Bipolar transistör devreleri tasarlamak istediğinizde, onları nasıl önyargılı yapacağınızı bilmeniz gerekir. Öngerilim, transistörün istediğiniz şekilde çalışmasını sağlamak için bir transistöre belirli bir şekilde elektrik uygulamaktır. Temel olarak beş Amplifikatör sınıfı vardır - Sınıf A, Sınıf B, Sınıf AB, Sınıf C ve Sınıf D Bu makalede, doğrusal ses frekansı A sınıfı amplifikatör çalışması için ortak bir yayıcı konfigürasyonunda transistörü önyargılamaya odaklanacağız çıkış sinyali, giriş sinyaliyle aynıdır ancak güçlendirilmiştir.
Temeller
Normal bir silikon transistörün aktif modda çalışması için (çoğu amplifikatör devresinde kullanılır), tabanının vericiden en az 0.7V (silikon cihazlar için) daha yüksek bir voltaja bağlanması gerekir. Bu voltajı uyguladıktan sonra transistör açılır ve kolektör akımı, kolektör ile verici arasında 0,2 V ila 0,5 V düşüşle akmaya başlar. Aktif modda, kollektör akımı kabaca temel akım ile bir transistörün akım kazancı (hfe, β) çarpımına eşittir.
Ib = Ic / hfe Ic = Ib * hfe
Bu işlem PNP transistöründe tersine çevrilir, tabanına belirli bir voltaj uygularken iletimi durdurur. NPN Transistor ve PNP Transistor hakkında buradan daha fazla bilgi edinin.
Sabit Önyargı
Bir BJT'yi önyargılı hale getirmenin en basit yolu aşağıdaki şekilde sunulmuştur, R1, temel önyargıyı sağlar ve çıkış, bir DC engelleme kapasitörüyle R2 ile toplayıcı arasında alınır, giriş ise bir DC engelleme kapasitörüyle tabana beslenir. Bu konfigürasyon sadece basit ön yükselticilerde kullanılmalı ve asla çıkış aşamalarına güç verilmemelidir, özellikle R2 yerine bir hoparlörle.
Transistörü önyargılı hale getirmek için besleme voltajını (Ucc), baz yayıcı voltajını (Ube, silikon için 0.7V, germanyum transistörler için 0.3), gerekli temel akımı (Ib) veya toplayıcı akımını (Ic) ve transistörün mevcut kazancı (hfe, β).
R1 = (Ucc - Ube) / Ib R1 = (Ucc - Ube) / (Ic / hfe)
Optimum kazanç ve bozulma için R2 değeri, besleme voltajını kolektör akımına bölerek tahmin edilebilir. Bu R2 değerine sahip amplifikatörün kazancı, transistörün mevcut kazancının değeri (hfe, β) civarında yüksektir. Çıkışa bir hoparlör veya sonraki amplifikasyon aşaması gibi bir yük ekledikten sonra, R2 nedeniyle çıkış voltajı düşecek ve yük bir voltaj bölücü olarak hareket edecektir. Bir sonraki aşamanın yük empedansının veya giriş empedansının R2'den en az 4 kat daha büyük olması önerilir. Kaplin kapasitörleri, en düşük çalışma frekansında sonraki aşamanın yük empedansının veya giriş empedansının 1 / 8'inden azını sağlamalıdır.
Gerilim Bölücü Eğilimi / Kendinden Önyargı
Aşağıdaki şekil en yaygın kullanılan polarlama konfigürasyonudur, sıcaklıkta kararlıdır ve çok iyi kazanç ve doğrusallık sağlar. RF amplifikatörlerinde R3, bir RF bobini ile değiştirilebilir. Tek bir taban direncine (R1) ve kollektör direncine (R3) ek olarak, ek bir taban direncimiz (R2) ve bir yayıcı direncimiz (R4) vardır. R1 ve R2, bir voltaj bölücü oluşturur ve R4 üzerindeki voltaj düşüşüyle birlikte devrenin temel voltajına (Ub) ayarlanır. Hesaplamalar, hesaba katılması gereken daha fazla bileşen ve değişken olduğu için daha karmaşıktır.
İlk önce, aşağıda gösterilen formülle dikte edilen temel voltaj bölücünün direnç oranını hesaplayarak başlıyoruz. Hesaplamalara başlamak için kollektör akımının ve R2 ve R4 dirençlerinin değerlerini tahmin etmemiz gerekir. Direnç R4, istenen kollektör akımında 0,5V ila 2V düşecek şekilde hesaplanabilir ve R2, R4'ten 10 ila 20 kat daha büyük olacak şekilde ayarlanır. Ön yükselticiler için R4 genellikle 1k-2k ohm aralığındadır.
Ayrıştırılmamış R4, negatif geri beslemeye neden olur, kazancı azaltırken distorsiyonu azaltır ve doğrusallığı iyileştirir. Bir kapasitör ile ayırmak kazancı artırır, bu nedenle seri olarak küçük bir dirençle büyük değerli bir kapasitör kullanılması önerilir.