เมื่อคำนวณขั้นตอนการขยายสัญญาณบนองค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ คุณจำเป็นต้องรู้ทฤษฎีมากมาย แต่ถ้าคุณต้องการสร้าง ULF ที่ง่ายที่สุด การเลือกทรานซิสเตอร์สำหรับกระแสและเกนก็เพียงพอแล้ว นี่คือสิ่งสำคัญ คุณยังต้องตัดสินใจว่าเครื่องขยายเสียงควรทำงานในโหมดใด ขึ้นอยู่กับว่าคุณวางแผนที่จะใช้งานที่ไหน ท้ายที่สุด คุณสามารถขยายเสียงได้ไม่เพียงแค่เสียงเท่านั้น แต่ยังขยายเสียงได้อีกด้วย ซึ่งเป็นแรงกระตุ้นในการควบคุมอุปกรณ์ใดๆ
ประเภทของเครื่องขยายเสียง
เมื่อออกแบบขั้นตอนการขยายสัญญาณบนทรานซิสเตอร์ ประเด็นสำคัญหลายประการจะต้องได้รับการแก้ไข ตัดสินใจทันทีว่าอุปกรณ์จะทำงานในโหมดใด:
- A เป็นแอมพลิฟายเออร์เชิงเส้น มีกระแสที่เอาต์พุตตลอดเวลาระหว่างการทำงาน
- V - กระแสไหลเฉพาะในช่วงครึ่งแรกเท่านั้น
- C - ประสิทธิภาพสูง การบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้นจะแข็งแกร่งขึ้น
- D และ F - โหมดการทำงานของแอมพลิฟายเออร์ในโหมด "คีย์"(สวิตช์).
วงจรขยายทรานซิสเตอร์ทั่วไป:
- ด้วยกระแสคงที่ในวงจรฐาน
- พร้อมยึดแรงดันไฟที่ฐาน
- เสถียรภาพของวงจรสะสม
- ความเสถียรของวงจรอีซีแอล
- ประเภทความแตกต่างของ ULF
- ขยายเสียงเบสแบบผลัก-ดึง
เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของรูปแบบเหล่านี้ทั้งหมด อย่างน้อยคุณต้องพิจารณาคุณสมบัติของมันโดยสังเขป
แก้ไขกระแสในวงจรฐาน
นี่คือวงจรขยายสเตจที่ง่ายที่สุดที่นำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ ด้วยเหตุนี้นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่จึงใช้กันอย่างแพร่หลาย - การออกแบบซ้ำจะไม่ยาก วงจรฐานและวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์นั้นใช้พลังงานจากแหล่งเดียวกัน ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบของการออกแบบ
แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน - นี่คือการพึ่งพาอาศัยกันอย่างมากของพารามิเตอร์ไม่เชิงเส้นและเชิงเส้นของ ULF บน:
- พาวเวอร์ซัพพลาย
- ระดับการกระจายของพารามิเตอร์องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์
- อุณหภูมิ - เมื่อคำนวณระยะการขยาย จะต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์นี้ด้วย
มีข้อบกพร่องค่อนข้างน้อย พวกเขาไม่อนุญาตให้ใช้อุปกรณ์ดังกล่าวในเทคโนโลยีที่ทันสมัย
ความคงตัวของแรงดันไฟฐาน
ในโหมด A การขยายสเตจบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สามารถทำงานได้ แต่ถ้าคุณแก้ไขแรงดันไฟฟ้าบนฐาน คุณยังสามารถใช้คนงานภาคสนามได้ เฉพาะสิ่งนี้เท่านั้นที่จะแก้ไขแรงดันไฟฟ้าไม่ใช่ของฐาน แต่ของเกต (ชื่อของพินสำหรับทรานซิสเตอร์ดังกล่าวต่างกัน) ในแผนภาพแทนฟิลด์องค์ประกอบสองขั้วได้รับการติดตั้ง ไม่มีอะไรจะต้องทำใหม่ คุณเพียงแค่ต้องเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน
น้ำตกดังกล่าวไม่มีความเสถียรแตกต่างกัน พารามิเตอร์หลักถูกละเมิดระหว่างการใช้งานและรุนแรงมาก เนื่องจากพารามิเตอร์ที่ต่ำมาก แบบแผนดังกล่าวจึงไม่ถูกใช้ แต่ควรใช้การออกแบบที่มีความเสถียรของตัวสะสมหรือวงจรอีซีแอลในทางปฏิบัติ
เสถียรภาพของวงจรสะสม
เมื่อใช้วงจรของแอมพลิฟายเออร์สเตจบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ที่มีความเสถียรของวงจรคอลเลคเตอร์ ปรากฎว่าจะรักษาแรงดันไฟจ่ายไว้ครึ่งหนึ่งที่เอาต์พุต ยิ่งกว่านั้นสิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างใหญ่ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการตอบรับเชิงลบ
การเรียงซ้อนดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในแอมพลิฟายเออร์ความถี่สูง - UFC, IF, อุปกรณ์บัฟเฟอร์, ซินธิไซเซอร์ วงจรดังกล่าวใช้ในเครื่องรับวิทยุ เครื่องส่ง (รวมถึงโทรศัพท์มือถือ) ของเฮเทอโรไดน์ ขอบเขตของแผนดังกล่าวมีขนาดใหญ่มาก แน่นอนว่าในอุปกรณ์พกพา วงจรไม่ได้ใช้งานบนทรานซิสเตอร์ แต่ใช้กับองค์ประกอบคอมโพสิต - คริสตัลซิลิกอนขนาดเล็กหนึ่งอันแทนที่วงจรขนาดใหญ่
ความเสถียรของอิมิตเตอร์
วงจรเหล่านี้มักพบเห็นได้ทั่วไป เนื่องจากมีข้อดีที่ชัดเจน - มีลักษณะเฉพาะที่มีความเสถียรสูง (เมื่อเทียบกับที่อธิบายข้างต้นทั้งหมด) เหตุผลก็คือกระแสตอบรับ (DC) ที่ลึกมาก
กำลังขยายน้ำตกบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ซึ่งสร้างด้วยความเสถียรของวงจรอีซีแอล ใช้ในเครื่องรับวิทยุ เครื่องส่งสัญญาณ ไมโครเซอร์กิตเพื่อเพิ่มพารามิเตอร์ของอุปกรณ์
อุปกรณ์ขยายสัญญาณแบบแยกส่วน
มีการใช้เครื่องขยายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลค่อนข้างบ่อย อุปกรณ์ดังกล่าวมีภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนที่สูงมาก คุณสามารถใช้แหล่งพลังงานแรงดันต่ำเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งจะช่วยให้คุณลดขนาดลงได้ ตัวขยายสัญญาณได้มาจากการเชื่อมต่อตัวปล่อยขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์สองตัวเข้ากับความต้านทานเดียวกัน วงจรขยายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล "คลาสสิค" แสดงในรูปด้านล่าง
การเรียงซ้อนดังกล่าวมักใช้ในวงจรรวม, แอมพลิฟายเออร์สำหรับปฏิบัติการ, แอมพลิฟายเออร์, เครื่องรับ FM, เส้นทางวิทยุของโทรศัพท์มือถือ, มิกเซอร์ความถี่
เครื่องขยายสัญญาณแบบผลัก-ดึง
เครื่องขยายสัญญาณแบบผลัก-ดึงสามารถทำงานได้เกือบทุกโหมด แต่ส่วนใหญ่มักใช้ B สาเหตุคือขั้นตอนเหล่านี้ได้รับการติดตั้งเฉพาะที่เอาต์พุตของอุปกรณ์และจำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้มั่นใจ ประสิทธิภาพสูง เป็นไปได้ที่จะใช้วงจรเครื่องขยายเสียงแบบผลักดึงทั้งบนทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีการนำไฟฟ้าแบบเดียวกันและในวงจรที่แตกต่างกัน วงจร "คลาสสิค" ของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบผลักดึงแสดงในรูปด้านล่าง
ไม่ว่าจะอยู่ในโหมดการทำงานของเครื่องขยายสัญญาณ กลับกลายเป็นว่าลดลงอย่างมากจำนวนฮาร์โมนิกคู่ในสัญญาณอินพุต นี่คือเหตุผลหลักสำหรับการใช้โครงการดังกล่าวอย่างแพร่หลาย แอมพลิฟายเออร์แบบกดดึงมักใช้ใน CMOS และส่วนประกอบดิจิทัลอื่นๆ
โครงการที่มีฐานร่วมกัน
วงจรสวิตชิ่งทรานซิสเตอร์นี้ค่อนข้างธรรมดา มันเป็นวงจรสี่ขั้ว - สองอินพุตและจำนวนเอาต์พุตเท่ากัน ยิ่งกว่านั้นอินพุตหนึ่งตัวยังเป็นเอาต์พุตซึ่งเชื่อมต่อกับขั้ว "ฐาน" ของทรานซิสเตอร์ หนึ่งเอาต์พุตจากแหล่งสัญญาณและโหลด (เช่น ลำโพง) เชื่อมต่ออยู่
ในการเสริมพลังน้ำตกด้วยฐานทั่วไป คุณสามารถใช้:
- แผนแก้ไขกระแสฐาน
- ความคงตัวของแรงดันไฟพื้นฐาน
- รักษาเสถียรภาพของนักสะสม
- ความเสถียรของอิมิตเตอร์
คุณลักษณะของวงจรที่มีฐานร่วมกันคือค่าความต้านทานอินพุตที่ต่ำมาก เท่ากับความต้านทานของรอยต่ออีซีแอลขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์
วงจรสะสมทั่วไป
โครงสร้างประเภทนี้ยังใช้กันค่อนข้างบ่อย นี่คือเครือข่ายสี่เทอร์มินัลซึ่งมีอินพุต 2 ช่องและเอาต์พุตจำนวนเท่ากัน มีความคล้ายคลึงกันมากกับวงจรขยายฐานทั่วไป เฉพาะในกรณีนี้ ตัวรวบรวมเป็นจุดเชื่อมต่อทั่วไปสำหรับแหล่งสัญญาณและโหลด ในข้อดีของวงจรดังกล่าว เราสามารถแยกแยะความต้านทานอินพุตสูงได้ ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ในเครื่องขยายเสียงเบส
ในการจ่ายไฟให้ทรานซิสเตอร์ จำเป็นใช้การรักษาเสถียรภาพในปัจจุบัน ความเสถียรของตัวปล่อยและตัวสะสมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งนี้ ควรสังเกตว่าวงจรดังกล่าวไม่สามารถแปลงสัญญาณขาเข้าไม่ขยายแรงดันไฟฟ้าด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่า "ผู้ติดตามอีซีแอล" วงจรดังกล่าวมีความเสถียรของพารามิเตอร์สูงมาก ความลึกของการตอบสนอง DC (ข้อเสนอแนะ) เกือบ 100%
อีซีแอลทั่วไป
แอมป์สเตจที่มีอีซีแอลทั่วไปมีอัตราขยายที่สูงมาก ด้วยการใช้โซลูชั่นวงจรดังกล่าวที่มีการสร้างแอมพลิฟายเออร์ความถี่สูงใช้ในเทคโนโลยีสมัยใหม่ - GSM, ระบบ GPS, ในเครือข่าย Wi-Fi ไร้สาย ควอดริโพล (คาสเคด) มีสองอินพุตและจำนวนเอาต์พุตเท่ากัน นอกจากนี้ อีซีแอลยังเชื่อมต่อพร้อมกันกับเอาต์พุตของโหลดและแหล่งสัญญาณหนึ่งรายการ หากต้องการจ่ายกระแสไฟให้กับน้ำตกด้วยอีซีแอลทั่วไป ขอแนะนำให้ใช้แหล่งไบโพลาร์ แต่ถ้าเป็นไปไม่ได้ อนุญาตให้ใช้แหล่งสัญญาณแบบขั้วเดียว แต่ไม่น่าจะได้รับพลังงานสูงเท่านั้น