Разделы сайта
Наш опрос
Как вам этот сайт?
Полезные материалы
10  
Метки и теги
דירות דיסקרטיות

Новости сайта
Спаммерские атаки
  • 16 июнь
  • Здравствуйте, уважаемые! Нас долгое время не было, а тут такое... Спаммеры, коих мильёны, дошли и до нас. Наплодили кучу профилей с ссылками.
    В новом году мы будем больше!
  • 2 январь
  • В 2011 году планируется залить на сайт несколько тысяч книг и журналов, тысячи радиолюбительских схем и конструкций, кучу полезных программ и прочего!
    С Новым годом!
  • 1 январь
  • Дорогие читатели, с Новым годом вас! Всех благ и успехов во всех начинаниях! Ура!!! Будем радовать вас максимум полезной информации!
    Журналы Радио
  • 29 декабрь
  • На сайте началась загрузка журналов "Радио" от 1946 года до 2010. Каждый пост будет содержать журналы за конкретный год.
    Наполняемся мало помалу...
  • 23 декабрь
  • Первым делом я решил залить на сайт научно-технической периодической литературы (журналы и книги).
    Архив новостей
    Поиск даташитов
    Например TDA7294

    ЭЛЕМЕНТЫ И БЛОКИ ПРИЕМНИКА (часть 2)

    ЭЛЕМЕНТЫ И БЛОКИ ПРИЕМНИКА (часть 2)

    Рис. 7. Схематическое устройство и условное графическое обозначение биполярных транзисторов структур р-n-р и n-р-n 

     

    Биполярные транзисторы, используемые для усиления и генерирования электрических колебаний различных частот, являются трехэлектродными полу­проводниковыми приборами (рис. 7), Основой такого прибора служит пластин­ка полупроводника германия или кремния п- или R-типа. В ее объеме искус­ственным путем созданы две области, обладающие иной, чем пластинка полу­проводника, электропроводностью. Пластинка германия или кремния n-типа и созданные в ней области р-типа образуют транзистор структуры p-n-p (рис. 7,а), а пластинка р-типа и созданные в ней области п-типа — транзистор струк­туры n-p-n (рис. 7,6).

    Независимо от структуры транзистора его пластинку исходного полупро­водника называют базой (б), противоположную ей по электропроводности об­ласть меньшего объема — эмиттером (э), а другую такую же область боль­шого объема — коллектором (к). Эти три электрода прибора образуют два р-п перехода: между эмиттером и базой — эмиттерный, между коллектором и базой — коллекторный. Каждый из р-п переходов транзистора по своим элек­трическим свойствам аналогичен р-п переходу диода.

    ЭЛЕМЕНТЫ И БЛОКИ ПРИЕМНИКА (часть 2)

    Рис. 8. Схема однокаскадного транзисторного усилителя и гра­фики, иллюстрирующие его работу

     

    Условные графические обозначения транзисторов разных структур отлича­ются только тем, что стрелка на выводе, обозначающем эмиттер, у транзисто­ра структуры p-n-p обращена к базе, а у транзистора структуры n-p-n — от базы.

    Схема простейшего однокаскадного усилителя на германиевом транзисторе структуры p-n-p и графики, иллюстрирующие его работу, изображены на рис. 8. На коллектор транзистора относительно эмиттера через резистор Ян подается отрицательное напряжение источника питания Uпит- Источником питания можег быть батарея, составленная из гальванических элементов, или выпрямитель с выходным напряжением 6... 9 В. Участок эмиттер — коллектор транзистора, резистор Ян и источник питания UПит образуют коллекторную цепь транзи­стора, Резистор Ян в этой цепи выполняет роль нагрузки, на которой выделя­ется переменное напряжение усиливаемого сигнала.

    База транзистора через резистор Яб соединена с отрицательным провод­ником источника питания. Вместе с эмиттерным р-п переходом он образует цепь, в которой возникает ток, называемый током базы транзистора. Значе­ние этого тока (по закону Ома) определяется напряжением источника питания и суммарным сопротивлением последовательно соединенных резистора Re и эмиттерного перехода. При этом на эмиттерном переходе происходит падение напряжения, которое создает на базе относительно эмиттера отрицательное на­пряжение, называемое напряжением смещения. Подбором резистора Яб напря­жение на базе германиевого транзистора устанавливают равным минус 0,1 ... ... 0,2 В. При этом транзистор открывается, и в базовой цепи появляется не­большой ток базы 1Б, который вызывает в несколько раз больший ток кол­лектора Iк транзистора. Это исходное состояние транзистора называют состоя­нием покоя, а ток, текущий в этом случае в коллекторной цепи — коллектор­ным током покоя. Без начального напряжения смещения на базе транзистор ис­кажает усиливаемый сигнал.

    Сигнал, который необходимо усилить, подают на вход каскада, а усилен­ный им сигнал снимают с его выхода. Конденсатор связи СС8 на входе каска­да исключает замыкание базы транзистора на эмиттер по постоянному току через источник входного сигнала. Его емкость должна быть такой, чтобы он не оказывал заметного сопротивления колебаниям самых низших частот усили­ваемого сигнала. Такому требованию отвечают: в усилителях звуковой часто­ты — электролитические конденсаторы емкостью 10... 20 мкФ, в усилителях ра­диочастоты — бумажные или керамические конденсаторы емкостью не менее 5000... 10000 пФ. Такие же требования предъявляются и к разделительному конденсатору Сраз.

    Как работает такой усилитель? Пока нет входного сигнала UBX, на базе транзистора действует только напряжение смещения, открывающее транзистор и создающее в коллекторной цепи ток покоя Iп (на графиках рис. 8 — участки О — а). С появлением на входе усилителя сигнала звуковой или радиочастоты напряжение на базе начинает изменяться: при отрицательных полупериодах входного сигнала оно становится более отрицательным, а при положитель­ных — менее отрицательным. В результате изменяется и ток базы, текущий че­рез эмиттерный переход, и в значительно большей степени — ток коллектора транзистора. При этом на нагрузочном резисторе iRH коллекторной цепи выде­ляется переменное напряжение, которое во много раз больше напряжения входного сигнала. Транзистор, следовательно, усиливает сигнал. Через раздели­тельный конденсатор Сраз усиленный сигнал может быть подан на вход сле­дующего каскада для дополнительного усиления.

    Точно так же работает и усилитель на транзисторе структуры n-p-n. Но в этом случае полярность включения источника питания должна быть обрат­ной, чтобы на коллектор и базу транзистора относительно эмиттера подава­лись положительные напряжения.

    Усилительные свойства транзистора характеризуют так называемым ста­тическим коэффициентам передачи тока h21Э (читают так: аш-два-один-э) и выражают числом, показывающим во сколько раз изменяется ток коллектора при изменении тока базы. Практически можно считать, что коэффициент h ра;вен частному от деления тока коллектора на ток базы, т. е. h21Э = IК/Iк Так, например, если ток Iк равен 1 мА, а ток IБ — 0,02 мА (20 мкА), то коэффи­циент h21Э транзистора равен приблизительно 50.

    Для усилительных каскадов приемников обычно используют транзисторы с коэффициентом Л21Э примерно от 50 до 100. Чем больше коэффициент Л21Э, тем, естественно, больше усиление сигнала, которое может обеспечить транзистор. Ток покоя коллекторной цепи, т. е. ток в этой цепи при отсутствии вход­ного сигнала, измеряют миллиамперметром, включая его между нагрузочным резистором <Rн и источником питания.

    На схемах места включения миллиамперметра обозначают крестиками. Для маломощных низкочастотных и высокочастотных транзисторов, работаю­щих в режиме усиления, этот ток устанавливают в пределах 0,5... 2 мА пу­тем подбора резистора Re. Чем больше коэффициент h21Э транзистора, тем больше должно быть сопротивление этого резистора. Обратите внимание: ря­дом с -буквенным обозначением резистора Кб стоит знак *. Так на схемах обозначают элементы, которые подбирают при налаживании устройства.

    В рассмотренном нами усилительном каскаде входной сигнал подается к участку база — эмиттер, а усиленный сигнал снимается с участка эмиттер — коллектор транзистора. Эмиттер, следовательно, в этом случае является общим электродом как для входной, так и для выходной цепей усилителя. Такой спо­соб включения транзистора, называемый включением по схеме с общим эмит­тером, является наиболее распространенным, так как дает наибольшее усиле­ние сигнала. Существуют другие способы включения транзистора, например по схеме с общим коллектором, когда общим электродом входной и выходной це­пей усилителя является коллектор. Каскад, транзистор которого включен та­ким способом, (практически не дает усиления по напряжению (усиление мень­ше 1), но он обладает во много раз большим входным сопротивлением, чем каскад, транзистор которого включен по схеме с общим эмиттером. К вклю­чению транзистора по схеме с общим коллектором (или, что то же самое, эмит-терным повторителем) прибегают в тех случаях, когда на вход каскада надо подавать сигнал от источника с большим внутренним сопротивлением, напри­мер, от пьезоэлектрического звукоснимателя при воспроизведении грамзаписи. В коллекторный ток транзистора, управляемый входным сигналом, входит и так называемый обратный ток коллекторного перехода Iкбо, подобный по природе обратному току диода. Обратный ток коллекторного р-п перехода — недостаток транзисторов. Сам по себе ток Iкбо невелик, но беда заключает­ся в том, что с повышением температуры его доля в коллекторном токе силь­но увеличивается, а это нарушает режим работы транзистора, снижает его усилительные свойства. Предотвратить такое неприятное явление можно введе­нием в усилительные каскады элементов температурной стабилизации режима работы транзисторов.

    Рис. 9. Схема простейшего способа термостабилизации режима работы транзистора

     

    Один из наиболее простых способов термостабилизации рабочего режима транзистора показан на рис. 9. Здесь резистор rq соединен не с минусовым проводником источника питания, как было в усилителе по схеме на рис. 8,а с коллектором транзистора. В этом случае коллекторный ток, возрастающий с повышением температуры, вызывает увеличение падения напряжения на рези­сторе rh, что, в свою очередь, уменьшает напряжение на коллекторе. А так как база соединена (через резистор Re) с коллектором, то начальное напря­жение смещения на ней также уменьшается, и в результате уменьшается ток коллектора. При снижении температуры, наоборот, смещение на базе и коллек­торный ток увеличиваются. Так осуществляется температурная стабилизация заданного режима работы транзистора.

     

    Рис. 10. Схема усложненного способа термостабилизации режима работы транзистора

     

    Недостаток такого способа термостабилизации заключается в том, что при работе каскада между коллектором и базой транзистора возникает (через ре­зистор Re) так называемая отрицательная обратная связь, снижающая усиле­ние каскада. Кроме того, эффективность такого способа термостабилизации сравнительно невелика, поэтому его используют только в простейших конст­рукциях.

    Другой способ термостабилизации, почти свободный от недостатков пер­вого, показан на рис. 10. Но это достигается усложнением каскада. Здесь смещение на базу транзистора подается с делителя напряжения, состоящего из резисторов R61 и Rez, а в эмиттерную цепь включен резистор R3. Сопротив­ления резисторов подбирают так, чтобы на базе транзистора относительна эмиттера (а не «заземленного» проводника) было отрицательное напряже­ние, равное 0,1... 0,2 В. С возрастанием коллекторного тока под действием температуры падение напряжения на эмиттерном резисторе Rэ увеличивается. Поскольку напряжение, снимаемое с делителя ReiRez, остается постоянным, то разность напряжений, приложенных к базе и эмиттеру (т. е. напряжение сме­щения), уменьшается, что вызывает уменьшение тока в коллекторной цепи тран­зистора. Другими словами, получается такая же обратная связь по постоян­ному току, как в предыдущем усилителе, только не между коллектором и ба­зой, а между эмиттером и базой (через резисторы Кэ и Rбг), благодаря че­му и стабилизируется режим работы транзистора.

    Какова роль конденсатора Сэ? Шунтируя резистор Rэ, он устраняет отри­цательную обратную связь по переменному току между эмиттером и базой транзистора. Емкость конденсатора выбирают такой, чтобы на самых низших частотах рабочего диапазона его сопротивление переменному току было на­много меньше сопротивления резистора R&- Для каскада усиления радиочасто­ты она должна быть не менее 5000.,. 10000 пФ, для каскада усиления звуко­вой частоты — 10 ... 20 мкФ.

    Усилитель с такой термостабилизацией малочувствителен к колебаниям тем­пературы и, кроме того, что тоже очень важно, допускает смену транзисторов, без дополнительной тщательной подгонки их режимов работы. В усилительных блоках описываемого приемника используется в основном именно такой способ термостабилизации режима работы транзисторов.

    Рекомендуемый режим работы транзистора по постоянному току можно устанавливать, контролируя его коллекторный ток или напряжения на элект­родах. Первый из этих способов применяется радиолюбителями чаще. Тем не менее на схемах мы будем указывать и напряжения на электродах, измерен­ные относительно общего «заземленного» проводника приемника вольтметром с относительным входным сопротивлением не менее 5... 10 кОм/В. При изме­рении этих напряжений вольтметром с меньшим входным сопротивлением ре­зультаты будут отличаться от указываемых на схемах.

    Конструировать приемник рекомендуем в такой последовательности. Сна­чала изготовьте корпус и смонтируйте блоки 1, 7, 8 и 4. Подключив ко вход­ным цепям диод и телефоны, получите детекторный приемник. Это лучший способ проверки блока 1. Усилитель звуковой частоты можно использовать и для работы с этим приемником, и для воспроизведения грамзаписи. Затем смонтируйте блоки 2, 5 и 6, чтобы, комбинируя их с первыми блоками, мож­но было составить приемник прямого усиления с любым трактом звуковой ча­стоты. Блок 8 — самый сложный в налаживании — собирайте последним.

    Почему сетевой блок питания рекомендуем монтировать одним из пер­вых? Во-первых, потому, что в однотактном выходном каскаде усилителя зву­ковой частоты использован мощный транзистор, потребляющий от блока пи­тания ток около 150 мА. Питать такой усилитель от батареи невыгодно, так как ее хватит ненадолго. Во-вторых, на время налаживания блоков целесооб­разно вообще отказаться от батарейного питания, а пользоваться более деше­вой энергией электроосветительной сети.

    При нумерации деталей в каждом блоке первая цифра будет соответство­вать принятой нами нумерации блоков, второй знак — латинская буква — услов­ному обозначению детали на схемах, третий знак — цифра — порядковому но­меру одноименных деталей данного блока. Например, 4С2. Здесь цифра 4 ука­зывает, что конденсатор С2 относится к блоку 4, т. е. к усилителю звуковой частоты с однотактным выходным каскадом, а цифра 2 — порядковый номер конденсатора этого блока.



    Другие статьи по теме: