Kun haluat suunnitella kaksisuuntaisia transistoripiirejä, sinun on tiedettävä, miten ne esijännitetään. Esiasentaminen on sähkön käyttäminen transistoriin tietyllä tavalla, jotta transistori toimisi haluamallasi tavalla. On lähinnä viisi luokkaa vahvistin - luokan A, luokan B, AB-luokan, luokan C ja luokan D Tässä artikkelissa keskitymme esijännittää transistorin yhteisen emitterin kokoonpano lineaarinen äänen taajuus A-luokan vahvistin toimintaan, lineaarinen eli lähtösignaali on sama kuin tulosignaali, mutta vahvistettu.
Perusteet
Jotta tavallinen piitransistori toimisi aktiivisessa tilassa (käytetään useimmissa vahvistinpiireissä), sen pohja on kytkettävä vähintään 0,7 V: n jännitteeseen (piilaitteille) kuin emitteri. Tämän jännitteen käyttämisen jälkeen transistori käynnistyy ja kollektorivirta alkaa virrata, kun kollektorin ja lähettimen välinen pudotus on 0,2 V - 0,5 V. Aktiivisessa tilassa kollektorivirta on suunnilleen yhtä suuri kuin perusvirta kertaa transistorin nykyinen vahvistus (hfe, β).
Ib = Ic / hfe Ic = Ib * hfe
Tämä prosessi on päinvastainen PNP-transistorissa, se lakkaa johtamasta, kun kohdistetaan tietty jännite kantaansa. Lisätietoja NPN-transistorista ja PNP-transistorista on täällä.
Kiinteä ennakkoasento
Yksinkertaisin tapa BJT: n esijännittämiseen on esitetty alla olevassa kuvassa, R1 tarjoaa alustan esijännityksen ja ulostulo otetaan R2: n ja kollektorin välille DC-estokondensaattorin kautta, kun taas tulo syötetään tukiasemaan DC-estokondensaattorin kautta. Tätä kokoonpanoa tulisi käyttää vain yksinkertaisissa esivahvistimissa eikä koskaan ulostulovaiheissa, etenkin kaiuttimen kanssa R2: n sijaan.
Transistorin esijännittämiseksi meidän on tiedettävä syöttöjännite (Ucc), emäs-emitterijännite (Ube, 0,7 V piille, 0,3 germaniumtransistoreille), vaadittu perusvirta (Ib) tai kollektorivirta (Ic) ja transistorin nykyinen vahvistus (hfe, β).
R1 = (Ucc - Ube) / Ib R1 = (Ucc - Ube) / (Ic / hfe)
R2: n arvo optimaaliselle vahvistukselle ja vääristymälle voidaan arvioida jakamalla syöttöjännite kollektorivirralla. Vahvistimen vahvistus tällä R2-arvolla on suuri, noin transistorin virranvahvistuksen arvon (hfe, β). Kun lähtöön on lisätty kuormitus, kuten kaiutin tai seuraava vahvistusvaihe, lähtöjännite laskee R2: n takia ja kuorma toimii jännitteenjakajana. On suositeltavaa, että seuraavan vaiheen kuormitusimpedanssi tai tuloimpedanssi on vähintään 4 kertaa suurempi kuin R2. Kytkentäkondensaattoreiden tulisi tuottaa alle 1/8 seuraavan vaiheen kuormitusimpedanssista tai sisäänmenoimpedanssista pienimmällä toimintataajuudella.
Jännitteenjakajan esijännitys / itsesuuntaus
Alla oleva kuva on yleisimmin käytetty esijännityskokoonpano, se on lämpötilastabiili ja tarjoaa erittäin hyvän vahvistuksen ja lineaarisuuden. RF-vahvistimissa R3 voidaan korvata RF-rikastimella. Yhden kantavastuksen (R1) ja kollektorivastuksen (R3) lisäksi meillä on ylimääräinen vastusvastus (R2) ja emitterivastus (R4). R1 ja R2 muodostavat jännitteenjakajan ja asetetaan R4: n jännitehäviön kanssa piirin perusjännitteeseen (Ub). Laskelmat ovat monimutkaisempia, koska komponentteja ja muuttujia on enemmän.
Ensin aloitetaan laskemalla perusjännitteenjakajan vastussuhde, jonka sanelee alla oleva kaava. Laskelmien aloittamiseksi meidän on arvioitava kollektorivirran ja vastusten R2 ja R4 arvot. Vastuksen R4 voidaan laskea pudottavan 0,5 V - 2 V halutulle kollektorivirralle ja R2 on asetettu 10-20 kertaa suuremmaksi kuin R4. Esivahvistimille R4 on yleensä alueella 1k-2k ohm.
Irrottamaton R4 aiheuttaa negatiivista palautetta, vähentää vahvistusta samalla kun vähentää vääristymiä ja parantaa lineaarisuutta. Irrottaminen kondensaattorista lisää vahvistusta, joten on suositeltavaa käyttää suuriarvoista kondensaattoria pienellä vastuksella sarjaan.