547
  • Резистор - 1 кОм, 10 кОм
  • Конденсатор - 33 пф
  • AC или импульсный входной сигнал
  • постоянного тока - 9 В или 12 В
  • макет
  • Соединительные провода

Схема

Circuit Diagram for Bootstrap Amplifier Circuit using Transistors

Для входного импульсного сигнала мы использовали сигнал переменного тока (с использованием трансформатора), вы также можете использовать вход ШИМ.И для входа Vcc мы используем RPS (регулируемое положительное напряжение) в цепи. В целях безопасности соблюдайте расстояние между проводом переменного и постоянного тока.

Circuit Hardware for Bootstrap Amplifier Circuit using Transistors

Работа Bootstrap Amplifier

После подключения цепи в соответствии с принципиальной схемой схема выглядит аналогично паре Дарлингтона. Здесь мы использовали метод начальной загрузки для увеличения входного сопротивления этой схемы усилителя. Когда база транзистора Q1 высокая, а точка B низкая.Следовательно, конденсатор заряжается до значения напряжения на R2. Когда Q1 становится низким и напряжение начинает увеличиваться у основания Q2, конденсатор разряжается медленно. И для поддержания заряда точка А также подталкивается вверх. Таким образом, напряжение в точке B увеличивается, и напряжение в точке A также продолжает расти, пока оно не превысит Vcc.

Заряд в загрузочный конденсатор C1 отводится резистором R1 и R2. Этот метод называется начальной загрузкой, поскольку повышение напряжения на одном конце конденсатора приведет к увеличению напряжения на другом конце конденсатора.

Примечание: Техника начальной загрузки может использоваться только в том случае, если постоянная времени RC больше по сравнению с единичным периодом сигнала возбуждения.

Ниже представлено моделирование протеза усилителя начальной загрузки с усиленным сигналом.

Proteus Simulation for Bootstrap Amplifier Circuit using Transistors

Кроме того, мы разработали схему усилителя на макете. Форма выходного сигнала, полученная с помощью осциллографа, приведена ниже:

Bootstrap Amplifier Circuit Output Waveform

Проверьте дополнительные схемы усилителя и их применение.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о