Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Projektowanie wzmacniacza na tranzystorze NPN - co i jak?

26 Mar 2017 14:19 780 6
  • Uczeń
    Witam. Od dłuższego czasu próbuję znaleźć jakiś użyteczny poradnik dotyczący wzmacniacza na tranzystorze NPN w układzie "wspólnego emitera", jednakże większość tych poradników jest albo zagmatwana, albo pomija najważniejsze obliczenia, przez co nie mogę ogarnąć z czym co się je.

    Jak na razie zrozumiałem, że R1 i R2 wylicza się tak, by na bazie uzyskać tzw. bias w wysokości 1/2 Vcc.
    Czy mógłby mi jednak ktoś napisać wzór potrzebny do obliczenia RL i RE oraz C2?
    I jaką funkcję w takim wzmacniaczu pełni właśnie kondensator C2?

    Projektowanie wzmacniacza na tranzystorze NPN - co i jak?
  • Computer Controls
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Podałeś kolego za mało danych, by zaprojektować ten wzmacniacz. R1 i R2 faktycznie polaryzują tranzystor, ale napięcie Ub wcale nie musi wynosić 0,5Ucc. Dla osiągnięcia maksymalnej dynamiki napięcie na kolektorze powinno tyle wynieść. Od tych rezystorów i parametrów tranzystora zależy też rezystancja wejściowa. Rezystor RL oblicza się w zależności od parametrów tranzystora i wymaganego wzmocnienia. Ma on też spory wpływ na pasmo przenoszenia. RE wyznacza się w oparciu o zakładane zmiany temperatury. Jest to ujemne prądowo-szeregowe sprzężenie zwrotne. Z uwagi na C2, który ma zwierać RE dla składowej zmiennej jest to sprzężenie stałoprądowe. Stąd wzmacniacz taki ma dwie proste obciążenia - dynamiczną i statyczną.

    Nie sposób podać wzorów, bo zmiana jednego rezystora ma wpływ na wiele parametrów. Powinieneś najpierw:
    1. Wybrać tranzystor
    2. Wybrać punkt pracy
    3. Zastanowić się jakie będzie napięcie zasilania
    4. Jakie jest potrzebne wzmocnienie i pasmo ?
    5. Dopiero teraz można przystąpić do projektowania z pewnymi założeniami upraszczającymi.

    Prostym językiem opisano całą procedurę w książce dla technikum B. Pióro, M. Pióro "Podstawy elektroniki część II". Pozycja ta jest dostępna w internecie w formie pliku PDF.
  • Computer Controls
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Policzenie takiego wzmacniacza to skomplikowana operacja.
    Prościej jest policzyć wzmocnienie bez kondensatora C2

    Super-precyzyjne wyjaśnienia, obliczenia i wzory znajdziesz w książce "Przyrządy półprzewodnikowe i ich zastosowania" WNT Warszawa 1978 str 74-85.
    Dokładnie takiego układu wzmacniacza.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    napięcie Ub wcale nie musi wynosić 0,5Ucc. Dla osiągnięcia maksymalnej dynamiki napięcie na kolektorze powinno tyle wynieść.

    W przybliżeniu. Osiągalna składowa zmienna napięcia na kolektorze będzie największa, gdy: (1) napięcie na R_E jest możliwie małe, i (2) napięcie na R_L jest zbliżone do napięcia V_CE - maksymalna wartość napięcia na kolektorze = V_CC, minimalna jest równa sumie napięcia na R_E i napięcia nasycenia tranzystora. Niewygoda w tym, że jeśli napięcie na R_E jest małe, to układ jest mało przewidywalny (niewielka zmiana napięcia zasilania, albo temperatury zmienia napięcie na R_L i V_CE tak, że stają się zdecydowanie różne).

    Kondensator C2 zwiększa wzmocnienie - jakby był nieskończony, to wzmocnienie napięciowe dla idealnego tranzystora byłoby R_L*I_C/(kT/e), gdzie kT/e w typowych warunkach jest około 26mV; jeśli jest skończony, to wzmocnienie jest mniejsze dla niskich częstotliwości, zwłaszcza poniżej częstotliwości I_E/(kT/e)/(2Pi*C2). To niestety oznacza, że dla I_E=10mA i C2=1000uF wzmocnienie szybko maleje poniżej częstotliwości 60Hz (a dla C2=100uF nawet poniżej 600Hz, co już jest całkiem kiepsko zważywszy, że pasmo 300-3400Hz jest potrzebne do zrozumienia mowy).
  • Pomocny post
    Moderator Projektowanie
    _jta_ napisał:
    Osiągalna składowa zmienna napięcia na kolektorze będzie największa, gdy: (1) napięcie na R_E jest możliwie małe, i (2) napięcie na R_L jest zbliżone do napięcia V_CE - maksymalna wartość napięcia na kolektorze = V_CC, minimalna jest równa sumie napięcia na R_E i napięcia nasycenia tranzystora. Niewygoda w tym, że jeśli napięcie na R_E jest małe, to układ jest mało przewidywalny (niewielka zmiana napięcia zasilania, albo temperatury zmienia napięcie na R_L i V_CE tak, że stają się zdecydowanie różne).

    Dlatego przyjmuje się:
    Ure=0,1Ucc ->Ub=0,1Ucc+Ube -> liczy się R1 i R2 przy założeniu, że Ir1r2≧10Ib
    Zakładamy Ic=βIb ->Ib
    Przyjmuje się Uce=Url=0,9Ucc/2 ->Rl=0,45Ucc/Ic
    Re=0,1Ucc/Ie≈0,1Ucc/Ic
    _jta_ napisał:
    I_E=10mA i C2=1000uF

    W tego rodzaju wzmacniaczu Ic≈Ie= 0,1-1mA i rzadko jest większy niż 1mA, wtedy C2 wystarcza <100µF.
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    _jta_ napisał:
    Kondensator C2 zwiększa wzmocnienie .
    Celem kondensatora C2 jest zwarcie rezystora emiterowego dla prądu zmiennego. Jak się tłumaczy to trzeba to robić z sensem.
    Bo bez kondensatora wzmocnienie ku ≈ Rc/Re.

    Ten kondensator w ZK240 wynosi 100uF.
    Nie wdziałem żeby stosowano w emiterze 1000uF.

    Dodano po 10 [godziny] 35 [minuty]:

    Do autora tematu.
    Liczenie układu wg schematu który przedstawiłeś (z książki ) jest bez sensu.
    Wzmacniacz to nie jest "gadżet" do patrzenia tylko do używania.
    Po podłączeniu do "używania" parametry wzmacniacza ulegną zmianie.
    Np.wzmocnienie, pasmo przenoszenia,amplituda wyjściowa.
    Wzmacniacz taki liczy się wg. schematu "do stosowania" który jest poniżej.
    W książce(tytuł podałem) tak jest projektowany.
    Projektowanie wzmacniacza na tranzystorze NPN - co i jak?
  • Uczeń
    Rozumiem, dziękuję wszystkim za pomoc :)
    Temat zamykam