amplificateur à transistor

L'amplificateur est un circuit qui est utilisé pour amplifier un signal. Le signal d'entrée à un amplificateur sera un courant ou en tension et la sortie sera une version amplifiée du signal d'entrée.
Un circuit amplificateur qui est purement basé sur un transistor ou des transistors est appelé un amplificateur à transistor. Amplificateurs transistors sont couramment utilisés dans des applications comme RF (radio fréquence), l'audio, l'OFC (communication par fibre optique), etc Quoi qu'il en soit l'application la plus commune que nous voyons dans notre vie quotidienne est l'utilisation du transistor comme un amplificateur audio. Comme vous le savez, il ya trois configurations transistor qui sont utilisés couramment à savoir de base communs (CB), collecteur commun (CC) et émetteur commun (EC). En configuration de base commun a un gain inférieur à l'unité et la configuration du collecteur commun (émetteur suiveur) a un gain à peu près égale à l'unité). Émetteur suiveur commune a un gain qui est positif et supérieur à l'unité. Ainsi, la configuration émetteur commun est le plus couramment utilisé dans les applications de l'amplificateur audio.
Un amplificateur à transistor bonne doit avoir les paramètres suivants; haute impédance d'entrée, la largeur de bande élevée, un gain élevé, vitesse de balayage élevée, haute linéarité, rendement élevé, une haute stabilité etc Les paramètres donnés ci-dessus sont expliqués dans la section suivante.Impédance d'entrée: impédance d'entrée est l'impédance vue par la source de tension d'entrée quand il est connecté à l'entrée de l'amplificateur à transistor. Afin d'éviter le circuit amplificateur à transistor de chargement de la source de tension d'entrée, le circuit amplificateur à transistor doit avoir une impédance d'entrée élevée.


Bande passante.
La gamme de fréquence que d'un amplificateur peut amplifier correctement est appelé la bande passante de cet amplificateur. Habituellement, la bande passante est mesurée sur la base des points de demi-puissance-dire les points où la puissance de sortie devient la moitié de la puissance de sortie de pointe dans le graphique la fréquence de sortie Vs. En termes simples, la bande passante est la différence entre les points inférieurs et supérieurs à mi-puissance. La largeur de bande d'un amplificateur audio de qualité doivent être de 20 Hz à 20 KHz, parce que c'est la gamme de fréquence qui est audible pour l'oreille humaine. La réponse en fréquence d'un transistor couplé seule étape RC est montré dans la figure ci-dessous (Fig. 3). Les points P1 et P2 sont marqués les points inférieurs et supérieurs de demi-puissance, respectivement.
frequency response transistor amplifier
RC coupled amplifier frequency response

Gain.
Gain d'un amplificateur est le ratio de puissance de sortie à la puissance d'entrée. Il représente combien un amplificateur peut amplifier un signal donné. Le gain peut être simplement exprimée en chiffres ou en décibel (dB). Gain en nombre est exprimé par l'équation G = Pout / Pin. En décibels le gain est exprimé par le gain en dB équation = 10 log (Pout / Pin). Voici Pout est la puissance de sortie et la broche est la puissance absorbée. Le gain peut être également exprimé en termes de tension de sortie / entrée de tension ou courant de sortie / courant d'entrée. Gain en tension en décibels peut être exprimée en utilisant l'équation, Av. en dB = 20 log (Vout / Vin) et gain en courant en dB peut être exprimée en utilisant l'équation Ai = 20 log (Iout / IIN).
Dérivation de gain.
G = 10 log (Pout / Pin) ... ... ... (1)
Laissez-Pout = Vout / Rout et Pin = Vin / Rin. Où Vout est la tension de sortie Vin est la tension d'entrée, Pout est la puissance de sortie, Pin est la puissance d'entrée, Rin est la tension d'entrée et de déroute est la résistance de sortie. En remplaçant ceci dans l'équation 1, nous avonsG = 10log (Vout ² / Rout) / (Vin ² / Rin) ... ... ... .... (2)
Laissez-Rout = Rin, alors l'équation 2 devient
G = 10log (Vout ² / Vin ²)à savoirG = 20 log (Vout / Vin)Efficacité.
Efficacité d'un amplificateur représente l'efficacité avec laquelle l'amplificateur utilise l'alimentation. En termes simples, il s'agit d'une mesure de combien de puissance de l'alimentation est utilement converti à la sortie. L'efficacité est généralement exprimé en pourcentage et l'équation est ζ = (Pout / Ps) x 100. Où ζ est l'efficacité, Pout est la puissance de sortie et Ps est la puissance tirée de l'alimentation.
Les amplificateurs de classe Un transistor ont jusqu'à l'efficacité à 25%, classe AB a jusqu'à 55% peuvent classe C a une efficacité allant jusqu'à 90%. Classe A offre une reproduction du signal excellent, mais l'efficacité est très faible alors que la classe C a un rendement élevé, mais la reproduction du signal est mauvais. Classe AB se place entre eux et donc il est couramment utilisé dans les applications de l'amplificateur audio.Stabilité.
La stabilité est la capacité d'un amplificateur de résister à des oscillations. Ces oscillations peuvent être celles de grande amplitude de masquage du signal utile ou très faible amplitude, les oscillations à haute fréquence dans le spectre. Des problèmes de stabilité surviennent généralement pendant les opérations à haute fréquence, à proximité de 20KHz en cas d'amplificateurs audio. Ajout d'un réseau de Zobel à la sortie, fournissant etc rétroaction négative améliore la stabilité.Taux de rotation.
Vitesse de balayage d'un amplificateur est le taux maximum de variation de la production par unité de temps. Il représente la rapidité de la sortie d'un amplificateur peut changer en réponse à l'entrée. En termes simples, il représente la vitesse d'un amplificateur. Vitesse de balayage est généralement représenté en V / uS et l'équation est SR = dvo / dt.Linéarité.
Un amplificateur est dit linéaire si il existe une relation linéaire entre la puissance d'entrée et de la puissance de sortie. Il représente la planéité du gain. 100% linéarité n'est pas possible en pratique que les amplificateurs utilisant des dispositifs actifs comme BJT, JFET ou MOSFET ont tendance à perdre gain aux fréquences élevées en raison de la capacité parasite interne. En plus de cela l'entrée DC condensateurs de découplage (vu dans presque toutes les pratiques circuits amplificateur audio) fixe une fréquence de coupure inférieure.Bruit.
Bruit se réfère à des perturbations indésirables et aléatoire dans un signal. En termes simples, il peut être dit des fluctuations indésirables ou des fréquences présentes dans un signal. Il peut être dû à des défauts de conception, de défaillances de composants, ingérence extérieure, due à l'interaction de deux ou plusieurs signaux présents dans un système, ou en vertu de certains composants utilisés dans le circuit.Excursion de tension de sortie.
Excursion de tension de sortie est la portée maximale jusqu'à laquelle la sortie d'un amplificateur pouvait se balancer. Elle est mesurée entre la pointe positive et pointe négative et dans les amplificateurs d'alimentation unique, il est mesuré à partir de crête positive à la terre. Il dépend généralement des facteurs comme la tension d'alimentation, de polarisation, et de notation des composants.Émetteur commun RC couplé amplificateur.

L'émetteur commun RC amplificateur couplé est l'un des amplificateur à transistor simple et élémentaire qui peut être fait. Ne vous attendez pas beaucoup de ce boom de petit circuit, le but principal de ce circuit est soit pré-amplification des signaux faibles pour rendre assez fort pour un traitement ultérieur ou d'amplification. Si bien conçu, cet amplificateur peut fournir des caractéristiques de signal excellente. Le schéma d'un étage commun seul amplificateur émetteur RC couplé en utilisant transistor est indiqué dans Fig1.

transistor amplifier
RC coupled amplifier

Condensateur Cin est le condensateur de découplage d'entrée CC qui bloque toute composante continue si elle est présente dans le signal d'entrée d'atteindre la base de Q1. Si aucune tension externe DC atteint la base de Q1, il va modifier les conditions de polarisation et affecte les performances de l'amplificateur.

R1 et R2 sont des résistances de polarisation. Ce réseau fournit la base du transistor Q1 avec la tension de polarisation nécessaires pour l'enfoncer dans la région active. La région d'opération où le transistor est complètement changé d'est appelé coupure région et la région d'opération où le transistor est complètement allumée (comme un interrupteur fermé) est appelée région de saturation. La région entre coupure et de saturation est appelée région active. Consultez la figure 2 pour une meilleure compréhension. Pour un amplificateur à transistor à fonctionner correctement, il doit fonctionner dans la région active. Prenons cette situation simple où il n'ya pas de polarisation du transistor. Comme nous le savons tous, un transistor au silicium nécessite 0,7 volts pour interrupteur ON et sûrement ce V 0.7 seront prises à partir du signal audio d'entrée par le transistor. Ainsi toutes les parties de là forme d'onde d'entrée avec une amplitude 0,7 V sera absent dans la forme d'onde de sortie. En revanche, si le transistor est donné avec une forte composante à la base, il entrera en saturation (totalement ON) et se comporte comme un interrupteur fermé de sorte que tout nouveau changement dans la base actuelle due au signal d'entrée audio ne sera pas la cause tout changement dans la sortie. La tension aux bornes collecteur et émetteur sera 0.2V à cette condition (Vce sat = 0.2V). C'est pourquoi bon polarisation est nécessaire pour le bon fonctionnement d'un amplificateur à transistor.
transistor output characteristics
BJT output characteristics
 Cour est le condensateur de découplage de sortie DC. Il empêche toute tension continue de pénétrer dans l'étage suivant à partir du stade actuel. Si ce condensateur n'est pas utilisé la sortie de l'amplificateur (Vout) seront ramenées par le niveau DC présents au niveau du collecteur des transistors.
Rc est la résistance de collecteur et Re est la résistance d'émetteur. Les valeurs de Rc et Re sont choisis de manière que 50% de Vcc est perdu à travers le collecteur et émetteur du transistor.This est fait pour s'assurer que le point de fonctionnement est positionné au centre de la ligne de charge. 40% de Vcc est tombé dans Rc et 10% de Vcc est tombé dans Re. Une chute de tension plus élevée dans Re permettra de réduire l'excursion de tension de sortie et c'est donc une pratique courante pour maintenir la chute de tension Vcc Re = 10%. Ce est l'émetteur de by-pass condensateur. A zéro état du signal (ie, pas d'entrée), seul le courant de repos (fixé par les résistances de polarisation R1 et R2 à travers le flux Re). Ce courant est un courant continu d'amplitude milli ampères quelques et Ce ne fait rien. Lorsque le signal d'entrée est appliquée, le transistor amplifie et comme conséquence, un alternatif correspondant le courant circule dans le RE. Le travail de CE est de contourner cette composante alternative du courant d'émetteur. Si Ce n'est pas là, toute l'émetteur courant passera par Re et qui provoque une chute de tension à travers elle. Cette chute de tension est ajouté à la Vbe du transistor et les paramètres biais sera modifiée. Il réalité, il est juste comme donner une rétroaction négative lourds et donc il réduit considérablement le gain.

Conception du RC couplé amplificateur.
La conception d'un amplificateur RC seule étape couplé est indiqué ci-dessous.
Le vallon nominale de courant de collecteur IC et HFE peut être obtenu à partir de la fiche technique du transistor.
Conception de Re et Ce.
Laissez tension aux bornes de Re; ERV = 10% Vcc ... ... ... ... (1).
Tension au Rc; VRC Vcc = 40%. ... ... ... ... ... .. (2)
Les 50% restants seront déposer dans le collecteur-émetteur.
De (1) et (2) Rc = 0,4 (Vcc / Ic) et Re = 01 (Vcc / IC).
Conception de R1 et R2.
Courant de base Ib = Ic / hfe.
Laissez-Ic ≈ Ie.
Laissez-courant à travers R1; IR1 = 10Ib.
Aussi tension aux bornes de R2; VR2 doit être égale à Vbe + ERV. De ce VR2 peut être trouvée.
Il en évidence VR1 = Vcc-VR2. Depuis VR1, VR2 et IR1 sont trouvés, nous pouvons trouver R1 et R2 à l'aide des équations suivantes.
R1 = VR1/IR1 et R2 = VR2/IR1.
Trouver Ce.
Impédance de l'émetteur de by-pass du condensateur doit être un par dixième de Ré.
i.e, XCF = 1 / 10 (Re).
Aussi XCF = 1/2ΠFCe.
F peut être sélectionné pour être 100Hz.
A partir de ce CE peut être trouvé.
Trouver Cin.
Impédance du condensateur d'entrée (Cin) devrait être un par dixième de l'impédance d'entrée des transistors (Rin).
i.e, xcin = 1 / 10 (Rin)
Rin = R1 R2 en parallèle en parallèle (1 + (HFE re))
re = 25mV/Ie.
Xcin = 1/2ΠFCin.
De ce Cin peut être trouvée.
Trouver Cour.
Impédance du condensateur de sortie (la Cour) doit être un par dixième de la résistance de sortie du circuit (Rout).
i.e, XCout = 1 / 10 (Rout).
Rout = Rc.
XCout = 1 / 2ΠFCout.
A partir de cette Cour peuvent être obtenues.
Réglage du gain.
L'introduction d'une résistance de charge RL convient tout collecteur du transistor et la terre donnera le gain. Ce n'est pas indiqué dans Fig1.
Expression pour le gain de tension (Av) d'un amplificateur à transistor émetteur commun est la suivante.
Av = - (rc / re)
re = 25mV/Ie
et RC = RC parallèles RL
A partir de cette RL peut être trouvée.

Aucun commentaire:

Enregistrer un commentaire