Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.6: Багатоступінчасті підсилювачі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31017

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Для того, щоб досягти більш високого виграшу, ніж ми можемо отримати від одного етапу, можна каскадувати два або більше етапів. Різні типи зміщення можуть бути використані разом із сумішшю конфігурацій змінного струму, таких як загальний послідовник колектора для першого етапу, який приводить в дію загальний підсилювач напруги випромінювача. Також може бути присутнім поєднання пристроїв NPN та PNP.

    У загальних рисах кожен етап служить навантаженням для попереднього етапу. Тобто\(Z_{in}\) одним етапом є\(R_L\) попередній етап. Потім прибутки окремих етапів множаться разом, щоб досягти системного посилення. Вхідний опір системи - це вхідний опір тільки першого ступеня. Джерело керує першим ступенем поодинці. Перший етап, в свою чергу, приводить в рух другу щабель і так далі. Тому джерело лише «бачить» перший етап, оскільки це єдина стадія, на яку він подає струм. Аналогічним чином вихідний опір системи є\(Z_{out}\) останнім ступенем. Приклад наведено на рис\(\PageIndex{1}\).

    clipboard_e2be70b6ca8224968bfc0910c7879bce8.png

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Двоступеневий підсилювач.

    У цій схемі перший етап - це незаболочений загальний підсилювач випромінювача, що використовує зміщення випромінювача з двома постачанням. Етап другий - це заболочений загальний підсилювач випромінювача з використанням зміщення дільника напруги. Що стосується аналізу постійного струму, то це дві окремі схеми. Міжступеневий\(C_{inter}\) конденсатор зв'язку запобігає постійному потенціалу на колекторі першого транзистора перешкоджати зміщенню, встановленому транзистором номер два\(R_1\) і\(R_2\) для нього. Для обчислення змінного струму перший етап аналізується нормальним чином, за винятком того, що його опір навантаження складається з\(R_1 || R_2 || Z_{in-base2}\) (тобто\(Z_{in}\) етапу 2). Другий етап аналізується без змін і його виграш множиться на виграш першого етапу, щоб досягти остаточного виграшу для пари. Вхідний опір системи є\(R_B || Z_{in-base1}\) (тобто\(Z_{in}\) етапу 1).

    Повинно бути очевидним, що шляхом каскадування декількох етапів можна домогтися дуже високих системних виграшів, навіть якщо кожен етап сильно заболочений, щоб зменшити спотворення. Наприклад, три заболочені загальні емітерні ступені з посиленням напруги всього 10 кожен призведе до посилення напруги системи 1000.

    7.6.1: Пряме зчеплення

    Маючи трохи творчості, можна створити багатоступінчасті конструкції, які використовують менше компонентів, але досягають вищої продуктивності. Однією з методик є використання прямого зчеплення ступенів. Пряме з'єднання дозволяє постійному струму перетікати від сцени до ступені. Таким чином, можна спроектувати підсилювач, який не має нижньої межі частоти. Приклад наведено на рис\(\PageIndex{2}\).

    clipboard_e722f2c7ba7b1ddd394a99042a4f01a98.png

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Підсилювач прямого з'єднання.

    Цей двоступеневий підсилювач не використовує конденсаторів зв'язку, а також не покладатися на резистори подільника напруги для другого ступеня 1. Ось як це працює: Перший етап - це досить звичайний заболочений загальний підсилювач випромінювача, що використовує зміщення випромінювача з двома джерелами. Він також використовує пару Дарлінгтона, щоб максимізувати вхідний опір. Оскільки базовий струм настільки низький, падіння постійного струму\(R_B\) може бути достатньо малим, щоб ігнорувати, тому ми можемо відмовитися від конденсатора вхідної муфти. Потенціал постійного струму на колекторі Дарлінгтона подається безпосередньо на підставу другого ступеня. Це використовується для налаштування зміщення другого ступеня через два емітерні резистори. Саме це ми і зробили зі схемою малюнка 7.3.5. Єдина відмінність полягає в тому, що тут базова напруга виводиться з попереднього ступеня, а не від дільника напруги. Обчислення для\(I_C\),\(r'_e\) і тому подібне буде протікати без змін. У будь-якому випадку це усуває два зміщення резисторів і інший конденсатор зв'язку.

    Зверніть увагу на використання пристрою ПНП для другого етапу. Використовуючи ПНП, його колекторна напруга повинна бути менше напруги його випромінювача. Оскільки ми також використовуємо біполярний джерело живлення, ми можемо усунути необхідність кінцевого конденсатора вихідної муфти. Все, що нам потрібно зробити, це налаштувати значення резистора таким чином, щоб падіння поперек\(R_{C2}\) було таким же, як\(V_{EE}\). Це дозволить розмістити другий етап постійної напруги колектора на 0 вольт. Якщо напруги постійного струму немає, то нічого блокувати, а значить, немає необхідності в конденсаторі зв'язку.

    Посилання

    1 Ця схема використовує конденсатори обходу випромінювачів, тому коефіцієнт посилення постійного струму буде меншим, ніж коефіцієнт посилення змінного струму. У цьому сенсі можна сказати, що цей підсилювач не повністю пов'язаний з постійним струмом.