Lors du calcul des étages d'amplification sur des éléments semi-conducteurs, vous devez connaître beaucoup de théorie. Mais si vous voulez créer l'ULF le plus simple, il suffit de sélectionner des transistors pour le courant et le gain. C'est l'essentiel, vous devez encore décider dans quel mode l'amplificateur doit fonctionner. Cela dépend de l'endroit où vous prévoyez de l'utiliser. Après tout, vous pouvez amplifier non seulement le son, mais aussi le courant - une impulsion pour contrôler n'importe quel appareil.
Types d'amplificateurs
Lorsque les conceptions d'étages d'amplification sur transistors sont mises en œuvre, plusieurs problèmes importants doivent être résolus. Décidez immédiatement dans lequel des modes l'appareil fonctionnera:
- A est un amplificateur linéaire, il y a du courant à la sortie à tout moment pendant le fonctionnement.
- V - le courant ne circule que pendant le premier demi-cycle.
- C - avec une efficacité élevée, les distorsions non linéaires deviennent plus fortes.
- D et F - modes de fonctionnement des amplificateurs en mode "clé"(commutateur).
Circuits amplificateurs à transistors communs:
- Avec un courant fixe dans le circuit de base.
- Avec fixation de la tension dans la base.
- Stabilisation du circuit collecteur.
- Stabilisation du circuit émetteur.
- Type différentiel ULF.
- Amplificateurs de basse push-pull.
Pour comprendre le principe de fonctionnement de tous ces schémas, vous devez au moins examiner brièvement leurs caractéristiques.
Fixation du courant dans le circuit de base
C'est le circuit d'étage d'amplification le plus simple qui puisse être utilisé dans la pratique. Pour cette raison, il est largement utilisé par les radioamateurs novices - il ne sera pas difficile de répéter la conception. Les circuits de base et de collecteur du transistor sont alimentés à partir de la même source, ce qui est un avantage de la conception.
Mais cela a aussi des inconvénients - c'est une forte dépendance des paramètres non linéaires et linéaires de l'ULF sur:
- Alimentation.
- Degrés de dispersion des paramètres des éléments semi-conducteurs.
- Températures - lors du calcul de l'étage d'amplification, ce paramètre doit être pris en compte.
Il y a pas mal de défauts, ils ne permettent pas l'utilisation de tels appareils dans la technologie moderne.
Stabilisation de la tension de base
En mode A, les étages d'amplification sur transistors bipolaires peuvent fonctionner. Mais si vous fixez la tension sur la base, vous pouvez même utiliser des travailleurs sur le terrain. Seulement cela fixera la tension non pas de la base, mais de la grille (les noms des broches pour de tels transistors sont différents). dans le diagramme au lieu del'élément bipolaire est installé sur place, rien ne sera à refaire. Il vous suffit de choisir la résistance des résistances.
De telles cascades ne diffèrent pas par leur stabilité, ses principaux paramètres sont violés pendant le fonctionnement, et très fortement. En raison des paramètres extrêmement pauvres, un tel schéma n'est pas utilisé; à la place, il est préférable d'utiliser des conceptions avec stabilisation des circuits de collecteur ou d'émetteur dans la pratique.
Stabilisation du circuit collecteur
Lors de l'utilisation de circuits d'étages amplificateurs sur des transistors bipolaires avec stabilisation du circuit collecteur, il s'avère conserver environ la moitié de la tension d'alimentation à sa sortie. De plus, cela se produit dans une gamme relativement large de tensions d'alimentation. Ceci est fait en raison du fait qu'il y a une rétroaction négative.
De telles cascades sont largement utilisées dans les amplificateurs haute fréquence - UFC, IF, dispositifs tampons, synthétiseurs. De tels circuits sont utilisés dans les récepteurs radio hétérodynes, les émetteurs (y compris les téléphones mobiles). Le champ d'application de ces régimes est très vaste. Bien sûr, dans les appareils mobiles, le circuit n'est pas implémenté sur un transistor, mais sur un élément composite - un petit cristal de silicium remplace un énorme circuit.
Stabilisation de l'émetteur
Ces circuits peuvent souvent être trouvés, car ils présentent des avantages évidents - une grande stabilité des caractéristiques (par rapport à tous ceux décrits ci-dessus). La raison en est la très grande profondeur de rétroaction de courant (CC).
Amplifierles cascades sur transistors bipolaires, réalisées avec stabilisation du circuit émetteur, sont utilisées dans les récepteurs radio, les émetteurs, les microcircuits pour augmenter les paramètres des appareils.
Appareils d'amplification différentielle
L'étage d'amplification différentielle est utilisé assez souvent, ces appareils ont un très haut degré d'immunité aux interférences. Pour alimenter de tels appareils, vous pouvez utiliser des sources basse tension - cela vous permet de réduire la taille. Un diff-amplificateur est obtenu en connectant les émetteurs de deux éléments semi-conducteurs à la même résistance. Le circuit d'amplificateur différentiel "classique" est illustré dans la figure ci-dessous.
De telles cascades sont très souvent utilisées dans les circuits intégrés, les amplificateurs opérationnels, les amplificateurs, les récepteurs FM, les voies radio de téléphonie mobile, les mélangeurs de fréquences.
Amplificateurs push-pull
Les amplificateurs push-pull peuvent fonctionner dans presque tous les modes, mais on utilise le plus souvent B. La raison en est que ces étages sont installés exclusivement aux sorties des appareils, et là, il est nécessaire d'augmenter l'efficacité afin d'assurer un haut niveau d'efficacité. Il est possible d'implémenter un circuit amplificateur push-pull à la fois sur des transistors semi-conducteurs avec le même type de conductivité, et avec des conductivités différentes. Le circuit "classique" d'un amplificateur à transistor push-pull est illustré dans la figure ci-dessous.
Quel que soit le mode de fonctionnement de l'étage amplificateur, il s'avère réduire significativementle nombre d'harmoniques pairs dans le signal d'entrée. C'est la principale raison de l'utilisation généralisée d'un tel système. Les amplificateurs push-pull sont souvent utilisés dans les CMOS et autres composants numériques.
Schéma avec une base commune
Ce circuit de commutation à transistor est relativement commun, c'est un circuit à quatre bornes - deux entrées et le même nombre de sorties. De plus, une entrée est aussi une sortie, elle est reliée à la borne « base » du transistor. Une sortie de la source du signal et une charge (par exemple, un haut-parleur) y sont connectées.
Pour alimenter une cascade avec une base commune, vous pouvez utiliser:
- Schéma de fixation du courant de base.
- Stabilisation de tension de base.
- Stabilisation du collecteur.
- Stabilisation de l'émetteur.
Une caractéristique des circuits avec une base commune est une valeur très faible de la résistance d'entrée. Elle est égale à la résistance de la jonction d'émetteur de l'élément semi-conducteur.
Circuit collecteur commun
Les constructions de ce type sont également utilisées assez souvent, il s'agit d'un réseau à quatre bornes, qui a deux entrées et le même nombre de sorties. Il existe de nombreuses similitudes avec le circuit amplificateur à base commune. Seulement dans ce cas, le collecteur est un point de connexion commun pour la source de signal et la charge. Parmi les avantages d'un tel circuit, on peut citer sa résistance d'entrée élevée. Pour cette raison, il est souvent utilisé dans les amplificateurs de basse.
Pour alimenter le transistor, il faututiliser la stabilisation actuelle. La stabilisation de l'émetteur et du collecteur est idéale pour cela. Il convient de noter qu'un tel circuit ne peut pas inverser le signal entrant, n'amplifie pas la tension, c'est pourquoi il est appelé "émetteur suiveur". De tels circuits ont une très grande stabilité des paramètres, la profondeur de la rétroaction CC (rétroaction) est de près de 100 %.
Émetteur commun
Les étages d'amplification avec un émetteur commun ont un gain très élevé. C'est avec l'utilisation de telles solutions de circuit que sont construits des amplificateurs haute fréquence, utilisés dans la technologie moderne - GSM, systèmes GPS, dans les réseaux Wi-Fi sans fil. Un quadripôle (cascade) a deux entrées et le même nombre de sorties. De plus, l'émetteur est connecté simultanément à une sortie de la charge et à la source de signal. Pour alimenter des cascades avec un émetteur commun, il est souhaitable d'utiliser des sources bipolaires. Mais si cela n'est pas possible, l'utilisation de sources unipolaires est autorisée, mais il est peu probable qu'elle atteigne une puissance élevée.
