Ienfâldige amplifier transistors mei de hân. Amplifier op ien transistor: de regeling

Amplifier transistors, nettsjinsteande har al lange skiednis, is in favorite ûnderwerp fan stúdzje, sawol begjinnende earbiedweardige Hams. En dit is te begripen. It is in ûnmisber ûnderdiel fan de measte massa amateur radio apparaten: radio ûntfangers en Amplifiers yn lege (sonic) frekwinsje. Wy sjogge nei hoe't te bouwen ienfâldige Amplifiers lege frekwinsje transistors.

De frekwinsje antwurd fan de fersterker

Yn eltse tillevyzje of radio, yn alle muzikale sintrum of fersterker transistor kin fine audio Amplifiers (lege frekwinsje - LF). It ferskil tusken de audio transistor Amplifiers en oare typen is har frekwinsje skaaimerken.

Audio amplifier transistors hat flat frekwinsje reaksje yn 'e frekwinsje band fan 15 Hz oant 20 kHz. Dat betsjut dat alle ynfier sinjalen mei in frekwinsje binnen dit berik, de fersterker konvertearret (grutter) likernôch gelyk. De figuer hjirûnder steane de koördinaten "gain fersterker Ku - Ynfierbehearder frekwinsje" curve docht bliken in ideale frekwinsje karakteristyk foar in audio fersterker.

Dit kromme is hast plat fan 15 Hz oant 20 kHz. Dit betsjut te passen in macht te wêzen krekt ynfier sinjalen mei frekwinsjes tusken 15 Hz en 20 kHz. Foar ynfier sinjalen mei frekwinsjes boppe 20 kHz en ûnder 15 Hz effisjinsje en kwaliteit fan syn wurk fluch ôfnimme.

Type frekwinsje kenmerk fan de fersterker wurdt bepaald troch de elektroanyske komponinten (Ere) fan syn circuit, benammen transistors harsels. Audio amplifier transistors meastal gearstald op 'e saneamde lege en middelgrutte frekwinsje transistor mei in totale bânbreedte fan ynput sinjalen út tsientallen en hûnderten Hz oant 30 kHz.

working class amplifier

Sa't it is bekend, ôfhinklik fan 'e mjitte fan de kontinuïteit fan de besteande stream yn de perioade dat fia transistor fersterker poadium (fersterker) ûnderskiede har operaasje folgjende klassen: "A", "B", "AB", "C", "D".

Yn operaasje de hjoeddeiske klasse "A" streamt fia in cascade oer in 100% ynfier sinjaal perioade. cascade wurk yn dizze klasse neist yllustrearret de tekening.

Yn 'e klasse fan' e wurking fan de fersterker poadium "AB" hjoeddeistige streamings therethrough mear as 50%, mar minder as 100% fan 'e ynput perioade (sjoch. Figure hjirûnder).

Yn in klasse fan cascade "B" hjoeddeistige streamings therethrough presys 50% fan 'e ynput sinjaal perioade, lykas yllustrearre yn de tekening.

En as lêste yn 'e klasse fan' cascade "C" current streamt therethrough yn minder as 50% fan de ynbring sinjaal perioade.

LF amplifier transistors: grutte distortions yn it klaslokaal wurk

Op it mêd fan de transistor fersterker bestjoeringssysteem Klasse "A" hat in lege nivo fan harmonic ferfoarming. Mar as it sinjaal hat in spanning Pulse útstjit, dy't liedt ta de sêding fan de transistors, de hegere harmonijen (maksimaal 11 minuten) ferskine om elk "gewoane" harmonic útfier. Dit soarget de fenomeen fan 'e saneamde transistor, of in metaalachtige lûd.

As macht Amplifiers LF transistors hawwe unregulated macht, harren output sinjalen wurde modulated yn amplitude ticht by de mains frekwinsje. Dit liedt ta de rigidity fan it lûd op de lofterrâne fan 'e frekwinsje antwurd. Ferskate metoaden foar it stabilisaasje fan de spanning amplifier makket it ûntwerp komplekser.

Typyske efficiency single Beëinige klasse A fersterker hat net mear as 20% fanwege it hieltyd iepen transistor en in trochgeande stream fan in konstante hjoeddeistige komponint. Jo kinne útfiere in klasse A triuw-pull versterker, de effisjinsje sil tanimme wat, mar de heal-wave sinjaal sille mear unbalanced. Oersetting fan it poadium fan it wurk fan 'e klasse "A" yn' e klasse wurk "AB" grutter fourfold harmonic ferfoarming, hoewol't de effisjinsje fan syn skema yn dit gefal wurdt ferhege.

Yn Amplifiers selde klasse "AB" en "B" distortions tanimme as it sinjaal nivo reduksje. Ûnfrijwillich kerf wolle in lûder amp te foltôgjen it fiellen fan macht en dynamyk fan 'e muzyk, mar faak het niet helpen.

Intermediate klassen wurk

Yn wurke klasse "A" hat in soarte fan - klasse "A +". Sa, low-voltage ynfier transistors fan dizze klasse fersterker aktyf yn de klasse "A" en de hege spanning útfier transistors fan de fersterker is dan doe't harren ynbring sinjalen gean oer in bepaalde nivo yn de klassen "V" of "AB". Kosten fan sokke Cascades better as klearebare klasse "A", wylst nonlinear ferfoarming minder (0.003%). Lykwols, se ek klinke "metallysk" fanwege de oanwêzigens fan hegere harmonijen yn de útgong sinjaal.

Yn in oare klasse fan Amplifiers - "AA" nivo fan harmonic ferfoarming is noch leger - likernôch 0,0005%, mar hegere harmonijen binne ek oanwêzich.

Werom nei de transistor fersterker fan klasse "A"?

Hjoed, in protte saakkundigen op it mêd fan heechweardich Sound fuortplanting pleitsje foar in weromkear nei tube Amplifiers, sûnt it nivo fan harmonic ferfoarming en harmonijen yntrodusearre troch se yn in útfiertriem sinjaal, fansels leger as dy fan transistors. Mar dy foardielen wurde kompensearre troch in grut part it ferlet fan de oerienkommende transformator tusken de hege ferset buis útfier toaniel en lege impedance audio sprekkers. Lykwols, ienfâldich en macht transistors kinne wurde makke mei in transformator útfier, lykas werjûn wurde hjirûnder.

Der is ek in útsjoch dat de úteinlike lûd kwaliteit kin allinnich jouwe in hybride tube-transistor versterker, allegearre dy't ien-syklus poadia wurde net dutsen troch it negative kommentaar , en wurkjen yn in klasse "A". Dat is, in Repeater is in krêft fersterker op ien transistor. De circuit kin hawwe syn maksimale wa't effisjinsje (yn de klasse "A") is net mear as 50%. Mar noch de macht noch de fersterker effisjinsje binne yndikatyf fan de kwaliteit fan it lûd reproduksje. Bysûnder belang hechtet oan 'e kwaliteit en linearity fan Ere yn' e rûnte.

Sûnt single-einige circuits binne sa'n perspektyf, wy beskôgje ûnder harren mooglikheden.

Single-Beëinige fersterker op ien transistor

Scheme is, makke mei in mienskiplik emitter en RC-obligaasjes op de ynfier en útfier sinjalen foar de klasse "A" wurdt sjen litten hjirûnder.

Der wurdt sjen litten in transistor Q1 SLOT struktuer. Its samler fia in hjoeddeiske beheining wjerstannen R3 is ferbûn mei de positive terminal + Vcc, en in emitter - nei -Vcc. Power transistor PNP struktuur sil hawwe deselde sirkwy, mar de macht oanfier terminals fungearre.

C1 - blokkearjende capacitor, wêrby't de AC input sinjaal is skieden fan de DC spanning Vcc. Yn dit gefal, C1 net foarkomme de passaazje fan it AC input hjoeddeistige troch de krusing "basis - Q1 transistor emitter." Wjerstannen R1 en R2 tegearre mei de oergong ferset "E - B" foarmje in spanning divider Vcc te selektearjen it bestjoeringssysteem punt fan de transistor Q1 yn it statyske modus. Typysk foar dizze circuit is de wearde fan R2 = 1 kohm, en de posysje fan it bestjoeringssysteem punt - Vcc / 2. R3 is de lading wjerstannen en samler circuit brûkt wurdt foar it meitsjen fan samler AC útgong voltage.

Stel dat Vcc = 20 V, R2 = 1 kohm, en de hjoeddeiske amplification faktor h = 150. De spanning op de emitter fan selektearje Ve = 9 V, en de spanning drip oer de krusing "E - B" wurdt oannommen gelyk oan Vbe = 0,7 V. Dizze wearde komt oerien mei de saneamde silisium transistors. As wy sjoen as de fersterker op germanium transistors, de spanning drip oan 'e iepen oergong "E - B" soe wêze gelyk oan Vbe = 0,3 V.

emitter current is ûngefear gelyk oan it hjoeddeiske samler

Ie = 9 B / 1 k = 9 mA ≈ Ic.

Base hjoeddeiske Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 uA.

De spanning drip oer de wjerstannen R1

V (R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 V - 9,7 V = 10.3 V,

R1 = V (R1) / Ib = 10,3 V / 60 mA = 172 Ohm.

C2 is nedich foar it meitsjen fan in keatling passing fan it AC bestândiel fan de emitter (samler current eins). As wie it net, dan is de wjerstannen R2 wurdt sterk beheind ta de AC komponint, sadat it ûnderwerp macht Kalman enkelit transistor soe hawwe in lege aktuele winst.

Yn ús berekkeningen we oannommen dat Ic = Ib h, dêr't Ib - basis hjoeddeistige streamend nei it út de emitter en ûntstiet as tapast oan de bias basis. Lykwols, altyd fia de basis (lykas yn 'e oanwêzigens fan ferpleatsing, en sûnder it) útgiet meer en in leakage hjoeddeistige fan Icb0 samler. Dêrom, de echte samler current is Ic = Ib h + Icb0 h, i.e. leakage stroom yn in sirkwy mei de MA fersterke 150 kear. As wy sjoen as de fersterker op germanium transistors, dat feit soe moatte rekken hâlden wurde yn de berekkenings. It feit dat de germanium transistors hawwe in wichtige Icb0 oarder fan in pear microamps. Yn silisium, hy trije oarders fan grutte lytser (oer ferskate nA), sadat se meastal negearre yn de berekkenings.

Single-Beëinige fersterker mei MOS-transistor

Krekt as by alle fersterker FET, sjoen de regeling hat syn tsjinhinger tusken de Amplifiers op Kalman enkelit transistors. Dêrom, beskôget men de foarige analoge circuits mei in mienskiplik emitter. It wurdt makke fan in mienskiplike boarne en RC-obligaasjes op de ynfier en útfier sinjalen foar de klasse "A" en wurdt werjûn hjirûnder.

Der C1 - In blokkearjende capacitor, wêrby't de AC input sinjaal is skieden fan de DC spanning Vdd. Lykas bekend, eltse fersterker FET moatte in poarte potinsje fan syn MIS transistors ûnder harren potinsjele boarnen. Yn dizze circuit e poarte is, foundearre wjerstannen R1, dy't meastal in hege wjerstân (100 kOhm oant 1 MOhm), is it net shunted oan de ynbring sinjaal. De hjoeddeistige fia R1 wurdt hast net foarby, sadat de poarte potinsjeel doe't gjin ynfier sinjaal is gelyk oan de grûn potinsjeel. De mooglikheden fan de boarne boppe grûn potinsje fanwege de spanning drip oer de wjerstannen R2. Sa, de poarte potinsje is leger as de boarne potinsje, dat is nedich foar normale eksploitaasje fan Q1. De capacitor C2 en de wjerstannen R3 hawwe deselde funksje as yn 'e foarige skema. Sûnt dizze rûnte mei in mienskiplike boarne, dan de ynfier en útfier sinjalen binne faze ferskood troch 180 °.

Amplifier mei transformator útfier

In tredde ienfâldige one-poadium versterker transistors werjûn yn de figuer hjirûnder, wurdt ek ynsteld troch it mienskiplik-emitter te operearjen yn de klasse "A", mar mei in lege impedance sprekker it is ferbûn troch in oerienkommende transformator.

De primêre winding fan transformator T1 is de lading fan de samler fan transistor Q1 en sirkwy ûntwikkelet in útfiertriem sinjaal. T1 stjoert in útfier sinjaal nei in sprekker, en soarget folsleine koördinaasje útfier transistor mei lege wjerstân (oer ferskate ohms) Impedanz sprekker.

Voltage divider samler macht boarne Vcc sammele wjerstannen R1 en R3, jout de seleksje fan it bestjoeringssysteem punt fan de transistor Q1 (de bias spanning op syn basis). Beneaming fan de oerbleaune eleminten fan de fersterker is itselde as yn 'e foarige regelings.

De push-pull audio versterker

Push-uittrekken versterker LF twa transistors splitst de ynput audio sinjaal frekwinsje troch twa antiphase heal-wave, elk dêrfan wurdt fersterke troch syn eigen transistor poadium. Nei it útfieren fan sa'n heal-wave amplification wurde kombinearre yn in yntegraal harmonic sinjaal, dat is oerdroegen oan de sprekker systeem. Sa'n lege-frekwinsje sinjaal omsetting (Splitting en opnij gearfoegjen) fansels feroarsaket ûnomkearbere distortions dêryn fanwege it ferskil fan 'e frekwinsje en dynamyske eigenskippen fan de twa transistor circuits. Dy distortions wurde redusearre audio kwaliteit oan de fersterker útfier.

Push-uittrekken versterker in aksje yn de klasse "A" binne net goed dan it komplekse klank sinjalen, as in konstante aktuele wearde wurdt ferhege kontinu mûnet út yn harren skouders. Dat liedt ta in unbalance fan heale weagen sinjaal, faze ferfoarming en lang om let ta it ferlies fan de fersteanberens fan lûd. By ferwaarming, de twa macht transistors wurdt ferhege twa kear yn 'e lege ferfoarming en de subsonic frekwinsje sinjaal. Lykwols, de wichtichste foardiel fan de push-pull circuit is har akseptabel effisjinsje en ferhege krêft útfier.

Push-pull macht versterker circuit mei transistors wurdt sjen litten yn Fig.

Dy fersterker wurket yn klasse "A", mar kin brûkt wurde en de klasse "AB", en sels "B".

Transformerless power amplifier transistor

Transformers, nettsjinsteande de fuortgong yn harren miniaturization binne allegearre deselde grut, swiere en djoere Ere. Dêrom waard fûn in manier om elimineren de transformator fan de push-pull circuit troch útfieren it op twa krêftige oanfoljende transistors fan ferskate types (SLOT en PNP). De measte moderne macht Amplifiers mei help fan dit prinsipe en binne bedoeld om te wurkjen yn in klasse "B". It skema fan sa'n krêft fersterker wurdt werjûn hjirûnder.

Sawol har transistor binne ynrjochte as mienskiplik-collector (emitter follower). Dêrom, it circuit oerstappen de ynfier spanning nei de útfier sûnder amplification. As de ynfier sinjaal is net oanwêzich, beide transistors steane op 'e grins fan' e op-state, mar se binne útskeakele.

As de harmonic sinjaal is inputted, dan iepent de positive helte-wave TR1, mar moat PNP TR2 transistor folslein yn cutoff modus. Sa, allinnich de positive heal-wave wurdt fersterke hjoeddeistige streamt troch de lading. De negative heal-wave ynfier sinjaal iepenet allinne slút TR2 en TR1, sadat de lading macht levere oan de negative heal-wave current. As gefolch, de lading wurdt útbrocht de folsleine macht gain (fanwege de hjoeddeiske amplification) kronkelich sinjaal.

Amplifier op ien transistor

Foar de assimilaasje fan 'e foargeande gather ienfâldige fersterker transistors mei harren hannen en sjoch hoe't it wurket.

Yn opnaam yn de basis circuit T. Om feed lege macht circuit as lading transistor BC107 type T ynklusyf Headsets mei in wjerstân fan 2-3 Ohm bei in bias spanning oan de basis sil soargje foar in heech ferset wearde wjerstannen R * 1 MOhm, de decoupling capacitance electrolytic capacitor C fan 10 microfarads oant 100 microfarads sil batterij 4.5v / 0.3 AA

As de wjerstannen R * wurdt net ferbûn, gjin basis hjoeddeiske Ib of Ic fan it hjoeddeiske samler. As de wjerstannen wurdt ferbûn, de spanning op de basis oprint oant 0,7 V, en troch rint in hjoeddeiske Ib = 4 mA. De hjoeddeiske fersterking fan de transistor 250 is gelyk oan dat jout Ic = 250Ib = 1 mA.

Troch bringe in ienfâldige fersterker transistors mei har eigen hannen, kinne wy no belibje kin. Plug yn dyn koptelefoon en sette jo de finger op it punt 1 fan de sirkel. Jo sille hearre in lûd. Jo lea docht strieling mains oanbod op in frekwinsje fan 50 Hz. It leven jimme heard út de hoofdtelefoon, en dit strieling is allinne macht transistor. Lit ús útlizze dit proses yn mear detail. AC spanning mei in frekwinsje fan 50 Hz is ferbûn oan de basis fan de transistor fia in capacitor C. De spanning op 'e basis is no lyk oan de som fan de DC bias spanning (likernôch 0,7 V), kommend út de wjerstannen R *, en in AC spanning "troch de finger." Dêrtroch samler hjoeddeistige ûntfongen fan de AC komponint frekwinsje fan 50 Hz. Dit wikselstroom wurdt brûkt te ferskowen de sprekker mulruft hinne en wer mei deselde frekwinsje, wat betsjut dat wy aanst te hearren op de toan fan 50 Hz útfier.

Play 50 Hz lûd is net hiel spannend, dus kin wurde ferbûn mei de punten 1 en 2, de lege-frekwinsje sinjaal boarne (CD-spiler of mikrofoan) en ferbettere hear spraak of muzyk.