Ortak emitörlü (CE) devre.
Şekil 12.
Şekil 12’de a) ortak emitörlü bir transistörün anahtarlama devresi. Transistörün tabanına (Vin) bir miktar voltaj uygulandığında, biraz açılır, içinden akım geçer, bu da R1’de voltaj düşüşüne neden olur. Dolayısıyla Vout’taki voltaj, transistörün taban akımına bağlı olan kollektör akımına bağlıdır. Şekil 12 d)’deki grafikte siyah Vin üzerindeki voltaj, kırmızı Vout üzerindeki voltajdır. Vin üzerindeki voltaj 0’dan A noktasına olduğunda, transistörden akım geçmez, çünkü tabanda akım yok (diyotun IV özelliğine bakın), Vout = güç. A noktasından B noktasına Vin boyunca voltajdaki doğrusal bir artışla, taban akımı sırasıyla doğrusal olmayan bir şekilde artar (diyotun CVC’sine bakın), kollektör akımı doğrusal olmayan bir şekilde artar (temel akımla orantılıdır, ancak k kat daha fazla). Bu durumda, Vout üzerindeki voltaj doğrusal olarak düşmez. Ancak Vin’deki voltaj B noktasından daha fazla arttığı için Vout’taki voltaj artık düşemez. Tabandaki akım artar, ancak güç kaynağı buna göre transistördeki akımı artırmak için yeterli değildir. Ek olarak, tamamen açık durumda bile (şimdi olduğu gibi), transistör üzerindeki voltaj > 0 (u1) olacaktır. Bu gerilime doyma gerilimi denir, farklı transistörler için farklıdır (0,3 – 0,7V). Böylece transistörün yükseltici özelliklerinin sadece A’dan B’ye kadar olan bölümde Vin boyunca gerilim oluştuğunda ortaya çıktığı görülebilir. Ayrıca bu devrede çıkış gerilimi u1’den u2’ye kadar değişir. Bu aralığı 0V’a göre kaydırmak için kuplaj kapasitörleri kullanılır. Şekil 12 b)’de Vout, C1 üzerinden voltajla beslenir. Yeterince yüksek bir çıkış sinyali frekansı ile, kapasitörün yeniden şarj etmek için zamanı yoktur, bu nedenle değişken bileşen değişmeden geçer, ancak ortalama seviye sıfıra kaydırılır. Bkz. Şekil 12 e). Siyah grafik Vin’deki voltaj, kırmızı grafik Vout’taki voltajdır. Vout’taki voltajın sıfır civarında dalgalandığı görülebilir, ancak transistörün tabanında voltaj neredeyse 0V’dan besleme voltajına dalgalandı. Ancak R2 aracılığıyla kapasitör belirli bir miktarda şarj edildi ve çıkış sinyali 0V’a göreydi.
Hoş olmayan an, devrenin normal çalışması için Vin’de u1 ila u2 aralığında bir voltajın korunmasının gerekli olmasıdır.
Bu problemin en basit çözümü Şekil 12c’de gösterilmiştir). Gerilim bölücü R3, R4, çalışma noktasını seçer (u1 ve u2’nin ortası). Sinyal, değişken bileşeni geçen izolasyon kapasitörü C2 üzerinden beslenir.
Gerçekte, bölücünün parametrelerinin çok doğru seçilmesi gerektiğinden bu yöntem uygulanamaz (büyük bir kazançla, tabandaki voltajdaki çok küçük bir değişiklik bile çalışma modundan çıkmasına neden olabilir) ve diyotun CVC’sinin (ve buna bağlı olarak, akımı ayarlayan transistörün baz-yayıcı bağlantısının) sıcaklığa çok bağlı olması (sıcaklık arttıkça, akım artar), bu da bir çıkışa yol açar. çalışma modu. Ek olarak, bazen çıkışta çok fazla yükseltilmemiş bir sinyal almanız gerekir. Bunun için farklı geri bildirim türleri (OS) kullanılır. İşletim sisteminin özü, çıkış sinyalinin giriş sinyaliyle karşılaştırılması ve farkı en aza indirmeye çalışmasıdır.
Böylece, ortak yayıcıya (CE) sahip bir devre, sinyali voltajda (çıkış ters bir sinyal olacaktır) ve akımda önemli ölçüde yükseltebilir.
Ortak toplayıcı (Tamam).
Pirinç. 13.
Şekil 13. a) ortak kollektörlü bir transistörün anahtarlama devrelerini göstermektedir.
Hadi çalışmalarına bir göz atalım. Vin’e voltaj uygulayın. Aynı zamanda, taban-verici voltaj farkı artmaya başlar, bu da tabandaki akımın artmasına neden olur, bu da kollektör-verici kanalının açılmasına neden olur, akım transistörden akmaya başlar, bu da akımda bir artışa neden olur. Vout’taki voltaj. Ancak tabanda sabit bir voltaj ile emiterdeki voltajın artması, baz emitör arasındaki voltaj farkının azalmasına neden olur, bu da baz akımı azaltacak, transistör akımını azaltacaktır… Sonuç olarak, bir denge gelecek, taban-yayıcı voltaj farkı, toplayıcı-verici kanal akımı bu farkı tutabilecek şekilde olacaktır. Baz voltajı arttıkça akım artar, emiter voltajı artar… yani emiterdeki akımdan bağımsız olarak (makul sınırlar dahilinde) baz- emiter voltaj farkı hemen hemen sabit olacaktır (çünkü voltajda küçük bir artış bile olsa) akımda büyük bir artışa neden olur, bu da sonunda bu farkı telafi eder). Şek. 13 b) siyah grafikte – giriş voltajında, kırmızıda – çıkışta.
Böylece: ortak bir kollektör ile bir transistörün açılması, mevcut sinyali yükseltmenize izin verir, ancak voltajı yükseltmenize izin vermez (çıkış voltajı giriş voltajına eşittir, seviyeden sadece biraz daha düşüktür (değerine göre). baz-yayıcı farkı)).
Tipik olarak, sinyal yükselticiler karışık devreler kullanır. Ek olarak, bu devrede voltaj düşüşü, direnç üzerinden geçen akımdan kaynaklanmaktadır. Bu, yükteki akımın bu dirençten geçen akımdan daha büyük olamayacağı anlamına gelir. Ve bu akımdaki bir artış, amplifikatörün verimliliğinde bir azalmaya yol açar. Bu sorunu çözmek için tamamlayıcı çiftler kullanılır (Şekil 14 a)) – aynı kollektör takipçisi, ancak ters yarım dalgayı güçlendiren ters tipte bir transistör ile. Şekil 14 a)’daki diyagramı kullanarak, baz emitör voltajı bir değerden az olduğunda, hiçbir akımın akmadığını unutmayın. Bu nedenle, hareketsiz bir akım verilir – bunun için bazlar arasında bazı sabit voltaj farkı ayarlanır, böylece transistörler biraz aralıklı olur (küçük bir durgun akım akar), böylece ‘ölü’ bölge olmaz.
Şekil 14.
Transistörün kazancını artırmak için Şekil 14 b) ve c)’deki anahtarlama devreleri kullanılır. Onlarda, akım önce ilk transistör, ardından ikincisi tarafından yükseltilir. Toplam kazanç, katsayının ürününe eşittir. bireysel transistörlerin amplifikasyonu.
Paralel bağlantı ve yük dağılımı.
Yüksek akımlarla çalışmanız gerekiyorsa, bazen cihazların paralel bağlantısı kullanılır (paralel olarak bağlandığında, cihazların her birindeki akımlar toplamdan daha az olacaktır, çünkü toplam tüm bireysel akımların toplamına eşittir) .
Diyottan büyük bir akım geçirmemiz gerektiğini varsayalım. 2 diyotu paralel bağlayalım bakalım ne olacak. Gerçekte, her diyot (ve aslında genel olarak her cihaz) biraz farklı parametrelere sahiptir, kesinlikle aynı olanlar yoktur. 10A’lık bir akımda, ilk diyotta 0,7V’luk bir düşüş olacağını ve ikinci – 0,8V’luk aynı akımda ve 0,7’lik bir voltajda, içinden sadece 2A geçebileceğini varsayalım (IV karakteristiği diyot çok dik). Paralel bağlantıda gerilimler eşittir, yani. 0.7V’de, ilk diyot 10A, ikincisi – sadece 2A olacaktır. Açıkça eşit olmayan koşullar… Şekil 15 a) düşünün. Diyotlar dirençlerle seri bağlanır. İlk diyotun 0,7V’luk bir düşüşü, 10A’lık bir akımı olmasına izin verin. Direnci -1V’a sahip olacaktır (toplamda neredeyse 1,7V’luk bir düşüş). Aynı zamanda, ikinci diyotta 9A akımda (ikinci dirençte 0.9V) 0.8V’luk bir düşüş var. Akımlar hemen hemen eşittir. Ancak yukarıdaki devrede dirençlerde güç kaybı olur. Yeterli bir akım eşitleme seviyesinde minimum dirence göre seçilirler.
Şekil 15
Aynısı transistörler için de geçerlidir, çünkü. transistörden geçen akım, tabandan geçen akımla orantılıdır ve tabandan geçen akım, diyottan geçen akım yasalarına uyar. Bu nedenle, transistörler paralel bağlandığında, emitör devresine dengeleme dirençleri yerleştirilir (bkz. Şekil 15 b).
Alternatif akımlar ve gerilimler kullanıldığında, akımlar karşı sargılı özdeş sargılara sahip bir transformatör kullanılarak eklenebilir (bkz. Şekil 15 c)).
Sargılardan birinde akımın artması, üzerindeki voltaj farkının artmasına neden olur, bu da diğer sargıda voltaj farkının artmasına neden olur, ancak bunun tersi işaretlidir. Sargılardaki akımlar eşitlenene kadar gerilim artacak ve ikinci sargı farkın daha da büyümesini engellemeye başlayacaktır.
devam