Как работают усилители на транзисторах. Какие бывают типы транзисторных усилителей. Каковы основные характеристики и параметры усилителей на транзисторах. Где применяются такие усилители. В чем преимущества и недостатки транзисторных усилителей.
Принцип работы транзисторных усилителей
Транзисторные усилители — это электронные устройства, использующие транзисторы для усиления электрических сигналов. Принцип их работы основан на способности транзисторов управлять большим током в цепи коллектора с помощью небольшого тока в цепи базы.
Как это происходит? Входной сигнал подается на базу транзистора. Небольшие изменения тока базы вызывают значительные изменения тока коллектора. В результате на выходе усилителя формируется усиленная копия входного сигнала.
Ключевые элементы транзисторного усилителя:
- Транзистор — активный элемент, обеспечивающий усиление
- Источник питания — обеспечивает энергию для усиления сигнала
- Резисторы — задают режим работы транзистора
- Конденсаторы — развязывают цепи по постоянному току
- Цепи обратной связи — стабилизируют параметры усилителя
Основные типы транзисторных усилителей
Существует несколько основных типов усилителей на транзисторах:
1. Усилители с общим эмиттером (ОЭ)
Это наиболее распространенная схема. Входной сигнал подается на базу, выходной снимается с коллектора. Обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению.
2. Усилители с общей базой (ОБ)
Входной сигнал подается на эмиттер, выходной снимается с коллектора. Имеют высокий коэффициент усиления по напряжению, но низкий по току.
3. Усилители с общим коллектором (ОК)
Входной сигнал подается на базу, выходной снимается с эмиттера. Обеспечивают усиление по току, но не по напряжению. Имеют высокое входное и низкое выходное сопротивление.
4. Дифференциальные усилители
Усиливают разность двух входных сигналов. Обладают высокой помехоустойчивостью.
Ключевые характеристики транзисторных усилителей
При выборе и проектировании усилителей на транзисторах важно учитывать следующие основные параметры:- Коэффициент усиления — отношение амплитуды выходного сигнала к входному
- Входное сопротивление — определяет нагрузку на источник сигнала
- Выходное сопротивление — влияет на согласование с нагрузкой
- Частотный диапазон — полоса частот, в которой обеспечивается усиление
- Коэффициент нелинейных искажений — степень искажения формы сигнала
- Уровень шумов — собственные шумы усилителя
- КПД — эффективность преобразования энергии источника питания
Области применения транзисторных усилителей
Транзисторные усилители нашли широкое применение в различных областях электроники и радиотехники:
Аудиотехника
В аудиоаппаратуре транзисторные усилители используются для усиления звуковых сигналов. Они применяются в домашних аудиосистемах, профессиональном звуковом оборудовании, автомобильных аудиосистемах.
Радиосвязь
В радиопередающих и радиоприемных устройствах транзисторные усилители обеспечивают усиление высокочастотных сигналов. Они используются в мобильных телефонах, радиостанциях, телевизорах.
Измерительная техника
В измерительных приборах транзисторные усилители применяются для усиления слабых сигналов от датчиков. Они используются в осциллографах, вольтметрах, анализаторах спектра.
Преимущества транзисторных усилителей
По сравнению с ламповыми усилителями, транзисторные имеют ряд существенных преимуществ:
- Меньшие габариты и вес
- Низкое энергопотребление
- Отсутствие необходимости в высоких напряжениях питания
- Высокая надежность и длительный срок службы
- Меньшая стоимость
- Возможность создания интегральных микросхем
Особенности проектирования транзисторных усилителей
При разработке усилителей на транзисторах необходимо учитывать следующие аспекты:
Выбор рабочей точки
Правильный выбор режима работы транзистора (рабочей точки) обеспечивает оптимальные параметры усиления и минимальные искажения. Рабочая точка задается резисторами в цепях базы и коллектора.
Температурная стабилизация
Параметры транзисторов зависят от температуры. Для обеспечения стабильной работы применяются схемы температурной стабилизации, например, эмиттерная термостабилизация.
Обратная связь
Введение отрицательной обратной связи позволяет улучшить линейность усилителя, расширить полосу пропускания, стабилизировать коэффициент усиления. Однако при этом снижается общий коэффициент усиления.
Современные тенденции в разработке транзисторных усилителей
В настоящее время развитие транзисторных усилителей идет по нескольким направлениям:
- Применение новых типов транзисторов (MOSFET, IGBT) для повышения эффективности
- Использование цифровых методов обработки сигналов для улучшения характеристик
- Разработка интегральных усилителей в виде микросхем
- Создание высокоэффективных усилителей класса D
- Применение методов линеаризации для снижения искажений
Эти инновации позволяют создавать усилители с улучшенными параметрами, меньшими габаритами и энергопотреблением.
Категория: Усилители Полевые транзисторы, которые ещё совсем недавно называли «Заменители радиоламп», продолжают свое победное шествие в различных отраслях радиотехники Бесспорно царствование полевых транзисторов на месте мощных силовых ключей, СВЧ-радиоэлектроники в микропроцессорах, различных видах памяти. Но и нет никаких препятствий успешно использовать полевые транзисторы в тех узлах, где более привычным кажется применение из биполярных собратьев по усилению и коммутации сигналов. На рис. 1 показан простейший однокаскадный инвертирующий усилитель, выполненный на маломощном р-канальном полевом транзисторе обогащенного типа. Усилитель на низких частотах обладает входным сопротивлением около 5 МОм. с указанными на схеме типом транзистора и номиналом резистора R4 коэффициент усиления по напряжению достигает 60. что составит коэффициент усиления по мощности более 80000! Напряжение автоматического смещения на затвор VT1 поступает с его стока через высокоомные резисторы R1, R3. Одной из немаловажных особенностей входных усилителей, построенных на МОП-транзисторов, является то, что их входное сопротивление не зависит от полярности волны входного сигнала, что искажает его значительно меньше, чем это происходит в аналогичных усилительных каскадах. собранных на биполярном транзисторе. Рисунок 2 Основное отличие от предыдущей схемы, наличие резистора R4, от сопротивления которого зависит коэффициент ООС по переменному напряжению. Чем больше сопротивление этого резистора, тем большей ООС охвачен усилитель, тем меньше вносимые им искажения в сигнал, но тем меньше усиление. Рисунок 3 На рис. 4 вы видите схему на двух аналогичных р-канальных полевых транзисторах Это устройство представляет собой простейшую одноканальную светомузыкальную установку. которую, например, можно использовать для светодинамичесхого освещения салона автомобиля во время стоянки или освещения полянки во время пикника. |
| Поделитесь с друзьями ссылкой на схему: |
Простой усилитель на МОП-транзисторах • HamRadio
от Foxiss
Простой усилитель на МОП-транзисторах, как известно усилители низкой частоты на транзисторах MOSFET довольно популярны среди любителей. Конечно, существует множество предрассудков о более приятном или мягком звучании по сравнению с биполярными транзисторами. Тут можно немного более скептически отнестись к этим взглядам, так что я не ярый аудиофил, а отношусь к этому с практичной стороны.
Я не осуждаю усилители на полевых МОП-транзисторами в целом, я просто не сторонник использования переключающих транзисторов, таких как из серии IRF. Для низкочастотных усилителей несколько мировых производителей выпускают специальные транзисторы (например, Hitachi или Toshiba), но, к сожалению, достаточно высокая цена и доступность их значительно усложняют работу.
Следующая конструкция описывает простой, но относительно высококачественный усилитель низкой частоты с выходной мощностью 25 Вт. Его преимуществом является высокая входная чувствительность около 200 мВ, поэтому нам не нужен другой пред усилитель для подключения обычных источников низкочастотного сигнала. Принципиальная схема усилителя представлена на рисунке.
Технические характеристики простой усилитель на МОП-транзисторах:
выходная мощность 25 Вт при 8 Ом,
входная чувствительность 200 мВ для 25 Вт
частотный диапазон от 30 Гц до 20 кГц
Искажения THD + N при 1 кГц:
0,1 Вт 0,014%
1 Вт 0,006%
10 Вт 0,006%
20 Вт 0,007%
25 Вт 0,01%
Искажения THD + N при 10 кГц:
0,1 Вт 0,024%
1 Вт 0,016%
10 Вт 0,02%
20 Вт 0,045%
25 Вт 0,07%,
напряжение питания ± 35 В.
Входной сигнал поступает на разъем К1. Резистор R1 формирует входное сопротивление усилителя 47 кОм. Резистор R2 с конденсатором C11 образует фильтр. Сигнал попадает на вход дифференциального усилителя на транзисторах Т3 и Т4. Он питается от источника постоянного тока, образованного парой транзисторов Т1 и Т2. Сигнал с коллектора транзистора Т3 поступает на формирователь напряжения на транзисторе Т7.
Он работает в источнике тока с транзисторами Т5 и Т6. Напряжение смещения для установки тока покоя оконечных транзисторов обеспечивается подстроечным резистором P1. Выход усилителя стандартный — резистор R16 с конденсатором C10 так называемая цепочка Цобеля, а выходные разъемы K3 и K4 подключаются через катушку L1, состоящую из 16 витков обмоточного провода диаметром 1 мм, намотанной на оправку 12 мм.
Простой усилитель на МОП-транзисторах выполнен на двухсторонней печатной плате размерами 64х60 мм. Расположение компонентов на печатной плате показано на рисунке, а также разводка печатных плат.
На усилитель подается симметричное напряжение питания ± 35В. Конденсаторы фильтра источника питания должны иметь емкость не менее 4700 мкФ / 50 В. Описанный усилитель представляет собой относительно простой и недорогой вариант для любителей усилителей на полевых транзисторах.
© 2023 HamRadio • Создано с помощью GeneratePress
ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (Журнальная статья)
ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (Журнальная статья) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другое связанное исследование
Ядерные измерения, для которых изучались транзисторные усилители постоянного тока, включали линейное измерение слабых токов, логарифмическое измерение слабых токов, а также дифференцирование и интегрирование электрических величин. Сначала обсуждаются усилители с прямой связью и усилители противодействия. Приведены схемы ламповых усилителей и усилителей на транзисторах, а также рассмотрены различные варианты применения усилителей на транзисторах. (JSR)
- Авторов:
- Гариод, Р.
- Дата публикации:
- Исследовательская организация:
- Центр ядерных исследований, Гренобль, Франция
- Идентификатор ОСТИ:
- 4840669
- Номер АНБ:
- НСА-15-029456
- Тип ресурса:
- Журнальная статья
- Название журнала:
- Онде электр.
- Дополнительная информация журнала:
- Объем журнала: Том: 40; Другая информация: ориг.
Дата получения: 31-DEC-61
- Страна публикации:
- Страна неизвестна/код недоступен
- Язык:
- французский
- Тема:
- МАШИНОСТРОЕНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ; УСИЛИТЕЛИ; АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ; СЧЕТЧИКИ; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЧЕТЧИКИ; ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ; ИЗМЕРЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ; ТРАНЗИСТОРЫ
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Гариод, р. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ТРАНЗИСТОРАХ ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ . Страна неизвестна/Код недоступен: N. p., 1960.
Веб.
Копировать в буфер обмена
Gariod, R. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ . Страна неизвестна/код недоступен.
Копировать в буфер обмена
Гариод, р. 1960.
«ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ». Страна неизвестна/код недоступен.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_4840669,
title = {ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ},
автор = {Гариод, R},
abstractNote = {Ядерные измерения, для которых изучались транзисторные усилители постоянного тока, включали линейное измерение слабых токов, логарифмическое измерение слабых токов, а также дифференцирование и интегрирование электрических величин. Сначала обсуждаются усилители с прямой связью и усилители противодействия. Приведены схемы ламповых усилителей и усилителей на транзисторах, а также рассмотрены различные варианты применения усилителей на транзисторах. (JSR)},
дои = {},
URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/4840669},
журнал = {Onde elec.},
номер = ,
объем = объем: 40,
place = {Страна неизвестна/Код недоступен},
год = {1960},
месяц = {11}
}
Копировать в буфер обмена
Найдите в Google Scholar
Найдите в WorldCat библиотеки, в которых может храниться этот журнал
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.
Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:
- Аналогичные записи
Малошумящий транзисторный сейсмический усилитель | Бюллетень сейсмологического общества Америки
Исследовательская статья|
01 февраля 1964 г.
Стаматиос Н. Танос
Бюллетень сейсмологического общества Америки (1964) 54 (1): 347–368.
https://doi.org/10.1785/BSSA0540010347
История статьи
получено:
24 июня 1963
первый онлайн:
03 марта 2017 г.
- Цитировать
- Посмотреть эту цитату
- Добавить в менеджер цитирования
- Делиться
- Твиттер
- MailTo
- Инструменты
Получить разрешения
- Поиск по сайту
Цитата
Стаматиос Н. Танос; Малошумящий транзисторный сейсмический усилитель. Бюллетень сейсмологического общества Америки 1964; 54 (1): 347–368. doi: https://doi.org/10.1785/BSSA0540010347
Скачать файл цитирования:
- Ris (Zotero)
- Рефменеджер
- EasyBib
- Подставки для книг
- Менделей
- Бумаги
- КонецПримечание
- РефВоркс
- Бибтекс
Расширенный поиск
Использование транзисторов для усиления дробных микровольтных сигналов на крайне низких частотах иллюстрируется конструкцией усилителя, разработанного для использования в лунном сейсмографе. Усилитель имеет эквивалентное входное шумовое напряжение 0,2 мкВ, пик-пик, с импедансом источника 2000 Ом и полосой пропускания по 3 дБ от 0,035 до 22 имп/с. Номинальное входное сопротивление 1700 Ом.
