다단 증폭기

부품 및 재료

<울>

3개의 NPN 트랜지스터 - 모델 2N2222 또는 2N3403 권장(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1617은 이 실험 및 기타 실험에 이상적인 15개의 NPN 트랜지스터 패키지)

6볼트 배터리 2개

10kΩ 전위차계 1개, 단일 회전, 선형 테이퍼(Radio Shack 카탈로그 번호 271-1715)

1MΩ 저항 1개

100kΩ 저항 3개

10kΩ 저항 3개

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 3권, 4장:"바이폴라 접합 트랜지스터"

학습 목표

<울>

다단, 직접 결합 공통 이미 터 증폭기 회로 설계

증폭기 회로의 네거티브 피드백 효과

개략도

그림

지침

3개의 공통 이미 터 증폭기 회로(이전 트랜지스터의 컬렉터 단자를 다음 트랜지스터의 베이스(저항)에 연결)를 연결하여 매우 높은 전체 전압 이득을 제공하기 위해 각 단계 화합물의 전압 이득을 얻습니다. 이 회로를 없이 구축하는 것이 좋습니다. 1MΩ 피드백 저항으로 시작하여 무제한 전압 이득이 얼마나 높은지 직접 확인하십시오.

안정적인 출력 전압(전체 공급 전압 또는 0에서 포화되지 않음)을 위해 전위차계를 조정하는 것이 불가능할 수 있으며 이득이 너무 높습니다. 마지막 트랜지스터의 활성 범위에서 출력 전압을 안정화할 수 있을 만큼 입력 전압을 미세하게 조정할 수 없더라도 출력 대 입력 관계가 반전되고 있음을 알 수 있어야 합니다. 즉, 입력이 낮아질 때 출력이 고전압으로 구동되는 경향이 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

공통 이미 터 "스테이지" 중 하나가 자체적으로 반전되기 때문에 짝수 개의 스테이지 공통 이미 터 증폭기는 비반전 응답을 제공하는 반면 홀수 스테이지는 반전을 제공합니다. 각 트랜지스터에서 컬렉터-접지 전압을 측정하여 이러한 관계를 경험할 수 있습니다. 입력 전압 전위차계를 조정하는 동안 입력 전압의 증가에 따라 출력 전압이 증가하거나 감소하는지 확인합니다.

1MΩ 피드백 저항을 회로에 연결하고 마지막 트랜지스터의 컬렉터를 첫 번째 트랜지스터의 베이스에 연결합니다. 이 3단계 증폭기의 전체 응답이 반전되기 때문에 마지막 트랜지스터의 출력에서 ​​첫 번째 트랜지스터의 입력으로 1MΩ 저항을 통해 제공되는 피드백 신호는 음수여야 합니다. 자연에서.

따라서 증폭기의 응답을 안정화하고 전압 이득을 최소화하는 역할을 합니다. 입력 신호 변화(전위차계 위치의 변화)에서 출력 신호의 감소된 감도에 의해 이득의 감소를 즉시 확인해야 합니다.

간단히 말해서 증폭기는 피드백 저항이 없는 것처럼 거의 "촉각"하지 않습니다. 이전 실험에서 논의한 간단한 공통 이미 터 증폭기와 마찬가지로 여기에서 전압 이득을 계산할 수 있는 입력 대 출력 전압 수치의 표를 만드는 것이 좋습니다.

다양한 피드백 저항 값으로 실험합니다. 감소 효과는 무엇이라고 생각하십니까? 피드백 저항에 전압 이득이 있습니까? 증가는 어떻습니까? 피드백 저항에서? 그것을 시도하고 알아보십시오!

고이득 증폭기 회로를 "길들이기" 위해 네거티브 피드백을 사용하는 이점은 결과 전압 이득이 저항 값에 더 많이 의존하고 구성 트랜지스터의 특성에 덜 의존하게 된다는 것입니다. 이것은 일관된 트랜지스터보다 일관된 저항을 제조하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 좋습니다.

따라서 임의적으로 높은 전압 이득을 갖는 단계적 트랜지스터 네트워크를 구축하여 예측 가능한 이득을 갖는 증폭기를 설계한 다음 네거티브 피드백을 통해 정확하게 이득을 완화하는 것이 더 쉽습니다. 연산 증폭기를 만드는 데 사용되는 것과 동일한 원리입니다. 회로는 매우 예측 가능하게 작동합니다.

이 증폭기 회로는 실제 다단계 회로에서 일반적으로 볼 수 있는 것보다 약간 단순화되었습니다. 순수한 공통 이미 터 구성(즉, 이미 터-접지 저항 없음)이 사용되는 경우는 거의 없으며 증폭기의 서비스가 AC 신호에 대한 것이라면 스테이지 간 커플링은 적절한 각 트랜지스터 베이스에 연결된 전압 분배기 네트워크와 함께 종종 용량성입니다. 각 단계의 바이어싱.

무선 주파수 증폭기 회로는 종종 공진 튜닝을 위해 변압기 권선과 병렬로 연결된 커패시터와 함께 변압기 결합됩니다.

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

<사전>다단 증폭기 대 공급 1 0 dc 12 vin 2 0 r1 2 3 100k r2 1 4 10k q1 4 3 0 mod1 r3 4 7 100k r4 1 5 10k q2 5 7 0 mod1 6 r10 6 8 0 mod1 rf 3 6 1meg .model mod1 npn bf=200 .dc vin 0 2.5 0.1 .plot dc v(6,0) v(2,0) .end

이 시뮬레이션은 입력 전압에 대한 출력 전압을 플롯하고 이러한 변수를 숫자 형식으로 비교할 수 있습니다. 플롯 왼쪽에 인쇄된 전압 수치 목록입니다. 실제 회로에서와 같이 두 개의 분석 포인트를 취하고 출력 전압의 차이를 입력 전압의 차이로 나누어 전압 이득을 계산할 수 있습니다.

다양한 피드백 저항 값으로 실험(rf ) 전체 전압 이득에 대한 영향을 확인합니다. 패턴이 보이시나요? 힌트가 있습니다. 전체 전압 이득은 r1의 저항 수치를 사용하여 거의 근사할 수 있습니다. 그리고 rf , 다른 회로 구성 요소에 대한 참조 없이!

관련 워크시트:

<울> <리>

다단 트랜지스터 증폭기 워크시트