เครื่องขยายเสียงพื้นฐาน

เราหวังว่าคุณจะได้รับความรู้ที่เพียงพอเกี่ยวกับจุดปฏิบัติการความเสถียรและเทคนิคการชดเชยในบทที่แล้ว ตอนนี้ให้เราพยายามทำความเข้าใจแนวคิดพื้นฐานของวงจรเครื่องขยายเสียงพื้นฐาน

สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์มีข้อมูลบางอย่างที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้หากไม่มีความแรงที่เหมาะสม กระบวนการเพิ่มความแรงของสัญญาณเรียกว่า asAmplification. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดต้องมีวิธีการบางอย่างสำหรับการขยายสัญญาณ เราพบการใช้เครื่องขยายเสียงในอุปกรณ์ทางการแพทย์อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ระบบอัตโนมัติเครื่องมือทางทหารอุปกรณ์สื่อสารและแม้แต่ในอุปกรณ์ในครัวเรือน

การขยายเสียงในการใช้งานจริงทำได้โดยใช้เครื่องขยายเสียงหลายขั้นตอน แอมพลิฟายเออร์สเตจเดียวจำนวนหนึ่งถูกเรียงซ้อนกันเพื่อสร้างแอมพลิฟายเออร์หลายขั้นตอน ให้เรามาดูกันว่าเครื่องขยายเสียงแบบขั้นตอนเดียวถูกสร้างขึ้นอย่างไรซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องขยายเสียงแบบหลายขั้นตอน

เครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์แบบขั้นตอนเดียว

เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวที่มีวงจรที่เกี่ยวข้องเพื่อขยายสัญญาณที่อ่อนแอวงจรจะเรียกว่า single-stage amplifier.

การวิเคราะห์การทำงานของวงจรเครื่องขยายเสียงแบบขั้นตอนเดียวทำให้เราเข้าใจการสร้างและการทำงานของวงจรเครื่องขยายเสียงหลายขั้นตอนได้ง่าย แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ขั้นตอนเดียวมีทรานซิสเตอร์วงจรไบอัสและส่วนประกอบเสริมอื่น ๆ แผนภาพวงจรต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์สเตจเดียวมีลักษณะอย่างไร

เมื่อสัญญาณอินพุตอ่อนถูกกำหนดให้กับฐานของทรานซิสเตอร์ดังที่แสดงในรูปกระแสฐานจำนวนเล็กน้อยจะไหล เนื่องจากการกระทำของทรานซิสเตอร์กระแสไฟฟ้าที่ใหญ่กว่าจะไหลเข้ามาในตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ (เนื่องจากกระแสของตัวสะสมคือβเท่าของกระแสฐานซึ่งหมายถึง I _C = βI _B ) ตอนนี้เมื่อกระแสของตัวสะสมเพิ่มขึ้นแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R _Cก็จะเพิ่มขึ้นด้วยซึ่งจะรวบรวมเป็นเอาต์พุต

ดังนั้นอินพุตขนาดเล็กที่ฐานจึงได้รับการขยายเนื่องจากสัญญาณที่มีขนาดและความแรงมากขึ้นที่เอาต์พุตของตัวเก็บรวบรวม ดังนั้นทรานซิสเตอร์นี้จึงทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียง

วงจรปฏิบัติของเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์

วงจรของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้จริงดังแสดงด้านล่างซึ่งแสดงถึงวงจรการให้น้ำหนักตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า

องค์ประกอบของวงจรที่โดดเด่นต่างๆและการทำงานมีดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง

วงจรการให้น้ำหนัก

ตัวต้านทาน R ₁ , R ₂และ R _Eสร้างวงจรการให้น้ำหนักและการคงตัวซึ่งช่วยในการกำหนดจุดปฏิบัติการที่เหมาะสม

ป้อนตัวเก็บประจุ C _ใน

ตัวเก็บประจุนี้จับคู่สัญญาณอินพุตกับฐานของทรานซิสเตอร์ อินพุตตัวเก็บประจุ C _ในช่วยให้สัญญาณ AC แต่แยกแหล่งสัญญาณจาก R 2หากเก็บประจุนี้ไม่เป็นปัจจุบันสัญญาณอินพุทที่ได้รับมาใช้โดยตรงซึ่งการเปลี่ยนแปลงอคติที่ R 2

คัปปลิ้งคาปาซิเตอร์ C _C.

ตัวเก็บประจุนี้อยู่ที่ส่วนท้ายของขั้นตอนหนึ่งและเชื่อมต่อกับอีกขั้นหนึ่ง เมื่อมันจับคู่สองขั้นตอนจึงเรียกว่าเป็นcoupling capacitor. ตัวเก็บประจุนี้บล็อก DC ของขั้นตอนหนึ่งเพื่อเข้าสู่อีกขั้นหนึ่ง แต่อนุญาตให้ AC ผ่านได้ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าblocking capacitor.

เนื่องจากมีตัวเก็บประจุแบบมีเพศสัมพันธ์ C _Cเอาต์พุตของตัวต้านทาน R _Lจึงปราศจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของตัวสะสม หากไม่มีสิ่งนี้เงื่อนไขอคติของขั้นตอนถัดไปจะเปลี่ยนไปอย่างมากเนื่องจากเอฟเฟกต์การปัดของ R _Cเนื่องจากจะมาขนานกับ R ₂ของขั้นตอนถัดไป

Emitter by-pass capacitor C _E

ตัวเก็บประจุนี้เป็นลูกจ้างในขนานไปกับอีซีแอต้านทาน R Eสัญญาณ AC ที่ขยายจะถูกส่งผ่านสิ่งนี้ หากไม่มีอยู่สัญญาณนั้นจะผ่าน R _Eซึ่งก่อให้เกิดแรงดันตกคร่อม R _Eซึ่งจะป้อนกลับสัญญาณอินพุตเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าขาออก

ตัวต้านทานโหลด R _L

ความต้านทาน R _{L ที่}เชื่อมต่อที่เอาต์พุตเรียกว่าLoad resistor. เมื่อใช้จำนวนสเตจ R _{L จะ}แสดงความต้านทานอินพุตของสเตจถัดไป

กระแสวงจรต่างๆ

ให้เราผ่านกระแสวงจรต่างๆในวงจรขยายที่สมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้ได้กล่าวไว้แล้วในรูปด้านบน

ฐานปัจจุบัน

เมื่อไม่มีการใช้สัญญาณในวงจรฐานกระแสไฟฟ้ากระแสตรง I _Bจะไหลเนื่องจากวงจรการให้น้ำหนัก เมื่อใช้สัญญาณ AC กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ i _bจะไหลเช่นกัน ดังนั้นด้วยการประยุกต์ใช้สัญญาณ i _Bฐานทั้งหมดจะถูกกำหนดโดย

$$ i_B = I_B + i_b $$

นักสะสมปัจจุบัน

เมื่อไม่มีสัญญาณใช้กระแส DC Collector กระแส I _Cจะไหลเนื่องจากวงจรการให้น้ำหนัก เมื่อใช้สัญญาณ AC กระแส AC Collector i _cก็ไหลเช่นกัน ดังนั้น i _Cปัจจุบันของตัวรวบรวมทั้งหมดจึงถูกกำหนดโดย

$$ i_C = I_C + i_c $$

ที่ไหน

$ I_C = \ beta I_B $ = กระแสสัญญาณคอลเลกชันเป็นศูนย์

$ i_c = \ beta i_b $ = collcor ปัจจุบันเนื่องจากสัญญาณ