Cuando se calculan etapas de amplificación en elementos semiconductores, se necesita saber mucha teoría. Pero si desea hacer el ULF más simple, entonces es suficiente seleccionar transistores para corriente y ganancia. Esto es lo principal, aún debe decidir en qué modo debe funcionar el amplificador. Depende de dónde planees usarlo. Después de todo, puede amplificar no solo el sonido, sino también la corriente, un impulso para controlar cualquier dispositivo.
Tipos de amplificadores
Cuando se implementan los diseños de etapas de amplificación en transistores, se deben abordar varias cuestiones importantes. Decida inmediatamente en cuál de los modos funcionará el dispositivo:
- A es un amplificador lineal, hay corriente en la salida en cualquier momento durante la operación.
- V - la corriente fluye solo durante la primera mitad del ciclo.
- C - con alta eficiencia, las distorsiones no lineales se vuelven más fuertes.
- D y F - modos de funcionamiento de los amplificadores en el modo "clave"(interruptor).
Circuitos amplificadores de transistores comunes:
- Con una corriente fija en el circuito base.
- Con la fijación del voltaje en la base.
- Estabilización del circuito colector.
- Estabilización del circuito emisor.
- tipo diferencial ULF.
- Amplificadores de bajo push-pull.
Para comprender el principio de funcionamiento de todos estos esquemas, debe considerar al menos brevemente sus características.
Fijar la corriente en el circuito base
Este es el circuito de etapa de amplificación más simple que se puede usar en la práctica. Debido a esto, es ampliamente utilizado por radioaficionados novatos; no será difícil repetir el diseño. Los circuitos base y colector del transistor se alimentan de la misma fuente, lo cual es una ventaja del diseño.
Pero también tiene desventajas: esta es una fuerte dependencia de los parámetros no lineales y lineales de ULF en:
- Fuente de alimentación.
- Grados de dispersión de los parámetros del elemento semiconductor.
- Temperaturas: al calcular la etapa de amplificación, este parámetro debe tenerse en cuenta.
Hay bastantes deficiencias, no permiten el uso de tales dispositivos en la tecnología moderna.
Estabilización de voltaje base
En el modo A, pueden funcionar etapas amplificadoras en transistores bipolares. Pero si fija el voltaje en la base, incluso puede usar trabajadores de campo. Solo esto fijará el voltaje no de la base, sino de la puerta (los nombres de los pines para tales transistores son diferentes). en el diagrama en lugar deel elemento bipolar está instalado en el campo, no será necesario volver a hacer nada. Solo necesita elegir la resistencia de las resistencias.
Tales cascadas no difieren en estabilidad, sus parámetros principales se violan durante la operación y muy fuertemente. Debido a los parámetros extremadamente pobres, tal esquema no se usa, en cambio, es mejor usar diseños con estabilización de los circuitos del colector o emisor en la práctica.
Estabilización del circuito colector
Cuando se utilizan circuitos de etapas amplificadoras en transistores bipolares con estabilización del circuito colector, resulta que se mantiene aproximadamente la mitad de la tensión de alimentación en su salida. Además, esto sucede en un rango relativamente grande de voltajes de suministro. Esto se hace debido al hecho de que hay retroalimentación negativa.
Tales cascadas se utilizan ampliamente en amplificadores de alta frecuencia: UFC, IF, dispositivos de búfer, sintetizadores. Dichos circuitos se utilizan en receptores de radio heterodinos, transmisores (incluidos los teléfonos móviles). El alcance de tales esquemas es muy grande. Por supuesto, en los dispositivos móviles, el circuito no se implementa en un transistor, sino en un elemento compuesto: un pequeño cristal de silicio reemplaza un circuito enorme.
Emisor de estabilización
Estos circuitos se pueden encontrar a menudo, ya que tienen claras ventajas: alta estabilidad de características (en comparación con todos los descritos anteriormente). La razón es la gran profundidad de la retroalimentación de corriente (CC).
AmplificaciónLas cascadas en transistores bipolares, realizadas con estabilización del circuito emisor, se utilizan en receptores de radio, transmisores, microcircuitos para aumentar los parámetros de los dispositivos.
Dispositivos amplificadores diferenciales
La etapa de amplificación diferencial se usa con bastante frecuencia; estos dispositivos tienen un grado muy alto de inmunidad a las interferencias. Para alimentar dichos dispositivos, puede usar fuentes de bajo voltaje; esto le permite reducir el tamaño. Un di-amplificador se obtiene conectando los emisores de dos elementos semiconductores a la misma resistencia. El circuito amplificador diferencial "clásico" se muestra en la siguiente figura.
Tales cascadas se utilizan muy a menudo en circuitos integrados, amplificadores operacionales, amplificadores, receptores FM, rutas de radio de telefonía móvil, mezcladores de frecuencia.
Amplificadores de contrafase
Los amplificadores push-pull pueden operar en casi cualquier modo, pero el más utilizado es el B. La razón es que estas etapas se instalan exclusivamente en las salidas de los dispositivos, y allí es necesario aumentar la eficiencia para garantizar un alto nivel de eficiencia. Es posible implementar un circuito amplificador push-pull tanto en transistores semiconductores con el mismo tipo de conductividad como con diferentes. El circuito "clásico" de un amplificador de transistor push-pull se muestra en la siguiente figura.
Independientemente del modo de funcionamiento de la etapa amplificadora, resulta reducir significativamenteel número de armónicos pares en la señal de entrada. Esta es la razón principal del uso generalizado de dicho esquema. Los amplificadores push-pull se utilizan a menudo en CMOS y otros componentes digitales.
Esquema con una base común
Este circuito de conmutación de transistores es relativamente común, es un circuito de cuatro terminales: dos entradas y el mismo número de salidas. Además, una entrada también es una salida, está conectada al terminal "base" del transistor. Una salida de la fuente de señal y una carga (por ejemplo, un altavoz) están conectadas a ella.
Para alimentar una cascada con una base común, puede usar:
- Esquema para fijar la corriente base.
- Estabilización básica de voltaje.
- Estabilización del colector.
- Emisor de estabilización.
Una característica de los circuitos con una base común es un valor muy bajo de la resistencia de entrada. Es igual a la resistencia de la unión del emisor del elemento semiconductor.
Circuito colector común
Construcciones de este tipo también se utilizan con bastante frecuencia, esta es una red de cuatro terminales, que tiene dos entradas y el mismo número de salidas. Hay muchas similitudes con el circuito amplificador de base común. Solo en este caso, el colector es un punto de conexión común para la fuente de señal y la carga. Entre las ventajas de dicho circuito, se puede destacar su alta resistencia de entrada. Debido a esto, a menudo se usa en amplificadores de bajo.
Para alimentar el transistor es necesariousar estabilización de corriente. La estabilización de emisores y colectores es ideal para esto. Cabe señalar que dicho circuito no puede invertir la señal entrante, no amplifica el voltaje, por lo que se denomina "seguidor de emisor". Dichos circuitos tienen una estabilidad de parámetros muy alta, la profundidad de la retroalimentación de CC (retroalimentación) es casi del 100%.
Emisor común
Las etapas de amplificación con un emisor común tienen una ganancia muy alta. Es con el uso de tales soluciones de circuito que se construyen amplificadores de alta frecuencia, utilizados en tecnología moderna: GSM, sistemas GPS, en redes inalámbricas Wi-Fi. Un cuadripolo (cascada) tiene dos entradas y el mismo número de salidas. Además, el emisor está conectado simultáneamente con una salida de la carga y la fuente de señal. Para alimentar cascadas con un emisor común, es conveniente utilizar fuentes bipolares. Pero si esto no es posible, se permite el uso de fuentes unipolares, solo que es poco probable que se alcance una alta potencia.
