אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל חישוב מגברי טרנזיסטורים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל טרנזיסטורים, ברגע שהופיעו, זכו במהרה למקום דומיננטי בטכנולוגיית ההגברה, ויש לכך כמה סיבות. לטרנזיסטורים אין נימה, מה שאומר שהם לא דורשים כוח כדי לחמם אותו, הם עובדים היטב במתח אספקה נמוך, הם מתאימים היטב לעומסים בעלי התנגדות נמוכה (לדוגמה, ראשי רמקולים דינמיים), הם עמידים ואמינים . בניגוד לשפופרות, המאפיינים של טרנזיסטורים אינם ליניאריים בעליל, ובמגברים יש להפחית אותם באמצעים נוספים, למשל, על ידי הכנסת משוב שלילי (NFB). הבה נתעכב על החישוב של קצת יותר מורכב, אבל מצד שני, מגבר כוח תדר השמע הנפוץ ביותר - UMZCH (איור 51). כל הטרנזיסטורים המשמשים במגבר הם סיליקון. בטרנזיסטורים VT1 ו-VT2, שלב הקלט מורכב על פי מעגל דיפרנציאלי. הוא מגיב רק להפרש המתח המופעל על הכניסות הלא-הופכות וההפוכות. ההבדל הזה, בהתאם לקוטביות, סוגר אחד ופותח את הטרנזיסטור השני. העומס R1 כלול במעגל האספנים של הטרנזיסטור VT1, אך חלק מזרם האספן שלו נשלח למעגל הבסיס של הטרנזיסטור של השלב הסופי VT3, ומספק לו הטיה ואות. השלב הסופי מורכב על טרנזיסטורים VT4 ו-VT5 לפי מעגל push-pull עם חיבור סדרתי של טרנזיסטורים. הם פועלים במצב AB או אפילו B, בהתאם להטיה שנוצרת על ידי הדיודות VD1 ו-VD2. המגבר נטען על הראש הדינמי BA1, המופעל ללא קבל בידוד, שכן במצב מנוחה המתח ביציאת המגבר הוא כמעט אפסי. המגבר מופעל על ידי מקור דו-קוטבי (איור 52) עם אותם מתחי מוצא. מעגלי המגבר ואספקת החשמל פשוטים ביותר, אך עם זאת, העיצוב המורכב עליהם יעיל למדי ויכול לספק פרמטרים טובים. שיפורים נוספים מסתכמים בהתקנת מחוללי זרם טרנזיסטורים במקום נגדים, מייצבי מתח במקור הכוח, הפעלת עוקבי פולטים בין שלבים בודדים - וריאציות בנושא זה הן אינסופיות, והמתעניינים במעגלי UMZCH ילמדו אותם בעצמם, לפי מידע אחר. פרסומים. נמשיך לחישוב המעגל הפשוט ביותר. המגבר (איור 51) הוא לא יותר ממגבר תפעולי (op-amp) בצורתו הפשוטה ביותר. ל-Op-amps יש מספר יתרונות שהבטיחו את היישום האוניברסלי והרחב ביותר שלהם. התנגדות הכניסה וההגבר של מגבר הפעלה אידיאלי הם אינסופיים, התנגדות הפלט היא אפס. מגבר הפעלה אידיאלי מגיב רק להפרש המתח בכניסות שלו. משמעות הדבר היא ששינוי מתח סימולטני (מצב נפוץ) בכניסות אינו מביא לאות מוצא. מגבר ההפעלה שלנו רחוק מלהיות אידיאלי: עכבת הכניסה שלו היא עשרות קילואוהם, ההגברה שלו היא כמה אלפים, ודיכוי אות הכניסה המשותף אינו עולה על 20...40 dB. עם זאת, הוא נדלק ופועל באותו אופן כמו מגבר הפעלה אידיאלי (איור 53). אות הקלט מוזן דרך קבל הניתוק C4 לכניסה הבלתי מתהפכת DA1 (מה שנמצא במשולש מתאים למעגל באיור 51, אבל זה יכול להיות גם מגברים הפעלה אחרים עם יציאה חזקה, למשל, K157UD1 , K174UN11 וכו'). הנגד R4 קובע את פוטנציאל האפס בכניסה. ללא משוב שלילי, שמפחית את ההגבר ובו בזמן עיוות לא ליניארי, כמו גם הרחבת רצועת התדרים המוגברים, המגבר ה-Op לא יכול לעבוד. OOS מוזן מהיציאה של המגבר לכניסת ההיפוך דרך הנגד R6. בזרם ישר ובתדרים נמוכים יותר, שרשרת C5R5 אינה ממלאת שום תפקיד, ולכן עומק המשוב הוא 100%. המשמעות היא שגם הפוטנציאלים במוצא ובכניסה ההפוכה הם אפס. ואכן, הסטייה הקטנה ביותר של פוטנציאל המוצא, למשל, בכיוון חיובי, תועבר לכניסת ההיפוך דרך הנגד R6, מוגברת ותוביל לירידה בפוטנציאל המוצא, תוך פיצוי על הסטייה הראשונית. זה עניין אחר לזרם חילופין 3H - המחלק R6R5 פועל במעגל OOS, ורק חלק ממתח היציאה לסירוגין השווה ל-UvyxR5 / (R5 + R6) מועבר לכניסה ההפוכה. המתחים בכניסות כמעט שווים (לא נשכח שההגבר של מגבר ההפעלה הוא באלפים), אז הנוסחה להגבר תהיה: K = Uvyx/UBX=1 + R6/R5. התגובה של הקבל בתדר פס המעבר התחתון של המגבר fH חייבת להיות קטנה מההתנגדות של הנגד R5, כך C5≥ 1/2πfHR5. כדי להשלים את החישוב של רכיבי המעגל באיור. 53, נותר לנו לבחור את ההתנגדויות של הנגדים R4 ו-R6. רצוי לקחת אותם אותו דבר, ואז אותם זרמי כניסה של המגבר המבצעי, העוברים דרך נגדים אלו, יגרמו גם הם לאותן נפילות מתח. הפרש המתח בכניסות יישאר אפס. עם זאת, נפילות מתח אלו לא צריכות להיות גדולות, סביר להגביל אותן ל-50 ... 100 mV. לָכֵן, R4 = R6 = (0,05...0,1 )/iin. לדוגמה, עם iin = 1 μA, ההתנגדויות של הנגדים שוות ל-50 ... 100 kOhm. הבה נמשיך כעת לחישוב האלמנטים הפנימיים של מערכת ההפעלה (ראה איור 51). הזרם של טרנזיסטורי הכניסה VT1 ו-VT2 (זה אותו הדבר) הוא i1 = i2 h21e כאשר h21e הוא מקדם העברת הזרם הסטטי של טרנזיסטורי הכניסה במעגל עם פולט משותף (הוא גם צריך להיות זהה אם אפשר). הזרם הכולל של הטרנזיסטורים עובר דרך הנגד R2, ומפל המתח עליו צריך להיות 0,5 V (מתח סף לפתיחת טרנזיסטורים) פחות ממתח אספקת החשמל En. מכאן R2 = (En-0,5)/2i1 כאשר h21e = 100 ו-iin = 1 μA, הזרם של כל טרנזיסטור כניסה יהיה 0,1 mA, וההתנגדות של הנגד R2 ב-En = 6 V היא 27 kOhm. זרם i אמור ליצור מפל מתח על הנגד R1 המספיק לפתיחת טרנזיסטור VT3, כלומר. לא פחות מ-0,5 V. לכן, ההתנגדות של הנגד R1 צריכה להיות R1 =0,5/i1 בדוגמה שלנו, R1 = 5 kOhm. אם תבחר יותר ממנו, אז חלק משמעותי מהזרם i יופנה לבסיס הטרנזיסטור של השלב הסופי VT3. ניתן לאפשר זאת בתנאי כאשר i3 הוא זרם האספן של הטרנזיסטור VT3; h21ЭЗ - מקדם ההעברה הנוכחי שלו. ה-i3 הנוכחי ייקבע בחישוב נוסף. אז אתה יכול להמשיך לחישוב השלבים הטרום-טרמינליים והטרמינליים, ועדיף להתחיל עם האחרון, מכיוון שהמצב של הראשון נקבע על ידו במידה רבה. כאן אנו צריכים את מאפייני האספן של טרנזיסטורי פלט חזקים, המוצגים באיור. 54 וניתן בספרי עיון. ההנחה היא שלטרנזיסטורים VT4 ו-VT5 יש את אותם מאפיינים, שונים רק במבנה. זוגות דומים של טרנזיסטורים משלימים מיוצרים על ידי התעשייה (דוגמאות: KT315 ו-KT361, KT815 ו-KT814, KT819 ו-KT818 עם מדדי אותיות שונים). המאפיינים מראים את התלות של זרם הקולט במתח המיידי על הקולט בזרמי בסיס שונים. הקווים המקווקוים בגרף מציגים את שטח המצבים המותרים של מעגל האספנים: מלמעלה הוא מוגבל על ידי זרם האספן המרבי, מימין - על ידי מתח האספן המרבי המותר, בחלק האמצעי - על ידי כוח פיזור מקסימלי מותר של הטרנזיסטור, מחושב כמכפלת זרם ומתח האספן. אסור לקו העומס לחצות את גבולות המצבים המותרים בשום מקום. כפי שכבר הוזכר, הטרנזיסטורים VT4 ו-VT5 פועלים במצב קרוב לדרגה B. המשמעות היא שבהיעדר אות, המתח על פני הטרנזיסטור שווה ל-Ep, והזרם קרוב לאפס (הצד הימני של הטרנזיסטור). קו הטעינה). בחצי הגל החיובי של האות, הטרנזיסטור העליון (VT4) נפתח במעגל, בחצי הגל השלילי, התחתון (VT5). מכיוון שהתהליכים הם סימטריים לחלוטין, שקול את פעולת הטרנזיסטור העליון. עם פתיחתו, זרם הקולט עולה, ומתח הקולט-פולט יורד, מכיוון שחצי גל חיובי של מתח משתחרר על העומס - ראש BA1. נעים לאורך הקו הישר של העומס שמאלה ומעלה, אנו קובעים ik max ו-Uk min המוצגים באיור. 54. אם אין מאפיינים, אז הזרם ik max נלקח מעט פחות מזרם האספן המקסימלי המותר, ו-Uk min פירושו מתח הרוויה של הקולט-מפיץ (נפילת מתח על פני הטרנזיסטור כשהוא פתוח לחלוטין). ידיעת שני הפרמטרים האחרונים מאפשרת לך לחשב את תפוקת ההספק על ידי המגבר. ואכן, הטווח (משרעת) של מתח ה-AC של ה-AF בעומס יהיה En - Uk min, ומשרעת הנוכחית - ik max. כוח יהיה P \u2d (En - Uk min) ik max / XNUMX. בפועל, לעתים קרובות הם מתחילים את החישוב - לאחר שנתנו את הספק המוצא, הם קובעים את מתח האספקה En ובוחרים את סוג הטרנזיסטורי המוצא המספקים את הזרם המקסימלי הנדרש ומתואמים מבחינת הפרמטרים המרביים המותרים (איור. 54). כמו כן, יש לזכור שמתח האספן של טרנזיסטור סגור יכול להגיע לכמעט 2En - הערך המקסימלי המותר של מתח הקולטור-מפיץ של הטרנזיסטורים שנבחרו חייב להיות לפחות 2En. הכרת מקדם העברת הזרם (במצב אות גדול) של טרנזיסטורי המוצא h21e4 ו-h21e5 (שוב, רצוי שהם יהיו זהים), זרם הבסיס המרבי נמצא ib4 = ik max/h21e4 זרם הקולטור של השלב הקדם-טרמינלי (זכור שבניגוד לטרנזיסטורי המוצא, הוא פועל בכיתה A) חייב להיות גדול משמעותית מ- ib4. כאן מתגלים החסרונות של התכנית הפשוטה ביותר (ראה איור 51). העובדה היא שבחצי הגל החיובי של האות, הטרנזיסטור VT3 נפתח והזרם הגובר שלו פותח את טרנזיסטור המוצא VT4. התהליכים האלה הולכים מספיק טוב. אבל על חצי הגל השלילי של האות, הטרנזיסטור VT5 אמור להיפתח, וזרם הבסיס המרבי שלו נקבע על ידי הנגד R3, והמתח על הנגד הזה בשיא חצי הגל השלילי הוא אפילו פחות מ-Uk min. ! לכן יש צורך להגדיר זרם אספן גדול של השלב הקדם-טרמינלי i3 פי 10 ... .20 יותר מאשר ib4, ולחשב את ההתנגדות של הנגד R3 לפי הנוסחה R3 = En/i3. כמובן שזה לא משתלם - אתה צריך לשים טרנזיסטור חזק למדי בשלב הסופי, והיעילות של המגבר כולו מופחתת. האמצעים הבאים מתקנים את המצב: הגדלת מקדם העברת הזרם של טרנזיסטורי המוצא (התקנת טרנזיסטורים מרוכבים, שניים או לפחות אחד במקום VT5), שימוש במחולל זרם טרנזיסטור במקום הנגד R3, הפעלת "הגברת המתח" . במקרה האחרון, הנגד R3 מורכב משני נגדים המחוברים בסדרה, ונקודת האמצע שלהם מחוברת דרך קבל גדול ליציאה של המגבר. המשוב החיובי המקומי שנוצר תורם לפתיחה טובה יותר של הטרנזיסטור VT5. החלק האחרון של המגבר שלא נלקח בחשבון הוא הקבל C1, המתקן את תגובת התדר באזור התדר הגבוה יותר. הקיבול שלו הוא בדרך כלל קטן - עשרות פיקופרדים. זה יידון ביתר פירוט בחלק הבא. שאלה לבדיקה עצמית. חשב UMZCH עם הפרמטרים הבאים, מתח כניסה - 0,1 וולט, מתח אספקה - ± 6,3 וולט, התנגדות עומס - 4 אוהם, תגובת תדר - 50 הרץ ... 12,5 קילוהרץ. בחר את סוג הטרנזיסטורים. קבע את הספק המוצא המרבי בגל סינוס. תשובה. נתחיל עם האחרון - בואו נחשב את שלב התפוקה במצב הספק המקסימלי. הנחת המתח השיורי על הקולט של טרנזיסטור הפלט הפתוח Uקמין = 0,3 V, נקבל את המשרעת של הרכיב המשתנה של ה-RF במוצא Um = 6 V. אז הערך המרבי של הזרם דרך הטרנזיסטור יהיה lm=Um/RH \u6d 4 V / 1,5 Ohm - \uXNUMXd XNUMX A. הספק המוצא על אות סינוסואיד יהיה P \uXNUMXd \uXNUMXd UmIm/2 = 4,5 וואט. הערך הממוצע של זרם פולסי הקוסינוס דרך טרנזיסטורי המוצא הוא 0,32 ליטרm (0,32 הוא גורם האפס של פירוק הדופק לרכיבים הרמוניים). אז ל0 = 0,32 ליטרm \u0,5d XNUMX A. כאן עלינו להוסיף עוד זרם שקט Ipok טרנזיסטורי פלט בסדר גודל של 0,05 A. כעת אנו מוצאים את הכוח הנצרך על ידי המגבר P0 = 2En(I0 + אניpok)= 7 ואט. כפי שאתה יכול לראות, היעילות של המגבר במצב הספק מקסימלי תהיה רק R/R0 = 4,5 ואט / 7 ואט = 0,64 או 64%. בהספקים נמוכים יותר, היעילות תהיה נמוכה עוד יותר. כל אחד מהטרנזיסטורים במוצא יפזר כוח (P0 - P) / 2 \u1,25d 816 W. בחירה טובה של טרנזיסטורים היא זוג משלים של KT817, KTXNUMX (עם כל מדדי אותיות). הפרמטרים שלהם עומדים בתנאים שלנו בהפרש משמעותי. רווח המתח של השלבים המוקדמים צריך להיות לפחות 6,3 V/0,1 V = 63. שלב טרנזיסטור אחד, בהינתן העומס על עכבת הכניסה הנמוכה של טרנזיסטורי הספק, לא יספק הגברה כזו, ולכן, לפחות שני שלבים הם נָחוּץ. התרשימים באיור. 51-53. ההגברה העודפת מונחת על ידי הכנסת OOS (איור 53) עם יחס התנגדות R6 / R5 של כ 60 ... 70. מחבר: V.Polyakov, מוסקבה ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: מכונה לדילול פרחים בגנים
02.05.2024 מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם
02.05.2024 מלכודת אוויר לחרקים
01.05.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ אמא מעשנת פוגעת בילד שטרם נולד ▪ מיני תחנת כוח לטעינת גאדג'טים ▪ מכשיר לביש המגיב למחשבות אנושיות עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של האתר עבור חובב הרדיו. בחירת מאמרים ▪ מאמר האלים שפטו אחרת. ביטוי פופולרי ▪ כיצד נוצרה ארצות הברית של אמריקה? תשובה מפורטת ▪ המאמר של ויסנאג. אגדות, טיפוח, שיטות יישום ▪ מאמר מערכת אבטחה של אובייקטים מרוחקים עם חיווי דיגיטלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר קריאת מחשבות בצוענית. פוקוס סוד כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |