Povijest tranzistora počinje sredinom 20. stoljeća, kada su 1956. godine tri američka fizičara - D. Burdin, U. Brathein, V. Shockley, dobili su Nobelovu nagradu "Za proučavanje poluvodiča i otkrivanje učinka tranzistora". Radio inženjering, počevši raditi na svom području, ponekad je teško razumjeti elektroničke sklopove i imenovanje jednog ili više njegovih sastavnica. Za to postoje određeni pomaci - već su izrađene sheme spajanja tranzistora i drugih elemenata s određenim svojstvima iz kojih se mogu sastavljati različiti uređaji. Jedna takva "cigla" u izgradnji elektroničkih sklopova je odašiljač repetitora u tranzistoru.
Tranzistorski spojni krugovi
Postoje tri vrste uključivanja bipolarnih tranzistora - s zajedničkom bazom (ABP), s zajedničkim emiterom (OE) i zajedničkim kolektorom (OC). Najčešći spoj (OE), jer daje veliki dobitak na napon i struju. Jedna od značajki takve veze je inverzija ulaznog napona za 180 0. Nedostatak veze je mali ulaz (stotine ohma) i veliki izlaz (desetak ohma) otpora.
Kada se primijeni ulazni napon, tranzistor se otvara i struja prolazi kroz bazu do emitera, s porastom struje kolektora. Struja emitera zbraja se s strujom osnovice i struje kolektora: I E = I B + I K
U krugu kolektora na otporniku postoji napon mnogo veći od ulaznog signala, što dovodi do povećanja izlaznog signala.napona, a time i jačine struje. Aktivacija tranzistora u shemi (ABD) daje naponsku dobit i omogućuje rad s većim frekvencijskim rasponom od kruga s (EO), stoga se često koristi na antenskim pojačalima. Ova shema omogućuje potpuno korištenje sposobnosti tranzistora da pojačava visoku frekvenciju signala (frekvencijska svojstva). Što je veća frekvencija pojačanog signala, to je manji napon. Ova kaskada ima malu ulaznu i izlaznu impedanciju.
Uključivanje tranzistora s (OK) daje povećanje struje i često se koristi kao spojnica između visokonaponskog napajanja i niskog napona. Također, ovo uključivanje se može koristiti kod podudaranja različitih kaskadnih krugova, ne mijenja polaritet ulaznog signala.
Opći pojmovi repetitora
Emiter repetitor - pojačalo je strujnog signala, u kojem je uključen tranzistor (OK). Dobit signala naponom je praktički jednak jednom, napon odašiljača je jedan ulazni signal, tako da se krug naziva emiter repetitor. Princip rada uređaja, razmotrit ćemo u nastavku. Unatoč činjenici da odašiljač repetitora ima koeficijent prijenosa naponske jedinice, može se pripisati klasi pojačala, budući da daje pojačanje struje, a time i snage: I E = (? +1) x I B, gdje je I E - struja odašiljača i B - struja baze. Uz mali otpornik napajanja, kolektor tranzistora se spaja na zajedničku sabirnicu, a otpornik iz kojegpostoji uklanjanje izlaznog napona spojenog na krug emitera. Povezivanje ulaza i izlaza na vanjske krugove provodi se pomoću kondenzatora C 1 i C 2. Uz malo povećanje napona, strujni prirast doseže svoj maksimum u načinu kratkog spoja stezaljki na izlazu.
Načelo djelovanja
Opterećenje kaskadnog kruga repetitora je otpornik na emiteru RE. Ulazni signal ulazi kroz prvi kondenzator C 1, a izlazni izlazni signal je kroz drugi kondenzator C2. Emiter naponskog repetitora ima vrlo mali ulaz i veliku izlaznu impedanciju. Kod izmjenične struje, kada pola vala pozitivne varijable napona prolazi kroz tranzistor tipa n-p tipa, on se jače otvara i dolazi do povećanja struje, s negativnim poluvalom - naprotiv. Kao rezultat toga, izlazni izmjenični napon ima istu fazu s ulazom i predstavlja povratni napon. Izlazni napon se usmjerava prema ulazu i uključuje se serijski, tako da odašiljač koristi neprestanu negativnu povratnu vezu. Izlazni napon je manji od ulaznog na malu vrijednost (naponska baza - emiter je oko 06 V).
Kako izračunati shemu
Početni podaci za izračunavanje odašiljačkog odašiljača su struja kolektora (I TO) i napon napajanja (V V):
Napon odašiljača (E) mora odgovarati: E = 05 x V (osigurati maksimalni izlazni napon). Sada trebate izračunati otporotpornik na emiteru: R E = U E /K. Izračunavanje otpora razdjelnika otpornika vrši se: P 1 -P 2 (odaberite otpor tako da je struja na razdjelniku oko 10 puta manja od struje na bazi): A D = 01 x I Do /?, Gdje? - koeficijent dobitka iznad struje tranzistora. Otpor P1 + P2 = u VX /I D. Izračunavamo napon baze na zemlji: B = Y E + 07. Posebne značajke
Emiter repetitor ima zanimljivu značajku - struja kolektora ovisi samo o otpornosti opterećenja i ulaznom naponu, i parametri tranzistora ne igraju značajnu ulogu. Takvi krugovi osjećaju 100% povratni napon. Ne možete se bojati da će spaliti tranzistor, hranjenje na napajanje bez ograničavanja otpornik. Rad emiter repetitora temelji se na visokom ulaznom otporu, što vam omogućuje povezivanje s njim izvora signala s velikim kompleksnim otporom (npr. Podizanje na radiju). Pojačalo snage
Vrlo često se emiterski repetitor koristi kao pojačalo snage u izlaznim fazama pojačala. Glavni zadatak takvih čvorova je prijenos određene snage na teret. Najvažniji parametar koji je uključen u izračune pojačala snage je pojačanje snage, izobličenje prijenosa signala i učinkovitost (njegovo povećanje je potrebno zbog potrošnje većine snage napajanja iz izlaznog pojačala). Povećanje napona nije glavni parametar i obično je blizu jedan.
To se događanekoliko načina rada stupnja pojačala, ovisno o pronalaženju radne točke na kartama karakteristika i, sukladno tome, različitoj učinkovitosti i karakteristikama izlaznog signala.
Načini rada
U slučaju rada odašiljačkog repetitora, spoj kolektora će se pomaknuti natrag i način rada ovisit će o prijelazu emiter:
U prvom slučaju, prednaponska spojna prednapon se događa na način da tranzistor ne ulazi u režim zasićenja i repetitor djeluje na pravoj liniji grafikona karakteristike prijenosa (naponi U i U E su isti). Maksimalni napon izlaznog signala je manji od ulaznog napona. Učinkovitost je jednaka omjeru snage koja ulazi u opterećenje na energiju iz izvora napajanja i dostiže maksimum (25%) pri najvećoj amplitudi izlaznog napona. Da bi se izbjegle nedosljednosti između izlaza i ulaznog signala, amplituda izlaznog napona mora se smanjiti, kao rezultat učinkovitosti, također se smanjuje. Niska učinkovitost u ovom načinu rada repetitora posljedica je neovisnosti struje koja prolazi kroz tranzistor, od napona napajanja i potrošnje energije iz napajanja je konstantna vrijednost. U nedostatku ulaznog signala, snaga rasipana od strane tranzistora je najveća. Stoga se u ovom načinu rada odašiljač repetitora ne koristi kao pojačalo snage, nego kao odašiljač ne-iskrivljenog signala. Još jedan način rada stupnja pojačala, u kojem je pomak odašiljačkog spojadovodi radnu točku tranzistora do ruba kruga. Ako prihvatimo napon odašiljača (Y = 0) i ulazni signal nije primljen, prijelaz emitera se pomiče natrag i tranzistor je u zatvorenom stanju. Zbog toga se smanjuje potrošnja energije. Pri prolasku kroz pozitivno napajanje, tranzistor se otključava (otvara se primopredajnik), a negativ zatvara (izlazni signal nije dostupan). Drugi slučaj stupnja pojačala rješava problem povećanja učinkovitosti pojačala, jer nema struje u tranzistoru ako nema napona napajanja. No, tu je i nedostatak - snažno izobličenje izlaznog signala. Dvo-taktna shema
Dvotaktni odašiljač koji omogućuje pojačavanje struje u pozitivnom i negativnom području. Možete koristiti komplementarni odašiljač za ponavljanje da biste dobili nepolarni izlazni signal. U osnovi, dvotaktni krug je dva repetitora, od kojih svaki pojačava signal u plus ili minus pola vala. Shema se sastoji od dva tipa bipolarnih tranzistora (s pp-p i p-pp-prijelazima).
Načelo komplementarne sheme
Kada je ulazna snaga odsutna, oba su tranzistora isključena zbog nedostatka napona na prijelazima emitera. Kada prolazi polu-polazni pozitivni polaritet, p-p-n tranzistor se otvara, analogno, prolaz negativnog poluvalova uzrokuje otvaranje p-p-r - tranzistora. Moćni odašiljač ima izračun učinkovitosti (DOP = PIC /4X Y /A)K), gdje je Vx amplituda izlaznog signala; U D0 - napon na spoju kolektora. Iz formule se može vidjeti da ona raste s povećanjem amplitude u VIC i postaje maksimalna, s VIC = V K (K0 = P1 /4 = 0785). To pokazuje da odašiljač repetitora u komplementarnom krugu ima značajno veću učinkovitost od običnog repetitora. Svojstvo ove sheme je velika (prolazna) nelinearna izobličenja. Oni se pokazuju u većoj mjeri, što je manji ulazni napon (V VC).
Proračun dvotaktnog pojačala
Budući da nam je potreban odašiljač za pojačavanje snage, tada će početni podaci za izračunavanje odašiljača biti: impedancija opterećenja (RN), snaga opterećenja (P H). Da bi se smanjila nekonzistentnost izlaza i ulaznog signala, napon napajanja mora biti iznad 5 od amplitude izlaznog napona. Formule za izračunavanje stupnja pojačala:
Izlazni napon: U VIX = kvadratni korijen (2P N R N). Napon napajanja: U VH = Y E + 5. Izlazna struja: = E = U E /R N.
Snaga preuzeta iz izvora napajanja: P + + P - = 2 /Pi x V E /P H x Y K. Najveća snaga koja se troši na svakom od tranzistora: P 1 = P 2 = Y K 2 /P 2 P N.
Smanjenje izobličenja izlaznog napona
Dvotaktni odašiljač repetitora, čiji je princip opisan gore, može se dodatno poboljšati smanjenjem prijelaznog izobličenja izlaznog signala u njegovom krugu. Da bi se smanjilo izobličenje napona na izlazu kaskade, može se napajati tranzistori napona,prebacivanje izlazne karakteristike. Za prednaprezanje koriste se diode ili tranzistori, koji dovode signal do radne baze tranzistorskog repetitora.Dijagram pomoću dioda
Kod prijelaza emitera tranzistora T 1 i T 2 dolazi do pomaka zbog dioda D1 i D2, spojenih između baza tranzistora. Na ulaznom naponu jednakom nuli, tranzistori su aktivni. Kada je polaritet napona pozitivan, tranzistor T2 je zatvoren, a kod negativnog polariteta napona tranzistor T 1 je zatvoren. Pri nultom ulazu jedan od tranzistora je aktivan, tako da krug s diodama daje karakteristiku izlaznog signala vrlo blizu linearnom. Umjesto dioda, možete koristiti tranzistore s prijelazima s kolektorima.Pojačalo snage s dodatnim odašiljačima repetitora
Druga shema koja smanjuje izobličenje izlaznog signala, čiji ulaz uključuje dva tranzistora. U ovoj shemi, na ulazu su dva repetitora na tranzistoru, koji stvaraju naponsko odstupanje za prijelaz emitera dvaju izlaznih tranzistora. Značajan plus ovog uključivanja bit će povećan otpor na kaskadnom ulazu. Ulazni strujni odašiljač i bazne struje izlaznih tranzistora postavljaju prva dva otpornika. Druga dva otpornika uključena su u povratni krug za izlazne tranzistore. Ova mogućnost spajanja je pojačalo s međusobnim pojačanjem napona jedinice.Kompozitni tranzistori
Tranzistori su sada dostupni kao zasebniKaskada dvaju tranzistora u jednom slučaju (Darlingtonov krug). Koriste se u čipovima u pojačalima na diskretnim komponentama. Prilikom zamjene normalne tranzistorske komponente povećava se ulaz i smanjuje izlazna impedancija kruga.
