Zgodovina tranzistorjev se začne v sredini 20. stoletja, ko so leta 1956 tri ameriške fizike - D. Burdin, U. Brathein, V. Shockley, so prejeli Nobelovo nagrado "Za študij polprevodnikov in odkritje tranzistorskega učinka." Radijsko inženirstvo, ki začne delovati na svojem področju, je včasih težko razumeti elektronska vezja in imenovanje ene ali drugih sestavnih delov. V zvezi s tem so nekateri razvojni dosežki - načrti priključitve tranzistorjev in drugih elementov z določenimi lastnostmi, iz katerih je mogoče sestaviti različne naprave, so že izdelani. Eden od takih "opeke" v gradnji elektronskih vezij je oddajnik v tranzistorju.

Tranzistorski priključni krogi

Obstajajo tri vrste vključevanja bipolarnih tranzistorjev - s skupno bazo (ABP), s skupnim oddajnikom (OE) in skupnim kolektorjem (OC). Najpogostejša povezava (OE), saj daje velik dobiček na napetost in tok. Ena od značilnosti takšne povezave je obračanje vhodne napetosti za 180 °. Pomanjkljivost povezave je majhen vhod (stotine ohmov) in velika moč (desetine ohmov) upora.

Ko je vhodna napetost uporabljena, se tranzistor odpre in tok prehaja skozi bazo do oddajnika, pri čemer se kolektorski tok povečuje. Tok oddajnika se sešteje s tokom baznega in kolektorskega toka: I E = I B + I K
V kolektorskem vezju na uporu je napetost, ki je veliko večja od vhodnega signala, kar vodi do povečanja izhodne močinapetost in s tem tudi jakost toka. Aktivacija tranzistorja po shemi (ABD) daje napetostni dobiček in omogoča delo s širšim frekvenčnim območjem kot vezje z (EO), zato se pogosto uporablja na antenskih ojačevalnikih. Ta shema omogoča polno uporabo zmožnosti tranzistorja, da ojača visoko frekvenco signala (frekvenčne značilnosti). Višja je frekvenca ojačanega signala, manjša je napetost. Ta kaskada ima majhno vhodno in izhodno impedanco.

Vključitev tranzistorja z (OK) omogoča povečanje toka in se pogosto uporablja kot spojnik med visokonapetostnim napajanjem in nizko napetostjo. Tudi ta vključitev se lahko uporabi pri usklajevanju različnih kaskadnih vezij, ne spreminja polarnosti vhodnega signala.

Splošni pojmi o repetitorju

Oddajnik signala - je ojačevalnik tokovnega signala, v katerem je vklopljen tranzistor (OK). Dobitek signala z napetostjo je praktično enak eni, napetost oddajnika pa je en vhodni signal, tako da se tokokrog imenuje oddajnik ponovitve. Načelo delovanja naprave bomo obravnavali spodaj. Kljub dejstvu, da ima oddajnik oddajnega koeficienta napetostne enote, ga lahko pripišemo razredu ojačevalnikov, ker daje ojačanje toka in s tem močjo: In E = (? +1) x I B, kjer I E - tok oddajnika in B - tok osnovne enote. Z majhnim uporom napajalnika se zbiralnik tranzistorja poveže s skupnim vodilom in uporom, iz kateregaodstranitev izhodne napetosti, ki je priključena na vezje oddajnika. Priključitev vhoda in izhoda na zunanje kroge se izvaja s kondenzatorji C 1 in C 2. Z majhnim povišanjem napetosti, dobitek toka doseže svoj vrh v kratkem stiku sponk na izhodu.

Načelo delovanja

Obremenitev kaskadnega vezja repetitorja je upor na oddajniku RE. Vhodni signal vstopa skozi prvi kondenzator C 1, izhodni izhodni signal pa poteka skozi drugi kondenzator C2. Oddajnik napetosti je zelo majhen in ima veliko izhodno impedanco. Pri izmeničnem toku, ko polovični val pozitivne napetostne spremenljivke prehaja skozi tranzistor tipa n-p-tipa, se odpira močneje in se poveča tok, z negativnim pol valom - nasprotno. Posledično ima izhodna izmenična napetost enako fazo z vhodom in je povratna napetost. Izhodna napetost je usmerjena proti vhodu in se vklopi zaporedno, tako da emiter ponovilnika uporablja konsistentno negativno povratno zvezo. Izhodna napetost je manjša od vhoda na majhno vrednost (napetostna baza - oddajnik je okoli 06 V).

Kako izračunati shemo

Začetni podatki za izračun repetitorja oddajnika so kolektorski tok (I TO) in napajalna napetost (V V):

Napetost oddajnika (E) mora ustrezati: E = 05 x V (za zagotavljanje izhodna napetost maksimalno nihanje).

Zdaj morate izračunati odpornostupor na oddajniku: Р Е = У Е /І К.

Izračun upornosti uporovnega delilnika: P 1 -P 2 (izberite upor tako, da je tok na delilniku približno 10-krat manjši od toka na dnu): D = 01 x I Do /? - koeficient dobička nad tokom tranzistorja. Upor P1 + P2 = V VX /I D.

Izračunamo napetost podlage na zemlji: B = Y E + 07.

Posebne značilnosti

Oddajnik ima zanimivo lastnost - kolektorski tok je odvisen le od upornosti obremenitve in vhodne napetosti, in parametri tranzistorja nimajo pomembne vloge. Takšna vezja občutijo 100% povratno napetost. Ne morete se bojijo, da gorijo tranzistor, hranjenje na napajanje brez omejevalnega upora. Delo oddajnika je odvisno od visokega vhodnega upora, s katerim lahko povežete vir signala z velikim kompleksnim uporom (na primer, sprejemnik na radiu). Ojačevalnik moči

Zelo pogosto se oddajnik uporablja kot ojačevalnik moči v izhodnih stopnjah ojačevalnikov. Glavna naloga takih vozlišč je prenos določene moči na obremenitev. Najpomembnejši parameter, ki je vključen v izračune ojačevalnika moči, je pridobitev moči, popačenje prenosa signala in učinkovitost (povečanje je potrebno zaradi porabe večine moči napajanja z izhodnim ojačevalnikom). Povečanje napetosti ni glavni parameter in je običajno blizu ene.
To se zgodiveč načinov delovanja ojačevalne faze, odvisno od iskanja delovne točke na diagramih karakteristik in s tem različne učinkovitosti in značilnosti izhodnega signala.

Načini delovanja

V primeru delovanja oddajnika ponovitvenega stanja se bo povezava zbiralnika premaknila nazaj in način delovanja bo odvisen od prehoda oddajnika:

V prvem primeru se pojavnost oddajnega stika pojavlja tako, da tranzistor ne vstopa enakomerno in repetitor deluje na premici grafične karakteristike prenosa (napetosti U in U E sta enaka). Maksimalna napetost izhodnega signala je manjša od vhodne napetosti. Učinkovitost je enaka razmerju moči, ki vstopa v obremenitev z energijo iz vira napajanja, in doseže največjo vrednost (25%) pri najvišji amplitudi izhodne napetosti. Da bi se izognili neskladnostim med izhodom in vhodnim signalom, je treba zmanjšati amplitudo izhodne napetosti, zaradi učinkovitosti. Nizek izkoristek v tem načinu delovanja repetitorja je posledica neodvisnosti toka, ki potuje skozi tranzistor, od napajalne napetosti in porabljene energije iz napajalnika je konstantna vrednost. V odsotnosti vhodnega signala je moč, ki jo tranzistor razprši, največja. Zato se v tem načinu odjemalec ne uporablja kot ojačevalnik moči, temveč kot oddajnik ne-popačenega signala.

Še en način delovanja ojačevalne faze, v kateri je odmik oddajnikavodi delovno točko tranzistorja do roba vezja. Če sprejmemo napetost oddajnika (Y = 0) in vhodnega signala ne prejmemo, se prehod oddajnika premakne nazaj in tranzistor je v zaprtem stanju. Posledično se zmanjša poraba energije. Pri prehodu skozi pozitivno napajalno napetost se tranzistor odklene (odpre se oddajno-oddajni oddajnik), negativ pa zapre (izhodni signal ni na voljo). Drugi primer ojačevalne stopnje rešuje problem povečanja učinkovitosti ojačevalnika, ker v tranzistorju ni toka, če ni napajalne napetosti. Vendar pa obstaja pomanjkljivost - močno izkrivljanje izhodnega signala.

Dvotaktni sistem

Dvotaktni oddajnik omogoča ojačitev toka v pozitivnem in negativnem območju. Lahko uporabite dopolnilni oddajnik oddajnika, da dobite nepolarni izhodni signal. V bistvu je dvotaktni krog dva repetitorja, od katerih vsak poveča signal v plus ali minus pol valu. Shema je sestavljena iz dveh tipov bipolarnih tranzistorjev (s pp-p in p-pp-prehodi).

Načelo dopolnilne sheme

Če je vhodna moč odsotna, se oba tranzistorja izklopita zaradi pomanjkanja napetosti na prehodih oddajnika. Ko preide polavojska pozitivna polarnost, se tranzistor p-p-n odpre, analogno, prehod negativnega pol vala povzroči odpiranje p-p-r - tranzistorja. Močan oddajnik ima izračun učinkovitosti (DOP = PIC /4X Y /A)K), kjer je Vx amplituda izhodnega signala; V D0 - napetost na stičišču zbiralnika. Iz formule je razvidno, da se poveča z naraščajočo amplitudo v VIC in postane maksimalna, z VIC = V K (K0 = P1 /4 = 0785). To kaže, da ima oddajnik v dopolnilnem tokokrogu bistveno večjo učinkovitost kot običajni repetitor. Lastnost te sheme je velika (prehodna) nelinearna popačenja. Se kažejo v večji meri, manjša je vhodna napetost (V VC).

Izračun dvotaktnega ojačevalnika

Ker potrebujemo oddajnik za ojačevalnik moči, bodo začetni podatki za izračun emiterskega ponovilnika: impedanca obremenitve (RN), moč obremenitve (P H). Za zmanjšanje neskladnosti izhodnega in vhodnega signala mora biti napajalna napetost nad amplitudo izhodne napetosti nad 5. Formule za izračun stopnje ojačevalnika:

Izhodna napetost: V VIX = kvadratni koren (2P N R N).

Napetost napajanja: V VH = Y E + 5.

Izhodni tok: І Е = У Е /Р N.

Moč, vzeta iz vira energije: P + + P - = 2 /Pi x V E /P H x Y K.

Največja moč, ki se izgubi na vsakem od tranzistorjev: P 1 = P 2 = Y K 2 /P 2 P N.

Zmanjšanje izkrivljanja izhodne napetosti

Dvotaktni oddajnik, ki je opisan zgoraj, se lahko nadalje izboljša z zmanjšanjem prehodnega popačenja izhodnega signala v njegovem tokokrogu. Za zmanjšanje izkrivljanja napetosti na izhodu kaskade se lahko napaja bazna napetostna tranzistorja,premik izhodne karakteristike. Pri nagibanju se uporabljajo diode ali tranzistorji, ki napajajo signal v delovno bazo tranzistorskega repetitorja.

Diagram z uporabo diod

Pri oddajnih prehodih tranzistorjev T 1 in T 2 pride do premika zaradi diode D1 in D2, ki sta povezana med bazami tranzistorjev. Pri vhodni napetosti, ki je enaka nič, so tranzistorji aktivni. Ko je polarnost napetosti pozitivna, je tranzistor T 2 zaprt, pri negativni napetosti pa je tranzistor T 1 zaprt. Pri ničelnem vhodu je eden od tranzistorjev aktiven, zato vezje z diodami daje značilnost izhodnega signala zelo blizu linearnemu. Namesto diod lahko uporabite tranzistorje s prehodi shunty kolektorja.

Močnostni ojačevalnik z dodatnimi oddajnimi oddajniki

Druga shema, ki zmanjšuje popačenje izhodnega signala, katerega vhod vključuje dva tranzistorja. ​​V tej shemi so na vhodu dva repetitorja na tranzistorju, ki ustvarjata napetostno odstopanje za emiterske prehode dveh izhodnih tranzistorjev. Pomemben plus te vključitve bo povečan upor na kaskadnem vhodu. Vhodni tok in izhodni tok izhodnih tranzistorjev oddajajo tok, nastavite prva dva upora. Druga dva upora sta vključena v povratni tok za izhodne tranzistorje. Ta možnost priključitve je vmesnik z ojačevanjem napetosti enote.

Kompozitni tranzistorji

Transistorji so zdaj na voljo kot ločeniKaskada dveh tranzistorjev v enem primeru (vezje Darlington). Uporabljajo se v čipih v ojačevalnikih na diskretnih komponentah. Pri zamenjavi normalne tranzistorske komponente se poveča vhodni in zmanjša izhodna impedanca vezja.