साधे ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायर उपकरणांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी एक चांगले साधन असू शकते. सर्किट्स आणि डिझाईन्स अगदी सोप्या आहेत; आपण स्वतः डिव्हाइस बनवू शकता आणि त्याचे ऑपरेशन तपासू शकता, सर्व पॅरामीटर्सचे मोजमाप घेऊ शकता. आधुनिक फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरमुळे, अक्षरशः तीन घटकांपासून सूक्ष्म मायक्रोफोन ॲम्प्लिफायर बनवणे शक्य आहे. आणि ध्वनी रेकॉर्डिंग पॅरामीटर्स सुधारण्यासाठी वैयक्तिक संगणकाशी कनेक्ट करा. आणि संभाषणादरम्यान संवादक तुमचे भाषण अधिक चांगले आणि अधिक स्पष्टपणे ऐकतील.

वारंवारता वैशिष्ट्ये

कमी (ऑडिओ) वारंवारता ॲम्प्लिफायर जवळजवळ सर्व घरगुती उपकरणांमध्ये आढळतात - स्टिरिओ सिस्टम, टेलिव्हिजन, रेडिओ, टेप रेकॉर्डर आणि अगदी वैयक्तिक संगणक. परंतु ट्रान्झिस्टर, दिवे आणि मायक्रोक्रिकेटवर आधारित आरएफ ॲम्प्लीफायर्स देखील आहेत. त्यांच्यातील फरक असा आहे की ULF आपल्याला केवळ मानवी कानाद्वारे समजल्या जाणाऱ्या ऑडिओ फ्रिक्वेन्सीवर सिग्नल वाढविण्याची परवानगी देतो. ट्रान्झिस्टर ऑडिओ ॲम्प्लीफायर्स तुम्हाला 20 Hz ते 20,000 Hz पर्यंतच्या फ्रिक्वेन्सीसह सिग्नलचे पुनरुत्पादन करण्याची परवानगी देतात.

परिणामी, अगदी साधे उपकरण देखील या श्रेणीतील सिग्नल वाढवू शकते. आणि हे शक्य तितक्या समान रीतीने करते. नफा थेट इनपुट सिग्नलच्या वारंवारतेवर अवलंबून असतो. या प्रमाणांचा आलेख जवळजवळ सरळ रेषा आहे. श्रेणीबाहेरील फ्रिक्वेंसीसह सिग्नल ॲम्प्लीफायर इनपुटवर लागू केल्यास, डिव्हाइसच्या ऑपरेशनची गुणवत्ता आणि कार्यक्षमता त्वरीत कमी होईल. ULF कॅस्केड, नियमानुसार, कमी आणि मध्यम-फ्रिक्वेंसी श्रेणींमध्ये कार्यरत ट्रान्झिस्टर वापरून एकत्र केले जातात.

ऑडिओ ॲम्प्लीफायर्सच्या ऑपरेशनचे वर्ग

ऑपरेशनच्या कालावधीत कॅस्केडमधून वर्तमान प्रवाहाच्या प्रमाणात अवलंबून, सर्व ॲम्प्लीफायिंग उपकरणे अनेक वर्गांमध्ये विभागली जातात:

1. वर्ग "ए" - ॲम्प्लीफायर स्टेजच्या संपूर्ण कार्यकाळात विद्युत प्रवाह न थांबता.
2. वर्क क्लास "बी" मध्ये, विद्युत प्रवाह अर्ध्या कालावधीसाठी वाहतो.
3. वर्ग "AB" चा अर्थ असा आहे की विद्युत् प्रवाह 50-100% कालावधीसाठी ॲम्प्लिफायर स्टेजमधून वाहतो.
4. "C" मोडमध्ये, विद्युत प्रवाह अर्ध्यापेक्षा कमी ऑपरेटिंग वेळेसाठी वाहतो.
5. ULF मोड “डी” अलीकडेच हौशी रेडिओ प्रॅक्टिसमध्ये वापरला गेला आहे - 50 वर्षांपेक्षा जास्त. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ही उपकरणे डिजिटल घटकांच्या आधारे लागू केली जातात आणि त्यांची उच्च कार्यक्षमता असते - 90% पेक्षा जास्त.

कमी-फ्रिक्वेंसी एम्पलीफायर्सच्या विविध वर्गांमध्ये विकृतीची उपस्थिती

वर्ग "ए" ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायरचे कार्यक्षेत्र बऱ्यापैकी लहान नॉनलाइनर विकृतीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. जर येणारा सिग्नल जास्त व्होल्टेजच्या डाळी बाहेर टाकतो, तर यामुळे ट्रान्झिस्टर संतृप्त होतात. आउटपुट सिग्नलमध्ये, प्रत्येक हार्मोनिकच्या जवळ (10 किंवा 11 पर्यंत) उच्च दिसू लागतात. यामुळे, एक धातूचा ध्वनी दिसून येतो, केवळ ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर्सचे वैशिष्ट्य.

वीज पुरवठा अस्थिर असल्यास, आउटपुट सिग्नल नेटवर्क फ्रिक्वेंसी जवळ मोठेपणामध्ये मॉडेल केले जाईल. वारंवारता प्रतिसादाच्या डाव्या बाजूला आवाज अधिक कठोर होईल. परंतु ॲम्प्लीफायरच्या वीज पुरवठ्याचे स्थिरीकरण जितके चांगले होईल तितके संपूर्ण उपकरणाचे डिझाइन अधिक जटिल होते. "A" वर्गात कार्यरत ULF ची कार्यक्षमता तुलनेने कमी आहे - 20% पेक्षा कमी. याचे कारण असे की ट्रान्झिस्टर सतत उघडे असते आणि त्यातून सतत विद्युत प्रवाह वाहत असतो.

कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी (किंचित जरी) आपण पुश-पुल सर्किट वापरू शकता. एक दोष म्हणजे आउटपुट सिग्नलच्या अर्ध्या लहरी असममित होतात. तुम्ही वर्ग “A” वरून “AB” मध्ये स्थानांतरित केल्यास, नॉनलाइनर विकृती 3-4 पटीने वाढेल. परंतु संपूर्ण डिव्हाइस सर्किटची कार्यक्षमता अद्याप वाढेल. ULF वर्ग "AB" आणि "B" विकृतीत वाढ दर्शवतात कारण इनपुटवरील सिग्नल पातळी कमी होते. परंतु आपण व्हॉल्यूम वाढवला तरीही, यामुळे कमतरतांपासून पूर्णपणे मुक्त होण्यास मदत होणार नाही.

मध्यवर्ती वर्गात काम करा

प्रत्येक वर्गात अनेक प्रकार आहेत. उदाहरणार्थ, "A+" ॲम्प्लिफायर्सचा वर्ग आहे. त्यामध्ये, इनपुट ट्रान्झिस्टर (कमी व्होल्टेज) "ए" मोडमध्ये कार्य करतात. परंतु आउटपुट स्टेजमध्ये स्थापित उच्च-व्होल्टेज एकतर "B" किंवा "AB" मध्ये कार्य करतात. असे ॲम्प्लीफायर्स वर्ग “ए” मध्ये कार्यरत असलेल्यांपेक्षा जास्त किफायतशीर असतात. नॉनलाइनर विकृतींची संख्या लक्षणीयपणे कमी आहे - 0.003% पेक्षा जास्त नाही. द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर वापरून चांगले परिणाम मिळू शकतात. या घटकांवर आधारित ॲम्प्लीफायर्सच्या ऑपरेटिंग तत्त्वावर खाली चर्चा केली जाईल.

परंतु आउटपुट सिग्नलमध्ये अजूनही मोठ्या संख्येने उच्च हार्मोनिक्स आहेत, ज्यामुळे आवाज वैशिष्ट्यपूर्णपणे धातूचा बनतो. वर्ग "AA" मध्ये कार्यरत ॲम्प्लीफायर सर्किट्स देखील आहेत. त्यांच्यामध्ये, नॉनलाइनर विकृती अगदी कमी आहेत - 0.0005% पर्यंत. परंतु ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर्सची मुख्य कमतरता अजूनही अस्तित्वात आहे - वैशिष्ट्यपूर्ण धातूचा आवाज.

"पर्यायी" डिझाइन

याचा अर्थ असा नाही की ते पर्यायी आहेत, परंतु उच्च-गुणवत्तेच्या ध्वनी पुनरुत्पादनासाठी ॲम्प्लीफायर्सच्या डिझाइन आणि असेंब्लीमध्ये गुंतलेले काही विशेषज्ञ ट्यूब डिझाइनला अधिकाधिक प्राधान्य देत आहेत. ट्यूब ॲम्प्लिफायर्सचे खालील फायदे आहेत:

1. आउटपुट सिग्नलमध्ये नॉनलाइनर विकृतीची अत्यंत कमी पातळी.
2. ट्रान्झिस्टर डिझाइनपेक्षा कमी उच्च हार्मोनिक्स आहेत.

परंतु एक मोठा तोटा आहे जो सर्व फायद्यांपेक्षा जास्त आहे - आपल्याला समन्वयासाठी निश्चितपणे डिव्हाइस स्थापित करणे आवश्यक आहे. वस्तुस्थिती अशी आहे की ट्यूब स्टेजमध्ये खूप उच्च प्रतिकार असतो - अनेक हजार ओहम. पण स्पीकर वाइंडिंग रेझिस्टन्स 8 किंवा 4 Ohms आहे. त्यांचे समन्वय करण्यासाठी, आपल्याला एक ट्रान्सफॉर्मर स्थापित करणे आवश्यक आहे.

अर्थात, ही फार मोठी कमतरता नाही - ट्रांझिस्टर उपकरणे देखील आहेत जी आउटपुट स्टेज आणि स्पीकर सिस्टमशी जुळण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मर वापरतात. काही तज्ञांचा असा युक्तिवाद आहे की सर्वात प्रभावी सर्किट एक हायब्रिड आहे - जे एकल-एंडेड ॲम्प्लिफायर्स वापरते जे नकारात्मक अभिप्रायामुळे प्रभावित होत नाहीत. शिवाय, हे सर्व कॅस्केड ULF वर्ग "A" मोडमध्ये कार्य करतात. दुसऱ्या शब्दांत, ट्रान्झिस्टरवरील पॉवर ॲम्प्लिफायर रिपीटर म्हणून वापरला जातो.

शिवाय, अशा उपकरणांची कार्यक्षमता खूप जास्त आहे - सुमारे 50%. परंतु आपण केवळ कार्यक्षमता आणि उर्जा निर्देशकांवर लक्ष केंद्रित करू नये - ते एम्पलीफायरद्वारे ध्वनी पुनरुत्पादनाची उच्च गुणवत्ता दर्शवत नाहीत. वैशिष्ट्यांची रेखीयता आणि त्यांची गुणवत्ता अधिक महत्त्वाची आहे. म्हणून, आपल्याला प्रामुख्याने त्यांच्याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे, आणि शक्तीकडे नाही.

ट्रान्झिस्टरवर सिंगल-एंडेड ULF सर्किट

सामान्य एमिटर सर्किटनुसार तयार केलेला सर्वात सोपा ॲम्प्लीफायर "A" वर्गात कार्य करतो. सर्किट n-p-n संरचनेसह अर्धसंवाहक घटक वापरते. कलेक्टर सर्किटमध्ये एक प्रतिकार R3 स्थापित केला आहे, प्रवाहाचा प्रवाह मर्यादित करतो. कलेक्टर सर्किट पॉझिटिव्ह पॉवर वायरशी जोडलेले असते आणि एमिटर सर्किट निगेटिव्ह वायरशी जोडलेले असते. जर तुम्ही p-n-p संरचनेसह सेमीकंडक्टर ट्रान्झिस्टर वापरत असाल तर सर्किट अगदी सारखेच असेल, तुम्हाला फक्त ध्रुवीयता बदलण्याची आवश्यकता आहे.

डीकपलिंग कॅपेसिटर C1 वापरुन, थेट वर्तमान स्त्रोतापासून पर्यायी इनपुट सिग्नल वेगळे करणे शक्य आहे. या प्रकरणात, बेस-एमिटर मार्गावर पर्यायी प्रवाहाच्या प्रवाहात कॅपेसिटर अडथळा नाही. रोधक R1 आणि R2 सह उत्सर्जक-बेस जंक्शनचा अंतर्गत प्रतिकार सर्वात सोपा पुरवठा व्होल्टेज विभाजक दर्शवितो. सामान्यतः, रेझिस्टर आर 2 चे प्रतिकार 1-1.5 kOhm असते - अशा सर्किट्ससाठी सर्वात सामान्य मूल्ये. या प्रकरणात, पुरवठा व्होल्टेज अर्ध्यामध्ये विभागलेला आहे. आणि जर तुम्ही 20 व्होल्ट्सच्या व्होल्टेजसह सर्किटला पॉवर केले तर तुम्ही पाहू शकता की सध्याच्या लाभ h21 चे मूल्य 150 असेल. हे लक्षात घ्यावे की ट्रान्झिस्टरवरील एचएफ ॲम्प्लिफायर्स समान सर्किट्सनुसार बनवले जातात, फक्त ते कार्य करतात थोडे वेगळे.

या प्रकरणात, एमिटर व्होल्टेज 9 V आहे आणि सर्किटच्या "E-B" विभागातील ड्रॉप 0.7 V आहे (जे सिलिकॉन क्रिस्टल्सवरील ट्रान्झिस्टरसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे). जर आपण जर्मेनियम ट्रान्झिस्टरवर आधारित ॲम्प्लीफायरचा विचार केला, तर या प्रकरणात "E-B" विभागातील व्होल्टेज ड्रॉप 0.3 V च्या बरोबरीचे असेल. कलेक्टर सर्किटमधील विद्युत प्रवाह उत्सर्जकामध्ये वाहणाऱ्या विद्युतप्रवाहाच्या समान असेल. तुम्ही एमिटर व्होल्टेजला प्रतिकार R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA ने विभाजित करून त्याची गणना करू शकता. बेस करंटच्या मूल्याची गणना करण्यासाठी, तुम्हाला 9 mA ला h21 - 9 mA/150 = 60 μA ने भागणे आवश्यक आहे. ULF डिझाईन्स सहसा द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर वापरतात. त्याचे ऑपरेटिंग तत्त्व फील्ड विषयांपेक्षा वेगळे आहे.

रेझिस्टर R1 वर, तुम्ही आता ड्रॉप व्हॅल्यूची गणना करू शकता - हा बेस आणि सप्लाय व्होल्टेजमधील फरक आहे. या प्रकरणात, सूत्र वापरून बेस व्होल्टेज शोधले जाऊ शकते - एमिटरच्या वैशिष्ट्यांची बेरीज आणि "ई-बी" संक्रमण. जेव्हा 20 व्होल्ट स्त्रोतापासून पॉवर केले जाते: 20 - 9.7 = 10.3. येथून तुम्ही प्रतिकार मूल्य R1 = 10.3 V/60 μA = 172 kOhm काढू शकता. सर्किटमध्ये कॅपेसिटन्स C2 असते, जे सर्किट लागू करण्यासाठी आवश्यक असते ज्याद्वारे उत्सर्जक प्रवाहाचा पर्यायी घटक जाऊ शकतो.

आपण कॅपेसिटर C2 स्थापित न केल्यास, व्हेरिएबल घटक खूप मर्यादित असेल. यामुळे, अशा ट्रान्झिस्टर-आधारित ऑडिओ ॲम्प्लीफायरमध्ये खूप कमी वर्तमान लाभ h21 असेल. याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे की वरील गणनेमध्ये आधार आणि संग्राहक प्रवाह समान मानले गेले होते. शिवाय, बेस करंट हा एमिटरमधून सर्किटमध्ये वाहणारा प्रवाह मानला गेला. ट्रान्झिस्टरच्या बेस आउटपुटवर बायस व्होल्टेज लागू केल्यासच हे घडते.

परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की कलेक्टर गळती करंट नेहमीच बेस सर्किटमधून वाहते, पूर्वाग्रहाच्या उपस्थितीची पर्वा न करता. सामान्य एमिटर सर्किट्समध्ये, गळतीचा प्रवाह कमीतकमी 150 पट वाढविला जातो. परंतु सामान्यतः हे मूल्य केवळ जर्मेनियम ट्रान्झिस्टरवर आधारित ॲम्प्लीफायर्सची गणना करताना विचारात घेतले जाते. सिलिकॉन वापरण्याच्या बाबतीत, ज्यामध्ये "के-बी" सर्किटचा प्रवाह खूपच लहान आहे, हे मूल्य फक्त दुर्लक्षित आहे.

एमओएस ट्रान्झिस्टरवर आधारित ॲम्प्लीफायर्स

आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायरमध्ये अनेक ॲनालॉग्स आहेत. द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर वापरण्यासह. म्हणून, आम्ही समान उदाहरण म्हणून, सामान्य उत्सर्जक असलेल्या सर्किटनुसार एकत्रित केलेल्या ऑडिओ ॲम्प्लीफायरच्या डिझाइनचा विचार करू शकतो. फोटो कॉमन सोर्स सर्किटनुसार बनवलेले सर्किट दाखवते. R-C कनेक्शन्स इनपुट आणि आउटपुट सर्किट्सवर एकत्र केले जातात जेणेकरून डिव्हाइस "A" वर्गातील ॲम्प्लिफायर मोडमध्ये कार्य करेल.

कॅपेसिटर C1 द्वारे सिग्नल स्त्रोतापासून पर्यायी प्रवाह थेट पुरवठा व्होल्टेजपासून वेगळे केले जाते. हे अत्यावश्यक आहे की फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायरमध्ये गेट क्षमता असणे आवश्यक आहे जे समान स्त्रोत वैशिष्ट्यापेक्षा कमी असेल. दर्शविलेल्या आकृतीमध्ये, गेट रेझिस्टर R1 द्वारे सामान्य वायरशी जोडलेले आहे. त्याची प्रतिकारशक्ती खूप जास्त आहे - 100-1000 kOhm चे प्रतिरोधक सहसा डिझाइनमध्ये वापरले जातात. एवढा मोठा प्रतिकार निवडला जातो जेणेकरून इनपुट सिग्नल बंद होणार नाही.

हा प्रतिकार जवळजवळ विद्युत प्रवाहास जाण्याची परवानगी देत ​​नाही, परिणामी गेटची क्षमता (इनपुटवर सिग्नल नसताना) जमिनीच्या सारखीच असते. उगमस्थानी, क्षमता जमिनीपेक्षा जास्त असल्याचे दिसून येते, केवळ प्रतिकार R2 मध्ये व्होल्टेज ड्रॉपमुळे. यावरून हे स्पष्ट होते की गेटमध्ये स्त्रोतापेक्षा कमी क्षमता आहे. आणि ट्रान्झिस्टरच्या सामान्य कार्यासाठी हेच आवश्यक आहे. या ॲम्प्लीफायर सर्किटमधील C2 आणि R3 चा वरील चर्चा केलेल्या डिझाइनप्रमाणेच उद्देश आहे याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे. आणि इनपुट सिग्नल आउटपुट सिग्नलच्या तुलनेत 180 अंशांनी हलविला जातो.

आउटपुटवर ट्रान्सफॉर्मरसह ULF

घरगुती वापरासाठी आपण आपल्या स्वत: च्या हातांनी असे एम्पलीफायर बनवू शकता. हे वर्ग "ए" मध्ये कार्य करणार्या योजनेनुसार चालते. डिझाइन वर चर्चा केल्याप्रमाणेच आहे - सामान्य उत्सर्जक सह. एक वैशिष्ट्य म्हणजे आपल्याला जुळणीसाठी ट्रान्सफॉर्मर वापरण्याची आवश्यकता आहे. अशा ट्रान्झिस्टर-आधारित ऑडिओ ॲम्प्लीफायरचा हा एक तोटा आहे.

ट्रान्झिस्टरचे कलेक्टर सर्किट प्राथमिक विंडिंगद्वारे लोड केले जाते, जे दुय्यमद्वारे स्पीकरमध्ये प्रसारित केलेले आउटपुट सिग्नल विकसित करते. प्रतिरोधक R1 आणि R3 वर एक व्होल्टेज विभाजक एकत्र केला जातो, जो आपल्याला ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट निवडण्याची परवानगी देतो. हे सर्किट बेसला बायस व्होल्टेज पुरवते. इतर सर्व घटकांचा उद्देश वरील सर्किट्सप्रमाणेच आहे.

पुश-पुल ऑडिओ ॲम्प्लिफायर

असे म्हटले जाऊ शकत नाही की हा एक साधा ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायर आहे, कारण त्याचे ऑपरेशन आधी चर्चा केलेल्यांपेक्षा थोडे अधिक क्लिष्ट आहे. पुश-पुल ULF मध्ये, इनपुट सिग्नल दोन अर्ध-वेव्हमध्ये विभाजित केले जाते, टप्प्यात भिन्न. आणि या अर्ध-लहरींपैकी प्रत्येक ट्रान्झिस्टरवर बनवलेल्या स्वतःच्या कॅस्केडद्वारे वाढविली जाते. प्रत्येक अर्ध-वेव्ह वाढविल्यानंतर, दोन्ही सिग्नल एकत्र केले जातात आणि स्पीकरला पाठवले जातात. अशा जटिल परिवर्तनांमुळे सिग्नल विकृती होऊ शकते, कारण दोन ट्रान्झिस्टरचे डायनॅमिक आणि वारंवारता गुणधर्म, अगदी एकाच प्रकारचे, भिन्न असतील.

परिणामी, ॲम्प्लीफायर आउटपुटवर ध्वनी गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या कमी होते. जेव्हा पुश-पुल ॲम्प्लिफायर वर्ग "A" मध्ये कार्य करते, तेव्हा उच्च गुणवत्तेसह जटिल सिग्नलचे पुनरुत्पादन करणे शक्य नसते. याचे कारण असे आहे की वाढीव प्रवाह सतत ॲम्प्लिफायरच्या खांद्यावरून वाहतो, अर्ध-लाटा असममित असतात आणि फेज विकृती होतात. ध्वनी कमी समजण्याजोगा होतो, आणि गरम केल्यावर, सिग्नल विकृती आणखी वाढते, विशेषत: कमी आणि अल्ट्रा-लो फ्रिक्वेन्सीवर.

ट्रान्सफॉर्मरलेस ULF

ट्रान्सफॉर्मरचा वापर करून बनवलेले ट्रान्झिस्टर-आधारित बास ॲम्प्लिफायर, डिझाइनमध्ये लहान आकारमान असले तरी ते अद्याप अपूर्ण आहे. ट्रान्सफॉर्मर अजूनही जड आणि अवजड आहेत, म्हणून त्यांच्यापासून मुक्त होणे चांगले आहे. विविध प्रकारच्या चालकता असलेल्या पूरक अर्धसंवाहक घटकांवर बनवलेले सर्किट अधिक प्रभावी ठरते. बहुतेक आधुनिक ULF अशा योजनांनुसार तंतोतंत बनवले जातात आणि "B" वर्गात कार्य करतात.

डिझाइनमध्ये वापरलेले दोन शक्तिशाली ट्रान्झिस्टर एमिटर फॉलोअर सर्किट (सामान्य कलेक्टर) नुसार कार्य करतात. या प्रकरणात, इनपुट व्होल्टेज नुकसान किंवा नफा न करता आउटपुटमध्ये प्रसारित केले जाते. इनपुटवर कोणतेही सिग्नल नसल्यास, ट्रान्झिस्टर चालू होण्याच्या मार्गावर आहेत, परंतु तरीही ते बंद आहेत. जेव्हा इनपुटवर हार्मोनिक सिग्नल लागू केला जातो, तेव्हा पहिला ट्रान्झिस्टर सकारात्मक अर्ध-वेव्हसह उघडतो आणि दुसरा यावेळी कटऑफ मोडमध्ये असतो.

परिणामी, केवळ सकारात्मक अर्ध-लहरी लोडमधून जाऊ शकतात. परंतु नकारात्मक दुसरे ट्रान्झिस्टर उघडतात आणि प्रथम पूर्णपणे बंद करतात. या प्रकरणात, लोडमध्ये फक्त नकारात्मक अर्ध-लाटा दिसतात. परिणामी, डिव्हाइसच्या आउटपुटवर पॉवर-वर्धित सिग्नल दिसून येतो. ट्रान्झिस्टर वापरून असे ॲम्प्लीफायर सर्किट बरेच प्रभावी आहे आणि स्थिर ऑपरेशन आणि उच्च-गुणवत्तेचे ध्वनी पुनरुत्पादन प्रदान करू शकते.

एका ट्रान्झिस्टरवर ULF सर्किट

वर वर्णन केलेल्या सर्व वैशिष्ट्यांचा अभ्यास केल्यावर, आपण एक साधा घटक बेस वापरून आपल्या स्वत: च्या हातांनी एम्पलीफायर एकत्र करू शकता. ट्रान्झिस्टरचा वापर घरगुती KT315 किंवा त्याचे कोणतेही परदेशी ॲनालॉग्स - उदाहरणार्थ BC107 वापरला जाऊ शकतो. लोड म्हणून, आपल्याला 2000-3000 Ohms च्या प्रतिकारासह हेडफोन वापरण्याची आवश्यकता आहे. ट्रान्झिस्टरच्या पायावर 1 MΩ रेझिस्टर आणि 10 μF डिकपलिंग कॅपेसिटरद्वारे बायस व्होल्टेज लागू करणे आवश्यक आहे. सर्किटला 4.5-9 व्होल्टच्या व्होल्टेजसह, 0.3-0.5 A चा विद्युत् प्रवाह असलेल्या स्त्रोतावरून चालविले जाऊ शकते.

जर रेझिस्टन्स R1 जोडलेला नसेल, तर बेस आणि कलेक्टरमध्ये करंट नसेल. परंतु कनेक्ट केल्यावर, व्होल्टेज 0.7 V च्या पातळीपर्यंत पोहोचते आणि सुमारे 4 μA चा प्रवाह वाहू देते. या प्रकरणात, वर्तमान नफा सुमारे 250 असेल. येथून आपण ट्रान्झिस्टर वापरून ॲम्प्लिफायरची साधी गणना करू शकता आणि कलेक्टर करंट शोधू शकता - ते 1 एमए च्या बरोबरीचे आहे. हे ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर सर्किट एकत्र केल्यावर, तुम्ही त्याची चाचणी करू शकता. आउटपुटवर लोड कनेक्ट करा - हेडफोन.

तुमच्या बोटाने ॲम्प्लीफायर इनपुटला स्पर्श करा - एक वैशिष्ट्यपूर्ण आवाज दिसला पाहिजे. जर ते नसेल तर बहुधा रचना चुकीच्या पद्धतीने एकत्र केली गेली असेल. सर्व कनेक्शन आणि घटक रेटिंग दोनदा तपासा. प्रात्यक्षिक अधिक स्पष्ट करण्यासाठी, ULF इनपुट - प्लेअर किंवा फोनमधील आउटपुटशी ध्वनी स्रोत कनेक्ट करा. संगीत ऐका आणि आवाजाच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करा.

कमी वारंवारता ॲम्प्लिफायर्स (LF) चा वापर कमकुवत सिग्नल, प्रामुख्याने ऑडिओ रेंजमधील, इलेक्ट्रोडायनामिक किंवा इतर ध्वनी उत्सर्जकांद्वारे थेट आकलनासाठी स्वीकार्य अधिक शक्तिशाली सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो.

लक्षात घ्या की 10... 100 मेगाहर्ट्झच्या फ्रिक्वेन्सीपर्यंतचे उच्च-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर्स समान सर्किट्सनुसार तयार केले जातात; उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नलची वारंवारता कमी-फ्रिक्वेंसी सिग्नलच्या वारंवारतेपेक्षा जास्त आहे.

एका ट्रान्झिस्टरसह एक साधा ॲम्प्लीफायर

सामान्य उत्सर्जक असलेल्या सर्किटनुसार बनवलेला सर्वात सोपा ULF, अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 1. एक टेलिफोन कॅप्सूल लोड म्हणून वापरला जातो. या ॲम्प्लिफायरसाठी अनुज्ञेय पुरवठा व्होल्टेज 3...12 V आहे.

बायस रेझिस्टर R1 (दहापट kOhms) चे मूल्य प्रायोगिकरित्या निर्धारित करणे उचित आहे, कारण त्याचे इष्टतम मूल्य ॲम्प्लिफायरच्या पुरवठा व्होल्टेजवर, टेलिफोन कॅप्सूलचा प्रतिकार आणि विशिष्ट ट्रान्झिस्टरच्या ट्रान्समिशन गुणांकावर अवलंबून असते.

तांदूळ. 1. एका ट्रान्झिस्टर + कॅपेसिटर आणि रेझिस्टरवर साध्या ULF चे सर्किट.

रेझिस्टर R1 चे प्रारंभिक मूल्य निवडण्यासाठी, हे लक्षात घेतले पाहिजे की त्याचे मूल्य लोड सर्किटमध्ये समाविष्ट केलेल्या प्रतिरोधापेक्षा अंदाजे शंभर किंवा अधिक पटीने जास्त असावे. बायस रेझिस्टर निवडण्यासाठी, 20...30 kOhm च्या रेझिस्टन्ससह स्थिर रेझिस्टर आणि 100...1000 kOhm च्या रेझिस्टन्ससह व्हेरिएबल रेझिस्टर जोडण्याची शिफारस केली जाते, त्यानंतर, लहान मोठेपणा ऑडिओ लागू करून ॲम्प्लीफायरच्या इनपुटवर सिग्नल, उदाहरणार्थ, टेप रेकॉर्डर किंवा प्लेअरवरून, व्हेरिएबल रेझिस्टर नॉबला त्याच्या सर्वोच्च आवाजात सर्वोत्तम सिग्नल गुणवत्ता प्राप्त करण्यासाठी फिरवा.

संक्रमण कॅपेसिटर C1 (Fig. 1) चे कॅपेसिटन्स मूल्य 1 ते 100 μF पर्यंत असू शकते: या कॅपॅसिटन्सचे मूल्य जितके मोठे असेल तितकी कमी फ्रिक्वेन्सी ULF वाढवू शकते. कमी फ्रिक्वेन्सी वाढवण्याच्या तंत्रात प्रभुत्व मिळविण्यासाठी, घटक मूल्ये आणि ॲम्प्लिफायर्सच्या ऑपरेटिंग मोड्सच्या निवडीसह प्रयोग करण्याची शिफारस केली जाते (चित्र 1 - 4).

सुधारित सिंगल-ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायर पर्याय

अंजीरमधील आकृतीच्या तुलनेत अधिक क्लिष्ट आणि सुधारित. 1 ॲम्प्लीफायर सर्किट अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत. 2 आणि 3. अंजीर मध्ये चित्रात. 2, प्रवर्धन स्टेजमध्ये वारंवारता-आश्रित नकारात्मक अभिप्राय (रेझिस्टर R2 आणि कॅपेसिटर C2) ची साखळी देखील असते, जी सिग्नलची गुणवत्ता सुधारते.

तांदूळ. 2. वारंवारता-आश्रित नकारात्मक अभिप्रायाच्या साखळीसह सिंगल-ट्रान्झिस्टर ULF चे आकृती.

तांदूळ. 3. ट्रान्झिस्टरच्या पायाला बायस व्होल्टेज पुरवण्यासाठी डिव्हायडरसह सिंगल-ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर.

तांदूळ. 4. ट्रान्झिस्टर बेससाठी स्वयंचलित पूर्वाग्रह सेटिंगसह सिंगल-ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर.

अंजीर मध्ये चित्रात. 3, ट्रान्झिस्टरच्या पायाचा पूर्वाग्रह दुभाजक वापरून अधिक "कठोरपणे" सेट केला जातो, जे ॲम्प्लीफायरची ऑपरेटिंग परिस्थिती बदलते तेव्हा त्याच्या ऑपरेशनची गुणवत्ता सुधारते. ॲम्प्लीफायिंग ट्रान्झिस्टरवर आधारित "स्वयंचलित" बायस सेटिंग अंजीर मध्ये सर्किटमध्ये वापरली आहे. 4.

दोन-स्टेज ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायर

शृंखला (चित्र 1) मध्ये दोन साध्या ॲम्प्लीफिकेशन टप्पे जोडून, ​​तुम्ही दोन-स्टेज ULF (Fig. 5) मिळवू शकता. अशा ॲम्प्लीफायरचा फायदा वैयक्तिक टप्प्यांच्या लाभ घटकांच्या उत्पादनाइतका असतो. तथापि, टप्प्यांच्या संख्येत त्यानंतरच्या वाढीसह मोठा स्थिर लाभ मिळवणे सोपे नाही: ॲम्प्लीफायर बहुधा स्वयं-उत्तेजित होईल.

तांदूळ. 5. साध्या दोन-स्टेज लो-फ्रिक्वेंसी एम्पलीफायरचे सर्किट.

कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर्सच्या नवीन विकास, ज्याचे सर्किट आकृती अलिकडच्या वर्षांत मासिकांच्या पृष्ठांवर अनेकदा सादर केल्या जातात, त्यांचा उद्देश नॉनलाइनर विकृतीचे किमान गुणांक साध्य करणे, आउटपुट पॉवर वाढवणे, ॲम्प्लीफाइड फ्रिक्वेन्सीची बँडविड्थ वाढवणे इ.

त्याच वेळी, विविध उपकरणे सेट करताना आणि प्रयोग आयोजित करताना, एक साधा ULF सहसा आवश्यक असतो, जो काही मिनिटांत एकत्र केला जाऊ शकतो. अशा ॲम्प्लीफायरमध्ये कमीत कमी संख्येने दुर्मिळ घटक असणे आवश्यक आहे आणि पुरवठा व्होल्टेज आणि लोड प्रतिरोधक बदलांच्या विस्तृत श्रेणीवर कार्य करणे आवश्यक आहे.

फील्ड-इफेक्ट आणि सिलिकॉन ट्रान्झिस्टरवर आधारित ULF सर्किट

टप्प्यांमधील थेट कपलिंगसह साध्या लो-फ्रिक्वेंसी पॉवर ॲम्प्लिफायरचे सर्किट अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 6 [Rl 3/00-14]. ॲम्प्लीफायरचा इनपुट प्रतिबाधा पोटेंशियोमीटर R1 च्या रेटिंगद्वारे निर्धारित केला जातो आणि शेकडो ओम ते दहापट मेगोहम पर्यंत बदलू शकतो. तुम्ही 2...4 ते 64 Ohms आणि त्याहून अधिक एम्पलीफायर आउटपुटच्या प्रतिकारासह लोड कनेक्ट करू शकता.

उच्च-प्रतिरोधक भारांसाठी, KT315 ट्रान्झिस्टर VT2 म्हणून वापरला जाऊ शकतो. ॲम्प्लीफायर 3 ते 15 V पर्यंतच्या पुरवठा व्होल्टेजच्या श्रेणीमध्ये कार्यरत आहे, जरी पुरवठा व्होल्टेज 0.6 V पर्यंत कमी केले तरीही त्याची स्वीकार्य कामगिरी राखली जाते.

कॅपेसिटर C1 ची कॅपेसिटन्स 1 ते 100 μF च्या श्रेणीमध्ये निवडली जाऊ शकते. नंतरच्या प्रकरणात (C1 = 100 μF), ULF वारंवारता बँडमध्ये 50 Hz ते 200 kHz आणि उच्च पर्यंत कार्य करू शकते.

तांदूळ. 6. दोन ट्रान्झिस्टर वापरून साध्या लो-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायरचे सर्किट.

ULF इनपुट सिग्नलचे मोठेपणा 0.5...0.7 V पेक्षा जास्त नसावे. लोड रेझिस्टन्स आणि पुरवठा व्होल्टेजच्या परिमाणानुसार ॲम्प्लिफायरची आउटपुट पॉवर दहापट mW ते W च्या युनिट्सपर्यंत बदलू शकते.

ॲम्प्लीफायर सेट अप करताना प्रतिरोधक R2 आणि R3 निवडणे समाविष्ट आहे. त्यांच्या मदतीने, ट्रान्झिस्टर VT1 च्या ड्रेनवरील व्होल्टेज पॉवर सोर्स व्होल्टेजच्या 50...60% च्या बरोबरीने सेट केले जाते. ट्रान्झिस्टर VT2 हीट सिंक प्लेट (रेडिएटर) वर स्थापित करणे आवश्यक आहे.

थेट कपलिंगसह ट्रॅक-कॅस्केड यूएलएफ

अंजीर मध्ये. आकृती 7 कॅस्केड्स दरम्यान थेट कनेक्शनसह दुसर्या वरवर सोप्या ULF चे आकृती दर्शविते. या प्रकारचे कनेक्शन कमी-फ्रिक्वेंसी प्रदेशात ॲम्प्लिफायरची वारंवारता वैशिष्ट्ये सुधारते आणि संपूर्ण सर्किट सरलीकृत केले जाते.

तांदूळ. 7. टप्प्यांमधील थेट कनेक्शनसह तीन-चरण ULF चे योजनाबद्ध आकृती.

त्याच वेळी, ॲम्प्लीफायर ट्यूनिंग करणे क्लिष्ट आहे की प्रत्येक ॲम्प्लीफायर प्रतिरोध स्वतंत्रपणे निवडला पाहिजे. रेझिस्टर R2 आणि R3, R3 आणि R4, R4 आणि R BF चे अंदाजे गुणोत्तर (30...50) ते 1. रेझिस्टर R1 0.1...2 kOhm असावे. अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या ॲम्प्लीफायरची गणना. 7 साहित्यात आढळू शकते, उदाहरणार्थ, [आर 9/70-60].

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर वापरून ULF सर्किट्स कॅस्केड करा

अंजीर मध्ये. 8 आणि 9 द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर वापरून कॅस्कोड ULF चे सर्किट दाखवतात. अशा ॲम्प्लीफायर्समध्ये बऱ्यापैकी उच्च लाभ कु. अंजीर मध्ये ॲम्प्लीफायर. 8 मध्ये 30 Hz ते 120 kHz [MK 2/86-15] फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये Ku=5 आहे. अंजीर मधील आकृतीनुसार ULF. 1% पेक्षा कमी हार्मोनिक गुणांक असलेल्या 9 मध्ये 100 चा फायदा होतो [RL 3/99-10].

तांदूळ. 8. लाभ = 5 सह दोन ट्रान्झिस्टरवर ULF कॅस्केड करा.

तांदूळ. 9. लाभ = 100 सह दोन ट्रान्झिस्टरवर ULF कॅस्केड करा.

तीन ट्रान्झिस्टरसह आर्थिक ULF

पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी, एक महत्त्वाचा पॅरामीटर म्हणजे ULF ची कार्यक्षमता. अशा ULF चे आकृती अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 10 [RL 3/00-14]. येथे, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर VT1 आणि द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर VT3 चे कॅस्केड कनेक्शन वापरले जाते आणि ट्रान्झिस्टर VT2 अशा प्रकारे जोडलेले आहे की ते VT1 आणि VT3 चे ऑपरेटिंग पॉइंट स्थिर करते.

इनपुट व्होल्टेज वाढत असताना, हा ट्रान्झिस्टर VT3 चे उत्सर्जक-बेस जंक्शन बंद करतो आणि VT1 आणि VT3 मधून वाहणाऱ्या करंटचे मूल्य कमी करतो.

तांदूळ. 10. तीन ट्रान्झिस्टरसह साध्या किफायतशीर कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायरचे सर्किट.

वरील सर्किटप्रमाणे (चित्र 6 पहा), या ULF चा इनपुट रेझिस्टन्स दहापट ओम ते दहापट मेगोहम्सपर्यंत सेट केला जाऊ शकतो. एक टेलिफोन कॅप्सूल, उदाहरणार्थ, TK-67 किंवा TM-2V, लोड म्हणून वापरले गेले. टेलिफोन कॅप्सूल, प्लग वापरून जोडलेले, एकाच वेळी सर्किटसाठी पॉवर स्विच म्हणून काम करू शकते.

ULF पुरवठा व्होल्टेज 1.5 ते 15 V पर्यंत आहे, जरी पुरवठा व्होल्टेज 0.6 V पर्यंत कमी केले तरीही डिव्हाइसची कार्यक्षमता कायम ठेवली जाते. 2... 15 V च्या पुरवठा व्होल्टेज श्रेणीमध्ये, ॲम्प्लिफायरद्वारे वापरला जाणारा विद्युत् प्रवाह अभिव्यक्तीद्वारे वर्णन केलेले:

1(μA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

जेथे Upit व्होल्ट (V) मध्ये पुरवठा व्होल्टेज आहे.

आपण ट्रान्झिस्टर VT2 बंद केल्यास, डिव्हाइसद्वारे वापरला जाणारा विद्युत् प्रवाह परिमाणाच्या क्रमाने वाढतो.

टप्प्यांमधील थेट कपलिंगसह दोन-स्टेज ULF

थेट कनेक्शनसह ULF ची उदाहरणे आणि ऑपरेटिंग मोडची किमान निवड ही अंजीर मध्ये दर्शविलेले सर्किट आहेत. 11 - 14. त्यांच्याकडे उच्च लाभ आणि चांगली स्थिरता आहे.

तांदूळ. 11. मायक्रोफोनसाठी साधे दोन-स्टेज ULF (कमी आवाज पातळी, उच्च वाढ).

तांदूळ. 12. KT315 ट्रान्झिस्टर वापरून दोन-स्टेज लो-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर.

तांदूळ. 13. KT315 ट्रान्झिस्टर वापरून दोन-स्टेज लो-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर - पर्याय 2.

मायक्रोफोन ॲम्प्लिफायर (Fig. 11) कमी पातळीचा स्व-आवाज आणि उच्च वाढ [MK 5/83-XIV] द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. इलेक्ट्रोडायनामिक प्रकारचा मायक्रोफोन VM1 मायक्रोफोन म्हणून वापरला गेला.

टेलिफोन कॅप्सूल मायक्रोफोन म्हणून देखील कार्य करू शकते. अंजीर मधील ॲम्प्लीफायर्सच्या ऑपरेटिंग पॉइंटचे स्थिरीकरण (इनपुट ट्रान्झिस्टरच्या पायथ्यावरील प्रारंभिक पूर्वाग्रह). 11 - 13 दुसऱ्या एम्प्लीफिकेशन स्टेजच्या एमिटर रेझिस्टन्समध्ये व्होल्टेज ड्रॉपमुळे चालते.

तांदूळ. 14. फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरसह दोन-स्टेज ULF.

ॲम्प्लीफायर (Fig. 14), ज्यामध्ये उच्च इनपुट प्रतिरोध (सुमारे 1 MOhm), फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर VT1 (स्रोत अनुयायी) आणि द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर - VT2 (सामान्य एकासह) वर बनविला जातो.

फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर वापरून कॅस्केड लो-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लीफायर, ज्यामध्ये उच्च इनपुट प्रतिबाधा देखील आहे, अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. १५.

तांदूळ. 15. दोन फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर वापरून साध्या दोन-स्टेज ULF चे सर्किट.

कमी-ओहम लोडसह काम करण्यासाठी यूएलएफ सर्किट्स

ठराविक ULF, कमी-प्रतिबाधा लोडसह ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आणि दहापट mW आणि त्याहून अधिक आउटपुट पॉवर असलेले, अंजीर मध्ये दाखवले आहेत. १६, १७.

तांदूळ. 16. कमी-प्रतिरोधक लोडसह काम करण्यासाठी एक साधा ULF.

इलेक्ट्रोडायनामिक हेड BA1 हे ॲम्प्लीफायरच्या आउटपुटशी कनेक्ट केले जाऊ शकते, जसे अंजीर मध्ये दाखवले आहे. 16, किंवा पुलाकडे तिरपे (Fig. 17). जर उर्जा स्त्रोत दोन मालिका-कनेक्ट केलेल्या बॅटरी (संचयक) बनलेला असेल तर, रेखाचित्रानुसार हेड BA1 चे उजवे आउटपुट त्यांच्या मध्यबिंदूशी थेट कनेक्ट केले जाऊ शकते, कॅपेसिटर SZ, C4 शिवाय.

तांदूळ. 17. पुलाच्या कर्णात कमी-प्रतिरोधक भार समाविष्ट करून कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लीफायरचे सर्किट.

जर तुम्हाला साध्या ट्यूब ULF साठी सर्किटची आवश्यकता असेल, तर असे ॲम्प्लीफायर एक ट्यूब वापरून देखील एकत्र केले जाऊ शकते, संबंधित विभागात आमच्या इलेक्ट्रॉनिक्स वेबसाइट पहा.

साहित्य: शुस्तोव एम.ए. व्यावहारिक सर्किट डिझाइन (पुस्तक 1), 2003.

प्रकाशनातील दुरुस्त्या:अंजीर मध्ये. 16 आणि 17, डायोड डी 9 ऐवजी, डायोडची साखळी स्थापित केली आहे.

कोर्स प्रोजेक्टमध्ये 37 पत्रके, 23 चित्रे, 1 टेबल आहे.

ध्येय: - अभ्यासक्रम प्रकल्पाच्या विषयाशी संबंधित अभ्यासक्रमांमध्ये विद्यार्थ्यांचे ज्ञान वाढवणे;

तांत्रिक साहित्यासह स्वतंत्र कामाची कौशल्ये स्थापित करा;

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट तयार करणे, गणना करणे आणि विश्लेषण करणे शिका;

तांत्रिक दस्तऐवजीकरण योग्यरित्या कसे तयार करावे ते शिका.

कोर्स प्रोजेक्टमध्ये कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर्सचे संक्षिप्त वर्णन, त्यांचे वर्गीकरण, अनुप्रयोग आणि मूलभूत तांत्रिक उपाय समाविष्ट आहेत. ॲम्प्लीफायरचे स्ट्रक्चरल आणि इलेक्ट्रिकल सर्किट डायग्राम देखील विकसित केले गेले आहे आणि त्याची गणना केली गेली आहे.

एम्पलीफायर, ट्रान्सिस्टर, इनपुट वैशिष्ट्य,

नॉनलाइनर विरूपण, आउटपुट कॅस्केड

1. परिचय ……………………………………………………………….. 3

2. मुख्य भाग

2.1 विश्लेषणात्मक पुनरावलोकन ………………………………5

2.2 ॲम्प्लीफायरचा ब्लॉक आकृती काढणे ...... 9

2.3 विद्युत तत्त्वाचा विकास

ॲम्प्लीफायर सर्किट्स……………………………………………….. ११

2.4 विद्युत गणना …………………………. ……… १४

2.5 डिझाइन केलेल्या ॲम्प्लिफायरचे विश्लेषण …………. …….२९

3. निष्कर्ष ……………………………………………………… ३०

4. संदर्भांची सूची ……………………………………………….. ३१

5. परिशिष्ट ……………………………………………………….. ३२

1. परिचय

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक ॲम्प्लीफायर्सचे वैशिष्ट्य म्हणजे सर्किट्सची अपवादात्मक विविधता ज्याद्वारे ते तयार केले जाऊ शकतात.

ॲम्प्लीफायर हे प्रवर्धित सिग्नलच्या स्वरूपामध्ये भिन्न असतात: हार्मोनिक सिग्नलचे ॲम्प्लीफायर्स, पल्स ॲम्प्लीफायर्स इ. ते उद्देश, टप्प्यांची संख्या, वीज पुरवठ्याचा प्रकार आणि इतर निर्देशकांमध्ये देखील भिन्न असतात.

तथापि, सर्वात महत्त्वपूर्ण वर्गीकरण निकषांपैकी एक म्हणजे इलेक्ट्रिकल सिग्नलची वारंवारता श्रेणी ज्यामध्ये दिलेला ॲम्प्लीफायर समाधानकारकपणे कार्य करू शकतो. या वैशिष्ट्याच्या आधारे, खालील मुख्य प्रकारचे ॲम्प्लीफायर्स वेगळे केले जातात:

सतत नियतकालिक सिग्नल वाढवण्यासाठी डिझाइन केलेले कमी वारंवारता ॲम्प्लीफायर्स, ज्याची वारंवारता श्रेणी दहा हर्ट्झपासून दहापट किलोहर्ट्झपर्यंत असते. ULF चे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे वरच्या प्रवर्धित वारंवारतेचे खालच्या भागाचे गुणोत्तर मोठे असते आणि सामान्यत: कमीत कमी अनेक दहापट असते.

डीसी ॲम्प्लिफायर्स - वारंवारता श्रेणीतील विद्युत सिग्नल शून्य ते सर्वोच्च ऑपरेटिंग वारंवारता पर्यंत वाढवतात. ते तुम्हाला सिग्नलचे व्हेरिएबल घटक आणि त्याचे स्थिर घटक दोन्ही वाढवण्याची परवानगी देतात.

निवडक ॲम्प्लीफायर्स - अतिशय अरुंद वारंवारता बँडमध्ये सिग्नल वाढवा. ते खालच्या वरच्या वारंवारतेच्या लहान गुणोत्तराने दर्शविले जातात. हे ॲम्प्लिफायर्स कमी आणि उच्च दोन्ही फ्रिक्वेन्सींवर वापरले जाऊ शकतात आणि एक प्रकारचे फ्रिक्वेंसी फिल्टर म्हणून कार्य करतात जे विद्युत दोलनांच्या दिलेल्या वारंवारता श्रेणी वेगळे करणे शक्य करतात. लोड म्हणून अशा दोलन सर्किट ॲम्प्लिफायर्सचा वापर करून अनेक प्रकरणांमध्ये एक अरुंद वारंवारता श्रेणी सुनिश्चित केली जाते. या संदर्भात, निवडक ॲम्प्लीफायर्सना अनेकदा रेझोनंट ॲम्प्लीफायर्स म्हणतात.

ब्रॉडबँड ॲम्प्लिफायर्स जे खूप विस्तृत वारंवारता बँड वाढवतात. हे ॲम्प्लीफायर पल्स कम्युनिकेशन उपकरणे, रडार आणि टेलिव्हिजनमध्ये सिग्नल वाढवण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. ब्रॉडबँड ॲम्प्लीफायर्सना अनेकदा व्हिडिओ ॲम्प्लिफायर म्हणतात. त्यांच्या मुख्य उद्देशाव्यतिरिक्त, हे ॲम्प्लीफायर्स ऑटोमेशन आणि संगणक उपकरणांमध्ये वापरले जातात.

2.1 विश्लेषणात्मक पुनरावलोकन

आधुनिक लो-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर्स प्रामुख्याने द्विध्रुवीय आणि फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचा वापर करून वेगळ्या किंवा एकात्मिक डिझाइनमध्ये बनवले जातात आणि मायक्रो-डिझाइन ॲम्प्लिफायर्स त्यांच्या स्वतंत्र ॲनालॉग्सपेक्षा मुख्यतः डिझाइन आणि तांत्रिक वैशिष्ट्यांमध्ये भिन्न असतात.

कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायरमधील इनपुट सिग्नल स्त्रोतामध्ये मायक्रोफोन, पिकअप किंवा मागील ॲम्प्लिफायरचा समावेश असू शकतो. बहुतेक इनपुट सिग्नल स्त्रोत खूप कमी व्होल्टेज विकसित करतात. पॉवर ॲम्प्लीफिकेशन स्टेजला ते थेट पुरवण्यात काही अर्थ नाही, कारण कमकुवत कंट्रोल व्होल्टेजसह आउटपुट करंटमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल प्राप्त करणे अशक्य आहे आणि म्हणूनच, आउटपुट पॉवर. म्हणून, ॲम्प्लीफायरच्या ब्लॉक आकृतीमध्ये, आवश्यक उर्जा वितरीत करणाऱ्या आउटपुट स्टेजव्यतिरिक्त, प्री-प्रवर्धक टप्पे देखील समाविष्ट आहेत.

हे कॅस्केड सामान्यतः ट्रान्झिस्टरच्या आउटपुट सर्किटमध्ये लोड प्रतिरोधनाच्या स्वरूपानुसार वर्गीकृत केले जातात. सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे प्रतिरोधक ॲम्प्लीफायर टप्पे आहेत, ज्याचा लोड प्रतिरोध एक प्रतिरोधक आहे. ट्रान्सफॉर्मर ट्रान्झिस्टर लोड म्हणून देखील वापरला जाऊ शकतो. अशा कॅस्केडला ट्रान्सफॉर्मर कॅस्केड म्हणतात. तथापि, ट्रान्सफॉर्मरची उच्च किंमत, महत्त्वपूर्ण आकार आणि वजन, तसेच असमान मोठेपणा-वारंवारता वैशिष्ट्यांमुळे, ट्रान्सफॉर्मर प्री-एम्प्लीफिकेशन टप्पे फार क्वचितच वापरले जातात.

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरवर आधारित प्री-ॲम्प्लीफायर टप्पे बहुतेक वेळा सामान्य एमिटर सर्किट वापरतात, ज्यामध्ये उच्च व्होल्टेज आणि पॉवर गेन, तुलनेने उच्च इनपुट प्रतिरोध असतो आणि एमिटर आणि कलेक्टर सर्किट्ससाठी एक सामान्य उर्जा स्त्रोत वापरण्याची परवानगी देते.

एका स्रोतापासून सामान्य उत्सर्जक आणि शक्तीसह प्रतिरोधक ॲम्प्लीफायर स्टेजचे सर्वात सोपे सर्किट आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे.

चित्र १

या सर्किटला फिक्स्ड बेस करंट सर्किट म्हणतात. फिक्स्ड बेस करंट बायसिंगमध्ये कमीत कमी भागांची संख्या आणि वीज पुरवठ्यापासून कमी वर्तमान वापराची वैशिष्ट्ये आहेत. याव्यतिरिक्त, रेझिस्टर आरबीचा तुलनेने मोठा प्रतिकार कॅस्केडच्या इनपुट प्रतिरोधनाच्या मूल्यावर व्यावहारिकपणे परिणाम करत नाही. तथापि, ही बायसिंग पद्धत केवळ तेव्हाच योग्य आहे जेव्हा कॅसकेड ट्रान्झिस्टरच्या तापमानात लहान चढउतारांसह कार्य करते. याव्यतिरिक्त, त्याच प्रकारच्या ट्रान्झिस्टरसाठी देखील मोठ्या प्रमाणात स्कॅटर आणि बी पॅरामीटर्सची अस्थिरता ट्रान्झिस्टर बदलताना तसेच कालांतराने कॅस्केड ऑपरेटिंग मोड अस्थिर करते.

अंजीर 2 मध्ये दर्शविलेले, बेसवर निश्चित बायस व्होल्टेज असलेले सर्किट अधिक कार्यक्षम आहे.

या सर्किटमध्ये प्रतिरोधक

आणि उर्जा स्त्रोताशी समांतर जोडलेले E k व्होल्टेज विभाजक बनवते. प्रतिरोधकांनी बनवलेल्या विभाजकाला पुरेसा उच्च प्रतिकार असणे आवश्यक आहे, अन्यथा कॅस्केडचा इनपुट प्रतिरोध लहान असेल.

ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर सर्किट्स तयार करताना, वैशिष्ट्यांवर ऑपरेटिंग पॉइंटची स्थिती स्थिर करण्यासाठी उपाय करणे आवश्यक आहे. मुख्य अस्थिर घटक म्हणजे तापमानाचा प्रभाव. अस्तित्वात आहे

आकृती 2

ट्रान्झिस्टर कॅस्केड्सच्या ऑपरेटिंग मोडच्या थर्मल स्थिरीकरणाच्या विविध पद्धती. त्यापैकी सर्वात सामान्य आकृती 3-5 मध्ये दर्शविलेल्या सर्किट्सचा वापर करून अंमलात आणले जातात.

आकृती 3 - थर्मिस्टरसह

आकृती 4 - डायोडसह

आकृती 5 - एमिटर स्थिरीकरण साखळी ReSe सह

आकृती 3 मधील सर्किटमध्ये, प्रतिरोधकतेचा नकारात्मक तापमान गुणांक असलेला थर्मिस्टर बेस सर्किटशी अशा प्रकारे जोडलेला आहे की तापमान वाढले की, थर्मिस्टरचा प्रतिकार कमी झाल्यामुळे बेसवरील नकारात्मक व्होल्टेज कमी होते. . या प्रकरणात, बेस वर्तमान मध्ये घट आहे, आणि परिणामी, कलेक्टर वर्तमान.

सेमीकंडक्टर डायोड वापरून संभाव्य थर्मल स्टॅबिलायझेशन सर्किट्सपैकी एक आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे. या सर्किटमध्ये, डायोड उलट दिशेने जोडलेले आहे आणि डायोडच्या उलट प्रवाहाचे तापमान वैशिष्ट्य तापमान वैशिष्ट्यासारखे असावे. ट्रान्झिस्टर कलेक्टरचा उलट प्रवाह. ट्रान्झिस्टर बदलताना, रिव्हर्स कलेक्टर करंटच्या परिमाणातील फरकामुळे स्थिरता बिघडते.

सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे सर्किट मोडचे थर्मल स्थिरीकरण आहे, आकृती 5 मध्ये दर्शविलेले आहे. या सर्किटमध्ये, रेझिस्टरमधून काढलेल्या निश्चित फॉरवर्ड बायस व्होल्टेजकडे

विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् प्रवाह चालू असताना विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत् विद्युत्विरोधक R e वर दिसून येतो. उदाहरणार्थ, तापमान वाढते म्हणून, कलेक्टर करंटचा स्थिर घटक वाढतो. कलेक्टर करंटमध्ये वाढ झाल्यामुळे एमिटर करंटमध्ये वाढ होईल आणि रेझिस्टर R e वर व्होल्टेज कमी होईल. परिणामी, एमिटर आणि बेसमधील व्होल्टेज कमी होईल, ज्यामुळे बेस करंट कमी होईल आणि परिणामी, कलेक्टर करंट. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, रेझिस्टर R e मोठ्या कॅपेसिटरद्वारे बंद केला जातो. हे रोधक R e मधून उत्सर्जक प्रवाहाचा पर्यायी घटक काढून टाकण्यासाठी केले जाते.

2.2 ॲम्प्लीफायरचा ब्लॉक आकृती काढणे

ब्लॉक आकृती आकृती 6 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 6

VkhK - इनपुट स्टेज

KPU1 - प्रथम प्री-प्रवर्धन टप्पा

KPU2 - दुसरा प्री-प्रवर्धन टप्पा

KPU3 - तिसरा प्री-प्रवर्धन टप्पा

A. बेपस्की
आरएम. HF-VHF. 1/2002

ट्रान्झिस्टर पॉवर ॲम्प्लिफायर डिझाइन करताना, रेडिओ शौकीन बहुतेक वेळा गणनेच्या जटिलतेमुळे आणि मोठ्या प्रमाणात सर्किटची संपूर्ण गणना करत नाहीत. रेडिओ अभियांत्रिकी उपकरणांचे मॉडेलिंग करण्याच्या संगणक पद्धती निःसंशयपणे डिझाइन प्रक्रियेस सुलभ करतात, परंतु अशा प्रोग्रामचे संपादन आणि प्रभुत्व मिळविण्यामुळे देखील काही समस्या उद्भवतात, म्हणून काही रेडिओ शौकीनांसाठी ग्राफिकल गणना पद्धती सर्वात स्वीकार्य आणि प्रवेशयोग्य असू शकतात, उदाहरणार्थ, मध्ये वर्णन केलेली पद्धत.

पॉवर ॲम्प्लिफायर डिझाइन करताना मुख्य उद्दिष्टांपैकी एक म्हणजे जास्तीत जास्त आउटपुट पॉवर प्राप्त करणे. तथापि, ॲम्प्लीफायर पुरवठा व्होल्टेज निवडताना, अट पूर्ण करणे आवश्यक आहे - आउटपुट ट्रान्झिस्टरचे Uke कमाल संदर्भ पुस्तकात दिलेल्या मूल्याच्या 10% पेक्षा जास्त नसावे. डिझाइन करताना, ट्रान्झिस्टरच्या Ik max आणि Pk max ची संदर्भ मूल्ये देखील विचारात घेणे आवश्यक आहे आणि त्याव्यतिरिक्त, गुणांक b चे मूल्य जाणून घेणे देखील आवश्यक आहे.

वापरलेल्या नोटेशनचा अर्थ आकृती 1 मध्ये स्पष्ट केला आहे. ट्रान्झिस्टरच्या संदर्भ मापदंडांचा वापर करून, आलेख कागदावर Uk, Ik ही समन्वय प्रणाली तयार केली जाते आणि त्यावर Ik max, Uke max आणि कमाल पॉवर वक्र Pk max या सरळ रेषा काढल्या जातात (चित्र 2). ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट Ik max आणि Uke max आणि हायपरबोला Pk max या सरळ रेषांनी मर्यादित असलेल्या क्षेत्रामध्ये स्थित आहे.

आकृती क्रं 1

कॅस्केडची आउटपुट पॉवर जास्त असेल, हायपरबोला Pk जास्तीत जास्त लोड सरळ रेषेच्या जवळ जाईल.

हायपरबोला सरळ रेषेला स्पर्श करते तेव्हा कमाल शक्ती प्राप्त होते. लोड लाइनने Uke कमाल बिंदू सोडल्यास कमाल आउटपुट व्होल्टेज प्रदान केले जाते. नमूद केलेल्या दोन्ही अटींच्या एकाचवेळी पूर्ततेसाठी, Uke max बिंदूपासून निघणारी सरळ रेषा हायपरबोला Pk max ला स्पर्श करणे आवश्यक आहे.

कधीकधी आउटपुट ट्रान्झिस्टरद्वारे मोठा प्रवाह प्राप्त करणे आवश्यक होते. या प्रकरणात, Ik max स्पर्शिकेपासून हायपरबोला Pk max पर्यंत लोड सरळ रेषा काढणे आवश्यक आहे. ट्रान्झिस्टर वर्ग A मोडमध्ये कार्य करेल.

MP ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट निवडू या जेणेकरून आउटपुट व्होल्टेज जास्तीत जास्त आणि सममितीय असेल. कार्यरत बिंदूपासून आपण Uk आणि Ik या अक्षांच्या समांतर सरळ रेषा काढतो. Uk अक्षाच्या छेदनबिंदूवर आम्ही कॅस्केड पुरवठा व्होल्टेजचे मूल्य प्राप्त करतो आणि Ik अक्षाच्या छेदनबिंदूच्या बिंदूवर - ट्रान्झिस्टर शांत प्रवाह (Iko) चे मूल्य. यानंतर, ट्रान्झिस्टरमधील गुणांक जाणून घेऊन, आपण निवडलेल्या ऑपरेटिंग पॉइंटसाठी बेस करंट Ibo निर्धारित करू शकता. याव्यतिरिक्त, आपण विकासकासाठी महत्त्वपूर्ण असलेल्या इतर कॅस्केड पॅरामीटर्सची गणना करू शकता. हे लक्षात घेतले पाहिजे की रेझिस्टर Re चे प्रतिकार शक्य तितके कमी निवडले जाणे आवश्यक आहे (अत्यंत परिस्थितीत, शून्य समान).

पॉवर ॲम्प्लीफायर्सच्या मर्यादित पॅरामीटर्सची गणना करण्यासाठी वर्णन केलेली पद्धत स्पष्ट करण्यासाठी, 2N3632 ट्रान्झिस्टर (अंदाजे ॲनालॉग - KT907) वर आउटपुट स्टेज विकसित करण्यासाठी अल्गोरिदमचा विचार करा.

या ट्रान्झिस्टरसाठी: Uke max = 40V; Pk max=23 W; Ik max=3 A; b=50...110 (गणनेसाठी आपण b=100 घेतो); फूट = 400 मेगाहर्ट्झ

ग्राफिकरित्या आम्ही खालील डेटा प्राप्त करतो: Up=16 V; Iko=1.36 A; Uout=30 V: Iкm=2.8A.

बेस करंट निश्चित करा:

विभाजकाद्वारे प्रवाह:

विभाजक प्रतिरोधकांचा प्रतिकार.

विश्लेषणात्मक पुनरावलोकन

कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर हे द्विध्रुवीय आणि फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरवर आधारित असतात ज्यामध्ये एक इनपुट सिग्नल स्रोत म्हणून कमी-फ्रिक्वेंसी ॲम्प्लिफायर (सेन्सर, मागील ॲम्प्लिफायर, मायक्रोफोन इ.) समाविष्ट करू शकतात खूप कमी व्होल्टेज विकसित करा. पॉवर ॲम्प्लीफिकेशन स्टेजला ते थेट पुरवण्यात काही अर्थ नाही, कारण कमकुवत कंट्रोल व्होल्टेजसह आउटपुट करंटमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल प्राप्त करणे अशक्य आहे आणि म्हणूनच, आउटपुट पॉवर. ॲम्प्लीफायरच्या ब्लॉक डायग्राममध्ये, आवश्यक पॉवर वितरीत करणाऱ्या आउटपुट स्टेजव्यतिरिक्त, प्री-एम्प्लीफिकेशन टप्पे देखील समाविष्ट आहेत.

हे कॅस्केड सामान्यतः ट्रान्झिस्टरच्या आउटपुट सर्किटमध्ये लोड प्रतिरोधनाच्या स्वरूपानुसार वर्गीकृत केले जातात. सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे प्रतिरोधक ॲम्प्लीफायर टप्पे आहेत, ज्याचा लोड प्रतिरोध एक प्रतिरोधक आहे. ट्रान्सफॉर्मर ट्रान्झिस्टर लोड म्हणून देखील वापरला जाऊ शकतो. अशा कॅस्केडला ट्रान्सफॉर्मर कॅस्केड म्हणतात.

द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरवर आधारित प्री-ॲम्प्लीफायर टप्पे बहुतेक वेळा सामान्य एमिटर सर्किट वापरतात, ज्यामध्ये उच्च व्होल्टेज आणि पॉवर गेन, तुलनेने उच्च इनपुट प्रतिरोध असतो आणि एमिटर आणि कलेक्टर सर्किट्ससाठी एक सामान्य उर्जा स्त्रोत वापरण्याची परवानगी देते.

समान उत्सर्जक आणि एकाच स्रोतातील शक्तीसह प्रतिरोधक ॲम्प्लिफायर स्टेजचे सर्वात सोपे सर्किट आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे.

आकृती 1 - रेझिस्टिव्ह ॲम्प्लिफायर स्टेजचा सर्वात सोपा सर्किट

या सर्किटला फिक्स्ड बेस करंट सर्किट म्हणतात. फिक्स्ड बेस करंट बायसिंगमध्ये कमीत कमी भागांची संख्या आणि वीज पुरवठ्यापासून कमी वर्तमान वापराची वैशिष्ट्ये आहेत. याव्यतिरिक्त, रेझिस्टरचे तुलनेने मोठे प्रतिकार आर b कॅस्केडच्या इनपुट प्रतिरोधाच्या मूल्यावर अक्षरशः कोणताही प्रभाव पडत नाही. तथापि, ही बायसिंग पद्धत केवळ तेव्हाच योग्य आहे जेव्हा कॅसकेड ट्रान्झिस्टरच्या तापमानात लहान चढउतारांसह कार्य करते. याव्यतिरिक्त, पॅरामीटर्सची एक मोठी स्कॅटर आणि अस्थिरता आहे b अगदी त्याच प्रकारच्या ट्रान्झिस्टरसाठीही, ते ट्रान्झिस्टर बदलताना तसेच कालांतराने कॅस्केड ऑपरेटिंग मोड अस्थिर करतात.

आकृती 2 मध्ये दर्शविलेले, बेसवर निश्चित पूर्वाग्रह व्होल्टेज असलेले सर्किट अधिक कार्यक्षम आहे.

आकृती 2 – व्होल्टेज डिव्हायडरसह सर्किट

या सर्किटमध्ये प्रतिरोधकआणि वीज पुरवठ्याशी समांतर जोडलेले ईते, त्यामुळे व्होल्टेज डिव्हायडर तयार होतो. प्रतिरोधकांनी तयार केलेले विभाजकआणि पुरेसा मोठा प्रतिकार असणे आवश्यक आहे, अन्यथा कॅस्केडचा इनपुट प्रतिरोध लहान असेल.

ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लीफायर सर्किट्स तयार करताना, वैशिष्ट्यांवर ऑपरेटिंग पॉइंटची स्थिती स्थिर करण्यासाठी उपाय करणे आवश्यक आहे. या उपायांचा अवलंब करण्याचे कारण म्हणजे तापमानाचा प्रभाव. ट्रान्झिस्टर कॅस्केड्सच्या ऑपरेटिंग मोडच्या तथाकथित थर्मल स्थिरीकरणासाठी अनेक पर्याय आहेत. सर्वात सामान्य पर्याय आकृती 3,4,5 मध्ये सादर केले आहेत.

सर्किटमध्ये (आकृती 3 पाहा), प्रतिरोधक तापमान गुणांक असलेला थर्मिस्टर बेस सर्किटशी अशा प्रकारे जोडलेला असतो की तापमान जसजसे वाढते तसतसे बेसवरील नकारात्मक व्होल्टेज कमी होते. थर्मिस्टर या प्रकरणात, बेस वर्तमान मध्ये घट आहे, आणि परिणामी, कलेक्टर वर्तमान.

आकृती 3 - थर्मिस्टरसह सर्किट

सेमीकंडक्टर डायोड वापरून संभाव्य थर्मल स्थिरीकरण योजनांपैकी एक आकृती 4 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 4 - सेमीकंडक्टर डायोड वापरून थर्मल स्टॅबिलायझेशन सर्किट

या सर्किटमध्ये, डायोड उलट दिशेने जोडलेला असतो आणि डायोड रिव्हर्स करंटचे तापमान वैशिष्ट्य ट्रान्झिस्टर कलेक्टर रिव्हर्स करंटच्या तापमान वैशिष्ट्यासारखे असावे. ट्रान्झिस्टर बदलताना, रिव्हर्स कलेक्टर करंटच्या परिमाणातील फरकामुळे स्थिरता बिघडते.

आकृती 5 मध्ये दर्शविलेले, शासनाचे थर्मल स्थिरीकरण ही सर्वात व्यापकपणे वापरली जाणारी योजना आहे.

आकृती 5 – एमिटर स्टॅबिलायझेशन सर्किट ReSe सह सर्किट

या सर्किटमध्ये, रेझिस्टरमधून घेतलेल्या निश्चित फॉरवर्ड बायस व्होल्टेजच्या दिशेनेरेझिस्टर R वर दिसणारा व्होल्टेज चालू आहेउह जेव्हा उत्सर्जक प्रवाह त्यातून जातो. उदाहरणार्थ, तापमान वाढते म्हणून, कलेक्टर करंटचा स्थिर घटक वाढतो. कलेक्टर करंटच्या वाढीमुळे एमिटर करंटमध्ये वाढ होईल आणि रेझिस्टर आर वर व्होल्टेज कमी होईल.उह . परिणामी, एमिटर आणि बेसमधील व्होल्टेज कमी होईल, ज्यामुळे बेस करंट कमी होईल आणि परिणामी, कलेक्टर करंट. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, रेझिस्टर आरउह उच्च-क्षमतेच्या कॅपेसिटरद्वारे बंद केले जाते. हे रेझिस्टर आर मधून एमिटर करंटचे पर्यायी घटक काढून टाकण्यासाठी केले जाते e

3 स्ट्रक्चरल डायग्रामचा मसुदा तयार करणे

डिझाइन केलेल्या ॲम्प्लीफायरसाठी, व्होल्टेज विभाजक आणि कॅपेसिटिव्ह घटक (कॅपॅसिटर) विभक्त करणारे सर्किट वापरणे उचित आहे.

व्होल्टेज डिव्हायडर बेसवरील व्होल्टेजला बायस करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. डिव्हायडरमध्ये प्रतिरोधक आर असतातb1आणि आर b2. प्रतिकार आरb1शी जोडते स्थिर व्होल्टेज स्त्रोताचा सकारात्मक संपर्क Ek संग्राहक प्रतिकार R ला समांतरते, आणि आर b2आधार शाखा आणि स्थिर व्होल्टेज स्त्रोताच्या नकारात्मक संपर्काच्या दरम्यान Ek.

विभक्त कॅपेसिटर सिग्नलचा थेट करंट घटक कापून टाकण्याचे काम करतात (म्हणजेच, या घटकांचे कार्य थेट विद्युत प्रवाहास जाऊ देत नाही). ते ॲम्प्लीफायर टप्प्यांच्या दरम्यान, सिग्नल स्त्रोत आणि टप्प्यांदरम्यान आणि शेवटच्या ॲम्प्लीफायर स्टेज आणि लोड (एम्प्लीफायर सिग्नलचे ग्राहक) दरम्यान स्थित आहेत.

याव्यतिरिक्त, एमिटर स्टॅबिलायझेशन सर्किटमध्ये कॅपेसिटरचा वापर केला जातो. emitter resistance Re च्या समांतर कनेक्ट केलेले.

ते एमिटर रेझिस्टन्समधून सिग्नलचे व्हेरिएबल घटक काढून टाकण्याचे काम करतात.

दोन-स्टेज ॲम्प्लीफायरचे ऑपरेटिंग तत्त्व आकृती 6 मध्ये दर्शविले आहे.

आकृती 6 - दोन-स्टेज ॲम्प्लीफायरचा ब्लॉक आकृती

सिग्नल स्त्रोतापासून एम्पलीफायरच्या पहिल्या टप्प्यावर एक कमकुवत सिग्नल पुरविला जातो, जो पॉवर स्त्रोताकडून प्राप्त झालेल्या स्थिर पुरवठा व्होल्टेजमुळे ट्रान्झिस्टरद्वारे वाढविला जातो. नंतर अनेक वेळा वाढवलेला सिग्नल दुसऱ्या टप्प्याच्या इनपुटवर पोहोचतो, जिथे

तसेच, पुरवठा व्होल्टेजद्वारे, ते इच्छित सिग्नल स्तरावर वाढविले जाते, त्यानंतर ते ग्राहकांना (या प्रकरणात, लोड) प्रसारित केले जाते.

व्यायाम:

दिलेल्या पॅरामीटर्ससह कमी-फ्रिक्वेंसी, मध्यम-पॉवर व्होल्टेज प्री-एम्प्लीफायर सर्किट विकसित करा:

एम्पलीफायर आउटपुटवर व्होल्टेजचे मोठेपणा मूल्य Uout = 6 V;

स्त्रोत सिग्नलचे मोठेपणा मूल्य Uin = 0.15 V;

कलेक्टर सर्किटमध्ये डीसी व्होल्टेज स्त्रोत व्होल्टेजएक = 20 वी;

एम्पलीफायर लोड सर्किटमध्ये प्रतिकार Rн = 3.3 kOhm;

प्रवर्धित फ्रिक्वेन्सीची श्रेणी F n F in = 20 Hz - 20000 Hz;

वारंवारता विरूपण घटक एममध्ये = 1.18;

सिग्नल स्त्रोताचा अंतर्गत प्रतिकार Ri = 130 Ohms.

चला जास्तीत जास्त कलेक्टर-एमिटर व्होल्टेज Uke निर्धारित करू, ज्याने अट पूर्ण केली पाहिजे:

उकेमाह ≥ 1.2 × एक.

उकेमाह ≥ 1.2 ×20=24 V.

द्वारे ट्रान्झिस्टर परिस्थितीसाठी योग्य आहे GT 404A (परिशिष्ट अ)

h 21e = 30 ÷ 80

आकृती 7 - कॉमन एमिटरसह ट्रान्झिस्टर ॲम्प्लिफायर स्टेजचे आकृती

4 ट्रान्सिस्टर ॲम्प्लीफायरची गणना

4.1 प्रथम कॅस्केड.

4.1.1 डायरेक्ट करंटसाठी एम्पलीफायरची गणना

ॲम्प्लिफायरची गणना करताना, आम्ही ग्राफिक-विश्लेषणात्मक गणना पद्धत वापरतो.

प्रथम: आम्ही वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्याच्या इनपुट व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ट्यावर ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट निवडतो (परिशिष्ट A पहा). Ubep शाखेच्या एका बिंदूपासून, इनपुट वक्रच्या आलेखाला छेदत नाही तोपर्यंत लंब काढा. हा बिंदू पायाचा विश्रांतीचा बिंदू आहे. त्यापासून Ib अक्षापर्यंत लंब कमी केल्यावर, आपल्याला स्थिर बेस करंट Ibp, mA आढळतो.

व्होल्टेज अक्ष Ube वर आम्ही किमान Ube निर्धारित करतोमि आणि जास्तीत जास्त Ubeकमाल व्होल्टेज मूल्ये, दोन्ही बाजूंना उमिन सारखे विभाग बाजूला ठेवून. मिळालेल्या मूल्यांवरून आपण आलेखाच्या वक्रासह छेदनबिंदूपर्यंत लंब काढतो आणि आलेखासह छेदनबिंदूच्या बिंदूपासून बेस करंट Ib च्या अक्षापर्यंत लंब काढतो.

आउटपुट वैशिष्ट्यांच्या कुटुंबाच्या आलेखावर, आम्ही Ik अक्षावरील Ikp बिंदूपासून क्षैतिज सरळ रेषा काढून ऑपरेटिंग पॉइंटची स्थिती निर्धारित करतो जोपर्यंत ते बेस करंट्सच्या कुटुंबातील एका विशिष्ट शाखेला छेदत नाही (परिशिष्ट B पहा) . कलेक्टर सर्किटचा हा विश्रांती बिंदू P असेल. आपण ताण अक्ष Ucap वर लंब कमी करू, जिथे आपल्याला ऑपरेटिंग व्होल्टेजचा विश्रांती बिंदू मिळेल.

दोन बिंदू वापरून एक स्थिर लोड रेषा तयार करू या, त्यापैकी एक P आहे आणि Uke अक्षावरील दुसरी Ek बरोबर आहे. लोड लाइन तयार केल्यावर, जेव्हा ती कलेक्टर करंटच्या अक्षाला छेदते तेव्हा त्याचा परिणाम होतो Isq बिंदू - हा एक काल्पनिक बिंदू आहे, ज्याचा अर्थ असा आहे की ट्रान्झिस्टर (जम्पर) शॉर्ट सर्किट झाल्यास प्रवाह होईल. .

रेझिस्टर प्रतिरोधांची गणना आर b1 आणि R b2 (ओहम) व्होल्टेज विभाजक

आम्ही श्रेणीतील विभाजक प्रवाह निवडू (8 ÷ 10) :

4.1.2 कॅस्केडची डायनॅमिक गणना.

सूत्र वापरून व्होल्टेज वाढीची गणना करूया:

या टप्प्यातील पहिली पायरी म्हणजे सिग्नल स्त्रोताचा व्होल्टेज आणि त्याचा अंतर्गत प्रतिकार पहिल्या टप्प्याच्या “इनपुटवर” आणणे, म्हणजे. पहिल्या ट्रान्झिस्टरच्या पायथ्याशी कार्य करणारे समतुल्य व्होल्टेज आणि प्रतिरोध शोधा. हे करण्यासाठी, आपण इनपुट करंट R च्या पर्यायी घटकाच्या बेस सर्किटच्या समांतर प्रतिकाराचे मूल्य शोधू. b सूत्रानुसार:

रेझिस्टन्स Rb च्या समांतर, ट्रान्झिस्टरच्या वैकल्पिक करंट (डायनॅमिक) साठी इनपुट रेझिस्टन्स जोडला जाईल, जो इनपुट व्होल्टेजच्या गुणोत्तरानुसार इनपुट करंट-व्होल्टेज वैशिष्ट्याद्वारे निर्धारित केला जातो, म्हणजे:

डायनॅमिक इनपुट प्रवाह:

कलेक्टर सर्किटमधील प्रतिकार एका पर्यायी सिग्नलनुसार बदलला असल्याने, डायनॅमिक लोड सरळ रेषा पुन्हा मोजणे आणि तयार करणे आवश्यक आहे, जे आउटपुट वैशिष्ट्य (परिशिष्ट ए) वर दोन बिंदूंमधून चालेल.

प्रत्यक्षात, लोड डायनॅमिक श्रेणी, परिशिष्ट A पासून खालीलप्रमाणे, बेस चालू Ibd च्या दोन शाखांमध्ये असेल 1 आणि Ibd 2 1 आणि Ukd 2

7,5<40

दुसरा कॅस्केड जोडला पाहिजे.

हे करण्यासाठी, चला गणना करूया:

४.२. दुसरा कॅस्केड

4.2.1 DC ॲम्प्लीफायर गणना

दुसऱ्या टप्प्यासाठी आपण मध्यम उर्जा ट्रान्झिस्टर निवडू. GT 404V h सर्व पॅरामीटर्ससाठी योग्य आहे 21e = 30 ÷ 80.

कारण इनपुट वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य समान आहे GT 404A आणि GT 404V, नंतर प्रारंभिक समान असतील. आम्ही त्याच प्रकारे आलेख तयार करतो आणि मूल्ये घेतो.

आम्ही ऑपरेटिंग पॉइंट देखील निवडू (परिशिष्ट डी पहा).

रेझिस्टन्स Re हे कॅस्केड ऑपरेटिंग मोडच्या थर्मल कॉम्पेन्सेशनसाठी आहे आणि (0.1.-0.3)Rк श्रेणीमध्ये निवडले आहे.

मध्यम उर्जा ट्रान्झिस्टरसाठी विभाजक प्रवाह निवडला पाहिजे (2 ÷ 3) Ibp

रोधकांच्या प्रतिकाराची गणना करूया आर b3 आणि R b4 , ओम व्होल्टेज विभाजक

4.2.2 कॅस्केडची डायनॅमिक गणना.

इनपुट करंट R च्या पर्यायी घटकाच्या बेस सर्किटच्या समतुल्य प्रतिकाराचे मूल्य शोधू. b सूत्रानुसार

ट्रान्झिस्टरचा एसी इनपुट प्रतिबाधा (डायनॅमिक) आहे:

Rin आणि Rb प्रतिरोधकांचे समांतर कनेक्शन समान असेल:

नंतर ट्रान्झिस्टर इनपुटवर समतुल्य पर्यायी सिग्नल समान असेल:

सूत्र वापरून इनपुट व्होल्टेजचे किमान आणि कमाल डायनॅमिक मूल्य निर्धारित करू:

डायनॅमिक इनपुट प्रवाह:

चला लोड प्रतिरोधकतेची गणना करूया, जी अभिव्यक्तीमधून आढळेल:

कलेक्टर सर्किटमधील प्रतिकार एका पर्यायी सिग्नलनुसार बदलला असल्याने, डायनॅमिक लोड सरळ रेषा पुन्हा मोजणे आणि तयार करणे आवश्यक आहे, जे आउटपुट वैशिष्ट्य (परिशिष्ट डी) वर दोन बिंदूंमधून चालेल.

स्टॅटिक मोडसाठी पहिला पॉइंट राहील - पॉइंट पी. दुसरा पॉइंट (काल्पनिक) ऑर्डिनेट Ik वर असावा आणि सूत्र वापरून गणना केली जाईल:

प्रत्यक्षात, आकृती 2.14 मधील लोड डायनॅमिक श्रेणी, बेस करंट Ibd च्या दोन शाखांमध्ये असेल 1 आणि Ibd 2 . आउटपुट व्होल्टेजमधील बदलांची श्रेणी देखील बदलेल आणि डायनॅमिक लोड लाइनच्या अनुषंगाने, Ukd असेल 1 आणि Ukd 2 . नंतर, कॅस्केडचा वास्तविक लाभ अभिव्यक्तीवरून निर्धारित केला जातो:

चला वास्तविक नफ्याची गणना करूया:

4.3 कपलिंग कॅपेसिटर आणि शंट कॅपेसिटर क्षमतेची गणना

पहिला कॅस्केड:

दुसरा टप्पा:

दुसऱ्या कॅस्केडसाठी (पहिल्या कॅस्केडसाठी समान सूत्रे वापरून):

5. निष्कर्ष

हे अभ्यासक्रम कार्य करत असताना, ट्रान्झिस्टर GT404A आणि GT404B (ॲम्प्लीफायर सर्किटमधील 2 टप्पे डिझाइन केलेले) वापरून ॲम्प्लीफायर विकसित केले गेले. ॲम्प्लिफायरचा एक योजनाबद्ध आकृती प्राप्त झाला आहे. व्होल्टेज गेन फॅक्टर 40 आहे, जो स्थिती पूर्ण करतो.

साहित्य

1 बोचारोव L.I., Zhebryakov S.K., Kolesnikov I.F. ट्रान्झिस्टर वापरून इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची गणना. - एम.: एनर्जी, 1978.

2 विनोग्राडोव्ह यु.व्ही. इलेक्ट्रॉनिक आणि सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे. - एम.: एनर्जी, 1972.

3 गेरासिमोव्ह V.G., Knyazev O.M. आणि इतर औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स. - एम.: हायर स्कूल, 1986.

4 कार्पोव्ह V.I. सेमीकंडक्टर नुकसान भरपाई व्होल्टेज आणि वर्तमान स्टॅबिलायझर्स. - एम.: एनर्जी, 1967.

5 Tsykin G.S. ॲम्प्लीफायर उपकरणे. - एम.: कम्युनिकेशन, 1971.

6 मालिनिन आर.एम. ट्रान्झिस्टर सर्किट्सचे हँडबुक. - एम.: एनर्जी, 1974.

7 नाझारोव एस.व्ही. ट्रान्झिस्टर व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स. - एम.: एनर्जी, 1980.

8 Tsykina L.V. इलेक्ट्रॉनिक ॲम्प्लीफायर्स. - एम.: रेडिओ आणि कम्युनिकेशन्स, 1982.

9 रुडेन्को व्ही.एस. रूपांतरण तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे. - एम.: हायर स्कूल, 1980.

10 गोरीयुनोव एन.एन. सेमीकंडक्टर ट्रान्झिस्टर. निर्देशिका - M.: Energoatomizdat, 1983