Мулти-Стаге Трансистор Амплифиерс

Ремонт материнской платы ASUS P5B стандартная болячка. (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Мулти-Стаге Трансистор Амплифиерс

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


Питање 1

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво мерите и забележите све компоненте пре изградње кола, бирате вредности отпорника довољно високе да оштетите било коју активну компоненту мало вероватну.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализирај круг, решавање за све напонске и тренутне вредности.
  6. Пажљиво измерите све напоне и струје како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

Када ученици прво сазнају о полупроводничким уређајима и највероватније ће их оштетити неправилним везама у својим колима, препоручујем да експериментишу са великим компонентама високог ватирања (1Н4001 исправљајуће диоде, ТО-220 или ТО-3 транзисторе за случај снаге, итд.) и коришћењем извора напајања из сувих ћелија, а не помоћног напајања. Ово смањује вјероватноћу оштећења компоненте.

Као и обично, избјегавајте врло високе и врло ниске отпорне вриједности, како бисте избјегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" метра (на високом крају) и избјегавање сагоревања транзистора (на доњем крају). Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ.

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који изводе курс "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 2

Зашто је уобичајено да кругови појачала користе вишеструке фазе транзистора, а не само један транзистор (или два транзистора у потисном пулл-у)? Опишите неке од користи коришћења вишеструких транзисторских фаза.

Открити одговор Сакриј одговор

Допустићу да истражите одговор на ово питање сами!

Напомене:

Прилично једноставно питање, али корисно је ипак разговарати.

Питање 3

Опишите функцију сваке компоненте у овом двостепеном кругу појачала:

Такође, будите спремни да објасните како ће ефекат грешке било које компоненте (било отвореног или кратког) имати на излазном сигналу.

Открити одговор Сакриј одговор

Р 1 = К 1 биасинг
Р 2 = К 1 биасинг
Р 3 = К 1 оптерећење
Р 4 = К 1 стабилност (спречава термичку побег)
Р 5 = К 2 преклапање
Р 6 = К 2 преклапање
Р 7 = К 2 оптерећење
Р 8 = К 2 стабилност (спречава термичку рунаваи)
Ц 1 = Спајање улазног сигнала на К 1
Ц 2 = обилазница АЦ за К 1
Ц 3 = Спајање између степена појачавача
Ц 4 = обилазница АЦ за К 2
Ц 5 = Спојница излазног сигнала за учитавање
К 1 = Прва фаза амплификације
К 2 = амплификација друге фазе

Напомене:

Одговори дате у одјељку "Одговори" су минимални: довољно да помогне ученицима који се могу бавити концептима. Током дискусије, очекивао бих више детаља него ове кратке фразе.

Будите сигурни да ћете својим ученицима изазвати хипотетичке неуспеле компоненте у овом кругу. Уверите се да у овој колу разумију функцију сваке компоненте, изван меморисања фразе!

Питање 4

У неким применама где транзистори морају појачати врло високе струје, биполарни транзистори су паралелирани заједно, тако да њихове тренутне оцене додају:

Међутим, ако су транзистори директно упарени као што је приказано, могу се развити проблеми са поузданошћу. Бољи начин повезивања вишеструких транзистора је повезивање мотором са малим вриједностима на сваки емитер терминал:

Објасните коју сврху ови отпорници служе у паралелној транзисторној мрежи. И шта тачно значи "блажење" у сваком случају "# 4"> Открити одговор Сакриј одговор

Помицање је дизајниран израз, што значи увести количину или количину у коло тако да било која унутрашња разлика између компонената постаје занемарљива у поређењу. У овом кругу, отпорници за прећивљавање помажу да се укупна контролисана струја равномерно подели између три транзистора.

Питање о следећем питању: да ли можете да замислите било какве недостатке за коришћење отпорника за мокрење у високонапонским колима?

Напомене:

Једном сам имао несрећу да извршим компонентну поправку на великом инвертеру снаге (208 волтних, трофазних) који је користио велике "банке" директно паралелних биполарних транзистора за завршне прекидачке елементе. Ови инвертори су имали лошу навику да уништавају транзисторе, а приметио сам да ће од сваког десетљећа на свакој расхладној прузи бити одвојено само један или два транзистора - и мислим да су преплављене, рупице пролазиле кроз метал ТО-3 случајеви! - док су остали били савршено фини. Ове транзисторске банке нису имале отпорнике за муницију, па је садашња дистрибуција између њих била прилично неуравнотежена.

У случају да студенти питају, требало би да им кажете да се отпорници за мокрење не користе само у транзисторским банкама. Велике рецтифиер диодне банке (гдје су паралелне више диода) такође имају користи од мокрих отпорника.

Што се тиче апликација гдје су муницијски отпорници непрактични, могуће је постићи бољу поузданост кориштењем више транзистора (или диодова) него што је то неопходно са једнаком струјном расподелом. Другим речима, надоградити круг.

Питање 5

У неким применама где транзистори морају појачати врло високе струје, биполарни транзистори су паралелирани заједно, тако да њихова тренутна оцена дода. Када се то уради, добра идеја је да користите отпорнике за мокрење на везама транзисторских емитера како бисте осигурали равномерно балансирање струја:

Међутим, ако користимо МОСФЕТ уместо БЈТ-ова, не морамо користити резисторе за мокрење:

Објасните зашто МОСФЕТ-ови не захтевају отпорнике за мокрење који помажу у равномерној дистрибуцији струје, док БЈТ-и раде.

Открити одговор Сакриј одговор

Количина контролног напона варира са температуром за БЈТ, али не и за МОСФЕТ.

Напомене:

Одговор који је дат овде је сврсисходно нејасан. Нека ваши ученици раде неопходна истраживања! Реците им да су белешке апликација произвођача драгоцјени извори информација за питања као што је ова.

Питање 6

Прво појачано коло приказано овде је директно спојено, док је други капацитивно спојен .

Која од ова два дизајна би била погоднија за употребу у ДЦ волтметарском колу (појачавање измереног ДЦ напона) "# 6"> Открити одговор Сакри одговор

Пропусни опсег директног споја појачавачког кола протеже се на 0 Хз, за ​​разлику од другог појачавача. То је погодно за појачавање ДЦ сигнала. Кондензациони круг појачавача би био боље прилагођен апликацијама где се сигнали АЦ искључиво обрађују.

Следеће питање: у сваком од ових кружница појачала идентификујте тачку у којој се фаза сигнала помера за 180 о . Другим речима, покажите где сигнал напона постаје обрнут, а затим поново обрнути, тако да је излаз у фази са улазом.

Напомене:

Добро питање које треба питати ученике је: "Шта је пропусни опсег ?" Важно је да ваши ученици разумеју основни концепт "пропусног опсега" и који фактори утичу на то у кругу.

Замолите ученике да предложите могуће вредности (у микрофарадама) за кондензатор склопа у другом кругу, на основу заједничких вредности отпорника (између 1 кΩ и 100 кΩ) и скромног опсега аудио фреквенција (1 кХз до 20 кХз). Овде нису потребне никакве тачне вредности, али је важно да они могу направити приближну процену неопходне (минималне) капацитете, ако без било каквог другог разлога него да покажу своје разумијевање намјене намјене кондензатора.

Питање 7

Један од проблема са кондензационим везним појачавачким круговима је слаба нискофреквентна реакција: како се фреквенца улазног сигнала смањује, све капацитивне реактансе се повећавају, што доводи до смањења напона. Једно решење овог проблема је додавање кондензатора на колекторски струјни пут почетне транзисторске фазе:

Објасните како присуство овог "компензирајућег" кондензатора помаже у превазилажењу губитка добитка који се нормално искусио као резултат других кондензатора у кругу.

Открити одговор Сакриј одговор

Повећање реактансе додатног кондензатора на ниским фреквенцијама повећава добитак прве транзисторске фазе повећањем импеданције од првог транзисторског колектора до шине за напајање + В.

Напомене:

Ова техника се обично користи у видео кружним појачавачима, иако комплетно видео појачало не би требало да буде овако грубо (без коаксијалних канала).

Питање 8

Ово двостепено коло транзисторског појачавача је спојено трансформатором :

Која предност има трансформатор спојеног појачавача преко круга помоћу других метода спајања "# 8"> Открити одговор Сакри одговор

Трансформатори омогућавају трансформацију импедансе између степена, као и инверзију фазе (по жељи). Међутим, њихова паразитска (пропуштена) индуктивност и међуповјерна капацитивност могу узроковати чудне карактеристике фреквентног одзива.

Следеће питање: означите поларитет трансформатора користећи "тачку" нотацију да не бисте остварили инверзију сигнала од улазног сигнала до излаза (као што је приказано).

Напомене:

Замолите ученике да објасне каква је трансформација импедансе и зашто је то важно, нарочито у појачавачким круговима. Ово ће бити добар преглед теорије трансформатора и максималне теореме преноса снаге.

Што се тиче инверзије фазе, забавни изазов овде је да ученици одреде "тачну конвенцију" неопходну за овај одређени трансформатор да добије не-обрнуту карактеристику овог двостепеног склопа појачала. Другим ријечима, направите их тачкама у близини намотаја трансформатора (са одговарајућим релативним односом) како би се произвело фазирање које показују симболи синусног таласа на дијаграму.

Питање 9

Претпоставимо да су два инжењера расправљали о томе где би потенциометар поставили у ово коло аудио појачала, који би се користио као контрола јачине звука:

Која опција би била боља и зашто "# 9"> Открити одговор Сакриј одговор

Опција # 1 је дефинитивно бољи избор, јер подешавање потенциометра неће утицати на пристрасност К 2 као што је то случај у опцији # 2.

Напомене:

Сврха овог питања је да ученици схвате да је подстицање сваке транзисторске фазе важно у вишефазном појачалу. Један од главних изазова дизајнирања вишестепеног појачавача је обезбеђивање адекватног повезивања сигнала између фаза без стварања проблема са предрасудама.

Питање 10

Радио-фреквентни појачавачи често користе мале индукционе звучнике зване пеак за калем у склопној склопови између транзисторских фаза. Опишите сврху ових индукторима.

Открити одговор Сакриј одговор

Пеакови се додају у круг појачала како би се супротставили капацитивној реактанци на високим фреквенцијама.

Напомене:

Одговор који сам дао за ово питање је врло минималан и довољно је да вашим ученицима дају намиг. Питајте своје ученике да објасне зашто је капацитивна реактанца проблем у високо-фреквенцијским транзисторским појачавачима и зашто би се индуктор могао користити за супротстављање Кс Ц. Такође, питајте да ли има недостатака за убацивање калупа у кругове појачала.

Питање 11

Један дизајн потисног аудио појачала користи два идентична транзистора и трансформатор са централним тастером како би се удвостручио оптерећење (обично звучник, у аудио-фреквенцијском систему):

За разлику од комплементарних парних потенциометарских кругова, овај круг апсолутно захтијева фазу претпојачала која се назива фазни сплитер, која се овдје састоји од транзистора К 1 и отпорника Р 3 и Р 4 .

Објасните која је сврха склопа "фазни сплитер" и зашто је потребно правилно погонити транзисторе снаге К 2 и К 3 .

Напомена: одређивање фазних односа напонских сигнала на прикључцима базе, колектора и емитера транзистора К 1, у односу на тло.

Открити одговор Сакриј одговор

Цирцуит "фазни сплитер" производи два комплементарна излазна напона (180 о фазно помјерених један од другог), како је потребно за погон транзистора снаге у супротном времену у циклусу аудио таласног облика.

Следеће питање: обично су отпорници колектора и емитера фазе цепања фазе (Р 3 и Р 4 у овом примеру) једнако величине. Објаснити зашто.

Напомене:

Замолите ученике да квалитативно анализирају таласне сигнале напонског сигнала на свим деловима овог кола. Када К 1 спроводи тренутни "панел табли панел-подразумеваног" ставке-предмета>

Питање 12

Испитајте ово кружно појачало звука потискивања:

Одговорите на следећа питања о овом кругу на основу ваше анализе о томе:

Како се завршава фазирање у овом кругу "# 12"> Откриј одговор Сакриј одговор

Улазни трансформатор Т1 обезбеђује фазно раздвајање.
Р 1 успоставља К тачку оба транзистора.
Ако Р 1 није отворен, оба транзистора би ишли у режим прекидања.
Ако жица која повезује базу транзистора К 2 са улазним трансформатором (Т1) не би била отворена, пола излазног таласа постаје обрезано.

Напомене:

Питајте своје ученике да дају детаљне разлоге за њихове одговоре. Одговори на ово питање су минимални - то је ваш посао као инструктор који осигурава да студенти размишљају о свом путу кроз ово питање, а не само понављајући нешто што су прочитали или чули од других.

Питање 13

Следеће поље појачала има проблем. Упркос присуству снажног улазног сигнала (као што је верификовано мерењем осцилоскопа на ТП1), од звучника нема звука:

Објасните логичан, корак по корак, приступ идентифицирању извора проблема, узимањем мерења напона сигнала. Запамтите, што је ефикаснија техника за решавање проблема (што је мање мерења), то је боље!

Открити одговор Сакриј одговор

Дозволићу вам да се забавите да одредите своје сопствене стратегије овде!

Напомене:

Ово питање лако може да заузме велики део времена разговора, па будите сигурни да ћете направити места за то у вашем распореду!

Одличан начин помоћи студентима да схвате концепте укључене у овај круг, као и да побољшају технику за решавање проблема, је да направи обимну демонстрациону плочу овог кола, који можете погрешити на задњој страни тако што ћете искључити жице, отварати или затворити прекидаче, итд. Затим, ученици узимају осцилоскоп и праве проблеме у кругу помоћу мерења напона. Израдио сам сличне демонстрационе табле за своју учионицу и пронашао сам их као изузетно користан у изградњи и оцењивању вјештина за рјешавање проблема.

Питање 14

Заједнички широкопојасни транзисторски појачавач круга је дизајн цасцоде, користећи транзисторне фазе заједничког емитера и цоммон-басе транзистора:

Каква предност има каскодно појачало преко "нормалног" једног или вишестепеног дизајна појачавача "# 14"> Открити одговор Сакри одговор

Комбинација прве фазе заједничког колектора и друге фазе уобичајене базе значајно смањује ефекте интерјункционалне капацитивности унутар два транзистора. Већина каскодних појачавача не захтијева неутрализацију, нити: потврда ефикасности дизајна.

Напомене:

Ово је једна од ретких популарних апликација за конфигурацију појачавача уобичајеног базног транзистора и то је решење које је имплементирано са транзисторима са ефектом поља, као и са биполарним транзисторима (па чак и електронским цевима, пре тога!). Замолите ученике да објасне како коло ради, посебно напомињући повећање напона сваке степенице и локације интерјункционалних (Миллер-ефект) капацитета у кругу.

Питање 15

Претпоставимо да су изграђени следећи трофазни транзисторски појачавачи:

Без отпорника за загревање емитера било где у овом кругу, добитак напона у свакој фази гарантовано је бити велики, али и нестабилан. Са три фазе, распоређене оваквим, један који се ухвати у следећи, коначни напон ће бити веома велики и врло нестабилан.

Међутим, ако додамо још један отпорник на коло (Р повратне реакције ), нешто врло занимљиво се одвија. Одједном се смањује укупни напон појачавачког кола, али стабилност ове добитке постаје много побољшана:

Занимљиво је да ће напон од оваквог кола бити скоро једнак квоциенту два истакнута отпорника, Р повратне везе и Р у :

А В Р повратне информације


Р ин

Ова апроксимација важи за велике варијације у појединачним транзисторским добитком (β), као и температури и другим факторима који би уобичајено поразили у колу без повратне спреге повратне спреге.

Опишите какву улогу има отпорник за повратне спреге у овом кругу и објасните како је додавање негативних повратних информација уопштено погодно за перформансе овог кола. Такође, објасните како можете рећи да су ове повратне информације негативне природе ("дегенеративне").

Открити одговор Сакриј одговор

Отпорник за повратне спреге пружа сигнал за негативну повратну спрегу, који "приписује" непоправљиву добит и нестабилност која је другачија инхерентна таквом суровом тростепеном транзисторском кругу појачавача.

Можемо рећи да је повратна информација негативна по природи јер долази од непарног броја обртних појачавача (још увек постоји инверзна веза између излаза и инпута).

Следеће питање: колико ефекта претпостављате да би замјена транзистора са нешто другачијим параметром β или р ' е утицала на сваки склоп "скривене белешке"> Напомене:

Иако је приказано коло мало превише грубо да би било практично, он илуструје моћ негативних повратних информација као стабилизирајућег утицаја.

Питање везано за де- наративну природу повратне информације је важно. Разговарајте са својим ученицима како једноставно не можете узети сигнал повратне спреге од било ког места у кругу!

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →