tranzystory historia zaczyna się od połowy 20 wieku, kiedy to w 1956 roku trzech amerykańskich fizyki - J. Bardeen, William Brateyn, art. Shockley, otrzymali Nagrodę Nobla "Za badanie półprzewodników i odkrycie efektu tranzystora". Radiotechnika rozpoczęciem pracy w swojej dziedzinie, czasem trudno jest zrozumieć cel obwodów elektronicznych i niektórych jego elementów. Aby to zrobić, istnieją pewne zmiany - już wymyślony schemat aby podłączyć tranzystory i inne elementy z pewnych właściwości, które sprawiają, że różne urządzenia. Jedną z takich "cegieł" w budowie obwodów elektronicznych jest przekaźnik emitera w tranzystorze.

sposób łączą tranzystory

Istnieją trzy typy tranzystorów bipolarnych tym - ze wspólną podstawą (Pro), wspólny emiter (OE), a wspólny kolektor (OC). Najczęstsze połączenie (OE), ponieważ zapewnia duży wzrost napięcia i prądu. Jedną z cech takiego połączenia jest odwrócenie napięcia wejściowego o 180 °. Wadą połączenia jest małe wejście (setki omów) i duża rezystancja wyjściowa (dziesiątki omów).

Po podaniu napięcia wejściowego, tranzystor jest otwarty i prąd przechodzi przez podstawę do emitera i kolektora prądu wzrasta. Prąd emitera sumuje się z prądem bazy i kolektora prądu I = E + I B i K
w obiegu kolektorowego, rezystor, jest znacznie bardziej napięcia wejściowego, co prowadzi do zwiększenia produkcjinapięcie i odpowiednio moc prądu. Aktywacja tranzystora pod schematem (ABD) daje wzmocnienie napięcia i pozwala pracować z szerszym zakresem częstotliwości niż obwód z (EO), dlatego często jest używany na wzmacniaczach antenowych. Schemat ten pozwala w pełni wykorzystać zdolność tranzystora do wzmocnienia wysokiej częstotliwości sygnału (charakterystyki częstotliwościowe). Im wyższa częstotliwość wzmacnianego sygnału, tym mniejsze jest wzmocnienie napięcia. Ta kaskada ma małą impedancję wejściową i wyjściową.

Włączenie tranzystora za pomocą (OK) powoduje wzrost natężenia prądu i jest często wykorzystywane jako sprzęgacz między zasilaniem dużej mocy i niskim napięciem. Ponadto włączenie to może być stosowane przy dopasowywaniu różnych obwodów kaskadowych, nie zmienia polaryzacji sygnału wejściowego.

Ogólne pojęcia wzmacniacza

Wzmacniacz emitera - jest wzmacniaczem sygnału prądowego, w którym tranzystor jest włączony na obwodzie (OK). Wzmocnienie sygnału za pomocą napięcia jest praktycznie równe jeden, napięcie emiter jest jeden sygnał wejściowy, więc obwód nazywa się repeater emiter. Zasada działania urządzenia, rozważymy poniżej. Pomimo faktu, że nadajnik wzmacniacza ma współczynnik transmisji jednostki napięciowej, można go przypisać do klasy wzmacniaczy, ponieważ daje on wzmocnienie prądu, a tym samym pod względem mocy: I E = (? +1) x I B, gdzie I E - prąd emitera, a B - prąd bazy. Z małym rezystorem zasilającym kolektor tranzystora łączy się ze wspólną magistralą i rezystorem z któregonastępuje usunięcie napięcia wyjściowego podłączonego do obwodu emitera. Podłączanie wejścia i wyjścia do obwodów zewnętrznych odbywa się za pomocą kondensatorów C 1 i C 2. Przy niewielkim wzroście napięcia, bieżące wzmocnienie osiąga szczyt w trybie zwarcia zacisków na wyjściu.

Zasada działania

Obciążenie obwodu kaskadowego wzmacniaka jest rezystorem na emiterze RE. Sygnał wejściowy wchodzi przez pierwszy kondensator C 1, a sygnał wyjściowy sygnału wyjściowego przechodzi przez drugi kondensator C2. Repeater napięcia zasilacza ma bardzo małą wejściową i wysoką impedancję wyjściową. Przy napięciu przemiennym, gdy półfala zmiennej napięcia dodatniego przechodzi przez tranzystor typu n-p, otwiera się silniej i występuje wzrost prądu z ujemną półfalą - wręcz przeciwnie. W rezultacie wyjściowe napięcie przemienne ma tę samą fazę co wejście i jest napięciem sprzężenia zwrotnego. Napięcie wyjściowe jest skierowane w stronę wejścia i jest włączane szeregowo, więc wzmacniacz emitera wykorzystuje stałe ujemne sprzężenie zwrotne. Napięcie wyjściowe jest mniejsze niż wejście do małej wartości (baza napięcia - emiter wynosi około 06 V).

Jak obliczyć system

Początkowe dane do obliczenia przekaźnika emitera to prąd kolektora (I TO) i napięcie zasilania (V V):

Napięcie emitera (E) musi odpowiadać: E = 05 x V (w celu zapewnienia maksymalne wahanie napięcia wyjściowego).

Teraz musisz obliczyć opórrezystor na emiter: У У Е /І К.

obliczanie odbywa rezystorem rozdzielacza R 1 p 2 (wybrane opór, tak że prąd rozdzielacz się około 10 razy mniej prądu do bazy) I D = 01, aby /, w którym? - współczynnik wzmocnienia nad prądem tranzystora. Rezystancja P1 + P2 = w VX /I D.

obliczyć ramy napięcia na powierzchni: B = E + 07 W

,

Cechy charakterystyczne

Wzmacniacz emiter jest interesującą cechę - kolektor prądu jest zależna tylko od rezystancji obciążenia i napięcia wejściowego, a parametry tranzystora nie odgrywają znaczącej roli. Takie obwody odczuwają 100% sprzężenie zwrotne napięcia. Nie można bać się spalić tranzystor przez karmienie żywności bazowy bez ograniczania rezystor. Pracować wtórnika emiterowego w oparciu o wysokiej impedancji wejściowej, co pozwala na podłączenie do źródła dużego kompleksu impedancji (np pickup radio). wzmacniacz mocy

эmmyternыy Repeater jest często używany jako wzmacniacz mocy wzmacniaczy wyjściu. Głównym zadaniem takich węzłów jest przeniesienie pewnej mocy do obciążenia. Najważniejszym parametrem, który odnosi się do obliczania wzmacniacza - zysk mocy, zniekształcenia i efektywności transmisji sygnału (powinna ona wzrosnąć z powodu zużycia większość wzmacniacza mocy wyjściowej zasilacza). Wzmocnienie napięcia nie jest głównym parametrem i zwykle jest bliskie jednemu.
Zdarza siękilka sposobów działania stopnia wzmacniacza, w zależności od znalezienia punktu pracy na wykresach charakterystyk i odpowiednio, z różną wydajnością i charakterystyką sygnału wyjściowego.

tryby pracy

W powyższych przypadkach wtórnika emiterowego, przejście kolektor zostanie przesunięty do tyłu i sposób działania zależy od emiter:

jest w pierwszym przypadku polaryzacji nadajnika węzła następuje tak, że tranzystor jest trwała, nie przejść w stan nasycenia a wzmacniak działa na prostej linii wykresu charakterystyki przesyłu (napięcia U i U E są takie same). Maksymalne napięcie sygnału wyjściowego jest mniejsze niż napięcie wejściowe. Wydajność jest stosunek mocy dostarczanej do nośności źródła energii i osiąga maksimum (25%), o najwyższej amplitudzie napięcia wyjściowego. W celu uniknięcia niespójności źródła i amplitudy sygnału wejściowego na napięcie wyjściowe niezbędne do zmniejszenia w wyniku zmniejszenia sprawności również. Niska efektywność w tej niezależności repeater mode powodu prądu przepływającego przez tranzystor od napięcia i mocy pobieranej z zasilacza jest stała. W przypadku braku sygnału wejściowego moc rozpraszana przez tranzystor jest największa. Dlatego w tym trybie repeater emitera nie jest używany jako wzmacniacz mocy, ale raczej jako nadajnik niezakłóconego sygnału.

Kolejny tryb działania stopnia wzmacniacza, w którym następuje przesunięcie złącza nadajnikaprowadzi punkt roboczy tranzystora do krawędzi obwodu. Jeśli zaakceptujemy napięcie emitera (Y = 0) i sygnał wejściowy nie zostanie odebrany, przejście nadajnika zostanie przesunięte z powrotem, a tranzystor będzie w stanie zamkniętym. W rezultacie zmniejsza się zużycie energii. Podczas przechodzenia przez dodatnie zasilanie półprzewodnikowe tranzystor jest odblokowany (otwiera się nadajnik-odbiornik), a ujemna zamyka go (brak sygnału wyjściowego). Drugi przypadek stopnia wzmacniacza rozwiązuje problem zwiększenia wydajności wzmacniacza, ponieważ w tranzystorze nie ma prądu, jeśli nie ma napięcia zasilającego. Ale jest wada - silne zniekształcenie sygnału wyjściowego.

Schemat dwusuwowy

Dwusuwowy wzmacniacz emitera umożliwia wzmocnienie prądu w zakresie dodatnim i ujemnym. Możesz użyć dodatkowego wzmacniacza emitera, aby uzyskać niepolarny sygnał wyjściowy. Zasadniczo obwód dwusuwowy to dwa wzmacniacze, z których każdy wzmacnia sygnał w plus lub minus połowa fali. Schemat składa się z dwóch rodzajów tranzystorów bipolarnych (z pp-p i p-pp - przejścia).

Zasada schematu komplementarnego

Gdy moc wejściowa jest nieobecna, oba tranzystory są wyłączane z powodu braku napięcia na przejściach nadajnika. Po przejściu biegunowości dodatniej dla semiaxiny tranzystor p-p-n, analogicznie, przejście ujemnej półfali powoduje otwarcie p-p-r - tranzystora. Potężny wzmacniacz emitera oblicza wydajność (DOP = PIC /4X Y /AK), gdzie Vx jest amplitudą sygnału wyjściowego; W D0 - napięcie na złączu kolektora. Z wzoru wynika, że ​​wzrasta wraz ze wzrostem amplitudy w VIC i staje się maksymalny, z VIC = V K (K0 = P1 /4 = 0785). To pokazuje, że wzmacniacz emitera w obwodzie uzupełniającym ma znacznie wyższą sprawność niż zwykły przekaźnik. Właściwością tego schematu są duże (przejściowe) nieliniowe zniekształcenia. Pokazują się w większym stopniu, im mniejsze napięcie wejściowe (V VC).

Obliczenie wzmacniacza push-pull

Ponieważ potrzebny jest wtórnika emiterowego dla wzmacniania mocy, oryginalne dane z wyliczenia wtórnika emiterowego, są następujące: wytrzymałość na nacisk (Rh), moc obciążenia (P) H. Aby zmniejszyć niespójność wyjścia i sygnału wejściowego, napięcie zasilania musi przekraczać 5 z amplitudy napięcia wyjściowego. Wzory do obliczania stopnia wzmacniacza:

Napięcie wyjściowe: W VIX = pierwiastek kwadratowy (2P N R N).

Napięcie zasilania: W VH = Y E + 5.

Prąd wyjściowy: І Е = У Е /Р Н.

Moc pobierana ze źródła zasilania: P + + P - = 2 /Pi x V E /P H x Y K.

Największa moc rozpraszana na każdym z tranzystorów: P 1 = P 2 = Y K 2 /P 2 P N.

Zmniejszenie zniekształceń napięcia wyjściowego

push-pull emiter zwolennik, którego zasada jest opisana powyżej może zostać dodatkowo zwiększona poprzez obniżenie jego programu przejściowe zakłócenia sygnału wyjściowego. Aby zmniejszyć zniekształcenie napięcia na wyjściu kaskady, można podać do bazy tranzystorów napięciowych,przesunięcie charakterystyki wyjściowej. Do odchylania stosuje się diody lub tranzystory, które przesyłają sygnał do bazy roboczej tranzystorowego przekaźnika.

Diagram z diodami

Na przejściach emiterów tranzystorów T1 i T2 następuje przesunięcie spowodowane diodą D1 i D2, połączoną między podstawami tranzystorów. Przy napięciu wejściowym równym zero, tranzystory są aktywne. Gdy biegunowość napięcia jest dodatnia, tranzystor T2 jest zamknięty, a przy ujemnej polaryzacji napięcia tranzystor T1 jest zamknięty. Przy wejściu zerowym aktywny jest jeden z tranzystorów, a więc obwód z diodami nadaje charakterystykę sygnału wyjściowego bardzo zbliżonego do liniowego. Zamiast diod można użyć tranzystorów z przejściowymi przejściami kolektora.

Wzmacniacz mocy z dodatkowymi wzmacniaczami emiterowymi

Inny schemat, który redukuje zniekształcenie sygnału wyjściowego, którego wejście zawiera dwa tranzystory. ​​W tym schemacie, na wejściu znajdują się dwa wzmacniacze na tranzystorze, które tworzą napięcie napięcia dla przejść emiterowych dwóch wyjściowych tranzystorów. Istotnym plusem tego włączenia będzie zwiększony opór na wejściu kaskadowym. Wejście prądu emitera i prądy bazowe tranzystorów wyjściowych, ustaw pierwsze dwa rezystory. Dwa pozostałe rezystory są zawarte w obwodzie sprzężenia zwrotnego dla tranzystorów wyjściowych. Ta opcja połączenia jest wzmacniaczem buforowym ze wzmocnieniem napięcia jednostki.

Tranzystory kompozytowe

Tranzystory są teraz dostępne jako osobneKaskada dwóch tranzystorów w jednym przypadku (obwód Darlington). Są one stosowane w układach scalonych we wzmacniaczach na dyskretnych komponentach. Podczas wymiany normalnego komponentu tranzystorowego następuje zwiększenie wejścia i zmniejszenie impedancji wyjściowej obwodu.