Người theo dõi Emitter & Bộ khuếch đại Darlington
Emitter follower và bộ khuếch đại darlington là những ví dụ phổ biến nhất cho bộ khuếch đại phản hồi. Đây là những cái được sử dụng nhiều nhất với một số ứng dụng.
Người theo dõi Emitter
Mạch đi theo máy phát có một vị trí nổi bật trong các bộ khuếch đại phản hồi. Đi theo máy phát là trường hợp mạch phản hồi dòng âm. Đây chủ yếu được sử dụng như một bộ khuếch đại giai đoạn cuối trong các mạch tạo tín hiệu.
Các tính năng quan trọng của Người theo dõi Emitter là:
- Nó có trở kháng đầu vào cao
- Nó có trở kháng đầu ra thấp
- Nó là mạch lý tưởng để kết hợp trở kháng
Tất cả các tính năng lý tưởng này cho phép nhiều ứng dụng cho mạch theo bộ phát. Đây là mạch khuếch đại dòng điện không có độ lợi điện áp.
Xây dựng
Các chi tiết cấu tạo của mạch theo emitter gần giống với mạch khuếch đại bình thường. Sự khác biệt chính là tải R L không có ở đầu cực thu, nhưng có ở đầu cực phát của mạch. Do đó, đầu ra được lấy từ thiết bị đầu cuối phát thay vì thiết bị đầu cuối thu.
Xu hướng được cung cấp bằng phương pháp điện trở cơ bản hoặc bằng phương pháp bộ chia điện thế. Hình dưới đây cho thấy sơ đồ mạch của một Người theo dõi phát.
Hoạt động
Điện áp tín hiệu đầu vào được đặt giữa đế và bộ phát, tạo ra điện áp đầu ra V o trên R E , nằm trong phần bộ phát. Vì thế,
$$ V_o = I_E R_E $$
Toàn bộ dòng điện đầu ra này được áp dụng cho đầu vào thông qua phản hồi. Vì thế,
$$ V_f = V_o $$
Khi điện áp đầu ra phát triển trên R L tỷ lệ với dòng phát, mạch theo sau phát này là mạch phản hồi dòng điện. Vì thế,
$$ \ beta = \ frac {V_f} {V_o} = 1 $$
Cũng cần lưu ý rằng điện áp tín hiệu đầu vào đến bóng bán dẫn (= V i ) bằng hiệu của V s và V o tức là,
$$ V_i = V_s - V_o $$
Do đó phản hồi là tiêu cực.
Nét đặc trưng
Các đặc điểm chính của trình theo dõi emitter như sau:
- Không tăng điện áp. Trong thực tế, mức tăng điện áp gần bằng 1.
- Độ lợi dòng điện và độ lợi công suất tương đối cao.
- Trở kháng đầu vào cao và trở kháng đầu ra thấp.
- Điện áp xoay chiều đầu vào và đầu ra cùng pha.
Mức tăng điện áp của người theo dõi máy phát
Vì mạch theo bộ phát là một mạch nổi bật, chúng ta hãy thử lấy phương trình cho độ lợi điện áp của mạch theo bộ phát. Mạch Người theo dõi Emitter của chúng tôi trông như sau:
Nếu một mạch tương đương xoay chiều của mạch trên được vẽ, nó sẽ giống như bên dưới, vì không có tụ điện phát qua.
Điện trở xoay chiều r E của mạch phát được cho bởi
$$ r_E = r'_E + R_E $$
Ở đâu
$$ r'_E = \ frac {25 mV} {I_E} $$
Để tìm độ lợi điện áp của mạch khuếch đại, ta có thể thay hình trên bằng hình sau.
Lưu ý rằng điện áp đầu vào được áp dụng trên điện trở xoay chiều của mạch phát, tức là (r ' E + R E ). Giả sử diode phát là lý tưởng, điện áp đầu ra V ra sẽ là
$$ V_ {out} = i_e R_E $$
Điện áp đầu vào V trong sẽ là
$$ V_ {in} = i_e (r'_e + R_E) $$
Do đó, Tăng điện áp của người theo dõi emitter là
$$ A_V = \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = \ frac {i_e R_E} {i_e (r'_e + R_E)} = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$
Hoặc là
$$ A_V = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$
Trong hầu hết các ứng dụng thực tế,
$$ R_E \ gg r'_e $$
Vì vậy, A V ≈ 1. Trong thực tế, độ lợi điện áp của một bộ theo máy phát nằm trong khoảng 0,8 đến 0,999.
Bộ khuếch đại Darlington
Mạch tiếp theo bộ phát vừa được thảo luận thiếu để đáp ứng các yêu cầu của độ lợi dòng mạch (A i ) và trở kháng đầu vào (Z i ). Để đạt được sự gia tăng một số giá trị tổng thể của độ lợi dòng điện và trở kháng đầu vào, hai bóng bán dẫn được kết nối như thể hiện trong sơ đồ mạch sau đây, được gọi làDarlington cấu hình.
Như trong hình trên, cực phát của bóng bán dẫn thứ nhất được nối với đế của bóng bán dẫn thứ hai. Các cực thu của cả hai bóng bán dẫn được kết nối với nhau.
Phân tích xu hướng
Do kiểu kết nối này, dòng điện phát ra của bóng bán dẫn thứ nhất cũng sẽ là dòng điện cơ bản của bóng bán dẫn thứ hai. Do đó, mức tăng hiện tại của cặp này bằng tích của mức tăng hiện tại riêng lẻ, tức là
$$ \ beta = \ beta _1 \ beta _2 $$
Mức tăng dòng cao thường đạt được với một số thành phần tối thiểu.
Vì hai bóng bán dẫn được sử dụng ở đây, hai giọt V BE sẽ được xem xét. Phân tích xu hướng khác tương tự đối với một bóng bán dẫn.
Điện áp trên R 2 ,
$$ V_2 = \ frac {V_CC} {R_1 + R_2} \ lần R_2 $$
Điện áp trên R E ,
$$ V_E = V_2 - 2 V_ {BE} $$
Dòng điện qua R E ,
$$ I_ {E2} = \ frac {V_2 - 2 V_ {BE}} {R_E} $$
Vì các bóng bán dẫn được ghép nối trực tiếp,
$$ I_ {E1} = I_ {B2} $$
Hiện nay
$$ I_ {B2} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$
vì thế
$$ I_ {E1} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$
Nghĩa là
$$ I_ {E1} = I_ {E1} \ beta _2 $$
Chúng ta có
$ I_ {E1} = \ beta _1 I_ {B1} $ kể từ khi $ I_ {E1} \ cong I_ {C1} $
Do đó, như
$$ I_ {E2} = I_ {E1} \ beta _2 $$
Chúng tôi có thể viết
$$ I_ {E2} = \ beta _1 \ beta _2 I_ {B1} $$
Do đó, Mức tăng hiện tại có thể được đưa ra là
$$ \ beta = \ frac {I_ {E2}} {I_ {B1}} = \ frac {\ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}} {I_ {B1}} = \ beta _1 \ beta_2 $$
Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại tấn đáng yêu là
$ Z_ {in} = \ beta_1 \ beta_2 R_E ..... $ đang bỏ qua r ' e
Trong thực tế, hai bóng bán dẫn này được đặt trong một vỏ bóng bán dẫn duy nhất và ba thiết bị đầu cuối được đưa ra khỏi vỏ như thể hiện trong hình sau.
Ba thiết bị đầu cuối này có thể được gọi là Darling ton transistor. Bóng bán dẫn tấn đáng yêu hoạt động giống như một bóng bán dẫn duy nhất có độ lợi dòng điện cao và trở kháng đầu vào cao.
Nét đặc trưng
Sau đây là những đặc điểm quan trọng của ampli Darling ton-sur-ton.
- Trở kháng đầu vào cực cao (MΩ).
- Độ lợi dòng cực cao (vài nghìn).
- Trở kháng đầu ra cực thấp (một vài Ω).
Vì các đặc tính của bộ khuếch đại tấn Darling về cơ bản giống với đặc điểm của bộ theo cực phát nên hai mạch được sử dụng cho các ứng dụng tương tự.
Cho đến bây giờ chúng ta đã thảo luận về bộ khuếch đại dựa trên phản hồi tích cực. Phản hồi tiêu cực trong mạch bóng bán dẫn rất hữu ích trong quá trình làm việc của bộ tạo dao động. Chủ đề về bộ dao động hoàn toàn được đề cập trong hướng dẫn Bộ tạo dao động.