ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียง

เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียงควรมีความเอนเอียงอย่างเหมาะสม เราจะพูดถึงความจำเป็นในการให้น้ำหนักที่เหมาะสมในบทถัดไป ที่นี่ให้เราเน้นว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไรเป็นเครื่องขยายเสียง

เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียงโดยเพิ่มความแรงของสัญญาณที่อ่อนแอ แรงดันไบแอส DC ที่ใช้กับทางแยกฐานตัวปล่อยทำให้ยังคงอยู่ในสภาพเอนเอียง อคติไปข้างหน้านี้จะคงอยู่โดยไม่คำนึงถึงขั้วของสัญญาณ รูปด้านล่างแสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์มีลักษณะอย่างไรเมื่อเชื่อมต่อเป็นเครื่องขยายเสียง

ความต้านทานต่ำในวงจรอินพุตทำให้สัญญาณอินพุตเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเพื่อส่งผลให้เอาต์พุตเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัด กระแสอีซีแอลที่เกิดจากสัญญาณอินพุตก่อให้เกิดกระแสสะสมซึ่งเมื่อไหลผ่านตัวต้านทานโหลด R _{L จะ}ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมมาก ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าขาเข้าขนาดเล็กส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขาออกมากซึ่งแสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์ทำงานเป็นเครื่องขยายเสียง

ตัวอย่าง

ให้มีการเปลี่ยนแปลง 0.1v ในแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ใช้ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของ 1mA ในกระแสของตัวปล่อย กระแสของตัวปล่อยนี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสสะสมซึ่งจะเป็น 1mA

ความต้านทานโหลด5kΩที่วางไว้ในตัวสะสมจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า

5 kΩ× 1 mA = 5V

ดังนั้นจึงสังเกตได้ว่าการเปลี่ยนแปลง 0.1v ในอินพุตจะทำให้เอาต์พุตมีการเปลี่ยนแปลง 5v ซึ่งหมายความว่าระดับแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณจะถูกขยาย

ประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง

เนื่องจากโหมดการเชื่อมต่อตัวปล่อยทั่วไปมักถูกนำมาใช้ก่อนอื่นให้เราทำความเข้าใจกับคำศัพท์ที่สำคัญบางประการโดยอ้างอิงถึงโหมดการเชื่อมต่อนี้

ความต้านทานอินพุต

เนื่องจากวงจรอินพุตเอนเอียงไปข้างหน้าความต้านทานอินพุตจะต่ำ ความต้านทานอินพุตคือการต่อต้านที่เสนอโดยทางแยกตัวส่งสัญญาณฐานกับการไหลของสัญญาณ

ตามความหมายมันเป็นอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแรงดันไฟฟ้าฐานอิมิตเตอร์ (ΔV _BE ) ต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นของกระแสฐาน (ΔI _B ) ที่แรงดันคงที่ของตัวสะสม - ตัวปล่อย

ความต้านทานขาเข้า $ R_i = \ frac {\ Delta V_ {BE}} {\ Delta I_B} $

โดยที่ R _i = ความต้านทานอินพุต V _BE = แรงดันไฟฟ้าฐานตัวปล่อยและ I _B = กระแสฐาน

ความต้านทานขาออก

ความต้านทานเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์สูงมาก กระแสของตัวเก็บรวบรวมเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันตัวเก็บรวบรวม - ตัวปล่อย

ตามความหมายมันคืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงแรงดันตัวสะสม - ตัวปล่อย (ΔV _CE ) ต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในกระแสของตัวสะสม (ΔI _C ) ที่กระแสฐานคงที่

ความต้านทานขาออก = $ R_o = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta I_C} $

โดยที่ R _o = ความต้านทานเอาท์พุท V _CE = แรงดันตัวสะสมและตัวส่งสัญญาณและ I _C = แรงดันตัวสะสม

โหลดนักสะสมที่มีประสิทธิภาพ

โหลดเชื่อมต่อที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์และสำหรับเครื่องขยายเสียงแบบขั้นตอนเดียวแรงดันขาออกจะถูกนำมาจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์และสำหรับเครื่องขยายเสียงแบบหลายขั้นตอนจะถูกรวบรวมจากขั้นตอนที่เรียงซ้อนกันของวงจรทรานซิสเตอร์

ตามความหมายมันคือภาระทั้งหมดตามที่เห็นในปัจจุบันของตัวสะสม ac ในกรณีของเครื่องขยายเสียงขั้นตอนเดียวโหลดเก็บที่มีประสิทธิภาพคือการรวมกันแบบขนานของ R _Cและ R o

โหลดนักสะสมที่มีประสิทธิภาพ $ R_ {AC} = R_C // R_o $

$$ = \ frac {R_C \ times R_o} {R_C + R_o} = R_ {AC} $$

ดังนั้นสำหรับเครื่องขยายเสียงขั้นตอนเดียวโหลดที่มีประสิทธิภาพเท่ากับภาระสะสม R C

ในแอมพลิฟายเออร์แบบหลายขั้นตอน (เช่นมีสเตจการขยายมากกว่าหนึ่งสเตจ) ความต้านทานอินพุต R _iของสเตจถัดไปจะเข้ามาในภาพ

โหลดตัวสะสมที่มีประสิทธิภาพจะกลายเป็นการรวมกันแบบขนานของ R _C , R _oและ R _iกล่าวคือ

โหลดนักสะสมที่มีประสิทธิภาพ $ R_ {AC} = R_C // R_o // R_i $

$$ R_C // R_i = \ frac {R_C R_i} {R_C + R_i} $$

เนื่องจากความต้านทานอินพุต R _iค่อนข้างน้อยโหลดที่มีประสิทธิภาพจึงลดลง

กำไรปัจจุบัน

กำไรในรูปของกระแสเมื่อสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของกระแสอินพุตและเอาต์พุตเรียกว่า as Current gain. ตามความหมายมันคืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของกระแสตัวสะสม (ΔI _C ) ต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสฐาน (ΔI _B )

กำไรปัจจุบัน $ \ beta = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} $

ค่าของβอยู่ในช่วง 20 ถึง 500 กำไรปัจจุบันบ่งชี้ว่ากระแสอินพุตกลายเป็นβเท่าในกระแสของตัวรวบรวม

การเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

กำไรในแง่ของแรงดันไฟฟ้าเมื่อสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของกระแสอินพุตและเอาต์พุตเรียกว่า as Voltage gain. ตามความหมายมันคืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงแรงดันขาออก (ΔV _CE ) ต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า (ΔV _BE )

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น $ A_V = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta V_ {BE}} $

$$ = \ frac {Change \: in \: output \: current \ times Effective \: load} {Change \: in \: input \: current \ times input \: resistance} $$

$$ = \ frac {\ Delta I_C \ times R_ {AC}} {\ Delta I_B \ times R_i} = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} = \ beta \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} $$

สำหรับขั้นตอนเดียว, R _AC = R C

อย่างไรก็ตามสำหรับหลายขั้นตอน

$$ R_ {AC} = \ frac {R_C \ times R_i} {R_C + R_i} $$

โดยที่ R _iคือความต้านทานอินพุตของด่านถัดไป