SONIC
مدیر بخش برق و الکترونیک (SONIC)
پرسنل مدیریت
مدیر انجمن
استاد و مشاور الکترونیک
عضو افتخاری گروه الکترونیک
به شدت دوست داشتنی
مدیر انجمن
- Oct 14, 2021
- 1,957
- 4,683
برای یک دنبال کننده کلکتور با مقاومت امیتر، اغلب متوجه خواهید شد که بهره در هر مرحله بیش از 10 تا 50 برابر نیست. با حذف مقاومت امیتر، بهره افزایش می یابد. متأسفانه، تحریف نیز افزایش می یابد. با ترانزیستورهای فراگیر مانند BC547B، بهره ترانزیستور تقریباً برابر با 40 برابر جریان کلکتور (Ic) است، مشروط بر اینکه جریان کلکتور کمتر از چند میلی آمپر باشد. این مقدار در تئوری برابر با عبارت q/KT است که q بار الکترون، K ثابت بولتزمن و T دما بر حسب کلوین است.
برای سادگی، و با فرض دمای اتاق، این مقدار را به 40 گرد می کنیم. برای مدار تقویت کننده تک مرحله ای با امیتر زمینی، بهره Uout /Uin (برای ولتاژ AC) در تئوری برابر با SRc است. همانطور که قبلا مشاهده کردیم، شیب S حدود 40Ic است. از این نتیجه می شود که بهره تقریبا برابر با 40I cRc است. این یعنی چی؟ در وهله اول، این منجر به یک قانون کلی بسیار عملی می‌شود: بهره یک مدار امیتر زمینی برابر با 40 · I c · Rc است که برابر با 40 برابر ولتاژ در مقاومت کلکتور است.
برای مثال، اگر Ub برابر با 12 ولت باشد و کلکتور روی 5 ولت تنظیم شده باشد، بدون توجه به مقادیر مقاومت ها می دانیم که بهره حدود 40R(12-5) = 280 خواهد بود. نکته قابل توجه این است که به این ترتیب بهره می تواند در تئوری بسیار بالا باشد، با انتخاب یک ولتاژ منبع تغذیه بالا. چنین ولتاژی را می توان از یک ترانسفورماتور جداکننده از شبکه به دست آورد. ترانسفورماتور ایزوله را می توان با اتصال ثانویه دو ترانسفورماتور به یکدیگر ساخت که منجر به ولتاژ شبکه ایزوله گالوانیکی می شود.
این بدان معنی است که با ولتاژ شبکه 240 Veff پس از یکسوسازی و فیلتر کردن، حدود 340 ولت DC وجود خواهد داشت. اگر در مدار تقویت کننده ولتاژ منبع تغذیه اکنون 340 ولت و ولتاژ کلکتور 2 ولت باشد، در تئوری بهره برابر با 40 x (340-2) است. این بیش از 13500 بار است! با این حال، چند اشکال در عمل وجود دارد. این مربوط به مشخصه خروجی ترانزیستور است. در عمل، معلوم می شود که ترانزیستور در واقع یک مقاومت خروجی بین کلکتور و امیتر دارد.
این مقاومت خروجی به عنوان یک پارامتر ترانزیستور وجود دارد و "هو" نامیده می شود. در طرح های معمولی این پارامتر هیچ نتیجه ای ندارد زیرا اگر مقاومت کلکتور بزرگ نباشد اثر قابل توجهی ندارد. هنگام تغذیه تقویت کننده از 340 ولت و تنظیم جریان کلکتور روی 1 میلی آمپر، مقاومت کلکتور دارای مقدار 338 k خواهد بود. اینکه آیا پارامتر "hoe" تاثیری دارد یا خیر به نوع ترانزیستور بستگی دارد. ما همچنین توجه می کنیم که با چنین دستاوردهای بالایی، به ویژه ظرفیت خازن پایه-کلکتور شروع به ایفای نقش می کند.
در نتیجه فرکانس ورودی ممکن است خیلی زیاد نباشد. برای پهنای باند بالاتر باید از ترانزیستورهایی با Cbc کوچک مانند BF494 یا شاید حتی ترانزیستور SHF مانند BFR91A استفاده کرد. اما باید مقدار مقاومت پایه را با hfe جدید تنظیم کرد. نویسنده اندازه گیری هایی را با BC547B در ولتاژ منبع تغذیه 30 ولت انجام داده است. مقدار 2 ولت برای ولتاژ کلکتور انتخاب شده است. اندازه گیری ها قاعده کلی را تایید می کنند. افزایش بیش از 1000 برابر بود و اثرات "هو" و ظرفیت خازن بیس کلکتور به دلیل مقاومت کلکتور بسیار کوچکتر هستند که قابل توجه نیستند.
برای سادگی، و با فرض دمای اتاق، این مقدار را به 40 گرد می کنیم. برای مدار تقویت کننده تک مرحله ای با امیتر زمینی، بهره Uout /Uin (برای ولتاژ AC) در تئوری برابر با SRc است. همانطور که قبلا مشاهده کردیم، شیب S حدود 40Ic است. از این نتیجه می شود که بهره تقریبا برابر با 40I cRc است. این یعنی چی؟ در وهله اول، این منجر به یک قانون کلی بسیار عملی می‌شود: بهره یک مدار امیتر زمینی برابر با 40 · I c · Rc است که برابر با 40 برابر ولتاژ در مقاومت کلکتور است.
برای مثال، اگر Ub برابر با 12 ولت باشد و کلکتور روی 5 ولت تنظیم شده باشد، بدون توجه به مقادیر مقاومت ها می دانیم که بهره حدود 40R(12-5) = 280 خواهد بود. نکته قابل توجه این است که به این ترتیب بهره می تواند در تئوری بسیار بالا باشد، با انتخاب یک ولتاژ منبع تغذیه بالا. چنین ولتاژی را می توان از یک ترانسفورماتور جداکننده از شبکه به دست آورد. ترانسفورماتور ایزوله را می توان با اتصال ثانویه دو ترانسفورماتور به یکدیگر ساخت که منجر به ولتاژ شبکه ایزوله گالوانیکی می شود.
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
این بدان معنی است که با ولتاژ شبکه 240 Veff پس از یکسوسازی و فیلتر کردن، حدود 340 ولت DC وجود خواهد داشت. اگر در مدار تقویت کننده ولتاژ منبع تغذیه اکنون 340 ولت و ولتاژ کلکتور 2 ولت باشد، در تئوری بهره برابر با 40 x (340-2) است. این بیش از 13500 بار است! با این حال، چند اشکال در عمل وجود دارد. این مربوط به مشخصه خروجی ترانزیستور است. در عمل، معلوم می شود که ترانزیستور در واقع یک مقاومت خروجی بین کلکتور و امیتر دارد.
این مقاومت خروجی به عنوان یک پارامتر ترانزیستور وجود دارد و "هو" نامیده می شود. در طرح های معمولی این پارامتر هیچ نتیجه ای ندارد زیرا اگر مقاومت کلکتور بزرگ نباشد اثر قابل توجهی ندارد. هنگام تغذیه تقویت کننده از 340 ولت و تنظیم جریان کلکتور روی 1 میلی آمپر، مقاومت کلکتور دارای مقدار 338 k خواهد بود. اینکه آیا پارامتر "hoe" تاثیری دارد یا خیر به نوع ترانزیستور بستگی دارد. ما همچنین توجه می کنیم که با چنین دستاوردهای بالایی، به ویژه ظرفیت خازن پایه-کلکتور شروع به ایفای نقش می کند.
در نتیجه فرکانس ورودی ممکن است خیلی زیاد نباشد. برای پهنای باند بالاتر باید از ترانزیستورهایی با Cbc کوچک مانند BF494 یا شاید حتی ترانزیستور SHF مانند BFR91A استفاده کرد. اما باید مقدار مقاومت پایه را با hfe جدید تنظیم کرد. نویسنده اندازه گیری هایی را با BC547B در ولتاژ منبع تغذیه 30 ولت انجام داده است. مقدار 2 ولت برای ولتاژ کلکتور انتخاب شده است. اندازه گیری ها قاعده کلی را تایید می کنند. افزایش بیش از 1000 برابر بود و اثرات "هو" و ظرفیت خازن بیس کلکتور به دلیل مقاومت کلکتور بسیار کوچکتر هستند که قابل توجه نیستند.