دراسة تشغيل مضخم أحادي الطور يعتمد على ترانزستور ثنائي القطب في الوضع الخطي. مضخم أحادي الطور يعتمد على ترانزستور ثنائي القطب في دائرة باعث مشترك. تيار القاعدة الثابتة، مقوم الجسر التحضير للدرس

العمل المختبري

"مضخم التردد المنخفض أحادي المرحلة"

بوليانشيف س.، كوروتكوف ر.

الهدف من العمل: دراسة دائرة مرحلة مضخم مقاوم سعوي يعتمد على ترانزستور ثنائي القطب وتحديد تجريبي للخصائص الرئيسية لمكبرات الصوت.

الجزء النظري.

الخصائص الرئيسية لمكبرات الصوت

يزيد مكبر الصوت من طاقة إشارة التحكم بسبب طاقة المصدر المساعد. على الرغم من أن أي مكبر للصوت يزيد من قوة الإشارة، إلا أن هناك ثلاث مجموعات من مكبرات الصوت: الجهد والتيار والطاقة. ووفقا لهذا التقسيم يتم تمييز عوامل التضخيم حسب الاتجاه والتيار والقدرة.

كسب الجهد أو، ويسمى أيضًا معامل نقل الجهد K u، هو نسبة جهد الخرج

b out = U خارج مكبر الصوت إلى جهد الإدخال b الإدخال = إدخال U
:

ك ش =
=
=K u e jφ ،

حيث ك ش =
- تسمى استجابة تردد السعة للمكبر، و φ(ω)=φ 2 -φ 1 – استجابة تردد الطور.

يتم إدخال عوامل التيار وكسب الطاقة بنفس الطريقة:

ك أنا =
; ك ف =
.

إحدى الخصائص المهمة لمرحلة مكبر الصوت هي خاصية السعة: اعتماد سعة إشارة الخرج على سعة إشارة الدخل. يوضح الشكل 1 خصائص التردد (أ) والطور (ب) والسعة (ج) للمكبرات المثالية (المنحنى المتقطع) والمكبرات الحقيقية (الخط الصلب).

في التين. 1a Δω=ω B -ω H يسمى عرض النطاق الترددي لمرحلة مكبر الصوت.

تعد مرحلة مكبر الصوت أحد عناصر بعض دوائر الراديو - حيث يتم توصيل مصدر الإشارة بمدخل مكبر الصوت، ويتم توصيل الحمل بالإخراج. لمطابقة مكبر الصوت مع العناصر المذكورة، وكذلك لتحليل تشغيل التتالي، من الضروري معرفة مقاومة الإدخال والإخراج لمكبر الصوت.

مقاومة دخل مكبر الصوت هي المقاومة بين أطراف دخله عند تعرضه للإشارة المضخمة، أي.

Zin =، وبالمثل مقاومة الخرج للسلسلة Zout =
.

2. ضبط وضع تشغيل الترانزستور للتيار المباشر مع تيار أساسي ثابت في الدوائر ذات الباعث المشترك

تظهر دائرة مكبر الصوت أحادي الطور المناسب للاستخدام العملي في الشكل 2.

تعمل المكثفات 1 و 2 على فصل مكبر الصوت ومصدر الإشارة عن طريق التيار المباشر. المقاومة Rb و Rk مطلوبة لإنشاء الفولتية الثابتة اللازمة بين أقطاب الترانزستور. في هذه الحالة، القيم المطلقة للجهود في محطة واحدة أو أخرى، كقاعدة عامة، لا تلعب دورا هاما، فقط القيم النسبية هي المهمة. فقط بعد إنشاء الفولتية الثابتة المطلوبة بين الأقطاب الكهربائية الفردية للترانزستور، أو، كما يقولون، وضع دائرة التيار المستمر، يصبح التشغيل العادي لمرحلة مكبر الصوت ممكنًا.

لاختيار وضع تشغيل الترانزستور، تحتاج إلى معرفة عائلة خصائص خرجه، أي. اعتماد تيار المجمع Ik على جهد جامع الباعث U eq، لمختلف القيم الثابتة للتيار الأساسي Ib. ستحتاج أيضًا إلى قيمة معامل نقل التيار الأساسي للترانزستور المحدد:

β=
.

يوضح الشكل 3 عائلة خصائص الجهد الحالي للخرج (خصائص السيرة الذاتية) للترانزستور وخط الحمل المستقيم.

تحدد نقاط تقاطع خط الحمل، والتي يتم الحصول على معادلتها باختيار E وR، التيارات والفولتية الثابتة في الدائرة لتيار قاعدة ثابت. في الشكل 3، تم تمييز القيم المحددة بعلامات النجمة. النقطة B تسمى نقطة التشغيل. في محيط هذه النقطة، ستحدث تغييرات في الفولتية والتيارات عند تطبيق إشارة متناوبة على دخل مكبر الصوت.

يتم تحديد اختيار نقطة التشغيل من خلال الحصول على الحد الأدنى من التشوه غير الخطي والحد الأقصى للنطاق الديناميكي لتضخيم إشارة الإدخال.

يتم تحديد حجم جهد مصدر الطاقة E بواسطة القيمة المحددة للمكون المتغير U out. بما أن U out =U 0out costωt، فيجب أن تكون E>2 U 0out. من الأعلى، تكون قيمة الجهد لمصدر الطاقة محدودة بالقيمة القصوى المسموح بها U ke max > E ≥ (2U 0out +1).

يجب أن يتم اختيار Rk بحيث لا يقع قسم العمل لخط التحميل في منطقة ذات قوى تبديد عالية بشكل غير مقبول ومنطقة الانهيار الكهربائي. بعد اختيار F و R k، يجب تثبيت التيار الأساسي I b * باستخدام المقاومة R b * بحيث تكون نقطة التشغيل هي النقطة B، والتي، كما يتبين من الشكل 3، تلبي متطلبات الحد الأدنى من التشوه غير الخطي والحد الأقصى للنطاق الديناميكي لمكبر الصوت. النقطة B تتوافق مع U ke *= وأنا ل *=
. دعونا نجد قيمة R b المطلوبة لوضع التشغيل المحدد للترانزستور. يتم توصيل تقاطع الباعث في الاتجاه الأمامي، وتقاطع المجمع في الاتجاه العكسي.

عادة، في الدوائر ذات OE على الترانزستورات ثنائية القطب منخفضة الطاقة، U هو أعشار فولت مع قيم وحدات E من فولت، حتى نتمكن من الحساب بدقة كبيرة

أنا ب = .

بما أنني ك = β أنا ب، إذن

ر ب = =
=
=2βR ك.

أخيرًا، R b =2βR k، من الواضح أن R b يعتمد على معلمة الترانزستور β.

تتطلب الدائرة ذات التيار الأساسي الثابت الحد الأدنى من الأجزاء وتتميز بانخفاض استهلاك التيار من مصدر الطاقة، نظرًا لأن R b كبير.

ومع ذلك، نظرًا لانتشار معلمات الترانزستور (β)، عند تغيير الترانزستور، يجب أيضًا إعادة حساب R b. عيب آخر مهم هو استقرار درجة الحرارة المنخفضة للدائرة.

إن إدخال مقاومة صغيرة R e و R e في دائرة الباعث يجعل من الممكن ضبط القيم بكل بساطة: R in (يزداد مع إدخال R e)، K U و K p (يتناقص مع إدخال R e) . لا يتغير موضع نقطة التشغيل عمليا (إذا كان R e

3. ردود الفعل في مكبرات الصوت

يسمى الاتصال الذي يضمن عودة جزء من طاقة الإشارة من خرج مكبر الصوت إلى دخله بالتغذية المرتدة (FE). الرسم التخطيطي لمكبر الصوت مع نظام التشغيل هو كما يلي:

هنا K هو مكبر للصوت مع كسب K؛ ز – دائرة ردود الفعل. U x - جهد التغذية الراجعة؛ U g - إشارة الإدخال؛ Uin هو الجهد الذي يتحكم في الترانزستور.

يُسمى ذلك الجزء من الدائرة الذي ينتج U من U g وU x بعقدة الجمع.

معامل ردود الفعل هو النسبة:

ث=
.

إذا تزامنت مراحل إشارة الإدخال وجهد التغذية المرتدة، فإن هذه ردود الفعل تسمى إيجابية، إذا كانت مراحل الفولتية المذكورة معاكسة - سلبية. مكبرات الصوت تنفذ ردود فعل سلبية. دعونا نفكر في تأثير ردود الفعل على كسب مكبر الصوت. أ-بريوري،

ك=; ك نظام التشغيل =
; و =.

باستخدام هذه التعريفات، يمكننا كتابة سلسلة المساواة التالية

=k(U g +U l)=k(U g + lU خارج).

حيث أنها لا تأتي من؟

U خارج (1-kzh)=kU ز

تسمى القيمة (1- kzh) بعمق التغذية الراجعة.

من المساواة الأخيرة يترتب على ذلك أنه مع ردود الفعل السلبية k = -kzh و K OS =
، أي أن ردود الفعل السلبية تقلل من المكاسب.

الجزء العملي

التمرين 1: تحقق من خاصية السعة لمكبر الصوت U out = f(U in).

ص ك = 1 كيلو أوم. ص ه = 100 أوم؛ ص 1 = 10 كيلو أوم؛ ص 2 = 750 أوم؛ ج ع = 1 μF؛ و = 1 كيلو هرتز.

جداول الرسم البياني:

الرسم البياني 1. اعتماد U out على U in لمكبر الصوت

المهمة 2: التحقق من اعتماد كسب K ac على تردد مكبر الصوت.

1) بدون مكثف.

جداول الرسم البياني:

2) جمكثف(س ه = 10 ميكروفاراد)

جداول الرسم البياني:

الرسم البياني 2. اعتماد Kus على f بمكثف (أعلى) وبدون مكثف (أسفل)

المهمة 3: التحقق من اعتماد الكسب على قيمة المقاومة R E للتردد الأوسط (f = 1 كيلو هرتز).

جدول الرسم البياني:

الرسم البياني 3. اعتماد Кус على R E

الرسم البياني 4. اعتماد كوس على RК

خاتمة: في هذا العمل تعرفنا على مبدأ بناء مرحلة مضخم RC وخصائصه الرئيسية والغرض من العناصر. تم فحص الدوائر المكافئة للترانزستور ومكبر الصوت بالتفصيل. تم الحصول على الخصائص الرئيسية لمضخم التردد المنخفض الترانزستور. تمت دراسة تأثير مقاومتي الباعث والمجمع على الكسب. لا توجد تناقضات مع النظريات.

الأدب

1. في إن أوشاكوف. "أساسيات الإلكترونيات الراديوية وأجهزة الهندسة الراديوية." م."الثانوية العامة" 1976.

2. إي. مانايف. "أساسيات الإلكترونيات الراديوية." م.، “الإذاعة والاتصالات”، 1985.

مقدمة

الترانزستور هو جهاز إلكتروني من أشباه الموصلات يتحكم في التيار في الدائرة الكهربائية عن طريق تغيير جهد الدخل أو التيار. ولكن في جوهرها، هذا هو المفتاح المعتاد الذي يقوم بتشغيل وإيقاف التيار، والذي، بالمناسبة، يعتمد رمز الكمبيوتر، حيث 1 يعني أن هناك تيارا، و 0 يعني أنه لا يوجد تيار. يعود الفضل في اختراع هذا الجهاز إلى المختبر الأمريكي Bell Labs، حيث ابتكره ويليام شوكلي وجون باردين ووالتر براتين في عام 1947. ولكن كما يحدث دائمًا مع الاختراعات العظيمة، لم يلاحظها الجمهور في البداية، وبعد 9 سنوات فقط حصل العلماء على جائزة نوبل في الفيزياء. تم صياغة اسم "الترانزستور" من قبل زميلهم جون بيرس، الذي جمعه من كلمتين - "النقل" - النقل و"المقاومة" - المقاومة.

أول من لاحظ الاختراع كان هواة الراديو الذين استخدموهم لتضخيم الإشارة. وشعورًا بأن الاختراع يمكن أن يحقق ربحًا، قرر المختبر ترخيص استخدام تكنولوجيا الترانزستور. لم يستغرق النجاح وقتًا طويلاً، وفي عام 1956 ظهر أول جهاز استقبال راديو محمول، والذي كان مستحيلًا في السابق بسبب استخدام المصابيح الضخمة، والترانزستورات المدمجة تعاملت بسهولة مع هذه المهمة، مما جعل من الممكن الآن حمل الموسيقى معك دائمًا . وأظهر اختراع مثل هذا الجهاز المحمول أهمية وملاءمة التكنولوجيا الجديدة، والتي بدأت في جذب عقول جديدة من المخترعين الفضوليين إلى هذا المجال. وبعد عامين، اتخذ جاك كيلبي وروبرت نويس خطوة عملاقة في تطوير الترانزستورات، وذلك باستخدام التكنولوجيا الجديدة التي قاموا بدمجها في شريحة واحدة. قدمت هذه الخطوة الثورية نويس إلى جوردون مور، الذي أنشأ معه شركة إنتل في عام 1968.

لقد كانت الدائرة الدقيقة المعتمدة على الترانزستورات هي التي شكلت بداية مرحلة جديدة في مجال الإلكترونيات، وهي التي جعلت ظهور أجهزة الكمبيوتر الحديثة ممكنًا. في عام 1965، صاغت إحدى المنشورات "قانون مور"، الذي نص على أن عدد الترانزستورات في الدائرة الدقيقة يجب أن يتضاعف كل عام. من المتوقع دائمًا أن يموت هذا القانون، لكنه يستمر في العمل لأكثر من أربعين عامًا. على سبيل المثال، كان أول معالج إنتل 4004، الذي صدر في عام 1971، يحتوي على 2300 ترانزستور، وبحلول عام 1989، كان معالج إنتل 486 يحتوي بالفعل على 1200000 ترانزستور. وبالتالي، تجاوز العديد من العقبات على طول الطريق والتحسين المستمر، وتجاوز أحدث معالج إنتل كور 2 إكستريم. علامة 820.000.000 ترانزستور.

وهكذا، لأكثر من ستين عاما، يستمر اختراع صغير في دفع التكنولوجيا إلى الأمام، ويرفعها باستمرار إلى مستوى جديد. وربما يكون من المستحيل تخيل كيف سيبدو العالم بدون هذا الجهاز الصغير.

مهمة الدورة الدراسية

تحديد الإمكانات العقدية في الدائرة. قم ببناء خاصية النقل للدائرة في قسم المجمع الأساسي للترانزستور) ورسم نقطة التشغيل عليها. أشر إلى خصائص منطقة تشغيل الترانزستور.

قم بتقدير عن طريق حساب معلمات الإشارة الصغيرة الرئيسية للدائرة قيد النظر.

تحديد منطقة تشغيل مكبر الصوت دون تشويه غير خطي بناءً على خصائص جهد الإدخال والإخراج للترانزستور.

إنشاء مخطط دائرة مع إمكانات العقدة، والنقل، والانتقال، وعائلات المدخلات والمخرجات، الجهد الحالي، وخصائص السعة والتردد باستخدام برنامج تطبيقي لنمذجة الكمبيوتر والبحث عن الدوائر الإلكترونية (Electronics Workbench، Multisim، Micro-Cap).

قارن النتائج مع تلك التي تم الحصول عليها عن طريق الحساب.

رسم بياني 1

الجدول 1: البيانات الأولية

			نوع الترانزستور

معلمات الترانزستور KT3102G.

ترانزستور السيليكون، هيكل n-p-n.

الجدول 2: معلمات الترانزستور KT3102G

تعيين	معنى	معامل
		معامل نقل التيار الثابت للترانزستور ثنائي القطب في دائرة باعث مشتركة (يتم تحديد نطاق القيم المسموح بها)
		تردد قطع مكبر للصوت
		سعة وصلة المجمع (Ck) عند جهد المجمع (Ukb)
Uke.us/(إيك/إب)،		جهد تشبع المجمع والباعث (Uke.s) للترانزستور ثنائي القطب عند تيار مجمع معين (Ik) وتيار قاعدة معين (Ib)
Ube.us/(إيك/إيب)،		جهد تشبع المجمع والباعث (Ube.sat) للترانزستور ثنائي القطب عند تيار مجمع معين (Ik) وتيار قاعدة معين (Ib)
		عكس تيار المجمع
		باعث عكس التيار
		الحد الأقصى المسموح به لجهد التيار المستمر لقاعدة الباعث
		الحد الأقصى المسموح به لجهد باعث المجمع DC
		الحد الأقصى المسموح به لتيار المجمع
		الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة في المجمع

الجدول 3: سلسلة القيم الاسمية لمعلمات العناصر الراديوية النموذجية (GOST 2825-67)

مؤشر الصف	الاحتمالات العددية مضروبة في 10

نظرًا لأن العمل في الدورة التدريبية سيستخدم تطبيق Workbench 5.12، الذي لا يحتوي على ترانزستور KT3102G، فسنستخدم بدلاً من ذلك نظيره الأجنبي BC109C، والذي يشبه المعلمات. ولذلك قد تختلف القيم المحسوبة عن القيم التي تم الحصول عليها باستخدام تطبيق Workbench.

تم اختيار الكسب الثابت للتيار الأساسي ليكون مساوياً لـ 500.

نظرًا لأن الترانزستور مصنوع من السيليكون، فإن فرق الاتصال بين كلا الوصلتين متساوٍ - قيمة جهد الباعث الأساسي. نظرًا لأنها مصدر جهد ثابت، يمكن تبسيط الدائرة عن طريق إزالة جميع المكثفات والمقاومات غير الضرورية. نقوم أيضًا بإزالة مصدر الجهد المتردد من الدائرة ونحصل على الدائرة الموضحة في الشكل 2

الصورة 2

لنفترض أن الترانزستور موجود في المنطقة النشطة العادية. بالنظر إلى أن نقطة التشغيل تقع في الفئة A، فلنحسب جهد المجمع.

بالنسبة لدوائر الإشارة الصغيرة، الجهد عبر Re هو 5-30% من الجهد Ek، لذلك سنختار 10%.

دعونا نحدد المقاومة، ولهذا نحسب تيار الباعث، وذلك باستخدام عامل التضخيم لتيار الباعث، معبرًا عنه من خلال عامل التضخيم للتيار الأساسي:

بالشرط ب = 500، إذن

دعونا نحسب التيار الأساسي بنفس الطريقة:

نحن نحصل:

إذا أهملنا التيار الأساسي، ففي القسم A-B يتدفق تيار يساوي النسبة:

ومن العبارات (2) و (3) يتبين ذلك

دعونا نجد المقاومة الأساسية. للقيام بذلك، نحتاج إلى معامل نقطة التشغيل غير المستقرة للسلسلة، معبرًا عنها على النحو التالي:

من هنا نحسب قيمة المقاومة RB، والتي تساوي أيضًا التوصيل الموازي للمقاومات R1 و R2.

بحل نظام المعادلتين (4) و (5) نجد R2 و R1

نحن نحصل:

نأخذ القيم الاسمية للمقاومات طبقاً لسلسلة E24 فنحصل على:

المهمة 2

دعونا ننظر في إمكانات العقدة في الدائرة. قم ببناء خاصية النقل للدائرة في قسم المجمع الأساسي للترانزستور) ورسم نقطة التشغيل عليها. أشر إلى خصائص منطقة تشغيل الترانزستور.

دعونا نفكر في الإمكانات العقدية في الدائرة الموضحة في الشكل 3.

تين. 3

لنجد فرق الجهد عند الباعث:

مكبر للصوت أحادي المرحلة الترانزستور ثنائي القطب

دعونا نجد الفرق المحتمل على القاعدة:

دعونا نجد الفرق المحتمل عبر المجمع:

لقد حصلنا على الإمكانات العقدية:

لبناء خاصية النقل، سوف نستخدم تطبيق Workbench 5.12. من أجل بناء علاقة، تحتاج إلى تركيب جهازي فولتميتر في الدائرة: الأول مخصص لقراءة جهد القاعدة، يوضع بين القاعدة والأرض، والثاني مخصص لقراءة جهد المجمع، يوضع بين المجمع و الارض. أيضًا، من أجل تنظيم جهد القاعدة، يتم إدخال مصدر المجالات الكهرومغناطيسية المتصل بالقاعدة في الدائرة (الشكل 4).

الشكل 4

الشكل 5

تُظهر خاصية النقل (الشكل 5) نقطة التشغيل (PT) المقابلة للقيم:

المهمة 3

قم بتقدير عن طريق حساب معلمات الإشارة الصغيرة الرئيسية للدائرة قيد النظر. وأيضًا عند أي سعة ستحدث التشوهات غير الخطية لإشارة الإدخال في الدائرة.

الشكل 6

البيانات الأولية:

بالنسبة للترانزستور، مقاومة الوصلة p-n هي:

نحن نقبل

دعونا نحسب مقاومة الدخل في دائرة ذات باعث مشترك:

دعونا نحسب المكسب الحالي:

لنجد المقاومة عندما يكون الحمل متصلاً بالتوازي مع مقاومة المجمع:

دعونا نحسب كسب الجهد:

دعونا نحسب كسب الطاقة:

دعونا نحسب مقاومة الإدخال للدائرة:

دعونا نحسب مقاومة الخرج للدائرة:

دعونا نحسب:

المهمة 4

من الضروري معرفة سعة التشوهات غير الخطية لإشارة الإدخال التي ستحدث في الدائرة. لا يمكن أن يكون سعة إشارة الخرج أكبر من.

لنجد القيمة الفعالة لسعة إشارة الدخل:

دعونا نرسم خصائص الجهد الحالي للترانزستور - (نأخذها من الكتاب المرجعي في شكل إلكتروني) (الشكل 7).

الشكل 7

في خصائص الخرج IV للترانزستور، سوف نقوم برسم نقطة التشغيل، بالإضافة إلى خط التحميل للتيار المباشر (A-B) والتيار المتردد.

سنقوم ببناء خط تحميل DC على أساس حالتين متطرفتين.

الحالة الأولى (أ): الترانزستور مفتوح بالكامل

الحالة الثانية (ب): الترانزستور مغلق تماما

من أجل بناء نقطة التشغيل على خاصية الجهد الحالي، يجب رسم خط مستقيم عند المستوى قبل التقاطع مع خط الحمل الثابت. سيكون هذا التقاطع هو نقطة العمل.

الخط المباشر في التيار المتردد له ميل ويمر عبر نقطة التشغيل. نظرًا لأن مقياس محور OY يكون بالأميال أمبير، فيجب ضرب القيمة الناتجة b في 1000.

المهمة 5

بناءً على المعلومات المتعلقة بتردد الحد الأدنى لنطاق تمرير مكبر الصوت، مع الأخذ في الاعتبار البيانات المتعلقة بمقاومة الحمل ومصدر الإشارة، يتم تحديد سعة العزل ومكثفات الحظر.

معتبرا أن

لنجد سعات الفصل (Cp1 و Cp2) ومكثفات الحظر (Sbl).

عند حساب الثابت الزمني φ لكل مكثف، سنأخذ في الاعتبار هذا المكثف فقط، مع الأخذ في الاعتبار أن المكثفات الأخرى تحل محل النقاط المقابلة في الدائرة.

نحصل على الدوائر المكافئة التالية لحساب ثوابت الوقت.

الشكل 8

أولاً، دعونا نحسب الثابت الزمني للتردد الأقل:

لنفترض أن جميع الثوابت الزمنية متساوية مع بعضها البعض:

دعونا نحسب قيم و، وكذلك:

نحن نحصل:

نأخذ القيم الاسمية للمقاومات طبقاً لسلسلة E24 فنحصل على:

المهمة 6

قم ببناء استجابة تردد مكبر الصوت واستجابة الطور، والتي يمكن من خلالها تحديد الترددات المحددة لنطاق تمرير مكبر الصوت.

دعونا نحسب تردد الحد الأعلى لنطاق مرور مكبر الصوت. لهذا نحن بحاجة إلى المعلمة.

يتم تحديد تردد الحد الأعلى لأي مرحلة من مراحل المضخم بالصيغة (8).

يتم تحديد معامل G للسلسلة ذات الباعث المشترك بالصيغة (10).

دعونا نحدد متوسط ​​عمر ناقلات الشحن الأقلية في القاعدة:

دعونا نحدد السعة المكافئة لوصلة المجمع:

سعة الوصلة عند انحياز صفر؛

فرق جهد الاتصال، وهو يساوي 0.7 فولت؛

الجهد الانتقالي.

لنجد عرض النطاق الترددي:

دعونا نبني استجابة التردد واستجابة الطور لمكبر صوت أحادي المرحلة. للقيام بذلك، سوف نستخدم تطبيق Workbench 5.12. تحتاج إلى إضافة مولد نبض (Function Generator) إلى الدائرة، وتحتاج أيضًا إلى توصيل Bode Plotter بالدائرة بحيث يتم توصيل دخلها بأحد المحطات الطرفية الموجودة على دخل الدائرة، ويتم توصيل المولد الإخراج إلى أحد أطراف إخراج الدائرة (الشكل 9).

الشكل 11

خاتمة

في سياق الدورة التدريبية، تم إجراء حسابات المعلمات الرئيسية لمكبر الصوت أحادي المرحلة BC109C. لقد حددنا مقاومة المقاومات المضمنة في الدائرة، والسعات الفاصلة Cp1 وCp2 ومكثف الحجب Sbl. بالإضافة إلى معلمات دائرة الإشارة الصغيرة Kuo وKio وKp وRin وRout.

فهرس

1) جوسيف في جي، جوسيف إم يو. إلكترونيات. -م: "المدرسة العليا". 1991 -622 ص.: مريض.

2) Rekus G. G.، Chesnokov V. N. العمل المختبري في الهندسة الكهربائية وأساسيات الإلكترونيات: كتاب مدرسي. دليل للمهندسين غير الكهربائية. متخصص. الجامعات - م: أعلى. المدرسة، 1989. - 240 ص: مريض.

3)لاتشين ف.ي.، سافيلوف ن.س. الالكترونيات: كتاب مدرسي. مخصص. - روستوف غير معروف دار النشر "فينيكس" 2000. - 448 ص. البرامج التطبيقية: Electronic Workbench Pro Edition

في مكبرات الصوت القائمة على الترانزستورات ثنائية القطب، يتم استخدام ثلاثة مخططات لتوصيل الترانزستور: مع مشترك، مع باعث مشترك، مع جامع مشترك.

في دائرة الترانزستور ذات الباعث المشترك، يوفر مكبر الصوت الجهد والتيار وتضخيم الطاقة. يحتوي هذا المضخم على قيم متوسطة لمقاومة الإدخال والإخراج مقارنة بدوائر التبديل ذات القاعدة المشتركة والمجمع المشترك.

تعتمد معلمات الترانزستور إلى حد كبير على درجة الحرارة. يؤدي التغير في درجة الحرارة المحيطة إلى تغيير في وضع تشغيل الترانزستور في دائرة مضخم بسيطة عند تشغيل الترانزستور ذي الباعث المشترك.

لتحقيق الاستقرار في وضع التشغيل للترانزستور عند تغير درجة الحرارة، يتم استخدام دوائر تثبيت الباعث لتحقيق الاستقرار في وضع التشغيل للترانزستور.

يوضح الشكلان 5.14 و5.15 دوائر مكبرات الصوت أحادية الطور القائمة على ترانزستورات ثنائية القطب n-p-n وp-n-p مع تثبيت درجة حرارة الباعث لوضع تشغيل الترانزستور.

دعونا نتتبع الدوائر التي تتدفق من خلالها التيارات المباشرة في مكبر الصوت وفقا للرسم البياني في الشكل 5.14. يتدفق التيار المباشر لمقسم الجهد عبر الدائرة: بالإضافة إلى مصدر الطاقة والمقاومات R1 و R2 مطروحًا منها مصدر الطاقة. يتدفق التيار المباشر لقاعدة الترانزستور VT1 عبر الدائرة: بالإضافة إلى مصدر الطاقة ، المقاوم R1 ، تقاطع الباعث الأساسي للترانزستور VT1 ، المقاوم Re ، ناقص مصدر الطاقة. يتدفق تيار المجمع المباشر للترانزستور VT1 عبر الدائرة: بالإضافة إلى مصدر الطاقة ، المقاوم RK ، أطراف الترانزستور المجمع والباعث ، المقاوم Re ، مطروحًا منه مصدر الطاقة. يعمل الترانزستور ثنائي القطب كجزء من مكبر الصوت في وضع يكون فيه تقاطع القاعدة والباعث متحيزًا في الاتجاه الأمامي، ويكون تقاطع المجمع الأساسي متحيزًا في الاتجاه العكسي. ولذلك، فإن الجهد الثابت عبر المقاوم R2 سيكون مساوياً لمجموع الجهد عند تقاطع القاعدة والباعث للترانزستور VT1 والجهد عبر المقاوم Re:UR2=Ube+URe. ويترتب على ذلك أن الجهد الثابت عند تقاطع الباعث الأساسي سيكون مساوياً لـ Ube = UR2 - URe.

إقرأ أيضاً: ب) تستخدم الكلمات التالية وفق نفس المبدأ: المستشفى، الجامعة، المدرسة، الكنيسة و) تعزيز وضع مبادئ توجيهية أو مبادئ توجيهية بشأن العنف ضد المرأة، مع مراعاة التدابير المشار إليها في هذا الإعلان؛ I. معيار الدولة للتعليم العام والغرض منه 1. المبدأ الأول (والرئيسي) للإسعافات الأولية للجروح هو إيقاف النزيف بأي طريقة متاحة حاليًا. 1. وظائف الدولة هي الاتجاهات الرئيسية لنشاطها، والتي تعبر عن جوهر الدولة وهدفها الاجتماعي في المجتمع. ثانيا. المبادئ والقواعد الأساسية للسلوك الرسمي لموظفي الخدمة المدنية بالدولة في دائرة الضرائب الفيدرالية ثانيا. الحصول على مجال مغناطيسي دوار ومبدأ تشغيل IM. ثانيا. مبادئ تطوير المجمع التعليمي والمنهجي للتخصص (UMKD)

في دائرة الترانزستور ذات الباعث المشترك، يوفر مكبر الصوت الجهد والتيار وتضخيم الطاقة. يحتوي هذا المضخم على قيم متوسطة لمقاومة الإدخال والإخراج مقارنة بدوائر التبديل ذات القاعدة المشتركة والمجمع المشترك.

في وضع الراحة، أي. في حالة عدم وجود إشارة دخل (دخل U = 0)، يمر التيار المباشر I BO تحت تأثير E K عبر الدائرة + E K – E- B- R B - -E K. حجم هذا التيار عن طريق اختيار القيم ​​من RB يتم ضبطه بحيث يكون الترانزستور نصف مفتوح، أي. سيكون الجهد عبره حوالي نصف E K. بدوره، مع تيار أساسي كبير، يفتح الترانزستور بالكامل، أي. مقاومته بين الباعث والمجمع صغيرة جدًا، والجهد U EC هو صفر تقريبًا، وعند I B = 0 يكون الترانزستور مغلقًا تمامًا، أي. المقاومة عالية ولا تسمح عملياً بمرور التيار I K.

يعمل Capacitor C p1 على توصيل مصدر الدخل المتغير EMF E in، مع المقاومة الداخلية R in، بالدائرة الأساسية. يعمل مكثف الاقتران C p2 على عزل المكون المتناوب لجهد المجمع عند الحمل Rn.

18. تحديد الشروط الأولية التي تضمن وضع التشغيل المحدد للمكبر مع OE

لنفكر في مضخم صوت RC حيث يتم توصيل الترانزستور بدائرة بها باعث مشترك ويتم استخدام تثبيت الباعث في وضع التشغيل الأولي.

يتم العثور على التيارات في الدائرة باستخدام الصيغ:

لنفترض أن i B = i B2، إذن:

لنفترض أن جهد الإمداد Ek معطى وأنه مطلوب لضمان وضع التشغيل الأولي عند تيار أولي معين I K N.

مع الأخذ في الاعتبار أن i E » i K:

يتم تحديد القسم i الحالي لمقسم الجهد على المقاومات R 1 و R 2، ويتدفق عند فصل قاعدة الترانزستور عن المقسم.

من المعلمات المهمة كسب جهد مكبر الصوت، والذي تم العثور عليه باستخدام الصيغة:

19. المضخمات التشغيلية (op-amps): مجالات التطبيق، التمثيل الرسومي التقليدي، المخطط الهيكلي. الغرض من عناصر مخطط الكتلة

يظهر الشكل 11.5 دائرة نموذجية لمرحلة مكبر للصوت تعتمد على ترانزستور مع OE. يتم توفير الجهد المتناوب المضخم للإدخال UВХ لمدخل الترانزستور من خلال مكثف العزل CP1. يمنع Capacitor CP1 نقل مكون الجهد الثابت لإشارة الدخل إلى دخل مكبر الصوت، مما قد يتسبب في انتهاك وضع التشغيل الحالي المباشر للترانزستور VT. يتم توفير الجهد المتناوب المتضخم المتولد في مجمع الترانزستور VT إلى حمل خارجي بمقاومة RN من خلال مكثف العزل CP2. يعمل هذا المكثف على فصل دائرة مجمع الخرج عن الحمل الخارجي بواسطة المكون الثابت لتيار المجمع IK0. تعتمد قيم IK0 والمكونات الثابتة الأخرى للتيار والجهد في دوائر الترانزستور على وضع التشغيل الأولي (الموضع الأولي لنقطة التشغيل)، المحدد في حالة عدم وجود إشارة.

الشكل 11.5. مكبر للصوت الترانزستور ثنائي القطب مع OE

نقطة تشغيل الترانزستور هي نقطة تقاطع الخصائص الديناميكية (خط الحمل المستقيم) مع إحدى خصائص التيار والجهد الساكن. يتم تحديد هذا الموضع بناءً على الخصائص من خلال مجموعة من المكونات المباشرة للتيارات والفولتية في دوائر الخرج IK0 و UKE0 والمدخلات IB0 و UBE0.

يتم توضيح تشغيل مرحلة التضخيم في الشكل 11.6.

الشكل 11.6. رسم توضيحي لتشغيل مرحلة مكبر الصوت على الترانزستور مع OE

يمكن أن تنعكس عملية تضخيم الإشارة من خلال العلاقة التالية للكميات الكهربائية:

UВХm→IБm→IКm→IКmRК→(UКЭm= EPIT - IКmRК) = UOUTm.

يوضح الشكل أن جهد إشارة الدخل بسعة UВХm = UBЭm يغير قيمة التيار الأساسي في الطور. تؤدي هذه التغييرات في التيار الأساسي إلى تغيرات متناسبة في تيار المجمع وجهد المجمع في دائرة المجمع، وتبين أن سعة جهد المجمع أكبر بكثير من سعة الجهد الأساسي. يتم إزاحة جهد الإشارة عند مدخلات ومخرجات الشلال في الطور بمقدار 180 درجة، أي. هم في الطور المضاد. عندما يعمل الترانزستور في الوضع النشط (التضخيم)، يجب أن تكون نقطة التشغيل تقريبًا في منتصف الجزء AB من خط التحميل المستقيم. يجب أن تكون التغييرات القصوى في تيار الإدخال الأساسي بحيث لا تتجاوز نقطة التشغيل حدود المقطع AB. يوضح الشكل 11.7 مخططات توقيت تشغيل مرحلة الترانزستور مع الاختيار الصحيح لنقطة الراحة وحجم إشارة الدخل. من المهم جدًا التأكد من أن حجم إشارة الإدخال ليس صحيحًا فحسب، بل أيضًا التيار الهادئ. مع وجود تيار هادئ أولي صغير والحد الأدنى من الإشارة، لن يتم فتح الترانزستور وسيكون في وضع القطع، مع انحياز كبير ومستوى إشارة مرتفع، يمكن أن يدخل في حالة التشبع. أرز. 11.8. يُظهر الجهد عند مجمع الترانزستور: أ - مع تيار متحيز غير كافٍ ؛ ب - مع تيار التحيز الزائد. ج - عندما تكون إشارة الدخل زائدة.

الشكل 11.7. مخططات توقيت تشغيل مضخم الترانزستور في دائرة بها OE

يتم توفير الموضع الأولي لنقطة التشغيل بواسطة مقسم جهد يتكون من مقاومات R1 و R2، ويتم تحديد قيم المقاومة الخاصة بها من النسب: R1 = (EK - UBE0 - URE) / (ID + IB0)؛ R2 = (UBE0 + URE) / ID، حيث ID = (2…5) IB0 هو التيار في دائرة المقسم.

عند ضمان وضع التشغيل للترانزستور، من الضروري إجراء تثبيت درجة الحرارة لموضع نقطة التشغيل (تقليل تأثير درجة الحرارة على الموضع الأولي لنقطة التشغيل). لهذا الغرض، يتم إدخال المقاوم RE في دائرة الباعث، مما يخلق جهد OOS للتيار المباشر URE.

الشكل 11.8. مخططات توقيت جهد المجمع في ظل ظروف غير صحيحة

يعمل OOS في هذه الدائرة على النحو التالي: عندما تتغير درجة حرارة الترانزستور، على سبيل المثال، يزداد تيار المجمع. يؤدي هذا إلى زيادة مقابلة في تيار الباعث وانخفاض الجهد عبره. وبالتالي، فإن الجهد UBE = UB - UE، وهو جهد التحكم في الترانزستور، ينخفض، ويتم إيقاف تشغيل الترانزستور، وينخفض ​​تيار المجمع ويعود إلى الوضع المحدد. يؤدي إدخال OOS إلى تقليل كسب الدائرة. من أجل أن تعمل ردود الفعل فقط على التيار المباشر والقضاء على ردود الفعل السلبية على التيار المتردد، يتم تحويل المقاوم RE بمكثف SE، حيث يجب أن تكون مقاومته عند تردد الإشارة المضخمة ضئيلة. عند تحليل الدائرة، يمكننا أن نفترض أنه لا توجد حماية بيئية للتيار المتردد. في هذه الحالة، مكاسب المرحلة الحالية