Основной усилитель

Мы надеемся, что вы получили достаточные знания о рабочей точке, ее стабильности и методах компенсации в предыдущей главе. Давайте теперь попытаемся понять фундаментальные понятия базовой схемы усилителя.

Электронный сигнал содержит некоторую информацию, которую нельзя использовать, если она не имеет надлежащей силы. Процесс увеличения силы сигнала называется усилением . Почти все электронное оборудование должно включать в себя некоторые средства для усиления сигналов. Мы находим применение усилителей в медицинских приборах, научном оборудовании, автоматике, военных инструментах, устройствах связи и даже в бытовой технике.

Усиление в практических приложениях осуществляется с использованием многоступенчатых усилителей. Ряд одноступенчатых усилителей каскадно образуют многоступенчатый усилитель. Давайте посмотрим, как построен одноступенчатый усилитель, который является основным для многоступенчатого усилителя.

Одноступенчатый транзисторный усилитель

Когда для усиления слабого сигнала используется только один транзистор со связанной схемой, схема называется одноступенчатым усилителем .

Анализ работы схемы одноступенчатого усилителя позволяет нам легко понять формирование и работу схем многоступенчатого усилителя. Одноступенчатый транзисторный усилитель имеет один транзистор, схему смещения и другие вспомогательные компоненты. Следующая схема показывает, как выглядит одноступенчатый транзисторный усилитель.

Когда слабый входной сигнал подается на базу транзистора, как показано на рисунке, протекает небольшое количество тока базы. Из-за действия транзистора в коллектор транзистора течет больший ток. (Поскольку ток коллектора в β раз больше базового тока, что означает I _C = βI _B ). Теперь, когда ток коллектора увеличивается, падение напряжения на резисторе R _C также увеличивается, который собирается как выход.

Следовательно, небольшой вход на базе усиливается как сигнал большей величины и силы на выходе коллектора. Следовательно, этот транзистор действует как усилитель.

Практическая схема транзисторного усилителя

Схема практического транзисторного усилителя, как показано ниже, представляет собой схему смещения делителя напряжения.

Различные известные элементы схемы и их функции описаны ниже.

Схема смещения

Резисторы R ₁ , R ₂ и R _E образуют цепь смещения и стабилизации, которая помогает установить правильную рабочую точку.

Входной конденсатор C _в

Этот конденсатор связывает входной сигнал с базой транзистора. Входной конденсатор C _in допускает сигнал переменного тока, но изолирует источник сигнала от R ₂ . Если этот конденсатор отсутствует, входной сигнал подается напрямую, что изменяет смещение на R ₂ .

Конденсатор связи C _C

Этот конденсатор присутствует в конце одной ступени и соединяет его с другой ступенью. Поскольку он соединяет две ступени, он называется конденсатором связи . Этот конденсатор блокирует постоянный ток одной ступени для входа в другую, но пропускает переменный ток. Следовательно это также называют блокирующим конденсатором .

Из-за наличия конденсатора связи C _C выходной сигнал через резистор R _L свободен от постоянного напряжения коллектора. Если этого нет, условия смещения следующей стадии будут радикально изменены из-за эффекта шунтирования R _C , так как он будет происходить параллельно с R ₂ следующей стадии.

Обходной конденсатор эмиттера C _E

Этот конденсатор используется параллельно эмиттерному резистору R _E. Усиленный сигнал переменного тока проходит через это. Если этого нет, этот сигнал будет проходить через R _E, что вызывает падение напряжения на R _E, которое обратится к входному сигналу, уменьшая выходное напряжение.

Нагрузочный резистор R _L

Сопротивление R _L, подключенное на выходе, называется нагрузочным резистором . Когда используется несколько ступеней, то R _L представляет входное сопротивление следующей ступени.

Различные цепные токи

Давайте пройдемся по различным цепным токам в полной цепи усилителя. Они уже упомянуты на рисунке выше.

Базовый ток

Когда в базовой цепи сигнал не подается, базовый ток I _B постоянного тока протекает из-за цепи смещения. Когда подается сигнал переменного тока, базовый ток переменного тока i _b также протекает. Поэтому при применении сигнала общий базовый ток i _B определяется как

$$i_B = I_B + i_b$$

Ток коллектора

Когда сигнал не подается, ток I _C коллектора постоянного тока протекает из-за цепи смещения. Когда подается сигнал переменного тока, ток i _c коллектора переменного тока также протекает. Следовательно, общий ток коллектора i _C определяется как

$$i_C = I_C + i_c$$

куда

$I_C = \ beta I_B$ = нулевой ток коллектора сигнала

$i_c = \ beta i_b$ = ток коллектора из-за сигнала

Ток эмиттера

Когда сигнал не подается, течет ток эмиттера I _E постоянного тока. При применении сигнала общий ток эмиттера i _E определяется как

$$i_E = I_E + i_e$$

Следует помнить, что

$$I_E = I_B + I_C$$

$$i_e = i_b + i_c$$

Поскольку базовый ток обычно невелик, следует отметить, что

$I_E \ cong I_C$ и $i_e \ cong i_c$

Это важные соображения для практической схемы транзисторного усилителя. Теперь дайте нам знать о классификации усилителей.