Verstärker an Transistoren sind ein wichtiger Teil vieler elektronischer Geräte. Sie werden verwendet, um die Amplitude des Signals zu erhöhen und seine Verstärkung sicherzustellen. In diesem Artikel werden wir uns einige einfache Verstärkerschaltungen an Transistoren ansehen, die für Anfänger von Elektronikern nützlich sein werden.
Bevor Sie mit dem Studium der Schaltungen beginnen, müssen Sie sich bewusst sein, was ein Transistor ist und wie er funktioniert. Ein Transistor ist ein Halbleitergerät, das Strom und Spannung steuern kann. Es besteht aus drei Schichten aus Halbleitermaterial — Basis, Emitter und Kollektor. Verstärker an Transistoren verwenden typischerweise zwei Arten von Transistoren: NPN und PNP.
Die erste Verstärkerschaltung, die wir betrachten werden, ist eine Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter. In dieser Schaltung ist der Emitter für das Eingangssignal und das Ausgangssignal üblich. Es ist die häufigste Schaltung und hat eine große Verstärkungsfähigkeit. Es erfordert jedoch auch mehr Elemente und hat größere Anforderungen an die Ernährung.
Rat: Bei der Gestaltung von Verstärkerschaltungen an Transistoren ist es wichtig, die richtigen Elemente auszuwählen und eine effiziente Kühlung bereitzustellen, um eine Überhitzung und Beschädigung der Transistoren zu verhindern.
Eine andere einfache Verstärkerschaltung ist eine gemeinsame Basisschaltung. In dieser Schaltung ist die Basis für das Eingangssignal und das Ausgangssignal üblich. Diese Schaltung zeichnet sich durch eine hohe Verstärkung aus, weist jedoch einen niedrigen Eingangsimpedanz auf.
Es gibt auch Schaltungen mit einem gemeinsamen Kollektor und kombinierte Verstärkerschaltungen. Sie haben ihre eigenen Eigenschaften und werden abhängig von den erforderlichen Verstärkungseigenschaften angewendet.
In diesem Artikel haben wir uns nur einige einfache Verstärkerschaltungen an Transistoren angesehen. Hoffentlich hilft Ihnen dieser praktische Leitfaden dabei, mit dem Erlernen und Entwerfen elektronischer Schaltungen mit Transistoren zu beginnen.
Die wichtigsten Arten von Verstärkern an Transistoren: Ein praktischer Leitfaden
Es gibt verschiedene Haupttypen von Verstärkern an Transistoren, die unterschiedliche Eigenschaften haben und in verschiedenen Bereichen der Elektronik verwendet werden:
1. Verstärker mit gemeinsamem Emitter (Common Emitter Amplifiers)
Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter sind die gebräuchlichsten Arten von Verstärkern an Transistoren. Sie bieten eine große Verstärkung, haben jedoch umgekehrte Eigenschaften. Verstärker mit gemeinsamem Emitter werden häufig in der Elektronik, in Audioverstärkern, Fernsehgeräten und anderen elektronischen Systemen verwendet.
2. Verstärker mit gemeinsamer Basis (Common Base Amplifiers)
Verstärker mit gemeinsamer Basis haben eine geringe Verstärkung, haben jedoch eine hohe Verstärkungsfrequenz. Sie finden ihre Anwendung in Empfangsgeräten von Funksystemen, bei denen eine Verstärkung der Hochfrequenzsignale erforderlich ist.
3. Verstärker mit gemeinsamem Kollektor (Common Collector Amplifiers)
Gemeinsame Kollektorverstärker, auch als Emitter-Ermittler oder Repeater bekannt, bieten einen hohen Eingangsimpedanz und einen niedrigen Ausgangsimpedanz. Sie werden in Schaltungen verwendet, bei denen die Form des Eingangssignals beibehalten werden muss, z. B. in Pufferverstärkern und Filtern.
4. Verstärker mit Differentialeingang (Differential Amplifiers)
Verstärker mit Differenzeingang werden verwendet, um die Differenz der beiden Eingangssignale zu verstärken. Sie bieten eine gute Unterdrückung der gesamten Signalkomponente und eine große Bandbreite. Diese Verstärker werden häufig in analogen und digitalen Datenübertragungssystemen, Operationsverstärkern und anderen elektronischen Geräten eingesetzt.
Die Wahl des Verstärkertyps an Transistoren hängt von den erforderlichen Eigenschaften und Eigenschaften einer bestimmten elektronischen Schaltung ab. Es ist wichtig, die Grundprinzipien für jeden Verstärkertyp zu berücksichtigen und die richtigen Parameter auszuwählen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Klasse A Verstärker: Einfache Schaltung für Anfänger
Das Funktionsprinzip eines Verstärkers der Klasse A basiert darauf, dass sich der Transistor immer im Sättigungsmodus befindet, was bedeutet, dass das Signal verzerrungsfrei übertragen wird. In diesem Fall ist das Verstärkerschema ziemlich einfach und leicht zu montieren.
Unten ist eine einfache Amp-Schaltung der Klasse A:
| Komponente | Die Beschreibung |
|---|---|
| Transistor | npn oder PNP typ |
| Widerstand R1 | widerstand zum Einstellen des Arbeitspunkts |
| Widerstand R2 | Lastwiderstand |
| Widerstand R3 | widerstand zum Einstellen der Verstärkung |
| Kapazität C1 | stabilisierende Kapazität |
| Kapazität C2 | Einlassbehälter zur Abschwächung von Schwankungen |
Das Eingangssignal wird über die Kapazität C2 an die Basis des Transistors gesendet. Die Widerstände R1 und R3 werden verwendet, um den Arbeitspunkt des Transistors einzustellen. Der R2-Widerstand ist der Lastwiderstand für den Kollektor des Transistors. Die Kapazität C1 stabilisiert das Ausgangssignal.
Es ist wichtig zu beachten, dass dieses Schema für Anfänger gedacht ist und einige Einschränkungen aufweist. Insbesondere bietet es keine hohe Leistung und kann nur mit niederohmigen Lasten arbeiten. Sie müssen auch die richtigen Komponentenwerte auswählen, um die erforderliche Verstärkung und den erforderlichen Frequenzgang zu erreichen.
Trotz dieser Einschränkungen ist diese Schaltung jedoch eine ausgezeichnete Wahl für Anfänger, ermöglicht es Ihnen, qualitativ hochwertigen Klang zu erhalten und Erfahrungen mit Verstärkern auf Transistoren zu sammeln.
Klasse-B-Verstärker: effiziente Nutzung von Ressourcen
Ein Merkmal von Class-B-Verstärkern ist, dass die Transistoren so gesteuert werden, dass das Eingangssignal nur in der positiven oder nur in der negativen Halbwelle verstärkt wird. Dadurch wird der Stromverbrauch erheblich reduziert und der Wirkungsgrad des Verstärkers erhöht.
Verstärker der Klasse B verfügen jedoch über einige Merkmale, die eine bestimmte Einstellung erfordern und die Qualität der Verstärkung beeinflussen können.
Das erste, was bei der Verwendung eines Verstärkers der Klasse B zu beachten ist, ist die genaue Lastanpassung. Eine falsche Lastanpassung kann zu Signalverzerrungen und zum Verlust eines Teils der Ausgangsleistung führen.
Darüber hinaus werden in einem Verstärker der Klasse B in der Regel zusätzliche Maßnahmen angewendet, um die Spannungsverschiebung auszugleichen. Dies kann eine Versatzschaltung sein, die aus passiven Elementen besteht, oder eine automatische Kompensation basierend auf der Verwendung eines Operationsverstärkers.
Es ist auch zu beachten, dass Verstärker der Klasse B in der Frequenz begrenzt sind. Sie können nicht mit hohen Frequenzen arbeiten, daher müssen Sie sicherstellen, dass die Signalbandbreite begrenzt ist, bevor Sie einen Verstärker der Klasse B verwenden.
Im Allgemeinen ermöglicht die korrekte Verwendung eines Klasse-B-Verstärkers einen hohen Wirkungsgrad und eine effiziente Ressourcennutzung.
