Ao calcular estágios de amplificação em elementos semicondutores, você precisa conhecer muita teoria. Mas se você quiser fazer o ULF mais simples, basta selecionar transistores para corrente e ganho. Isso é o principal, você ainda precisa decidir em qual modo o amplificador deve funcionar. Depende de onde você planeja usá-lo. Afinal, você pode amplificar não apenas o som, mas também a corrente - um impulso para controlar qualquer dispositivo.
Tipos de amplificadores
Quando os projetos de estágios de amplificação em transistores são implementados, várias questões importantes precisam ser abordadas. Decida imediatamente em qual dos modos o dispositivo funcionará:
- A é um amplificador linear, há corrente na saída a qualquer momento durante a operação.
- V - a corrente flui apenas durante o primeiro meio ciclo.
- C - com alta eficiência, as distorções não lineares se tornam mais fortes.
- D e F - modos de operação dos amplificadores no modo "chave"(interruptor).
Circuitos amplificadores transistorizados comuns:
- Com uma corrente fixa no circuito base.
- Com fixação da tensão na base.
- Estabilização do circuito coletor.
- Estabilização do circuito emissor.
- tipo diferencial ULF.
- Amplificadores de baixo push-pull.
Para entender o princípio de funcionamento de todos esses esquemas, você precisa pelo menos considerar brevemente suas características.
Fixação da corrente no circuito base
Este é o circuito de amplificação mais simples que pode ser usado na prática. Devido a isso, é amplamente utilizado por radioamadores iniciantes - não será difícil repetir o design. Os circuitos de base e coletor do transistor são alimentados pela mesma fonte, o que é uma vantagem do projeto.
Mas também tem desvantagens - esta é uma forte dependência dos parâmetros não lineares e lineares do ULF em:
- Fonte de alimentação.
- Graus de dispersão dos parâmetros do elemento semicondutor.
- Temperaturas - ao calcular o estágio de amplificação, este parâmetro deve ser levado em consideração.
Existem algumas deficiências, eles não permitem o uso de tais dispositivos na tecnologia moderna.
Estabilização da tensão de base
No modo A, estágios de amplificação em transistores bipolares podem funcionar. Mas se você consertar a voltagem na base, poderá até usar trabalhadores de campo. Somente isso corrigirá a tensão não da base, mas da porta (os nomes dos pinos para esses transistores são diferentes). no diagrama em vez deo elemento bipolar está instalado no campo, nada terá que ser refeito. Você só precisa escolher a resistência dos resistores.
Tais cascatas não diferem em estabilidade, seus principais parâmetros são violados durante a operação e muito fortemente. Devido aos parâmetros extremamente pobres, tal esquema não é usado; em vez disso, é melhor usar projetos com estabilização dos circuitos coletores ou emissores na prática.
Estabilização do circuito coletor
Ao usar circuitos de estágios amplificadores em transistores bipolares com estabilização do circuito coletor, acaba por manter cerca de metade da tensão de alimentação em sua saída. Além disso, isso acontece em uma faixa relativamente grande de tensões de alimentação. Isso é feito devido ao fato de haver feedback negativo.
Tais cascatas são amplamente utilizadas em amplificadores de alta frequência - UFC, IF, dispositivos de buffer, sintetizadores. Tais circuitos são usados em receptores de rádio heteródinos, transmissores (incluindo telefones celulares). O escopo de tais esquemas é muito grande. Obviamente, em dispositivos móveis, o circuito é implementado não em um transistor, mas em um elemento composto - um pequeno cristal de silício substitui um circuito enorme.
Estabilização de emissor
Esses circuitos podem ser encontrados com frequência, pois possuem vantagens claras - alta estabilidade de características (comparadas com todos os descritos acima). A razão é a grande profundidade de realimentação de corrente (CC).
Amplificandocascatas em transistores bipolares, feitas com estabilização do circuito emissor, são utilizadas em receptores de rádio, transmissores, microcircuitos para aumentar os parâmetros dos dispositivos.
Dispositivos amplificadores diferenciais
O estágio de amplificação diferencial é usado com bastante frequência, tais dispositivos têm um grau muito alto de imunidade a interferências. Para alimentar esses dispositivos, você pode usar fontes de baixa tensão - isso permite reduzir o tamanho. Um dif-amplificador é obtido conectando os emissores de dois elementos semicondutores à mesma resistência. O circuito amplificador diferencial "clássico" é mostrado na figura abaixo.
Tais cascatas são muito usadas em circuitos integrados, amplificadores operacionais, amplificadores, receptores FM, caminhos de rádio de telefones celulares, misturadores de frequência.
Amplificadores push-pull
Os amplificadores push-pull podem operar em quase todos os modos, mas o B é o mais usado. O motivo é que esses estágios são instalados exclusivamente nas saídas dos dispositivos, sendo necessário aumentar a eficiência para garantir um alto nível de eficiência. É possível implementar um circuito amplificador push-pull tanto em transistores semicondutores com o mesmo tipo de condutividade quanto com diferentes. O circuito “clássico” de um amplificador transistorizado push-pull é mostrado na figura abaixo.
Independentemente do modo de operação do estágio de amplificação, ele reduz significativamenteo número de harmônicos pares no sinal de entrada. Esta é a principal razão para o uso generalizado de tal esquema. Amplificadores push-pull são frequentemente usados em CMOS e outros componentes digitais.
Esquema com base comum
Este circuito de comutação de transistores é relativamente comum, é um circuito de quatro terminais - duas entradas e o mesmo número de saídas. Além disso, uma entrada também é uma saída, é conectada ao terminal “base” do transistor. Uma saída da fonte de sinal e uma carga (por exemplo, um alto-falante) são conectadas a ela.
Para alimentar uma cascata com uma base comum, você pode usar:
- Esquema para fixação da corrente de base.
- Estabilização básica de tensão.
- Estabilização do coletor.
- Estabilização do emissor.
Uma característica dos circuitos com base comum é um valor muito baixo da resistência de entrada. É igual à resistência da junção do emissor do elemento semicondutor.
Circuito coletor comum
Construções desse tipo também são usadas com bastante frequência, trata-se de uma rede de quatro terminais, que possui duas entradas e o mesmo número de saídas. Há muitas semelhanças com o circuito amplificador de base comum. Somente neste caso, o coletor é um ponto de conexão comum para a fonte de sinal e a carga. Entre as vantagens de tal circuito, pode-se destacar sua alta resistência de entrada. Por isso, é frequentemente usado em amplificadores de baixo.
Para alimentar o transistor, é necessáriouse estabilização de corrente. A estabilização de emissor e coletor é ideal para isso. Deve-se notar que tal circuito não pode inverter o sinal de entrada, não amplifica a tensão, por isso é chamado de "seguidor de emissor". Tais circuitos têm uma estabilidade de parâmetros muito alta, a profundidade do feedback DC (feedback) é quase 100%.
Emissor comum
Os estágios de amplificador com um emissor comum têm um ganho muito alto. É com o uso dessas soluções de circuito que são construídos os amplificadores de alta frequência, usados na tecnologia moderna - GSM, sistemas GPS, em redes Wi-Fi sem fio. Um quadripolo (cascata) tem duas entradas e o mesmo número de saídas. Além disso, o emissor é conectado simultaneamente com uma saída da carga e a fonte do sinal. Para alimentar cascatas com um emissor comum, é desejável usar fontes bipolares. Mas se isso não for possível, o uso de fontes unipolares é permitido, só que é improvável que se atinja alta potência.
