Amplificatore di base

Ci auguriamo che abbiate acquisito una conoscenza sufficiente del punto di funzionamento, della sua stabilità e delle tecniche di compensazione nel capitolo precedente. Cerchiamo ora di comprendere i concetti fondamentali di un circuito amplificatore di base.

Un segnale elettronico contiene alcune informazioni che non possono essere utilizzate se non hanno una potenza adeguata. Il processo di aumento della potenza del segnale è chiamato comeAmplification. Quasi tutte le apparecchiature elettroniche devono includere alcuni mezzi per amplificare i segnali. Troviamo l'uso di amplificatori in dispositivi medici, apparecchiature scientifiche, automazione, strumenti militari, dispositivi di comunicazione e persino in apparecchiature domestiche.

L'amplificazione nelle applicazioni pratiche viene eseguita utilizzando amplificatori multistadio. Un certo numero di amplificatori monostadio sono collegati in cascata per formare un amplificatore multistadio. Vediamo come è costruito un amplificatore monostadio, che è la base per un amplificatore multistadio.

Amplificatore a transistor monostadio

Quando viene utilizzato un solo transistor con circuiti associati per amplificare un segnale debole, il circuito è noto come single-stage amplifier.

Analizzando il funzionamento di un circuito amplificatore monostadio, ci rende facile capire la formazione e il funzionamento dei circuiti amplificatori multistadio. Un amplificatore a transistor a stadio singolo ha un transistor, un circuito di polarizzazione e altri componenti ausiliari. Il seguente schema circuitale mostra l'aspetto di un amplificatore a transistor a stadio singolo.

Quando un segnale di ingresso debole viene fornito alla base del transistor come mostrato nella figura, scorre una piccola quantità di corrente di base. A causa dell'azione del transistor, una corrente maggiore scorre nel collettore del transistor. (Poiché la corrente del collettore è β volte della corrente di base, il che significa I _C = βI _B ). Ora, all'aumentare della corrente del collettore, aumenta anche la caduta di tensione attraverso il resistore R _C , che viene raccolta come uscita.

Quindi un piccolo ingresso alla base viene amplificato come segnale di maggiore ampiezza e forza all'uscita del collettore. Quindi questo transistor funge da amplificatore.

Circuito pratico di un amplificatore a transistor

Il circuito di un pratico amplificatore a transistor è come mostrato di seguito, che rappresenta un circuito di polarizzazione del partitore di tensione.

I vari elementi principali del circuito e le loro funzioni sono descritti di seguito.

Circuito di polarizzazione

I resistori R ₁ , R ₂ e R _E formano il circuito di polarizzazione e stabilizzazione, che aiuta a stabilire un corretto punto di funzionamento.

Condensatore di ingresso C _in

Questo condensatore accoppia il segnale di ingresso alla base del transistor. Il condensatore di ingresso C _in consente il segnale CA, ma isola la sorgente del segnale da R ₂ . Se questo condensatore non è presente, il segnale di ingresso viene applicato direttamente, il che cambia il bias su R ₂ .

Condensatore di accoppiamento C _C

Questo condensatore è presente alla fine di uno stadio e lo collega all'altro stadio. Siccome accoppia due stadi è chiamato comecoupling capacitor. Questo condensatore blocca la CC di uno stadio per entrare nell'altro ma consente il passaggio della CA. Quindi è anche chiamato comeblocking capacitor.

A causa della presenza del condensatore di accoppiamento C _C , l'uscita ai capi del resistore R _L è libera dalla tensione CC del collettore. Se questo non è presente, le condizioni di polarizzazione della fase successiva verranno drasticamente modificate a causa dell'effetto di smistamento di R _C , poiché verrebbe in parallelo a R ₂ della fase successiva.

Condensatore di by-pass emettitore C _E

Questo condensatore viene impiegato in parallelo al resistore di emettitore R _E . Il segnale AC amplificato viene fatto passare attraverso questo. Se questo non è presente, quel segnale passerà attraverso R _E che produce una caduta di tensione su R _E che restituirà il segnale di ingresso riducendo la tensione di uscita.

Il resistore di carico R _L

La resistenza R _L collegata all'uscita è nota comeLoad resistor. Quando vengono utilizzati più stadi, R _L rappresenta la resistenza di ingresso dello stadio successivo.

Varie correnti di circuito

Esaminiamo varie correnti di circuito nel circuito completo dell'amplificatore. Questi sono già menzionati nella figura sopra.

Corrente di base

Quando non viene applicato alcun segnale nel circuito di base, la corrente di base CC I _B scorre a causa del circuito di polarizzazione. Quando viene applicato il segnale CA, scorre anche la corrente di base CA i _b . Pertanto, con l'applicazione del segnale, la corrente di base totale i _B è data da

$$ i_B = I_B + i_b $$

Corrente del collettore

Quando non viene applicato alcun segnale, una corrente di collettore CC I _C fluisce a causa del circuito di polarizzazione. Quando viene applicato il segnale CA, scorre anche la corrente del collettore CA i _c . Pertanto, la corrente totale del collettore i _C è data da

$$ i_C = I_C + i_c $$

Dove

$ I_C = \ beta I_B $ = corrente del collettore di segnale zero

$ i_c = \ beta i_b $ = corrente del collettore dovuta al segnale

Corrente di emettitore

Quando non viene applicato alcun segnale, scorre una corrente di emettitore CC I _E. Con l'applicazione del segnale, la corrente totale dell'emettitore i _E è data da

$$ i_E = I_E + i_e $$

Va ricordato che

$$ I_E = I_B + I_C $$

$$ i_e = i_b + i_c $$

Poiché la corrente di base è solitamente piccola, è da notare che

$ I_E \ cong I_C $ e $ i_e \ cong i_c $

Queste sono le considerazioni importanti per il circuito pratico dell'amplificatore a transistor. Ora facci sapere sulla classificazione degli amplificatori.