Jednoduchý zesilovací obvod využívající jeden tranzistor. Nejjednodušší nízkofrekvenční zesilovače využívající tranzistory. Trať-kaskáda ULF s přímou spojkou

Tranzistor - Jedná se o polovodičový prvek určený k zesilování elektrických signálů.

Tranzistory se dělí na bipolární a s efektem pole. První jsou řízeny proudovým signálem přiváděným na jeho vstup a druhé napětím. Bipolární tranzistor má dva přechody elektron-díra a tři vývody - emitor, báze a kolektor. Bipolární tranzistory mohou být s přímým nebo reverzním vedením a tranzistory s efektem pole mohou být R nebo P kanály. Existují tři možná schémata spínání tranzistorů: s společný základ, se společným sběračem a s společný emitor.

Na Obr. Obrázek 2 ukazuje spínací obvody pro propustný bipolární tranzistor, jejich hlavní charakteristiky: a) – se společnou bází; b) se společným kolektorem; c) se společným emitorem:

Kde NA i – proudový zisk; K u – zesílení napětí; R dovnitř – vstupní impedance; R out – výstupní odpor.

Převládajícím rozdělením je obvod se společným emitorem (obr. 2, PROTI).

Vlastnosti tranzistoru ve statickém režimu s takovým schématem zapojení jsou určeny rodinami vstupních a výstupních charakteristik znázorněných na Obr. 3, a , b. Závislost kolektorového proudu na proudu báze je určena výrazem

já k = p já b + já k.o,

Kde já k - kolektorový proud; já b - základní proud; já k.o - zpětný proud kolektor; β - základní koeficient přenosu proudu. Hodnota koeficientu β v závislosti na typu tranzistoru a jeho pracovním režimu může být od 30 do 300. Bipolární tranzistor má nízký vstupní a významný výstupní odpor. Pokud je v kolektorovém obvodu zahrnut rezistor, pak se při změně proudu báze současně změní kolektorový proud a napětí. V tomto případě bude změna výkonu uvolněného v kolektorovém okruhu významná více změn výkon na tranzistorovém vstupu. Na tom je založena činnost tranzistorového zesilovače.

Podle typu zesilovaného signálu se rozlišují stejnosměrné a stejnosměrné tranzistorové zesilovače. střídavý proud. Vzhledem k tomu, že není možné vyřešit problém zesílení pomocí jednoho stupně, jsou zesilovače obvykle vyráběny vícestupňové. U vícestupňových střídavých zesilovačů se spojení mezi stupni, mezi zdrojem signálu a vstupem zesilovače a mezi výstupem a zátěží provádí pomocí kondenzátorů nebo transformátorů. V zesilovačích stejnosměrný proud tato spojení jsou provedena přímo. Zesílení vícestupňového zesilovače se rovná součinu zesílení jednotlivých stupňů.

Kaskáda(zisk) je funkční jednotka zařízení obsahující zesilovací prvek připojený k předchozím nebo následujícím uzlům zařízení.

Obvod kapacitně vázaného střídavého zesilovacího stupně je na Obr. 4, A.

Ahoj všichni! V tomto článku podrobně popíšu, jak si vyrobit skvělý zesilovač pro váš domov nebo auto. Zesilovač se snadno sestavuje a konfiguruje a má dobrá kvalita zvuk. Níže je uvedeno k vaší pozornosti Kruhový diagram samotný zesilovač.

Obvod je vyroben pomocí tranzistorů a nemá žádné vzácné součástky. Napájení zesilovače je bipolární +/- 35 voltů, se zátěžovým odporem 4 ohmy. Při připojení zátěže 8 Ohm lze výkon zvýšit na +/- 42 voltů.

Rezistory R7, R8, R10, R11, R14 - 0,5 W; R12, R13 - 5 W; zbytek je 0,25W.
Trimr R15 2-3 kOhm.
Tranzistory: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 - 2sc945 (obvykle je na pouzdru napsáno c945).
Vt4, Vt7 - BD140 (Vt4 lze nahradit naším Kt814).
Vt6 - BD139.
Vt8 - 2SA1943.
Vt9 - 2SC5200.

POZORNOST! Tranzistory c945 mají různé vývody: ECB a EBC. Proto před pájením musíte zkontrolovat pomocí multimetru.
LED je obyčejná, zelená, přesně ZELENÁ! Není tu pro krásu! A nemělo by být super jasné. No a zbytek detailů je vidět na diagramu.

A tak, pojďme!

K výrobě zesilovače potřebujeme nástroje:
-páječka
-cín
-kalafuna (nejlépe tekutá), ale vystačíte si s běžnou
- kovové nůžky
- nůžky na drát
-šídlo
-lékařská stříkačka, libovolná
- vrták 0,8-1 mm
- vrták 1,5 mm
-vrtačka (nejlépe nějaká minivrtačka)
-smirkový papír
- a multimetr.

Materiály:
-jednostranná textolitová deska o rozměrech 10x6 cm
-list sešitového papíru
-pero
- lak na dřevo (nejlépe tmavá barva)
- malá nádoba
-prášek do pečiva
- kyselina citronová
-sůl.

Nebudu vypisovat rádiové komponenty, jsou vidět na schématu.
Krok 1 Příprava desky
A tak musíme udělat desku. Protože nemám laserovou tiskárnu (vůbec ne), uděláme desku „po staru“!
Nejprve je třeba na desce vyvrtat otvory pro budoucí díly. Pokud máte tiskárnu, vytiskněte si tento obrázek:

pokud ne, pak musíme přenést značky pro vrtání na papír. Jak to udělat, můžete vidět na fotografii níže:

Až budete překládat, nezapomeňte na honorář! (10 x 6 cm)

něco takového!
Nůžkami na kov ustřihneme velikost desky, kterou potřebujeme.

Nyní list přiložíme na vyříznutou desku a zajistíme páskou, aby se nevysunula. Dále vezmeme šídlo a označíme (po bodech), kde budeme vrtat.

Můžete se samozřejmě obejít bez šídla a vrtat hned, ale vrták se může vystěhovat!

Nyní můžete začít vrtat. Vrtáme otvory 0,8 - 1 mm Jak jsem řekl výše: je lepší použít mini vrták, protože vrták je velmi tenký a snadno se zlomí. Já například používám motor ze šroubováku.

Otvory pro tranzistory Vt8, Vt9 a pro vodiče vrtáme vrtákem 1,5 mm. Nyní musíme desku obrousit.

Nyní můžeme začít kreslit naše cesty. Vezmeme injekční stříkačku, zbrousíme jehlu, aby nebyla ostrá, přidáme lak a jedeme!

Zárubně je lepší oříznout, když je lak již vytvrzený.

Krok 2 Otrávíme desku
Pro leptání desek používám nejjednodušší a nejlevnější metodu:
100 ml peroxidu, 4 lžičky kyselina citronová a 2 lžičky soli.

Promíchejte a ponořte naši desku.

Dále vyčistíme lak a dopadne to takto!

Pro snadné pájení dílů je vhodné okamžitě zakrýt všechny stopy cínem.

Krok 3 Pájení a nastavení
Bude vhodné pájet podle tohoto obrázku (pohled ze strany dílů)

Pro pohodlí pájeme vše od začátku malé části, rezistory a tak dále.

A pak všechno ostatní.

Po pájení je třeba desku omýt od kalafuny. Můžete jej umýt alkoholem nebo acetonem. V nouzi můžete použít i benzín.

Nyní to můžete zkusit zapnout! Na správná montáž Zesilovač funguje okamžitě. Při prvním zapnutí musí být rezistor R15 otočen na stranu maximální odpor(měříme přístrojem). Sloup nepřipojujte! Výstupní tranzistory MUSÍ jít do chladiče přes izolační těsnění.

A tak: zapněte zesilovač, LED by měla svítit, změřte výstupní napětí multimetrem. Neexistuje žádná trvalá situace, což znamená, že je vše v pořádku.
Dále je potřeba nastavit klidový proud (75-90mA): k tomu zkratujte vstup na zem, nepřipojujte zátěž! Nastavte multimetr na režim 200mV a připojte sondy ke kolektorům výstupních tranzistorů. (na fotce označeno červenými tečkami)

Dále pomalým otáčením rezistoru R15 musíte nastavit 40-45 mV.

Nastavte to, nyní můžete připojit reproduktor a řídit zesilovač na nízkou hlasitost po dobu 10-15 minut. Pak budete muset znovu upravit klidový proud.
No, to je vše, můžete se těšit!

Zde je video zesilovače v akci:

Za účelem zvýšení síly signálu, zejména v oblasti zvuku, se používají zesilovače nízké frekvence(ULF). Transformace prováděná pomocí takových zařízení usnadňuje zachycení a vnímání zvuku vycházejícího z emitoru.

Zesilovače, které poskytují změny frekvence až do 10-100 MHz, jsou vybaveny na podobném principu a hlavním rozdílem mezi jejich obvody je úroveň kapacity použitého kondenzátoru, která se vypočítává na základě poměru signálů dodávaných nízkými a vyrobenými vysoké frekvence. To znamená, že čím silnější je signál, tím menší by měla být kapacita kondenzátoru.

Použití tranzistorových zesilovačů je odůvodněno tím, že nevyžadují předehřívání před zahájením práce (ve srovnání např. s elektronkovými zesilovači pro kutily) a jsou odolné, bezpečné a cenově dostupné.

Pro zajištění dostatečné hlasitosti reprodukce zvuku budete potřebovat zesilovač se dvěma nebo třemi stupni. V tomto případě je jeden z nich výstupní (konečný) a druhý (ostatní) jsou předzesilovací stupně. Koncový stupeň vytváří konečný výsledek zesílení signálu. Ekonomicky to může být docela jednoduché (vhodné zejména pro nestacionární konstrukce). Ve schématech jsou tranzistory v zesilovacích stupních označeny jako V1 (V2, V3...) podle pořadí kaskády. U dvoustupňového provedení je umístění oddělovacího kondenzátoru umístěno mezi tranzistory. Jednostupňové a dvoustupňový zesilovač Fungují téměř identicky, až na to, že předstupeň je nabíjen z rezistoru a koncový stupeň je napájen z jednoho zdroje (jeho roli mohou hrát jak baterie, tak usměrňovače).

V závislosti na struktuře použitých tranzistorů (n-p-n nebo p-n-p) se v jednom případě budete muset připojit ke kladné polaritě baterie a ve druhém k ​​záporné polaritě. Polarita spínání se bude také měnit.

Při montáži zesilovače byste měli nejprve namontovat pouze jeden stupeň a připojit jej ke kondenzátoru. Poté připojte reproduktor ke svorce kondenzátoru a uzemněnému zdroji napájení. Pak to zkuste aplikovat na vstup zesilovače Slabý signál. Nastavte odpor (volbou odporu) tak, aby byla hlasitost největší. Pokud vám signál, který šel do reproduktoru, vyhovuje, můžete pokračovat v montáži. Nejvhodnější úroveň napájecího napětí pro tento obvod je 4,5 V.

Když je výstupní stupeň připraven, musíte připojit reproduktor ke kolektorovému obvodu.

Sestavení tranzistorového basového zesilovače pro sluchátka

Provoz takového obvodu není složitý, ale velmi závisí na kvalitě a vlastnostech prvků v něm obsažených. Navíc se nemusí zdát dostatečně kompaktní.

Obvykle je zesilovač pro sluchátka sestaven pomocí nejjednoduššího dvoustupňového obvodu se dvěma tranzistory (vhodné jsou KT315 nebo jeho analogy). Nejvíc slabé místo Toto zařízení je přesné při volbě napětí napájejícího emitor, bázi a kolektor. Navíc základna přijímá napětí dvou typů: kladné a záporné. Pokud rezistory vybrané pro návrh poskytují nejnižší napětí požadované pro základnu, pak bude zesilovač fungovat normálně.

Pro nepřetržitý provoz Takové zařízení bude vyžadovat napětí více než 5 voltů. Při přidání mikroobvodu do návrhu (například TDA 2822) bude výstup:

• Úroveň napájecího napětí: 1,8 – 15 Voltů;
• Hodnota výkonu: nepřekročí 1,5 Watt;
• Velikost struktury bude odpovídat ploše malého plošného spoje;
• Velikost pouzdra: o něco větší než napájecí jednotka dvou AA baterií.

K sestavení zesilovače bude stačit:

• Mikroobvody (TDA 2822 nebo podobné);
• Variabilní odpor 10 000 ohmů;
• Dva pevné odpory 4 700 Ohmů a jeden 10 000 Ohmů;
• Dva 10 mikrofaradové elektrolytické kondenzátory;
• Tři nepolární filmové kondenzátory 100 nanofaradů;
• Dva 3,5 mm jacky;
• Dvě baterie AA;
• kus fólie;
• Vhodná velikost těla.

Když jsou všechny materiály připraveny, měli byste nastínit, jak budou díly umístěny vzhledem k povrchu desky, a označit stopy (měli byste na ně nanést lak nebo použít laserová tiskárna pro kreslení diagramu).

Hlavním úkolem při montáži zesilovače bude výroba desky plošných spojů. Není to vůbec těžké, pokud máte speciální program za poplatky za zpracování. Pokud žádný nemáte, můžete použít obvyklé grafický editor při dodržení všech měření a označení umístění přípojek a svorek. Výsledek se pomocí tiskárny přenese na lesklý papír. Tloušťka tisku je maximální. Obvod je pevně připevněn k fólii. Poté je třeba desku několikrát přejet horkou žehličkou, dokud se barvicí složka nepřenese z papíru na fólii (nezapomeňte desku nejprve odmastit). Papír se opatrně navlhčí teplou vodou a odstraní se. Schéma zůstává na fólii. Dále budete muset otrávit tištěný spoj v roztoku chloridu železitého až do úplného zničení mědi. Poté zbývá pouze nainstalovat všechny komponenty podle schématu. Napájení lze připojit až po ověření správné instalace všech prvků.

Pro ty, kteří chtějí sestavit zesilovač zvuku pomocí tranzistorů vlastníma rukama, existuje řada jednoduchých doporučení:

• Tranzistory by měly být použity pro HF rozsah;
• Zatížení tranzistorů koncového stupně by nemělo překročit polovinu jejich jmenovitého výkonu;
• Výběr výstupních tranzistorů je určen koeficientem přenosu proudu;
• Pro radiátor by nemělo být ušetřeno žádné místo;
• Činnost přípravných fází musí nutně odpovídat třídě A;
• Rádiové prvky musí mít co nejkratší vedení;
• Nezapomeňte si zakoupit vysoce kvalitní blokovací kondenzátory;
• Instalace se provádí pomocí krátkých pevných vodičů.

Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Mrkněte na to, budu rád, když se vám na tom mém ještě něco hodí.

Čtenáři! Pamatujte si přezdívku tohoto autora a nikdy neopakujte jeho schémata.
Moderátoři! Než mě zakážete za urážku, pomyslete si, že jste „dovolili k mikrofonu obyčejného gopnika, který by se neměl pouštět ani do blízkosti radiotechniky a zejména k výuce začátečníků.

Za prvé, s takovým schématem připojení bude přes tranzistor a reproduktor protékat velký stejnosměrný proud, i když proměnný odpor bude v ve správné poloze, tedy zazní hudba. A velkým proudem se reproduktor poškodí, to znamená, že dříve nebo později vyhoří.

Za druhé, v tomto obvodu musí být omezovač proudu, to znamená konstantní odpor, alespoň 1 KOhm, zapojený do série se střídavým. Jakýkoli domácí výrobek otočí knoflík s proměnným odporem až na doraz, bude mít nulový odpor a půjde do báze tranzistoru vysoký proud. V důsledku toho dojde k vyhoření tranzistoru nebo reproduktoru.

Proměnný kondenzátor na vstupu je potřeba k ochraně zdroje zvuku (to by měl vysvětlit autor, protože se okamžitě našel čtenář, který ho jen tak odstranil a považoval se za chytřejšího než autor). Bez něj budou normálně fungovat pouze ty přehrávače, které již podobnou ochranu na výstupu mají. A pokud tam není, může dojít k poškození výstupu přehrávače, zejména, jak jsem řekl výše, pokud otočíte proměnný odpor „na nulu“. Přitom na výjezdu drahý notebook napětí bude napájeno ze zdroje této centové cetky a může se spálit. Domácí lidé rádi odstraňují ochranné odpory a kondenzátory, protože "to funguje!" V důsledku toho může obvod fungovat s jedním zdrojem zvuku, ale ne s jiným a může dojít k poškození i drahého telefonu nebo notebooku.

Proměnný odpor v tomto obvodu by měl být pouze laděný, to znamená, že by měl být nastaven jednou a uzavřen v pouzdře, a nikoli vyveden pomocí pohodlné rukojeti. Nejedná se o regulátor hlasitosti, ale o regulátor zkreslení, to znamená, že volí provozní režim tranzistoru tak, aby docházelo k minimálnímu zkreslení a aby z reproduktoru nevycházel kouř. Proto by za žádných okolností neměl být přístupný zvenčí. NELZE upravit hlasitost změnou režimu. Tohle je něco, pro co se zabíjí. Pokud opravdu chcete regulovat hlasitost, je snazší připojit další proměnný rezistor do série s kondenzátorem a nyní může být vyveden do těla zesilovače.

Obecně pro ty nejjednodušší obvody - a aby to hned fungovalo a nic nepoškodilo, je potřeba koupit mikroobvod typu TDA (třeba TDA7052, TDA7056... příkladů je na internetu spousta), a autor vzal náhodný tranzistor, který se mu povaloval na stole. V důsledku toho budou důvěřiví amatéři hledat právě takový tranzistor, ačkoli má zisk pouze 15 a přípustný proud až 8 ampér (vypálí jakýkoli reproduktor, aniž by si toho všiml).

Dobrým nástrojem pro studium vlastností zařízení může být jednoduchý tranzistorový zesilovač. Obvody a konstrukce jsou poměrně jednoduché; můžete si zařízení vyrobit sami a zkontrolovat jeho provoz, provést měření všech parametrů. Díky moderním tranzistorům s efektem pole je možné vyrobit miniaturní mikrofonní zesilovač doslova ze tří prvků. A připojte jej k osobnímu počítači, abyste zlepšili parametry záznamu zvuku. A účastníci rozhovoru během rozhovorů uslyší vaši řeč mnohem lépe a jasněji.

Kmitočtové charakteristiky

Téměř ve všech jsou k dispozici nízkofrekvenční zesilovače (audio). domácí přístroje - hudební centra, televize, rádia, rádia a dokonce osobní počítače. Existují ale také RF zesilovače založené na tranzistorech, lampách a mikroobvodech. Rozdíl mezi nimi je v tom, že ULF umožňuje pouze zesílit signál zvukový kmitočet, který je vnímán lidským uchem. Tranzistorové audio zesilovače umožňují reprodukovat signály s frekvencemi v rozsahu od 20 Hz do 20 000 Hz.

V důsledku toho může i to nejjednodušší zařízení zesílit signál v tomto rozsahu. A dělá to co nejrovnoměrněji. Zisk závisí přímo na frekvenci vstupního signálu. Graf těchto veličin je téměř přímkový. Pokud je na vstup zesilovače přiveden signál s frekvencí mimo rozsah, kvalita provozu a účinnost zařízení se rychle sníží. Kaskády ULF jsou sestaveny zpravidla pomocí tranzistorů pracujících v rozsahu nízkých a středních frekvencí.

Provozní třídy audio zesilovačů

Všechna zesilovací zařízení jsou rozdělena do několika tříd v závislosti na stupni průtoku proudu kaskádou během doby provozu:

1. Třída „A“ - proud teče nepřetržitě po celou dobu provozu zesilovacího stupně.
2. V pracovní třídě "B" proud teče půl periody.
3. Třída „AB“ znamená, že proud protéká stupněm zesilovače po dobu rovnající se 50-100 % periody.
4. V režimu "C". elektřina uplynula méně než polovina provozní doby.
5. Režim ULF „D“ se v radioamatérské praxi používá poměrně nedávno - něco málo přes 50 let. Ve většině případů jsou tato zařízení implementována na základě digitální prvky a mají velmi vysoká účinnost- přes 90 %.

Přítomnost zkreslení v různých třídách nízkofrekvenčních zesilovačů

Pracovní oblast tranzistorového zesilovače třídy „A“ se vyznačuje poměrně malým nelineárním zkreslením. Pokud příchozí signál chrlí impulsy vyššího napětí, způsobí to nasycení tranzistorů. Ve výstupním signálu se v blízkosti každé harmonické začnou objevovat vyšší (až 10 nebo 11). Z tohoto důvodu se objevuje kovový zvuk, charakteristické pouze pro tranzistorové zesilovače.

Pokud je napájení nestabilní, výstupní signál bude modelován v amplitudě blízko síťové frekvence. Zvuk bude na levé straně frekvenční odezva tvrdší. Ale co lepší stabilizaci napájení zesilovače, tím složitější je konstrukce celého zařízení. ULF pracující ve třídě „A“ mají relativně nízkou účinnost – méně než 20 %. Důvodem je, že tranzistor je neustále otevřený a neustále jím protéká proud.

Pro zvýšení (i když nepatrně) účinnosti můžete použít push-pull obvody. Jednou nevýhodou je, že půlvlny výstupního signálu se stávají asymetrickými. Pokud přejdete z třídy „A“ do „AB“, nelineární zkreslení se zvýší 3-4krát. Ale koeficient užitečná akce celý obvod zařízení se stále zvětší. Třídy ULF „AB“ a „B“ charakterizují nárůst zkreslení při poklesu úrovně signálu na vstupu. Ale i když zvýšíte hlasitost, nepomůže to úplně se zbavit nedostatků.

Práce ve středních třídách

Každá třída má několik odrůd. Například existuje třída zesilovačů „A+“. V něm pracují vstupní tranzistory (nízké napětí) v režimu „A“. Ale vysokonapěťové instalované v koncových stupních pracují buď v „B“ nebo „AB“. Takové zesilovače jsou mnohem ekonomičtější než zesilovače pracující ve třídě „A“. Znatelně nižší číslo nelineární zkreslení- ne vyšší než 0,003 %. Lepších výsledků lze dosáhnout použitím bipolárních tranzistorů. Princip činnosti zesilovačů založených na těchto prvcích bude diskutován níže.

Ale stále existuje velký počet vyšší harmonické ve výstupním signálu, což způsobí, že se zvuk stane charakteristicky kovovým. Existují také zesilovací obvody pracující ve třídě „AA“. V nich jsou nelineární zkreslení ještě menší – až 0,0005 %. Ale hlavní nevýhoda Stále existují tranzistorové zesilovače - charakteristický kovový zvuk.

"Alternativní" designy

Neznamená to, že jsou alternativní, ale někteří specialisté zabývající se návrhem a montáží zesilovačů pro kvalitní reprodukci zvuku stále častěji dávají přednost elektronkovým konstrukcím. Elektronkové zesilovače mají následující výhody:

1. Velmi nízká úroveň nelineárního zkreslení ve výstupním signálu.
2. Existuje méně vyšších harmonických než u tranzistorových konstrukcí.

Je tu ale jedna obrovská nevýhoda, která převyšuje všechny výhody – rozhodně je potřeba nainstalovat zařízení pro koordinaci. Faktem je, že elektronkový stupeň má velmi vysoký odpor - několik tisíc ohmů. Ale odpor vinutí reproduktoru je 8 nebo 4 Ohmy. Chcete-li je koordinovat, musíte nainstalovat transformátor.

Samozřejmě to moc není velká nevýhoda- existují také tranzistorová zařízení, která používají transformátory pro přizpůsobení koncového stupně a reproduktorový systém. Někteří odborníci tvrdí, že nejvíce efektivní schéma se ukazuje jako hybridní - ve kterém se používají zesilovače s jedním koncem, které nejsou pokryty záporem zpětná vazba. Navíc všechny tyto kaskády pracují v režimu ULF třídy „A“. Jinými slovy, výkonový zesilovač na tranzistoru se používá jako opakovač.

Kromě toho je účinnost takových zařízení poměrně vysoká - asi 50%. Ale neměli byste se soustředit pouze na ukazatele účinnosti a moc - o tom nemluví vysoká kvalita reprodukce zvuku zesilovačem. Hodně vyšší hodnotu mají lineární charakteristiky a jejich kvalitu. Proto je třeba věnovat pozornost především jim, a ne moci.

Jednopólový ULF obvod na tranzistoru

Nejjednodušší zesilovač, postavený podle obvodu se společným emitorem, pracuje ve třídě „A“. Obvod využívá polovodičový prvek se strukturou n-p-n. V okruhu kolektoru je instalován odpor R3 omezující tok proudu. Kolektorový obvod je připojen ke kladnému napájecímu vodiči a obvod emitoru je připojen k zápornému vodiči. V případě použití polovodičové tranzistory s struktura p-n-p obvod bude úplně stejný, jen je potřeba změnit polaritu.

Pomocí izolačního kondenzátoru C1 je možné oddělit proměnnou vstupní signál ze zdroje DC. V tomto případě kondenzátor není překážkou toku střídavého proudu po dráze báze-emitor. Vnitřní odpor Přechod emitor-báze spolu s odpory R1 a R2 představují nejjednodušší dělič napájecího napětí. Rezistor R2 má obvykle odpor 1-1,5 kOhm - nejtypičtější hodnoty pro takové obvody. V tomto případě je napájecí napětí rozděleno přesně na polovinu. A pokud obvod napájíte napětím 20 voltů, můžete vidět, že hodnota proudového zesílení h21 bude 150. Je třeba poznamenat, že VF zesilovače na tranzistorech jsou vyrobeny podle podobných obvodů, pouze fungují trochu jinak.

V tomto případě je napětí emitoru 9 V a úbytek v části „E-B“ obvodu je 0,7 V (což je typické pro tranzistory na křemíkových krystalech). Pokud uvážíme zesilovač při germaniové tranzistory, pak v tomto případě bude úbytek napětí v sekci „E-B“ roven 0,3 V. Proud v kolektorovém obvodu bude roven proudu, který teče v emitoru. Vypočítáte jej vydělením napětí emitoru odporem R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA. Pro výpočet hodnoty proudu báze je potřeba vydělit 9 mA zesílením h21 - 9 mA/150 = 60 μA. Konstrukce ULF obvykle používají bipolární tranzistory. Jeho princip fungování je odlišný od polních.

Na rezistoru R1 nyní můžete vypočítat hodnotu poklesu - to je rozdíl mezi základním a napájecím napětím. V tomto případě lze základní napětí najít pomocí vzorce - součet charakteristik emitoru a přechodu „E-B“. Při napájení ze zdroje 20 V: 20 - 9,7 = 10,3. Odtud můžete vypočítat hodnotu odporu R1 = 10,3 V/60 μA = 172 kOhm. Obvod obsahuje kapacitu C2, která je nezbytná pro realizaci obvodu, kterým může procházet střídavá složka proudu emitoru.

Pokud nenainstalujete kondenzátor C2, bude variabilní složka velmi omezená. Z tohoto důvodu bude mít takový tranzistorový audio zesilovač velmi nízký koeficient proudový zisk h21. Je třeba poznamenat, že ve výše uvedených výpočtech jsme vzali stejné proudy základna a sběratel. Navíc byl za základní proud považován ten, který proudí do obvodu z emitoru. Vyskytuje se pouze tehdy, je-li na výstup báze tranzistoru přivedeno předpětí.

Je však třeba vzít v úvahu, že kolektorový svodový proud absolutně vždy protéká základním obvodem, bez ohledu na přítomnost předpětí. V obvodech se společným emitorem je svodový proud zesílen nejméně 150krát. Ale obvykle se tato hodnota bere v úvahu pouze při výpočtu zesilovačů založených na germaniových tranzistorech. V případě použití křemíku, kde je proud obvodu „K-B“ velmi malý, je tato hodnota jednoduše zanedbaná.

Zesilovače na bázi tranzistorů MOS

Zesilovač zapnutý tranzistory s efektem pole, znázorněný v diagramu, má mnoho analogií. Včetně použití bipolárních tranzistorů. Proto můžeme za podobný příklad považovat návrh audio zesilovače sestaveného podle obvodu se společným emitorem. Na fotografii je obvod vyrobený podle běžného zdrojového obvodu. R-C připojení jsou sestavena na vstupních a výstupních obvodech tak, aby zařízení pracovalo v režimu zesilovače třídy „A“.

Střídavý proud ze zdroje signálu je oddělen od DC napětí napájení kondenzátorem C1. Je nezbytně nutné, aby tranzistorový zesilovač s efektem pole měl hradlový potenciál, který bude nižší než stejná charakteristika zdroje. V zobrazeném schématu je brána připojena ke společnému vodiči přes rezistor R1. Jeho odpor je velmi vysoký - v konstrukcích se obvykle používají odpory 100-1000 kOhm. Tak velký odpor je volen proto, aby nedocházelo k bočnímu posunu vstupního signálu.

Tento odpor téměř neumožňuje průchod elektrického proudu, v důsledku čehož je potenciál brány (při absenci signálu na vstupu) stejný jako potenciál země. U zdroje se ukazuje, že potenciál je vyšší než potenciál země, pouze kvůli poklesu napětí na odporu R2. Z toho je zřejmé, že brána má nižší potenciál než zdroj. A to je přesně to, co je potřeba normální fungování tranzistor. Je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že C2 a R3 v tomto obvodu zesilovače mají stejný účel jako ve výše uvedeném návrhu. A vstupní signál je posunut vzhledem k výstupnímu signálu o 180 stupňů.

ULF s transformátorem na výstupu

Takový zesilovač si můžete vyrobit vlastníma rukama domácí použití. Provádí se podle schématu, které funguje ve třídě „A“. Konstrukce je stejná jako u výše uvedených - se společným emitorem. Jednou z funkcí je, že pro přizpůsobení musíte použít transformátor. To je nevýhoda takového zesilovače zvuku na bázi tranzistoru.

Kolektorový obvod tranzistoru je zatížen primárním vinutím, které vyvíjí výstupní signál přenášený přes sekundár do reproduktorů. Na rezistorech R1 a R3 je namontován dělič napětí, který umožňuje výběr provozní bod tranzistor. Tento obvod dodává předpětí do základny. Všechny ostatní komponenty mají stejný účel jako výše uvedené obvody.

Push-pull audio zesilovač

Nelze říci, že se jedná o jednoduchý tranzistorový zesilovač, protože jeho provoz je trochu komplikovanější než ty, které byly diskutovány dříve. U push-pull ULF je vstupní signál rozdělen do dvou půlvln, které se liší fází. A každá z těchto půlvln je zesílena vlastní kaskádou, vyrobenou na tranzistoru. Po zesílení každé půlvlny jsou oba signály spojeny a odeslány do reproduktorů. Takové složité transformace mohou způsobit zkreslení signálu, protože dynamické a frekvenční vlastnosti dva tranzistory, dokonce stejného typu, se budou lišit.

V důsledku toho je kvalita zvuku na výstupu zesilovače výrazně snížena. Při práci push-pull zesilovač ve třídě „A“ není možné kvalitativně reprodukovat komplexní signál. Důvod - zvýšený proud proudí neustále přes ramena zesilovače, půlvlny jsou asymetrické a dochází k fázovým zkreslením. Zvuk se stává méně srozumitelným a při zahřátí se zkreslení signálu ještě zvyšuje, zejména na nízkých a ultranízkých frekvencích.

ULF bez transformátoru

Tranzistorový basový zesilovač vyrobený pomocí transformátoru, navzdory skutečnosti, že konstrukce může mít malé rozměry, je stále nedokonalý. Transformátory jsou stále těžké a objemné, takže je lepší se jich zbavit. Mnohem efektivnější se ukazuje obvod založený na komplementárních obvodech. polovodičové prvky S různé typy vodivost. Většina z Moderní ULF se provádějí přesně podle těchto schémat a fungují ve třídě „B“.

Dva výkonný tranzistor, použité v návrhu, fungují podle obvodu sledovače emitoru ( společný sběratel). V tomto případě je vstupní napětí přenášeno na výstup bez ztráty nebo zisku. Pokud na vstupu není žádný signál, pak jsou tranzistory na pokraji zapnutí, ale stále jsou vypnuté. Když je na vstup přiveden harmonický signál, první tranzistor se otevře kladnou půlvlnou a druhý je v tuto chvíli v režimu cutoff.

V důsledku toho mohou zátěží procházet pouze kladné půlvlny. Ale záporné otevírají druhý tranzistor a úplně vypnou první. V tomto případě se v zátěži objevují pouze záporné půlvlny. V důsledku toho se na výstupu zařízení objeví výkonově zesílený signál. Podobné schéma tranzistorový zesilovač je poměrně účinný a může poskytnout stabilní práci, vysoce kvalitní reprodukce zvuk.

ULF obvod na jednom tranzistoru

Po prostudování všech výše popsaných funkcí můžete zesilovač sestavit vlastníma rukama pomocí jednoduchého elementová základna. Tranzistor lze použít domácí KT315 nebo jakýkoli z jeho zahraničních analogů - například BC107. Jako zátěž je třeba použít sluchátka s odporem 2000-3000 Ohmů. Na bázi tranzistoru musí být přivedeno předpětí přes odpor 1 MΩ a oddělovací kondenzátor 10 μF. Obvod lze napájet ze zdroje s napětím 4,5-9V, proudem 0,3-0,5A.

Pokud není připojen odpor R1, pak v základně a kolektoru nebude proud. Ale při zapojení dosáhne napětí úrovně 0,7 V a nechá protékat proud asi 4 μA. V tomto případě bude proudový zisk asi 250. Odtud můžete provést jednoduchý výpočet zesilovače pomocí tranzistorů a zjistit kolektorový proud - ukáže se, že se rovná 1 mA. Po sestavení tohoto obvodu tranzistorového zesilovače jej můžete otestovat. K výstupu připojte zátěž - sluchátka.

Dotkněte se prstem vstupu zesilovače - měl by se objevit charakteristický šum. Pokud tam není, pak byla struktura s největší pravděpodobností sestavena nesprávně. Znovu zkontrolujte všechna připojení a hodnocení prvků. Pro zpřehlednění ukázky připojte ke vstupu ULF zdroj zvuku – výstup z přehrávače nebo telefonu. Poslouchejte hudbu a vyhodnocujte kvalitu zvuku.