Paprasta stiprintuvas tranzistoriai ranka. Stiprintuvas į vieną tranzistorius: schema

Stiprintuvai tranzistoriai, nepaisant jos jau ilgą istoriją, yra mėgstamiausia tema studijų, tiek pradedantiesiems, tiek garbaus kumpius. Ir tai yra suprantama. Ji yra neatskiriama daugumos masė mėgėjų radijo prietaisų: Radijo imtuvų ir stiprintuvų mažai (garsinės) dažniu. Mes pažvelgti, kaip sukurti paprasti stiprintuvai žemo dažnio tranzistoriai.

Dažnio reakcijos stiprintuvo

Bet televiziją ar radiją, kiekvieną muzikos centro ar stiprintuvo tranzistorius rasite garso stiprintuvais (žemo dažnio - LF). Skirtumas tarp garso tranzistorių stiprintuvai ir kitų tipų yra jų dažnio charakteristikos.

Garso stiprintuvas tranzistorių turi plokščią dažnio atsakas į dažnių juostoje nuo 15 Hz iki 20 kHz. Tai reiškia, kad visi įvesties signalus, kurių dažnis per šio intervalo, stiprintuvas konvertuoja (pakyla) maždaug vienodai. Paveikslas apačioje parodo koordinates "pelnas stiprintuvas ku - Įėjimo dažnis" kreivė rodo idealią dažnio charakteristika už garso stiprintuvas.

Ši kreivė yra beveik plokščia nuo 15 Hz iki 20 kHz. Tai reiškia, taikyti galią, kad būtų tiksliai įvesties signalus su dažniais, tarp 15 Hz ir 20 kHz. Įvesties signalų dažnius virš 20 kHz ir žemiau 15 Hz efektyvumo ir kokybės savo darbą sparčiai mažėti.

Tipas dažnio charakteristika stiprintuvo lemia elektroninių sudėtinių dalių (ERE) savo grandine, daugiausia tranzistorių patys. Garso stiprintuvai tranzistoriai dažniausiai montuojami ant vadinamųjų mažo ir vidutinio dažnio tranzistorius su bendra pralaidumo įvesties signalus iš dešimčių ir šimtų Hz iki 30 kHz.

darbininkų klasė stiprintuvas

Kaip yra žinoma, priklausomai nuo tęstinumo srovės laipsnį laikotarpiu jį per tranzistorius stiprintuvo etape (stiprintuvas) atskirti savo veiklą šių klasių: "A", "B", "AB", "C", "D".

Veikia dabartinis "A" klasės teka per kaskados per 100% įvesties signalo laikotarpį. kaskada darbas šioje klasėje šalia iliustruoja piešinys.

Į veikimo stiprintuvo etape klasės "AB" teka srovė tekėti pro jį daugiau nei 50%, bet mažiau negu 100% įvesties laiką (žr. Pav žemiau).

Prieš kaskados klasės "B" teka srovė tekėti pro jį tiksliai 50% įvesties signalo laikotarpį, kaip pavaizduota brėžinyje.

Ir galiausiai į kaskados klasės "C", dabartinių srautų per jį per mažiau nei 50% įvesties signalo laikotarpį.

LF stiprintuvas tranzistoriai: pagrindiniai iškraipymai klasėje darbo

Jei tranzistorius stiprintuvo veikimo klasės srityje "A" turi mažą harmonikų. Bet jei signalas turi įtampos impulsų kiekį, todėl į tranzistorių soties, aukštojo harmonikos (iki 11 minučių) atsiranda aplink kiekvieną "reguliariai" harmonikų produkcijos. Tai sukelia vadinamasis tranzistorius, ar metaliniu garsu reiškinys.

Jei galios stiprintuvai LF tranzistorių turi nereglamentuojama galią, jų išėjimo signalai yra kurios amplitudė yra moduliuota arti prie maitinimo dažnį. Tai veda į garso kairėje krašto dažnio atsakas standumo. Įvairūs metodai įtampos stiprintuvo stabilizavimo daro dizainas daugiau kompleksas.

Tipinis efektyvumas vieno tipo klasė A stiprintuvas neturi viršyti 20%, nes nuolat atviros tranzistorius ir nenutrūkstamo proceso dėl nuolatinės srovės komponentas. Jūs galite atlikti A klasės Dvitaktis stiprintuvas, efektyvumas padidės šiek tiek, bet pusė bangos signalas bus labiau nesubalansuotas. Vertimas į "A" klasės darbo klasės darbas "AB" padidėja keturis kartus harmoninis iškraipymas etape, nors jos schemos efektyvumas šiuo atveju yra didesnis.

Be stiprintuvai pačios klasės "AB" "ir" B "iškraipymai didės signalo lygio mažinimo. Nevalingai Kerf nori garsiau amp baigti galios ir dinamikos muzikos pojūtį, tačiau dažnai ji nepadeda.

Tarpiniai klasės darbas

Darbo klasės "A" turi natūra - klasės "A +". Tokiu būdu, žemos įtampos įvesties tranzistorių šios klasės stiprintuvo veikia klasės "A" ir aukštos įtampos išėjimo tranzistorių stiprintuvo yra viršijamas, kai jų įvesties signalus eiti per tam tikrą lygio klasės "V" arba "AB". Išlaidos tokiems kaskadomis geriau nei gryna "A" klasės, o netiesinis iškraipymas mažiau (0,003%). Tačiau jie taip pat skamba "metalinių" dėl aukštesnių harmonikų buvimo išvesties signalą.

Kitoje stiprintuvų klasės - "A." lygis harmonikų yra dar mažesnis - apie 0,0005%, tačiau didesnis harmonikos yra taip pat dalyvauja.

Grįžti į tranzistoriaus stiprintuvu iš "A" klasės?

Šiandien daugelis ekspertų aukštos kokybės garso atkūrimo srityje pasisako už grįžimą prie vamzdžių stiprintuvai, kadangi harmonikų ir harmonikų pristatė jų į išėjimo signalą, akivaizdžiai mažesnis nei tranzistorių lygio. Tačiau, šie privalumai yra kompensuojamas didele dalimi atitikimo transformatoriaus tarp aukšto atsparumo vamzdis išėjimo etape ir žemos varžos garso garsiakalbiai poreikį. Tačiau, paprastas ir signalo tranzistoriai, gali būti pagaminti su transformatoriaus išėjimo, kaip bus parodyta žemiau.

Taip pat yra nuomonė, kad galutinis garso kokybė gali pateikti tik hibridinių vamzdis-tranzistoriaus stiprintuvu, kurie visi yra vieno ciklo etapai yra neapima neigiamas grįžtamasis ryšys , ir darbas "A" klasės. Tai yra, kartotuvo yra galios stiprintuvas ant vieno tranzistoriaus. Grandinė gali turėti savo didžiausią pasiekiamą efektyvumą (į "A" klasės) yra ne daugiau kaip 50%. Tačiau nei galios, nei stiprintuvo efektyvumas yra orientaciniai gero reprodukcijai kokybę. Ypač svarbus yra kokybės ir tiesiškumo ERE į grandinę.

Nuo vieno cokolio plokštės yra tokia perspektyva, mes manome, žemiau jų galimybes.

Vieno tipo stiprintuvas ant vieno tranzistoriaus

Schema ji, pagaminti su bendrąja spinduolis ir RC jungtimis ant įvesties ir išvesties signalų, skirtų klasės "A" yra parodyta žemiau.

Ten yra parodyta tranzistorius Q1 NPN struktūrą. Jo kolektorius per apriboti srovės rezistorius R3 yra prijungtas prie teigiamo poliaus + Vcc, ir emiterio - į -Vcc. Galios tranzistorius PNP struktūra turi tą pačią grandinę, tačiau elektros energijos tiekimo terminalai sukeisti.

C1-- blokavimo kondensatorius, pagal kurią kintamosios srovės įvesties signalas yra atskirtas nuo nuolatinės įtampos Vcc. Šiuo atveju, C1-netrukdo kintamosios srovės įvesties srovė per sandūrą praėjimą "pagrindas -. Q1 tranzistorius spinduolis" Rezistoriai R1 ir R2 kartu su perėjimas atsparumo "E - B" sudaro įtampos daliklį VCC pasirinkti operacinę tašką tranzistoriaus Q1 statinio režimu. Būdingas šioje grandinėje yra R2 = 1 kOhm vertė, ir operacinės taško padėtį - Vcc / 2. R3 yra apkrova rezistorius ir nuolatinės kolektorius grandinė yra naudojama siekiant sukurti kolektoriaus kintamosios srovės išėjimo įtampa.

Darant prielaidą, kad Vcc = 20 V, R2 = 1 kOhm, ir esamą amplifikacijos faktoriaus h = 150. įtampos dėl pasirinkite spinduolis Ve = 9 V, ir įtampos kritimas ant sandūroje "E - B" yra laikoma lygi VBE = 0,7 V ši vertė atitinka vadinamųjų silicio tranzistorių. Jei mes laikomi stiprintuvą ant germanio tranzistorių, įtampos kritimas į atvirą perėjimo "El - B" būtų lygus VBE = 0,3 V

spinduolis srovė yra apytikriai lygus srovės ėmiklio

Ty = B 9/1 k = 9 mA ≈ Ic.

Bazės srovė Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 uA.

Įtampos kritimas ant rezistoriaus 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 yra būtinos, siekiant sukurti grandinę, einanti kintamosios srovės komponentas spinduolis (kolektorius dabartinės iš tikrųjų). Jei jis buvo ne, tada rezistorius R2 yra griežtai ribojama prie kintamosios srovės komponentas, kad objektas galia bipolinis tranzistorius turės mažą srovės padidėjimas.

Mūsų skaičiavimų mes prielaidą, kad Ic = Ib h, kur Ib - bazės srovė teka į jį iš spinduolis ir atsiranda, kai taikoma šališkumo bazę. Tačiau visada per bazę (kaip poslinkis akivaizdoje, ir be jo) pajamos daugiau ir nuotėkio srovė Icb0 kolektoriaus. Todėl, realus kolektorius srovė yra Ic = Ib H + Icb0 h, t.y. nuotėkio srovė grandinėje su MA amplifikuotas 150 kartus. Jei mes laikomi stiprintuvą ant germanio tranzistorių, šis faktas turėtų skaičiavimuose turi būti atsižvelgta. Tas faktas, kad germanio tranzistoriai daro didelį Icb0 tvarką kelias microamps. Silicio, jis tris eilėmis mažesnis (apie kelių NA), todėl jie paprastai ignoruojamas skaičiavimus.

Vieno tipo stiprintuvas su MOS tranzistorius

Kaip ir su bet stiprintuvo FET, nusprendė, kad pagalba turi jo kolega tarp stiprintuvų apie dvipolių tranzistorių. Todėl mes manome, ankstesnius analoginių grandynų su bendru emiteriu. Jis yra pagamintas iš bendro šaltinio ir RC jungtimis ant įvesties ir išvesties signalų, skirtų "A" klasės ir yra parodyta žemiau.

Ten C1-- blokavimo kondensatorius, pagal kurią kintamosios srovės įvesties signalas yra atskirtas nuo nuolatinės įtampos VDD. Kaip yra žinoma, bet stiprintuvas AKT turi būti vartai potencialą jos MIS tranzistorių žemiau jų galimų šaltinių. Šiame grandinės vartai yra pagrįstas rezistorius R1, paprastai turintis aukštą atsparumą (100 kOhm 1 megaomų), jis nėra nustumiami į įvesties signalo. Srovė per R1 yra beveik neišsiskiria, todėl vartų potencialą, kai nėra įvesties signalas yra lygus žemės potencialo. Aukščiau žemės potencialo šaltinio potencialas dėl įtampos kritimo ant rezistoriaus R2 ". Tokiu būdu, vartai potencialas yra mažesnis negu šaltinio potencialą, kuris yra būtinas normalų Q1. Kondensatorius C2 ir rezistorius R3 tą pačią funkciją kaip ankstesniame schemą. Nuo šios grandinės su bendrą šaltinį, tada įvesties ir išvesties signalai yra etapas atitraukiama 180 °.

Stiprintuvas su transformatoriaus išėjimo

A trečiosios paprastų vienos stadijos stiprintuvas tranzistorių parodyta žemiau esančioje schemoje, taip pat sukonfigūruotas bendrąja-spinduolis veikti "A" klasės, bet su mažu impedanso garsiakalbis jis yra prijungtas per atitikimo transformatoriaus.

Pirminė apvija transformatoriaus T1 yra tranzistorių Q1 kolektoriaus apkrova ir grandinės vystosi išėjimo signalą. T1 perduoda išėjimo signalą į garsiakalbį, ir suteikia visišką koordinavimo išėjimo tranzistorius su mažu atsparumu (apie keletą omų) varžos garsiakalbis.

Įtampos daliklis kolektorius energijos šaltinis VCC surinkti rezistoriai R1 ir R3, suteikia operacinės taško tranzistorius Q1 (šališkumo įtampos prie pagrindo) pasirinkimą. Paskyrimas likusių elementų stiprintuvo yra tas pats kaip ir ankstesnes sistemas.

Stūmoklio trauka garso stiprintuvas

Stumti-trauka stiprintuvas LF du tranzistorius skyla įvesties garso signalo dažnį dviem antiphase pusę-banga, kiekvienas iš kurių yra sustiprintas savo tranzistorius etape. Atlikus tokį pusbangio amplifikacija yra sujungti į vientisą harmonikų signalo, kuris perduodamas į garsiakalbių sistema. Toks žemo dažnio signalo keitimo (padalijimas ir vėl sujungti) natūraliai sukelia negrįžtamų iškraipymus jame dėl dažnumo ir dinaminių savybių dviejų tranzistorių grandinių skirtumą. Šie iškraipymai sumažėja garso kokybę stiprintuvo išėjimo.

Push-trauka stiprintuvas veikianti "A" klasės nėra gerai atgaminti sudėtingus garso signalus, kaip nuolatinės srovės vertė yra didinamas tolygiai teka į jų pečių. Tai veda prie puse bangos signalo fazės iškraipymo ir galiausiai disbalanso į suprantamumo garso praradimo. Kaitinant, du galios tranzistoriai didinamas du kartus per mažas iškraipymo ir Ikigarsinio dažnio signalą. Tačiau, pagrindinis privalumas dvitakčio grandinės yra jo priimtina efektyvumas ir padidėjęs variklio galingumas.

Dvitaktis galios stiprintuvo grandinė su tranzistorių yra parodyta Fig.

Tai stiprintuvas veikia "A" klasės, bet gali būti naudojami ir "AB" "klasė, ir net" B ".

Transformerless stiprintuvas tranzistorius

Transformatoriai, nepaisant jų miniatiūrinius pažanga yra visi tie patys nepatogūs, sunkūs ir brangūs ERE. Todėl buvo rado būdą, kaip pašalinti iš Dvitaktis grandinės transformatorius jį paleidus ant dviejų galingų papildomų tranzistorių įvairių tipų (NPN ir pnp). Dauguma šiuolaikinių galios stiprintuvai, naudojant šį principą ir yra skirtos dirbti klasė "B". Tokio galios stiprintuvo schema parodyta žemiau.

Tiek jos tranzistorius yra išdėstytas taip, kaip bendro-kolektoriaus (spinduolis kartotuvo). Todėl, grandinės perkelia įvesties įtampą, išėjimo be amplifikacijos. Jei įvesties signalo nėra, abu tranzistoriai yra ant ant būsenos ribų, tačiau jie išjungtas.

Kai harmoninis signalas įvedamas, jis atveria teigiamą pusę bangų TR1, bet reikia pnp tranzistorius TR2 visiškai ribinei režimu. Tokiu būdu, tik teigiamas pusbangio sustiprina dabartinių srautų per apkrovos. Neigiamas pusbangio įvesties signalas atsidaro tik uždaro TR2 ir TR1, taip, kad apkrovos energija, tiekiama į neigiamą pusę-bangų srovės. Kaip rezultatas, apkrova yra išleistas visas maitinimo pelnas (dėl dabartinės amplifikacija) sinusine signalą.

Stiprintuvas į vieną tranzistorius

Dėl to, kas išdėstyta asimiliacijos surinkti paprastus stiprintuvas tranzistoriai su savo rankas ir pažvelgti, kaip ji veikia.

Į įtrauktos į pagrindinį grandinės T. Kad pašarų mažos galios grandinę kaip apkrova tranzistorius BC107 tipo T su ausinėmis su 2-3 atsparumą ohms, a Paklaida įtampos prie pagrindo suteiks didelis atsparumas vertė rezistorius R * 1 MOmo, atsiejimą talpos elektrolizės kondensatorius C temperatūroje 10 microfarads iki 100 microfarads bus baterija 4.5V / 0,3 A.

Jei rezistorius R * nėra prijungtas, ne bazės srovė Ib arba Ic dabartinės kolektoriaus. Jei rezistorius prijungtas, ant pagrindo įtampos pakyla iki 0,7 V, o per ją teka esamą Ib = 4 mA. Dabartinis prieaugis tranzistorius 250 yra lygus, kuri suteikia Ic = 250Ib = 1 mA.

Iškeliant paprastas stiprintuvas tranzistoriai su savo rankas, dabar mes galime patirti. Prijunkite ausines ir įdėti pirštą ant grandinę 1 tašką. Jūs išgirsite triukšmą. Jūsų kūnas suvokia spinduliuotės maitinimo tiekimą esant 50 Hz dažniu. Triukšmo esate girdėję iš ausinių, ir tai spinduliuotė yra tik galios tranzistorius. Leiskite mums paaiškinti šį procesą išsamiau. Kintamosios srovės įtampa su 50 Hz dažnio yra prijungtas prie tranzistoriaus bazės per kondensatorius C. ant pagrindo įtampa yra dabar lygus DC poliarizavimo įtampos (maždaug 0,7 V), ateina iš rezistorius R *, ir kintamosios srovės įtampos suma "pagal pirštu." Kaip rezultatas, kolektorius srovė gavo iš kintamosios srovės komponentas dažnis 50 Hz. Ši kintamoji srovė naudojama perkelti garsiakalbio diafragma ir atgal su tuo pačiu dažniu, o tai reiškia, kad galėsime išgirsti 50 Hz Išėjimo tonas.

50 Hz triukšmo lygio klausymas nėra labai įdomus, todėl galite prijungti žemos dažnio šaltinius (CD grotuvą ar mikrofoną) į 1 ir 2 punktus ir išgirsti padidintą kalbą ar muziką.