تناول الفصل الثالث مبادئ بناء دوائر مضخم القدرة التي تعمل في الأوضاع A أو B أو AB. لقد ثبت أن الوضع الأكثر ملاءمة لمراحل تضخيم طاقة الخرج هو وضع الفئة AB. يظهر في الشكل رسم تخطيطي لمضخم قدرة الدفع والسحب استنادًا إلى نفس النوع من الترانزستورات ثنائية القطب، التي تعمل في وضع الفئة AB. 4.26. يتم تطبيق انحياز جهد صغير على قواعد الترانزستورات باستخدام المقاومات.

بدلاً من المقاوم، يمكنك استخدام صمام ثنائي متحيز للأمام، مما يخلق جهدًا متحيزًا يعتمد على الترانزستور لضمان وضع الفئة AB.

يقوم الصمام الثنائي أيضًا بإجراء التعويض الحراري لنقطة سكون التشغيل، لأنه عندما تتغير درجة الحرارة، يتغير الجهد عند تقاطع باعث الترانزستورات وانخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي المفتوح في نفس الاتجاه. للحصول على تأثير استقرار حراري أكبر، ينبغي اختيار الصمام الثنائي والترانزستورات.

يمكن إجراء حساب قدرة الخرج والكفاءة والتشوهات غير الخطية في مرحلة تضخيم القدرة من الصنف AB بدرجة كافية من الدقة باستخدام الصيغ (3.14) و(3.16) و(3.19) المشتقة لأسلوب الصنف B في الفقرة 2.3.

لا تسمح المحولات المستخدمة في الدوائر المدروسة بتقليل حجم ووزن مضخمات الطاقة وتزيد من سوء خصائص تردد السعة. يتطلب تصنيع المحولات الكثير من العمل اليدوي، والمواد النادرة، وكعناصر الدائرة، تتمتع المحولات بموثوقية منخفضة. لذلك، فإن مضخمات قدرة الدفع والسحب بدون محول، المبنية على زوج من الترانزستورات من أنواع مختلفة من الموصلية الكهربائية، أصبحت الآن منتشرة على نطاق واسع (الشكل 4.27، أ).

تتكون الدائرة من ذراعين تابعين للباعث يعملان بالتناوب خلال نصف دورة لإشارة الدخل. يتم تغذية الأذرع بشكل منفصل، من مصدري جهد تيار مستمر متقابلين، متحدين بواسطة ناقل مشترك، والذي عادة ما يكون مؤرضًا. نظرًا للأنواع المختلفة من التوصيل الكهربائي للترانزستورات، فإن الشلال لا يتطلب جهدًا دخلًا طورًا نظيريًا.

ردود الفعل السلبية تقلل التشوهات غير الخطية، وكذلك تأثير عدم تناسق الكتف. ومع ذلك، في الدوائر التي تستخدم أتباع الباعث، لا يمكن لجهد الخرج أن يتجاوز جهد الدخل، أي أنه يحدث تضخيم التيار فقط. يعمل الشلال (الشكل 4.27، أ) على النحو التالي.

في حالة عدم وجود إشارة دخل، يكون للنقطة احتمال صفر. عند قاعدة كل ترانزستور، بسبب المقسم، يتم إنشاء جهد متحيز ثابت يساوي انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي المقابل ويضمن تشغيل التتالي في وضع الفئة AB.

إذا أهملنا التيار المتحيز لقاعدة الترانزستور وافترضنا أن تيارًا يتدفق عبر كل صمام ثنائي

مع وجود نصف موجة موجبة لسعة جهد الدخل، تظل الثنائيات مفتوحة. يتم توفير الجهد إلى قواعد الترانزستورات. في هذه الحالة، يتم إيقاف تشغيل الترانزستور، ويزداد التيار الأساسي للترانزستور بمقدار

التيار من خلال الصمام الثنائي يصبح متساويا

أين هو التيار من خلال المقاوم R عند الجهد الإيجابي.

سيصبح التيار مساوياً للصفر أي أن الدايود سيغلق عند القيمة القصوى التي يمكن تحديدها من الصيغة (4.84) ​​بإدخاله. بعد التحولات التي نحصل عليها

وبالتالي، لتوسيع النطاق الديناميكي لإشارة الدخل، من الضروري تقليل مقاومة المقاوم R في دائرة التحيز. ومع ذلك، مع انخفاض R، يتم تحويل مقاومة الدخل لمتابع الباعث، الذي يشكل ذراع التتالي.

مع نصف موجة سلبية من جهد الدخل، يتم إيقاف تشغيل الترانزستور ويزداد تيار الترانزستور.

تتم عمليات تحويل إشارة الدخل في مرحلة تضخيم القدرة لأنصاف الموجات الموجبة والسالبة من حيث المبدأ بنفس الطريقة. لذلك فإن الصيغتين (4.83) و (4.84) ​​​​لكل من نصفي الموجات لإشارة الدخل متطابقة وتختلف فقط في المؤشرات المقابلة للترانزستور المفتوح.

يتم إجراء الحساب الرسومي للشلال بدون محول باستخدام خصائص خرج الترانزستورات ولا يختلف عن الحساب الرسومي للشلال باستخدام. في هذه الحالة، تلعب المقاومة دور المقاومة في سلسلة بدون محولات.

لتحديد مقاومة الإدخال وطاقة الإدخال والتشوهات غير الخطية لسلسلة بدون محولات، يجب عليك استخدام خصائص الإدخال الديناميكية، عند بنائها، يجب رسم الجهد على محور الإحداثي السيني بدلاً من الجهد.

وجود مصدرين للطاقة في الدائرة الموضحة في الشكل. 4.27، ولكن قد يسبب بعض المضايقات عند استخدام الدائرة. لاستبدال مصدرين للطاقة بمصدر واحد، يتم توصيل مكثف فصل ذو سعة كبيرة بما فيه الكفاية على التوالي مع الحمل (الشكل). بالنسبة للتيار المباشر، يتم توصيل ترانزستورات الدائرة على التوالي. لذلك، مع المعلمات المتطابقة للترانزستورات، فإن الجهد الثابت على المكثف المنفصل يشكل "مصدر الطاقة" للترانزستور.

الجهد الكهربي للمجمع والباعث للترانزستور يساوي .

للتخلص من تشويه إشارة الخرج بسبب المكثف، من الضروري أن يظل الجهد ثابتًا خلال نصف الدورة السالبة (الترانزستور المفتوح) للإشارة الجيبية المدخلة بتردد يتوافق مع أدنى تردد لنطاق المرور. بعد ذلك سيتم تحديد التغير في الجهد عبر الحمل من خلال التغير في الجهد عند باعث الترانزستور المفتوح.

يتم تحديد سعة المكثف باستخدام العلاقة

أين هي مقاومة الخرج لمتابع الباعث لأحد أذرع مكبر الصوت.

لا تختلف طريقة حساب الشلال عن طريقة حساب مراحل تضخيم الطاقة المدروسة، أي يتم إجراؤها باستخدام الخصائص الثابتة للترانزستور بذراع واحدة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن نقطة التشغيل المريحة تتوافق مع مستوى جهد الإمداد للترانزستور بذراع واحدة.

عيوب الشلالات بدون محول الموضحة في الشكل. 4.27 هو الفرق الكبير في المعلمات لأنواع مختلفة من التوصيلات الكهربائية. وللتخلص من هذا العيب، تنتج الصناعة "أزواجًا" من الترانزستورات بنفس المعلمات، ولكن بأنواع مختلفة من التوصيل الكهربائي، ما يسمى بالترانزستورات التكميلية، والتي يتوافق نطاقها مع مستويات مختلفة من طاقة خرج مكبر الصوت، على سبيل المثال.

لزيادة قدرة الحمل لمضخمات الطاقة المعتمدة على أتباع الباعث، يتم استخدام الترانزستورات المركبة. يظهر الرسم التخطيطي لمضخم الطاقة هذا في الشكل. 4.28. في الدائرة (الشكل 4.28) بدلاً من المقاومات R التي تحدد تيار الثنائيات المتحيزة، يتم استخدام مصادر التيار المباشر I، مما يجعل من الممكن توسيع النطاق الديناميكي لإشارة الإدخال.

في الواقع، استبدال الصيغة بـ ومساواة نحصل عليه

بالإضافة إلى ذلك، فإن مصادر التيار المباشر، التي تتمتع بمقاومة داخلية عالية، لا تتجاوز مقاومة المدخلات العالية لأتباع الباعث على الترانزستورات المركبة، والتي تعد أيضًا ميزة كبيرة للمصدر الحالي على المقاومات التقليدية.

كمصدر للتيار المباشر، يمكنك استخدام الترانزستور المتصل بدائرة أساسية مشتركة، والتي تضمن دائرة الإدخال تيار باعث ثابت، أي. بعد ذلك، مع تغيرات مختلفة في جهد المجمع، ستتحرك نقطة التشغيل فقط على طول فرع واحد من عائلة خصائص الخرج (الشكل 4.29) وسيظل تيار المجمع ثابتًا تقريبًا.

بتعبير أدق، يتم تحديد التغير في تيار المجمع مع التغير في جهد المجمع للترانزستور وتيار الباعث الثابت من خلال قيمة المقاومة التفاضلية لوصلة المجمع

وهو كبير في مخطط OB ويصل إلى عدة (مقارنة مع مخطط OE).

في الرسم البياني للشكل. 4.30 يتم تصنيع مصادر التيار المستمر باستخدام الترانزستورات. يتدفق التيار عبر كل ترانزستور

أين هو انخفاض الجهد عبر المقاوم أو جهد التثبيت لثنائي الزينر، والذي، من الواضح، يجب أن يتجاوز الجهد عند تقاطع باعث الترانزستور.

بالإضافة إلى ثنائيات زينر، في دوائر الترانزستور المتحيزة، يمكنك استخدام مؤشر LED أحمر، حيث يكون انخفاض الجهد في الحالة المفتوحة 1.8 فولت، أو ثنائيات مقوم متصلة في سلسلة.

يتم تحديد تيار باعث الترانزستور من الحالة

أين هي سعة تيار قاعدة الترانزستور.

يتم اختيار التيار في المقسم مساويا لتيار المجمع للترانزستور. ثم يتم العثور على المقاومات من الصيغة

مضخمات قدرة الخرج هي عادة مراحل الخرج لمضخم متعدد المراحل وهي مصممة لتوفير قدرة حمل معينة RN عند مقاومة حمل معينة RN، وعادة ما تكون مقاومة منخفضة. إن استقبال طاقة عالية عند خرج مكبر الصوت يتطلب تشغيل ترانزستوراته عند تيارات وفولتية عالية. ويترتب على ذلك أن إحدى المعلمات الرئيسية لمكبر الصوت هي كفاءته. بالإضافة إلى ذلك، فإن المكونات المتناوبة للتيارات والفولتية في هذه الحالة قابلة للمقارنة بالمكونات الثابتة للإشارات. تتأثر خصائص مكبر الصوت بشدة بالاتصال بين معلمات الترانزستور وأنماط تشغيله وعدم خطية الخصائص. يجب أن تستخدم مضخمات قدرة الخرج مراحل ترانزستور ذات مقاومة خرج منخفضة، ويجب أن تكون دوائر OOS المدخلة ذات جهد كهربائي فقط. أدى ذلك إلى استخدام دوائر تضخيم الدفع والسحب فقط في مضخمات الطاقة، مما يضمن تشغيل الترانزستورات في وضعي الفئة B وAB. تتميز مكبرات الصوت التي تعمل في وضع الفئة A (ترانزستور الإخراج مفتوح دائمًا) بكفاءة منخفضة، لذلك نادرًا ما تستخدم هذه الدوائر عند قوى الإشارة العالية. في التين. يوضح الشكل 11.17 دائرة الدفع والسحب لمضخم الطاقة الذي يعمل في وضع الفئة B. يسمى مكبر الصوت المجمع على ترانزستورين ثنائي القطب لأنواع مختلفة من الموصلية لهما نفس المعلمات بمضخم تكميلي. الترانزستور VT1 مفتوح لقيم الإشارة الموجبة، والترانزستور VT2 مفتوح لقيم الإشارة السالبة. عند جهد دخل صفر، لا يوجد تيار مجمع وتكون الطاقة المتبددة بواسطة الترانزستورات قريبة من الصفر. عند خرج طاقة 10 وات، يبدد كل ترانزستور أقل من 10 وات من الطاقة، والحد الأقصى لكفاءة الدائرة الممكنة هو 78%

أرز. 11.17. مضخم طاقة الدفع والسحب يعمل في وضع الفئة B

تتميز هذه الدائرة بالخاصية التالية: تكرر إشارة الخرج إشارة الدخل مع اختلاف في حجم انخفاض الجهد UBE؛ عند الفاصل الزمني الموجب لإشارة الدخل، يكون جهد الخرج أقل بحوالي 0.6 فولت من الإدخال، والعكس صحيح في الفاصل السلبي. بالنسبة لإشارة الدخل الجيبية، سيكون الخرج كما هو موضح في الشكل. 11.11، أ. يسمى تشويه الإشارة هذا بالتشويه العابر. لتحسين شكل الإشارة، تحتاج إلى تحويل مرحلة الدفع والسحب قليلاً إلى حالة التوصيل، كما هو موضح في الشكل 11.18.

الشكل 11.18. مضخم صوت الدفع والسحب يعمل في وضع الفئة AB

تقوم مقاومات التحيز R بوضع الثنائيات في التوصيل، حيث يتجاوز الجهد عند قاعدة VT1 جهد الدخل بمقدار الجهد عبر الصمام الثنائي، ويكون الجهد عند قاعدة VT2 أقل من جهد الدخل بمقدار انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي. مع إشارة دخل صفرية، يكون كلا الترانزستورين مفتوحين قليلاً، وتكون نقاط تشغيلهما في بداية القسم الخطي لخصائص الإدخال (الشكل 11.9). يتم تحديد المقاوم R لتوفير التيار الأساسي المطلوب في ترانزستورات الخرج عند قيم إشارة الخرج القصوى. في هذه الدائرة، تزداد الطاقة التي تبددها الترانزستورات قليلاً وتقل الكفاءة. لتحسين معلمات الدائرة، غالبًا ما يتم استخدام مضخم طاقة الدفع والسحب مع مضخم تشغيلي (الشكل 11.19). تستخدم الدائرة ردود فعل سلبية شائعة (المقاومات R1 وR2) تغطي كلا المرحلتين (الترانزستورات ذات القطبين التشغيلي والترانزستورات ثنائية القطب)، مما يؤدي إلى إنشاء الدائرة تشويهًا منخفضًا لدرجة أنها لا تتطلب في كثير من الأحيان دوائر انحياز إضافية للمرحلة على الترانزستورات VT1 وVT2 . نظرًا لأن الجهد عبر الحمل RN يساوي تقريبًا الجهد عند خرج مكبر الصوت، فإن الطاقة عند خرج مكبر الصوت محدودة بجهد خرج مكبر الصوت.

الشكل 11.19. مضخم الطاقة Opamp

مكبر الصوت الذي تمت مناقشته أعلاه له عيب خطير: فهو لا يتمتع بثبات في درجة الحرارة. عندما تسخن ترانزستورات الخرج (تسخن أثناء تبديد الطاقة)، ​​يبدأ جهد uKE في الانخفاض، ويبدأ تيار المجمع الهادئ في الزيادة. الحرارة الإضافية المتولدة في هذه الحالة تجعل الوضع أسوأ وتزيد من احتمالية تعرض الدائرة لردود فعل حرارية إيجابية غير منضبطة (يعتمد هذا الاحتمال على عدد من العوامل: مدى حجم المشتت الحراري لإزالة الحرارة، وما إذا كانت درجة حرارة الثنائيات يتزامن مع درجة حرارة الترانزستورات، وما إلى ذلك). للقضاء على هذا التأثير، استخدم مخططًا مع تثبيت درجة الحرارة البارامترية للنظام (الشكل 11.20). على سبيل المثال، هنا حالة يتم فيها أخذ إشارة الدخل من مجمع المرحلة السابقة، يؤدي المقاوم وظيفة مزدوجة: فهو مقاوم المجمع للترانزستور VT1 ويولد تيارًا لتحيز الثنائيات ومقاوم التحيز في التيار الرئيسي دائرة الدفع والسحب. عادةً ما يكون للمقاومات R3 و R4 مقاومة بعدة أوم أو أقل، فهي تقلل من تأثير انحياز التيار الهادئ الحرج: يجب أن يكون الجهد بين قواعد ترانزستورات الخرج أكبر قليلاً من ضعف انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي، والجهد الإضافي يتم توفير السقوط بواسطة مقاوم متحيز قابل للتعديل R2 (في بعض الأحيان يتم استبداله أيضًا بصمام ثنائي واحد).

الشكل 11.20. مكبر للصوت مع وضع استقرار درجة الحرارة حدودي

يبلغ انخفاض الجهد عبر المقاومات R3 وR4 بضعة أعشار فولت، ولهذا السبب فإن التغير في درجة الحرارة في جهد UBE لا يؤدي إلى زيادة سريعة في التيار (كلما زاد انخفاض الجهد عبر R3 وR4، قل حساسية مكبر الصوت هي درجة الحرارة) وتعمل الدائرة بثبات. يزداد الاستقرار إذا كان للثنائيات اتصال حراري مع ترانزستورات الخرج (الموجودة على جسمها). ميزة أخرى للدائرة هي أن ضبط التيار الهادئ سيسمح لك بالتحكم في مقدار التشوه العابر. عند اختيار تيار هادئ، يجب إجراء مفاضلة بين تقليل التشوه وتبديد الطاقة الهادئ. الترانزستور المركب. إذا قمت بتوصيل الترانزستورات كما هو موضح في الشكل. 11.21، فإن الدائرة الناتجة ستعمل كترانزستور واحد، وسيكون معاملها β مساوياً لمنتج المعاملات β للترانزستورات المكونة.

الشكل 11.21. الترانزستور المركب

هذه التقنية مفيدة للدوائر التي تتعامل مع تيارات عالية (مثل منظمات الجهد أو مراحل خرج مضخم الطاقة) أو لمراحل إدخال مكبر الصوت التي تتطلب ممانعة دخل عالية. لتحسين معلمات الدائرة، يتم تضمين المقاوم R بين قاعدة وباعث الترانزستورات، مما يمنع الترانزستور VT2 من التحول إلى منطقة التوصيل بسبب تيارات التسرب للترانزستورات VT1 و VT2. يتم اختيار مقاومة المقاومة بحيث تحدث تيارات التسرب هبوط جهد عبرها لا يتجاوز الانخفاض عبر الدايود في الدائرة السابقة، وفي نفس الوقت، بحيث يتدفق عبرها تيار يكون صغيرا مقارنة بالمقاومة. التيار الأساسي للترانزستور VT2. عادةً ما تكون المقاومة R عدة مئات من الأوم في الترانزستور المركب عالي الطاقة. تنتج الصناعة ترانزستورات مركبة في شكل وحدات كاملة، والتي، كقاعدة عامة، تتضمن أيضًا مقاومة باعث.

مضخم صوت من الفئة أ.

يعمل في الوضع الخطي: يعمل كلا الترانزستورين في نفس الوضع. هذا يوفرالحد الأدنى من التشويه ولكن نتيجة لهذه الكفاءة المنخفضة (15-30%)، أي. هذه الفئة غير اقتصادية من حيث استهلاك الطاقة والتدفئة. استهلاك الطاقة لا يعتمد على طاقة الإخراج.

مضخم صوت من الفئة ب

تتضمن هذه الفئة بشكل أساسي مكبرات الصوت ذات ترانزستورات الإخراج بنفس الموصلية. يعمل كل ترانزستور في وضع المفتاح، أي. يضخم فقط إشارة نصف الموجة في الوضع الخطي (على سبيل المثال، إيجابية إذا تم استخدام الترانزستورات ذات الموصلية N-P-N). من أجل تضخيم نصف الموجة السالبة للإشارة، يتم استخدام عاكس الطور على ترانزستور آخر. إنها مثل فئتين منفصلتين (واحدة لكل نصف موجة). يتمتع مكبر الصوت من هذه الفئة بكفاءة عالية (حوالي 70٪). يتناسب استهلاك الطاقة لمكبر الصوت مع طاقة الخرج، وفي حالة عدم وجود إشارة عند الإدخال تكون صفرًا. مكبرات الصوت من هذه الفئة نادرة بين مكبرات الصوت الحديثة.

مكبر للصوت فئة AB

النوع الأكثر شيوعا من مكبر للصوت. تجمع هذه الفئة بين صفات مكبرات الصوت من الفئتين A وB، أي. كفاءة عالية للفئة B ومستوى منخفض من التشوه غير الخطي للفئة A. يتم هنا استخدام زاوية قطع تزيد عن 90 درجة، أي. يتم تحديد نقطة التشغيل في بداية القسم الخطي لخاصية الجهد الحالي. ونتيجة لهذا، في حالة عدم وجود إشارة عند الإدخاللا يتم إيقاف تشغيل عناصر التضخيم ويتدفق بعض التيار من خلالها (ما يسمى "التيار الهادئ") ، في بعض الأحيان كبيرة. وهنا تبرز الحاجة إلى تنظيم هذا التيار واستقراره بحيث تعمل الترانزستورات في نفس الأوضاع دون التحميل الزائد على بعضها البعض. سيؤدي الإعداد غير الصحيح للتيار الهادئ إلى ارتفاع درجة حرارة الترانزستورات وفشلها.

لذلك: بالنسبة لمرحلة الإخراج هناك معلمتان مهمتان للغاية (وخاصة للفئة AB):

تيار هادئ وجهد هادئ

إذا كانت الترانزستورات لها خاصية مثالية (وهو ما لا يحدث في الواقع)، فيمكن اعتبار التيار الهادئ مساويا للصفر. في الواقع، يمكن أن يزيد تيار المجمع بسبب التشتت في خصائص الترانزستورات ودرجة حرارتها. علاوة على ذلك: يمكن أن تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى ارتفاع درجة حرارة يشبه الانهيار الجليدي والانهيار الحراري للترانزستور. والحقيقة هي أنه مع زيادة درجة الحرارة، يزداد تيار المجمع فقط، وبالتالي يزيد تسخين الترانزستور.

يستريح الجهد: الجهد المستمر عند نقطة اتصال الترانزستورات (الإخراج إلى الحمل). وينبغي أن يكون مساوياً لـ "0" عندما يتم تغذية مرحلة الخرج ثنائي القطب، أو نصف جهد المصدر عندما يتم إمداده بشكل أحادي القطب. بمعنى آخر: يجب أن يكون لكل من ترانزستورات مرحلة الإخراج نفس الانحياز الأساسي، أي أنهما مفتوحان بالتساوي، ويعوض كل منهما الآخر.

يجب تثبيت هاتين المعلمتين، وقبل كل شيء، يجب التخلص من اعتمادهما على درجة الحرارة.

لهذا الغرض، تستخدم مكبرات الصوت ترانزستورًا إضافيًا، متصلًا بطريقة الصابورة بالدوائر الأساسية لترانزستورات الخرج (وغالبًا ما يتم وضعه مباشرة على المبرد بجوار ترانزستورات الخرج، وبالتالي التحكم في درجة حرارتها).

مراحل الإخراج على أساس "اثنين"

كمصدر للإشارة سوف نستخدم مولد تيار متردد مع مقاومة خرج قابلة للضبط (من 100 أوم إلى 10.1 كيلو أوم) في خطوات قدرها 2 كيلو أوم (الشكل 3). وبالتالي، عند اختبار VC عند الحد الأقصى لمقاومة الخرج للمولد (10.1 كيلو أوم)، سنقوم إلى حد ما بتقريب وضع تشغيل VC الذي تم اختباره من الدائرة ذات حلقة التغذية المرتدة المفتوحة، وفي أخرى (100 أوم) - إلى دائرة ذات حلقة تغذية مرتدة مغلقة.

الأنواع الرئيسية للترانزستورات ثنائية القطب المركبة (BTs) موضحة في الشكل. 4. في أغلب الأحيان في VC ، يتم استخدام ترانزستور دارلينجتون المركب (الشكل 4 أ) استنادًا إلى ترانزستورين من نفس الموصلية (دارلينجتون "مزدوج") ، وفي كثير من الأحيان - ترانزستور Szyklai مركب (الشكل 4 ب) من ترانزستورين مختلفين الموصلية مع نظام التشغيل السلبي الحالي، وحتى أقل في كثير من الأحيان - ترانزستور بريستون المركب (بريستون، الشكل 4 ج).
يظهر الترانزستور "الماس"، وهو نوع من الترانزستور المركب Sziklai، في الشكل. 4 ز على عكس ترانزستور Szyklai، في هذا الترانزستور، بفضل "المرآة الحالية"، فإن تيار المجمع لكل من الترانزستورات VT 2 و VT 3 هو نفسه تقريبًا. في بعض الأحيان يتم استخدام ترانزستور Shiklai بمعامل نقل أكبر من 1 (الشكل 4 د). في هذه الحالة، K P = 1+ R 2/ R 1. يمكن الحصول على دوائر مماثلة باستخدام ترانزستورات التأثير الميداني (FETs).

1.1. مراحل الإخراج على أساس "اثنين". "Deuka" هي مرحلة إخراج الدفع والسحب مع الترانزستورات المتصلة وفقًا لدائرة Darlington أو Szyklai أو مزيج منهما (المرحلة شبه التكميلية، Bryston، إلخ). يظهر الشكل 1 مرحلة إخراج دفع وسحب نموذجية تعتمد على شيطان دارلينجتون. 5. إذا كانت مقاومات الباعث R3، R4 (الشكل 10) لترانزستورات الإدخال VT 1، VT 2 متصلة بحافلات الطاقة المعاكسة، فإن هذه الترانزستورات ستعمل بدون انقطاع التيار، أي في وضع الفئة A.

دعونا نرى ما الذي سيوفره اقتران ترانزستورات الخرج لاثنين من "دارلينجت هي" (الشكل 13).

في التين. يوضح الشكل 15 دائرة VK المستخدمة في أحد مكبرات الصوت الاحترافية والأونالية.

مخطط Siklai أقل شعبية في VK (الشكل 18). في المراحل الأولى من تطوير تصميم الدوائر للترانزستور UMZCHs، كانت مراحل الإخراج شبه التكميلية شائعة، عندما تم تنفيذ الذراع العلوي وفقًا لدائرة دارلينجتون، والجزء السفلي وفقًا لدائرة Sziklai. ومع ذلك، في الإصدار الأصلي، تكون معاوقة الإدخال لأذرع VC غير متماثلة، مما يؤدي إلى تشويه إضافي. يظهر في الشكل نسخة معدلة من VC مع صمام ثنائي Baxandall، والذي يستخدم تقاطع الباعث الأساسي للترانزستور VT 3. 20.

بالإضافة إلى "الثنائي" المدروس، هناك تعديل لـ Bryston VC، حيث تتحكم ترانزستورات الإدخال في ترانزستورات موصلية واحدة مع تيار باعث، ويتحكم تيار المجمع في ترانزستورات موصلية مختلفة (الشكل 22). يمكن تنفيذ سلسلة مماثلة على الترانزستورات ذات التأثير الميداني، على سبيل المثال، MOSFET الجانبي (الشكل 24).

مرحلة الإخراج الهجين وفقًا لدائرة Sziklai مع ترانزستورات التأثير الميداني كما هو موضح في الشكل. 28. دعونا نفكر في دائرة مكبر الصوت المتوازي باستخدام ترانزستورات التأثير الميداني (الشكل 30).

كوسيلة فعالة لزيادة واستقرار مقاومة الإدخال لـ "اثنين" ، يُقترح استخدام مخزن مؤقت عند مدخلاته ، على سبيل المثال ، تابع باعث مع مولد تيار في دائرة باعث (الشكل 32).

من بين "الاثنين" التي تم النظر فيها، كان الأسوأ من حيث انحراف الطور وعرض النطاق الترددي هو Szyklai VK. دعونا نرى ما يمكن أن يفعله استخدام المخزن المؤقت لمثل هذه السلسلة. إذا كنت تستخدم بدلاً من مخزن مؤقت واحد اثنين على ترانزستورات ذات موصلات مختلفة متصلة بالتوازي (الشكل 35)، فيمكنك توقع مزيد من التحسن في المعلمات وزيادة في مقاومة الإدخال. من بين جميع الدوائر ذات المرحلتين، أظهرت دائرة Szyklai ذات الترانزستورات ذات التأثير الميداني أنها الأفضل من حيث التشوهات غير الخطية. دعونا نرى ما الذي سيفعله تثبيت المخزن المؤقت المتوازي عند مدخله (الشكل 37).

يتم تلخيص معلمات مراحل المخرجات المدروسة في الجدول. 1 .

يتيح لنا تحليل الجدول استخلاص الاستنتاجات التالية:
- أي VC من "twos" على BT كحمل UN غير مناسب للعمل في UMZCH عالي الدقة؛
- خصائص VC مع DC عند الإخراج تعتمد قليلاً على مقاومة مصدر الإشارة؛
- تؤدي مرحلة المخزن المؤقت عند إدخال أي من "الثنائي" على BT إلى زيادة مقاومة الإدخال، وتقليل المكون الاستقرائي للإخراج، وتوسيع عرض النطاق الترددي، وجعل المعلمات مستقلة عن مقاومة الخرج لمصدر الإشارة؛
- يتمتع VK Siklai بمخرج DC ومخزن مؤقت متوازي عند الإدخال (الشكل 37) بأعلى الخصائص (الحد الأدنى من التشوه، والحد الأقصى لعرض النطاق الترددي، وانحراف الطور صفر في النطاق الصوتي).

مراحل الإخراج على أساس "ثلاثي"

في UMZCHs عالية الجودة، يتم استخدام الهياكل ثلاثية المراحل في كثير من الأحيان: Darlington Triplets، Shiklai مع ترانزستورات إخراج Darlington، Shiklai مع ترانزستورات إخراج Bryston ومجموعات أخرى. واحدة من أكثر مراحل الإخراج شيوعًا في الوقت الحاضر هي VC استنادًا إلى ترانزستور دارلينجتون المركب المكون من ثلاثة ترانزستورات (الشكل 39). في التين. يوضح الشكل 41 VC مع تفرع متتالي: تعمل مكررات الإدخال في نفس الوقت على مرحلتين، والتي بدورها تعمل أيضًا على مرحلتين لكل منهما، والمرحلة الثالثة متصلة بالإخراج المشترك. ونتيجة لذلك، تعمل الترانزستورات الرباعية عند إخراج مثل هذا VC.

تظهر دائرة VC، التي تستخدم فيها ترانزستورات دارلينجتون المركبة كترانزستورات خرج، في الشكل. 43. يمكن تحسين معلمات VC في الشكل 43 بشكل كبير إذا قمت بتضمين سلسلة عازلة متوازية عند إدخالها والتي أثبتت نفسها بشكل جيد مع "twos" (الشكل 44).

البديل من VK Siklai وفقا للرسم التخطيطي في الشكل. يظهر الشكل 4 جم باستخدام ترانزستورات بريستون المركبة. 46. في التين. يوضح الشكل 48 متغيرًا من VC على ترانزستورات Sziklai (الشكل 4e) مع معامل نقل يبلغ حوالي 5، حيث تعمل ترانزستورات الإدخال في الفئة A (لا تظهر دوائر منظم الحرارة).

في التين. يوضح الشكل 51 VC وفقًا لهيكل الدائرة السابقة مع معامل نقل الوحدة فقط. ستكون المراجعة غير مكتملة إذا لم نتناول دائرة مرحلة الخرج مع تصحيح هوكسفورد اللاخطي، كما هو موضح في الشكل. 53. الترانزستورات VT 5 و VT 6 عبارة عن ترانزستورات دارلينجتون مركبة.

دعونا نستبدل ترانزستورات الخرج بترانزستورات التأثير الميداني من النوع الجانبي (الشكل 57)

تساهم الدوائر المضادة للتشبع لترانزستورات الخرج في زيادة موثوقية مكبرات الصوت عن طريق القضاء على التيارات التي تشكل خطورة خاصة عند قطع الإشارات عالية التردد. تظهر المتغيرات من هذه الحلول في الشكل. 58. من خلال الثنائيات العلوية، يتم تفريغ التيار الأساسي الزائد في مجمع الترانزستور عند الاقتراب من جهد التشبع. عادة ما يكون جهد التشبع لترانزستورات الطاقة في نطاق 0.5...1.5 فولت، والذي يتزامن تقريبًا مع انخفاض الجهد عبر تقاطع الباعث الأساسي. في الخيار الأول (الشكل 58 أ)، بسبب الصمام الثنائي الإضافي في الدائرة الأساسية، لا يصل جهد مجمع الباعث إلى جهد التشبع بحوالي 0.6 فولت (انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي). تتطلب الدائرة الثانية (الشكل 58 ب) اختيار المقاومات R 1 و R 2. وقد تم تصميم الثنائيات السفلية في الدوائر لإيقاف تشغيل الترانزستورات بسرعة أثناء إشارات النبض. يتم استخدام حلول مماثلة في مفاتيح الطاقة.

في كثير من الأحيان، لتحسين الجودة، يتم تجهيز UMZCHs بمصدر طاقة منفصل، يتم زيادته بمقدار 10...15 فولت لمرحلة الإدخال ومضخم الجهد وانخفاضه لمرحلة الإخراج. في هذه الحالة، لتجنب فشل ترانزستورات الإخراج وتقليل الحمل الزائد لترانزستورات ما قبل الإخراج، من الضروري استخدام الثنائيات الواقية. لنفكر في هذا الخيار باستخدام مثال تعديل الدائرة في الشكل. 39. إذا زاد جهد الدخل عن جهد إمداد ترانزستورات الخرج ، يتم فتح الثنائيات الإضافية VD 1 و VD 2 (الشكل 59) والتيار الأساسي الزائد للترانزستورات VT 1 و VT 2 على حافلات الطاقة الخاصة الترانزستورات النهائية في هذه الحالة، لا يسمح لجهد الدخل بالزيادة فوق مستويات العرض لمرحلة الإخراج من VC ويتم تقليل تيار المجمع للترانزستورات VT 1، VT 2.

دوائر التحيز

في السابق، لغرض البساطة، بدلا من دائرة التحيز في UMZCH، تم استخدام مصدر جهد منفصل. العديد من الدوائر المدروسة، على وجه الخصوص، مراحل الإخراج مع تابع متوازي عند الإدخال، لا تتطلب دوائر متحيزة، وهي ميزة إضافية لها. الآن دعونا نلقي نظرة على مخططات الإزاحة النموذجية، والتي تظهر في الشكل. 60، 61.

مولدات التيار المستقر. يتم استخدام عدد من الدوائر القياسية على نطاق واسع في UMZCHs الحديثة: سلسلة تفاضلية (DC)، عاكس تيار ("المرآة الحالية")، دائرة تغيير المستوى، رمز cascode (مع مصدر طاقة تسلسلي ومتوازي، يُطلق على الأخير أيضًا اسم "cascode مكسور")، تيار مولد مستقر (GST)، وما إلى ذلك. استخدامها الصحيح يمكن أن يحسن بشكل كبير الخصائص التقنية لـ UMZCH. سنقوم بتقدير معلمات دوائر GTS الرئيسية (الشكل 62 - 6 6) باستخدام النمذجة. سنفترض أن GTS عبارة عن حمل للأمم المتحدة ومتصل بالتوازي مع VC. نقوم بدراسة خصائصه باستخدام تقنية مشابهة لدراسة VC.

العاكسات الحالية

تعد دوائر GTS المدروسة نوعًا مختلفًا من الحمل الديناميكي لدورة واحدة للأمم المتحدة. في UMZCH مع سلسلة تفاضلية واحدة (DC)، لتنظيم الحمل الديناميكي المضاد في الأمم المتحدة، يستخدمون بنية "المرآة الحالية" أو، كما يطلق عليها أيضًا، "العاكس الحالي" (OT). كان هيكل UMZCH هذا مميزًا لمكبرات الصوت الخاصة بشركة Holton وHafler وغيرهما، وتظهر الدوائر الرئيسية لعاكسات التيار في الشكل. 67. يمكن أن تكون إما بمعامل نقل الوحدة (بتعبير أدق، قريب من 1)، أو بوحدة أكبر أو أصغر (عاكسات التيار). في مضخم الجهد، يكون تيار OT في نطاق 3...20 مللي أمبير: لذلك، سوف نقوم باختبار جميع OTs عند تيار، على سبيل المثال، حوالي 10 مللي أمبير وفقًا للرسم البياني في الشكل. 68.

وترد نتائج الاختبار في الجدول. 3.

وكمثال على مضخم الصوت الحقيقي، دائرة مضخم الطاقة S. BOCK، المنشورة في مجلة Radiomir، 201 1، رقم 1، ص. 5 - 7؛ رقم 2، ص. 5 - 7 راديوتكنيكا رقم 11 بتاريخ 06/12

كان هدف المؤلف هو بناء مضخم طاقة مناسب لكل من "الفضاء" الصوتي أثناء المناسبات الاحتفالية والمراقص. بالطبع، أردت أن تتناسب مع علبة صغيرة الحجم نسبيًا وأن يتم نقلها بسهولة. الشرط الآخر لذلك هو سهولة توافر المكونات. في محاولة لتحقيق جودة Hi-Fi، اخترت دائرة مرحلة إخراج متكاملة ومتماثلة. تم ضبط الحد الأقصى لطاقة خرج مكبر الصوت على 300 واط (في حمل 4 أوم). مع هذه الطاقة، يبلغ جهد الخرج حوالي 35 فولت. لذلك، يتطلب UMZCH جهد إمداد ثنائي القطب ضمن 2x60 فولت. وتظهر دائرة مكبر الصوت في الشكل. 1 . يحتوي UMZCH على مدخلات غير متماثلة. تتكون مرحلة الإدخال من مكبرين تفاضليين.

أ. بيتروف، راديومير، 201 1، رقم 4 - 12

25171

مقارنة أحجام بلورات الترانزستور 2n3055 الأصلية (الكبيرة) والمزيفة (الصغيرة)

لوحة مشتركة لقناتين مكبر للصوت JLH2005 ولوحين قنوات منظم الجهد

اختبار مكبر الصوت JLH1969 من مصدر طاقة التبديل

اختبار مكبر الصوت JLH1969 من مصدر طاقة تناظري بمحول 120 واط

اختيار الترانزستورات لمكبر الصوت JLH

ترانزستورات الإخراج

• النسخ القديمة التي تم تصنيعها باستخدام تقنية الميسا المستوية (2N3055)، والتي تم استبدالها بتقنية الفوقي الفوقي الحديثة (MJE3055) - هي ترانزستورات موسيقية للغاية.
• على الرغم من استجابة التردد، فإن صوت 2n3055 أعلى وأكثر شفافية، ولكن صوت 2sc3281 أكثر مكتومًا ويشبه الأنبوب، أو شيء من هذا القبيل. على ما يبدو، يؤثر توزيع التوافقيات
• الأفضل والأكثر استقرارًا في هذه الوحدة لا يزال هو MJ15024، MJ15003، 2N2773. يجب أن تكون أفضل التقنيات المتاحة لترانزستورات مرحلة الخرج عند حمل 4 أوم 120 على الأقل.
• الترانزستورات الفائقة - MJ15026، 15027 مقابل 27 دولارًا للواحد، وفي الولايات المتحدة 7 دولارات.

حسنًا ، استنساخ Motorola 2SC3281 هو MJL3281A ، وهو بشكل عام صاحب الرقم القياسي من حيث خطية Kus. "رف" مستقيم تقريبًا، والانخفاض في البيتا يبدأ من 5-6 أمبير!!! من حيث الصوت، القادة هم MJL3281A (NPN) MJL1302A (PNP) باعتباره الترانزستورات ثنائية القطب القوية الخطية الأكثر تكاملاً للتركيز البؤري التلقائي.

يتم الحصول على نتيجة جيدة جدًا من خلال الاتصال المتوازي عند إخراج 2 3 ترانزستورات متوسطة الطاقة 2sc5707 ، تم تحديدها مسبقًا بواسطة Betta (لديهم ترانزستورات عالية جدًا - تصل إلى 560). نقوم بلحام 2-3 ترانزستورات على لوحة نحاسية مشتركة، ثم نعلقها على المبرد من خلال حشية، ومن الأفضل اللحام باستخدام لحام منخفض الذوبان pos-61.

في البلاستيك (TO-247)، يمكنك تثبيت MJE21193، 2CS5200، KT8101 (حسب تدهور الجودة)؛ في المعدن (TO-3)، يمكنك استخدام MJ15003، MJ15024، 2N3055، KT819VM، GM (بنفس الترتيب)؛ من بيننا - KT908، KT903، KT808، KT805، KT803 (KT908 هو الرأس والكتفين فوق كل الآخرين، من بين الأنواع المحلية فهي الأفضل).

لا تستخدم MJL21294، هذه الترانزستورات ليست مخصصة لمكبر الصوت هذا. خاصة مع حمولة 4 أوم. هذا هو المكان الذي ينتمون إليه في مكرر Igor Semynin أحادي الدورة أو مكبرات الصوت ذات الترانزستورات المركبة عند الإخراج. في مكبر الصوت وفقًا لدائرة JLH، كلما ارتفع جهد ترانزستورات الخرج وترانزستور ما قبل الخرج، كلما كان ذلك أفضل. MJL-21194 هو الآن الأفضل للصوت ولكن ليس للغطاء، يمكن لـ JLH استخدام MJ15003، لكن أجسامهم غير مريحة، مثل 2N3055

نظرت إلى خصائص الجهاز على هذه المجموعة من الترانزستورات: خرج عالي التردد 2sc5200 + مرحلة التشغيل عند VS550bp، ترانزستور الإدخال bc109b. وتبين أن التشويه كان 0.02...0.03% مع تعرج ممتاز. في ظل نفس الظروف، تعطي المحركات ذات التردد المنخفض ذات بيتا المنخفضة تشويهًا بنسبة 0.08-0.1٪ مع واجهة متعرجة مسدودة بقوة.

يجب بالضرورة تصحيح الخرج من الإثارة عن طريق تركيب مكثفات بين قاعدة ومجمع ترانزستور السائق بترتيب 10-15 pF ومكثف بسعة 22-60 pF بالتوازي مع المقاوم OOS R5 2.7 كيلو أوم. إذا كان مكثف OOS لديه تصنيف 470-680 μF، فمن الأفضل تقليل مقسم OOS 2.7 كيلو أوم/240 أوم إلى 1.2 كيلو أوم/120 أوم، مما سيعطي تشويهًا أقل واستقرارًا أكبر.

الترانزستورات الحديثة أدنى من الترانزستورات القديمة من حيث جودة إعادة إنتاج الجهير. أجد 2SA1943، 2SC5200 لتوفير صوت أفضل من MJ15003، 15004 أو MJ15024، 25.

تجمع MJL21194 بين المزايا: علبة مسطحة وسهلة التركيب ونطاق ضيق من 4 إلى 6.5 ميجاهرتز. صحيح أن لديهم "سلبيتين" - التكلفة العالية والمكاسب المنخفضة. لا يُنصح بتركيب ترانزستورات حديثة قوية بقدرة أكبر من 30 ميجاهرتز - فهذا أمر مثير. تعمل الترانزستورات القديمة منخفضة التردد بشكل أفضل من الترانزستورات الجديدة عالية التردد. وبهذا المعنى، فإن الأمر يستحق تجربة Kt805-Kt819

بالنسبة لترانزستورات السلسلة: MJ، MJL، MJW - 21193، 21194، 21195، 21196... يتم استخدام معدن النحاس على سطح البلورة لتشكيل الطرف الأساسي، الذي يساوي درجة حرارة سطح البلورة، ويحسن التيار التوزيع على المنطقة البلورية ويوسع OBR، خاصة في نطاق الجهد العالي.

سائق الترانزستور

لقد جربت العديد من الترانزستورات في برنامج التشغيل، وأظهر 2sc2240 أفضل النتائج، وهو أمر طبيعي لأنه يحتوي على 300-700 بطارية، مع خطية تيار جامع ممتازة في نطاق 1.0-50 مللي أمبير وسعة صغيرة تبلغ 3 pF، نلصق عليها لوحة نحاسية ونحصل على محرك ممتاز متوسط ​​الطاقة = Ibuki

إذا كان لديك ترانزستورات إخراج ذات بيتا كبيرة، فإن التيار الصادر من ترانزستور السائق ليس كبيرًا جدًا، 15-25 مللي أمبير، لذلك ليست هناك حاجة لوضع ترانزستور حصان غبي هناك. من بين الأجهزة السوفيتية، KT602B ليس سيئًا، ولكن يجب اختياره باستخدام بيتا عند تيار 20-30 مللي أمبير لا يقل عن 200.

يُظهر ترانزستور ما قبل الإخراج منخفض الطاقة نتائج أفضل بكثير من حيث الجودة والتشويه مقارنة بـ BD139 ونفس ترانزستور "الطاقة المتوسطة" بسبب المزيد من الخصائص الخطية عند التيارات من 10 إلى 30 مللي أمبير، وارتفاع h21e والسعات الصغيرة بين الأقطاب الكهربائية. . تعد زيادة الجودة في المخطط الكلاسيكي لعام 1969 جيدة بشكل خاص.

أفضل سلسلة برامج تشغيل هي: 2sc5706، 2 sc5707مع بيتا 300-400، أسوأ من 2sc2120 (هذه تحتاج إلى لصقها على المبرد)، حتى أسوأ من 2sc5171، 139 دينار بحريني. جربها 2sc5707للحصول على نسخة قوية من مكبر الصوت، اثنان بالتوازي (IMHO الأفضل لهذه الدائرة)، تحتاج فقط إلى التثبيت المختص، مثل أجهزة الترددات اللاسلكية والتصحيح. تحتاج إلى تجميع لوحة تجارب JLH، وترك الترانزستور T2 بدون مبدد حراري، وقياس تيار مرحلة الإخراج بعد فترة، ثم تسخين الترانزستور T2 بمكواة لحام وقياسه مرة أخرى.

كسائق، هناك ترانزستور فائق صعب مع بيتا أقل من 1000 2sd2165.

بدلاً من الترانزستور ثنائي القطب، يمكنك محاولة تثبيت mosfet بسعة إدخال صغيرة (على سبيل المثال، irf510) في الدائرة. الآن أصبح الجهد عند مجمع الترانزستور الأول أقل من 2 فولت، ولكن مع mosfet سيكون أكثر من 5 فولت، مما يقلل من التشويه. بالإضافة إلى ذلك - سيزداد كسب الترانزستور الأول بسبب مقاومة الإدخال الأعلى للموسفيت، فقط لا تنس وضع مقاوم بقيمة اسمية تبلغ حوالي 150 أوم في بوابة المجال

ترانزستور الإدخال

يجب أن يحتوي ترانزستور الإدخال على تيار مجمع عكسي منخفض، وبيتا مرتفع، وشكل ضوضاء منخفض، مما يسمح له بالعمل عند تيار مجمع ضئيل يبلغ 100-300 ميكرو أمبير. في المرحلة الأولى، كان أداء الترانزستورات منخفضة الطاقة ذات سعة مجمعة أقل من 30 pF وبيتا أكثر من 250 جيدًا. يحتوي الترانزستور الأول على تيار هادئ صغير قدره 0.3 مللي أمبير، ويجب أن يكون هناك ترانزستور ببيتا 500. -700 نوع BC560C، 2SA970.

قلب الرسم البياني إلىف-ن-ص

لقد صادفت عدة مرات، سواء في منتدياتنا أو في الموارد الأجنبية، عبارة مفادها أن مكبر الصوت المعتمد على دائرة JLH مع ترانزستورات الإخراج لهيكل P-N-P يبدو أفضل بكثير من n-p-n. أيضًا، شوهد بعض المعلمين المحليين يمتدحون لفترة وجيزة ترانزستورات إخراج pnp والمزيد. منذ وقت ليس ببعيد بدأت في المنتديات بطرح أسئلة حول هذا الموضوع ووصلت إلى عمالقة مثل أ. نيكيتين ولينكس وأليكس. لكنني لم أتلق أي إجابات واضحة، مثل "خمن ذلك بنفسك" أو "الجميع يعرف هذا بالفعل"، أو شيء من هذا القبيل. تبين أن الرفاق الأجانب أبسط، لكنهم لم يكلفوا أنفسهم عناء تبرير الحقيقة - لقد أخذوها فقط وقلبوها، واتضح أنها أفضل وهذا كل شيء!

أفاد العديد من الأجانب في المنتديات أن صوت الإخراج أفضل بكثير مع ترانزستورات PNP. من الممكن تمامًا محاولة وضع موصلات MJ15003 NPN المفضلة لدى الجميع تقريبًا عند الإخراج ومقارنتها مع 15024. ثم قم بعكس مصدر الطاقة ووضع PNP MJ21193 عند الإخراج، وMAT-12 من مجموعة AD عند الإدخال، نصف لكل قناة . أو تنفيذ على نطاق واسع