ניוון Emitter הוא טכניקה בסיסית ב transistor צומת דו קוטבי (BJT) עיצוב מגבר כי משפר באופן משמעותי את ביצועי המעגל ואת האמינות. על ידי הוספת התנגדות קטנה בין הנפלט לבין מקור האות המשותף, מעצבים יכולים להשיג יציבות טובה יותר, עיוות מופחת, ועוד תכונות רווח צפויות יותר. זה מקיף חוקר את התיאוריה, חישובים מתמטיים, יישום מעשי, ויתרונות רבים של פולטים deter degenerationster in atra מגברים.

מה זה Emitter Degeneration?

ניוון Emitter in amplifier ניתן לתאר כשמדובר בכל או חלק של התנגדות פולטת אינו מועבר עבור ac או rf. בתצורה של מגבר משותף טיפוסי, התנגדות פולטת המשמשת עבור DC הטיה מחוספס לעתים קרובות עם קיבול כדי למקסם את רווח AC. עם זאת, כאשר זה capacitor הוא הוסר או כאשר נוסף unbyed נגד unconsoor נוסף הוא פולטת עם העיגול.

המונח "התחדשות" מתייחס לירידה ברווח מתח המתרחש כאשר טכניקה זו מוחלת.בעוד שזה עשוי בתחילה להיראות כמו החיסרון, ה- Trading-off מביא שיפורים משמעותיים במאפיינים אחרים מעגלים כי לעתים קרובות עולה על הפחתת הרווח. התחדשות היא נכס חשוב בעיצוב מגבר יציב, מה שהופך אותו לפרקטיקה סטנדרטית בעיצוב מעגלים אנלוגי מקצועי.

התיאוריה שמאחורי דור ה- Emitter Degeneration

משככי כאבים

[הדור האמבריסטר] מציג צורה של משוב שלילי לתוך המעגל המגבר הטרנסיסטאור.כאשר אות AC מוחל על בסיס הטרנזיטור, הוא גורם לריאציות בזרם הנפלט.עם זרם פולטים בלתי מרוסן הנוכחי, הבדלים אלה יוצרים שינויים מתחים מקבילים על פני ההתנגדות.

מנגנון משוב שלילי זה הוא מה שהופך את ניוון פולט כל כך יקר.הפידבק באופן אוטומטי עבור וריאציות פרמטרים transistor, שינויי טמפרטורה וגורמים אחרים אשר אחרת יגרום התנהגות מעגלית בלתי צפויה.התוצאה היא יותר יציבה, ליניארית, וחיזוי המגבר.

קבל רגישות וטרנסטור Parameters

A בסיסי BJT משותף פולט מגבר יש רווח גבוה מאוד שעשוי להשתנות נרחב מ transistor אחד למשנהו.הרווח הוא פונקציה חזקה של טמפרטורה ו זרם הטיה הנוכחי, מה שהופך אותו קצת בלתי צפוי ביישומים מעשיים. פרמטר הרווח הנוכחי beta (β) יכול להשתנות באופן משמעותי אפילו בין טרנזירים מאותה אצווה ייצור.

ללא התחדשות פולטת, רווח המתח של מגבר משותף נקבע בעיקר על ידי ה transconductance (gigtureFLT:0migFLT:1) של transistor והתנגדות העומס האספן. מכיוון ש transconductance היא פרופורציה ישירה לאספן הנוכחי ולא פרופורציה הפוכה לטמפרטורה, הרווח הופך רגיש מאוד לתנאי הפעלה.

ניתוח קטן-Signal Analysis

[ה] ל[ה]] ל[ה], [ה], [ה]], [ה], [ה]], [ה], [ה]], [ה]], [ה]], [ה], [ה]], [ה]], [ה], [ה],], [ה']], [ה']']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

(ב) כאשר הוא מתנוסד (הרש"ל): "ה' (ה') הוא מוסיף ללא עקף, ההתנגדות הכוללת של המעגל הנפלט הופכת ל-RIRFLT:2eph3 + RFLT:4Eveph:5 זה הופך להפחתה של העיוותים החיצוניים, לעומת 7.Frin, לעומת זאת, הוא הופך להפחתה של התגברות על ידי ה-RLTFert, בעיקר על ידי ה-i-iFert, לעומת 7.

המונחים: Emitter Degeneration Parameters

וולטיג'ן מקבל פורמולות

(ב) ניתן לנסח את ה[[המאה ה-20]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

(ב) כאשר מדובר בהתנגדות של הפלט החיצוני (RIRLT:0EFLT:1 > ו- gt; rcioFLT:2eFLT 3: 3), אשר לעתים קרובות המקרה בעיצובים מעשיים, הנוסחה מראה באופן משמעותי את רווחת המתח הקטן של משותף פולט מגבר עם ההתנגדות המהירה של 2F7FR) הוא בבירור, כלומר, כלומר, הוא בעל ערך של 2, לעומת זאת, הוא: 7.

(ב) שימוש בגישה הטרנסנדנטלית, ניתן גם לבטא את הרווח כ-AveFLT:0Virph:1=ggFLT:2mFLT 3RevolveFLT:4CIRLT:5 / (1 + gentialph:6mFLT 7RLT 7RLT 7RLT 9).

בחירת ערך Emitter Resistor

בחירת הערך המתאים עבור הדור הנפלט מנוגד לאזן כמה דרישות מתחרותיות.המתנגד חייב להיות גדול מספיק כדי לספק יציבות נאותה ולהשיג שליטה, אבל לא כל כך גדול כי הוא פוגע נקודת ההטיה של DC או דורש מתח אספקה מופרז.

(ב) ל[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]],

(ב) במקרים שבהם יש צורך ברווח גדול יותר מ-5-10, RFLT:0.EFLT:1 עשוי להיות כה קטן עד כי תנאי ההטיה הטוב הדרושים, VIRFLT:2EveFLT 3=RFLT:4EcioFLT:5*IFLT 7 > 10 * VLTF:8 LT 8T מאוחר יותר, אשר לא ניתן למחול על ידי תצורה של קיבולת, אשר לעתים קרובות יותר, אשר לא ניתן למחולל.

המונחים: ⁇

אחת היתרונות המשמעותיים של ניוון פולט הוא העלייה באימפולס קלט.התנגדות קלט הבסיס היא (β+1) פעמים ההתנגדות הכוללת במעגל הנפלט.זה נקרא כלל השתקפות ההתנגדות ותקף על מודל T-signal BJT קטן.

(ב) [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ה) ,התערות על ה[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]

המונחים:

הפלט של מגבר משותף עם ניוון פולט הוא בעיקר נקבע על ידי התנגדות אספנים והתנגדות הפלט של טרנזיטור. עבור יישומים מעשיים ביותר, את הפלט ניתן להשוות כמו שילוב המקביל של התנגדות אספנים וכל התנגדות עומס חיצוני.

בעוד ניוון פולט משפר באופן משמעותי את אימפולס קלט, ההשפעה שלו על אימפולס הפלט היא מינימלית בתצורה של משותף-emitter-emitter.הפלט נשאר גבוה יחסית, וזו אחת הסיבות לכך ששלבים משותפים לעתים קרובות ואחריו שלבים חיץ כגון חסידי פולטים בעת נהיגה עומסים נמוכים.

המונחים:

המונחים: Emitter

(ב) ,ל"ד (ב) ,"ה')" (ה') ,"ה') ,"ה' (ה') ,"ה')" (ה') ,"ה') ,"ה' (ה') ,"ה'"ה'"ה')" (ה')"ה')"ב')"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ב"ה'"ה'"ב'"ב"ב"ה'"ב'"ב'"ב'"ב'"ב'"ב'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ה'"ה'"ב"ב'"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב'"ב"ב'"ה'"ה'"ב'"

התנגדות הנפלט ניתן לחלק לשני מתנגדים, וההתנגדות הכוללת לא השתנתה.אז, הניתוח ההטיה של DC לא השתנה. גישה זו של הפיצול-resistor מאפשרת למעצבים לשמור על הטיה נאותה של DC תוך יישום כמויות מבוקרות של ניוון AC.

שתף את Emitter Resistor עם Bypass Capacitor

כאשר נדרשת רווח גבוה יותר, תוך שמירה על היתרונות של ניוון פולט, מעצבים לעתים קרובות להשתמש בתצורה של פולוטר פולודור פיצול.ההתנגדות היחידה של רשת הטיה מוחלפת על ידי זוג מתנגדים, RevolveFLT:0EFLT:1 ו RibFLT:2SWFLT 3: 3, יחד עם חוטף עקף, CLT:4Eph5:

עבור DC, הקפיטור פתוח וההתנגדות הנטועה יעילה של הטיות הוא RIRFLT:0EcioFLT:1 + RcioFLT:2SWFLT 3 עבור AC, ה- capacitor יפעל באופן אידיאלי כקצר, כך ההתנגדות של AC פולטטר ליפול רק RFLT:4SWFIRFIRFLT:5 זה מספק יציבות מעולה DC באמצעות ההתנגדות המלאה, תוך כדי צמצום ההתנגדות AC.

(ב) עיין בפרשת ה-CDC (ה) ב[[1924]], ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

DC Bias Design Considerations

(הטיה נכונה של DC) היא חיונית להפעלה אמינה של מגבר (המתגת המתח הנ"ל) בירידה ב-RFLT:0EcioFLT:2EveFLT 3*IFLT:4EFOVA:5) למעשה עושה את נקודת התפעול (IFLT:6CFFIRFLT 7) הרבה פחות רגיש לרמה ההטיה משופרת זו היא יתרון אחד של יתרונות של זרם אחד של זרם אחד של יתרונות של פיזור.

גישה עיצובית משותפת היא להקצות את מתח האספקה לשלושה חלקים שווים: שליש מעבר למתנגד האספן, שליש אחד מעבר לטרנסיסטטור (VleaFLT:0CEIRFLT:1), ו שליש אחד מעבר למתנגד הנפלט.זה מספק יכולת נדנדה טובה של אותות תוך שמירה על הטרנזיסטור באזור פעיל שלה.

הוראות בחירה

כאשר בוחרים רכיבים עבור מגבר פולט-מחדש, כמה שיקולים מעשיים באים לשחק.הנגדים ההטיה (RFLT:0103FLT:1 ו RibFLT:2FLT 3:2FLT 3: 3) צריך לבחור לספק מפיץ מתח נוקשה שאינו טעון באופן משמעותי על ידי הבסיס הנוכחי.

(ה) יש ל[[המאה ה-20]] [[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]]]]

עבור חוטף קיבולטור בתצורה של פיצול-resistor, הערך צריך להיות נבחר לספק קיצוץ נמוך קידוד נמוך הרבה מתחת לתאריות האות של עניין.ה capaciacitor עקף יוצר תגובה תלותית תדירות, עם העלייה בתדרים גבוהים יותר שבו ה- capacitor למעשה קצר חלק של ההתנגדות פולטטר.

היתרונות של התחדשות Emitter

שיפור יכולת

הרווח המתח תלוי כמעט אך ורק ביחס של המתנגדים RFearLT:0 (LFrea15) / RIRLT:2EveFLT 3, ולא במאפיינים הפנימיים והלא צפויים של טרנזיר.זה אולי היתרון המשמעותי ביותר של התחדשות פולטת.

ללא קשר לנתוני הרווח הטרנסיסטורים השונה בטבע, אפילו בתוך אותה אצווה, אנו יכולים כעת לתכנן את הרווח שלנו לרמות מעשיות.רווח זה חיזוי הוא חיוני בסביבות הייצור שבו מגבר חייב לעמוד מפרטים ללא קשר לריאציות של מרכיבים רגילים.

המונחים: rising off off off

המאפיינים העיוותים והיציבות של המעגל משתפרים כך על חשבון ההפחתה ברווח.ה משוב שלילי שהוצג על ידי ניוון פולטניר את המאפיין של העברת הטרנזיסטור, צמצום עיוות הרמוני בסימן הפלט.

בעיות הקשורות למעגל הן הטווח הדינמי של קלט נמוך המוטל על ידי הגבול הקטן; יש עיוות גבוה אם זה גבול הוא מעל ומעבר, הטרנזיר מפסיק להתנהג כמו המודל הקטן שלו חתימה. התחדשות Emitter מרחיב את טווח התפעולי ליניארי של המגבר, ומאפשר לו להתמודד עם אותות קלט גדולים יותר לפני עיוות הופך משמעותי.

הליניאנס המשופר הופך את המגברים פולטים, במיוחד מתאים ליישומים הדורשים עיוות נמוך, כגון מגברי אודיו, מגברי מכשירים, ומדפי עיבוד אותות נאמנות גבוהה.ההפחתה בעיוות הרמוני ו intermodulation יכול להיות משמעותי, לעתים קרובות שיפור דמויות עיוות על ידי 10B או יותר בהשוואה למגבר ללא ניוון.

טמפרטורה יציבות

וריאציות טמפרטורה משפיעות באופן משמעותי על פרמטרים טרנסיסטאור, במיוחד את המתח הבסיסי ואת הרווח הנוכחי.ללא ניוון פולט, שינויים אלה הנגרמים טמפרטורה עלול לגרום שינויים משמעותיים במגבת מוגברת ונקודת הטיה. התחדשות Emitter מספקת פיצוי אוטומטי עבור השפעות טמפרטורה אלה.

ככל שהטמפרטורה עולה, מתח הבסיס יורד (כ-2 mV / ° C), אשר בדרך כלל יגרום לאספן הנוכחי להגדיל.עם זאת, עם ניוון פולט, הזרם הגובר מייצר ירידה גדולה יותר במתח הנפלט, אשר מתנגד לשינוי במתח של בסיס-emitter.זה פעולות משוב שליליות מייצבות את נקודת התפעול נגד וריאציות.

יציבות הטמפרטורה המסופקת על ידי ניוון פולטטר חשובה במיוחד ביישומים שבהם המגבר חייב לפעול על פני טווח טמפרטורה רחב או שבו הפחתת כוח גורמת להתחממות עצמית משמעותית. צבאי, רכב, ויישומים תעשייתיים לעתים קרובות להסתמך על פיצוי טמפרטורה זה כדי לשמור על פעולה אמינה.

הגדלת חוסר שביעות רצון

ההתנגדות או הדחף של המגבר שלנו הופך להיות Beta (a.c.) פעמים RibLT:0eFLT:1 אשר במקרה זה היה משהו כמו 90 * 500ms = 45000. זה דמות גבוהה למדי וזה אומר שלב הקודם לא יהיה טעון.

תנוחת קלט גבוהה יותר מפחיתה את השפעות הטעינה על שלב הנהיגה, ומאפשרת העברת אות טובה יותר ומניעת אובדן רווחים עקב אינטראקציות של גורם מניעה.זה חשוב במיוחד כאשר מקטנים שלבים מרובים מגבר או כאשר מקור האות יש תנופה משמעותית של פלט, כגון חיישנים אדזואלקטריים, מיקרופוןים בעלי השפעה גבוהה, או סוגים מסוימים של טרנסדוקנטים.

העלייה בניכוי קלט היא פרופורציה להתנגדות הדור הנפלט, נותן למעצבים דרך פשוטה להשיג ערכי הפחתה הרצויים. גמישות זו היא בעלת ערך במניעה התאמת יישומים וכאשר עיצוב מגבר לממשק עם מקורות אותות ספציפיים.

הרחבה בBandwidth

ככל שהמתנגד פולט הוא גדל, הרווח יורד, בעוד רוחב הפס עולה.זה רווח פס גבוה - יתרון פסוויד' הוא מאפיין בסיסי של ניוון פולטטר, והוא יכול להיות מנוצל כדי לייעל ביצועים מגבר עבור יישומים ספציפיים.

ניוון Emitter מוריד את רווח המגבר המשותף אך מרחיב את רוחב הפס על ידי מגפיים חלקית מחוספס הבסיס - קצב היבול ועל ידי הורדת זמן Cμ קבוע על ידי הורדת הרווח.אפקט מילר, אשר מכפיל את הכניעה הבסיסית-קולקטור capacitance והגבלת תגובה גבוהה, מופחת כאשר הרווח הוא מופחת באמצעות פירוק של הדור.

עבור יישומים רחבים רחבים של מגברי אינטרנט, כגון מגברי וידאו, מגברי RF ומערכות רכישה במהירות גבוהה של נתונים, הרחבה רוחב הפס המסופקת על ידי ניוון פולטטר יכול להיות מכריע.מעצבים יכולים לסחור עלייה של עודף עבור רוחב פס מוגבר, השגת האיזון האופטימלי עבור דרישות היישום הספציפי שלהם.

רגישות ל Beta Variations

הרווח הנוכחי (β) של טרנזיסטורים דו קוטביים משתנה באופן משמעותי בין מכשירים בודדים, אפילו מאותה ערכת ייצור.זה גם משתנה עם זרם אספן, טמפרטורה והזדקנות.ללא ניוון פולט, β אלה וריאציות ישירות משפיעים על רווח מגבר, ביצוע ביצועי מעגלים בלתי צפויים.

ניוון Emitter הופך את ה- β לרווח המגבר בעיקר עצמאי, בתנאי ש-β גדול באופן סביר (בדרך כלל גדול מ-50) β-independentness מושגת משום שהרווח נעשה נקבע בעיקר על ידי יחס ההתנגדות החיצוני ולא הרווח הנוכחי של הטרנזיטור.התוצאה היא מגבר עקבית על ביצועים שונים ועל תנאי הפעלה.

זה מופחת רגישות ל- β וריאציות מפשטות ייצור ומפחית את הצורך בבחירה טרנסיסטרטור או התאמה.זה גם משפר את האמינות לטווח ארוך, שכן הביצועים המגבריים נותר יציבים אפילו ככל שפרמטרים טרנסיסטורים נסחפו עם הגיל.

תכנון מסחר-offs ושיקולים

קבל Reduction

החיסרון העיקרי של ניוון פולט הוא ההפחתה של רווחי מתח.בעוד שמסחר זה בדרך כלל שווה ליציבות ושיפורים לינאריות, זה אומר כי יותר שלבים רווחיים עשויים להיות נדרשים כדי להשיג רווח מערכתי הרצוי.ביישומים שבהם רווח מקסימלי מכל שלב הוא קריטי, הפחתת הרווח עשויה להיות גורם מגביל.

עם זאת, הפחתת הרווח ניתן לעתים קרובות להפחית באמצעות עיצוב זהיר.שימוש בהתנגדות פולטת מפוצלת עם עקף חלקי מאפשר למעצבים להשיג פשרה בין רווח ליציבות.בנוסף, הרווח הצפוי המסופק על ידי ניוון פולט לעתים קרובות מאפשר עיצובים רב-שלביים יעילים יותר, שכן כל שלב יכול להיות מתוכנן עם ערכים מדויקים.

דרישות Power Supply

ניוון Emitter דורש חדר ראש נוסף באספקת החשמל כדי להתאים את הירידה המתח על פני המתנגד פולטים.ביישומים בעלי מתח נמוך, זה יכול להיות מעצור משמעותי.המתח מעבר למתנגד הנפלט מקטין את התנוחה המתח הזמין באספן, פוטנציאל להגביל את אות הפלט המקסימלית amplitude.

מעצבים חייבים לאזן בזהירות את כמות ה ניוון פולט נגד מתח היצע זמין ומופעל אותות.ביישומים מופעלים או נמוכים מתח, זה עשוי להגביל את כמות ההתחדשות שניתן ליישם כמעט.טכניקות חלופיות, כגון שימוש במתנגדים ניוון קטן יותר או שימוש במגבר אחר כדי להתנצלות, ייתכן שיהיה צורך בתכנוןים מאומנים מתח.

המונחים:

הרודנות הנפלטת תורמת רעש תרמי למגבר, אשר יכול למזער את היחס בין אות לרעש.תרומת הרעש היא פרופורציה לערך ההתנגדות והטמפרטורה.ביישומים נמוכים, כגון כלי רגיש או קווי החזית RF, תרומה רעש זה חייב להיחשב בזהירות.

דמות הרעש של מגבר פולט-המתגנן גבוהה בדרך כלל מזו של מגבר ללא ניוון, כל השאר להיות שווה.עם זאת, הליניאנס המשופר והעיוות ההפחתה עשוי למעשה לשפר את איכות האות הכוללת במצבים מעשיים רבים. מעצבים חייבים להעריך את הדרישות הספציפיות של היישום שלהם כדי לקבוע את הסכום האופטימלי של ניוון פולט.

תגובה מהירה: Shaping

כאשר משתמשים ב- עקף קיבולטור עם התנגדות פולש פיצול, התגובה תדירות של המגבר הופכת להיות מורכבת יותר.ה- capacitor העקיפה יוצר תנופה תלויה תדירות במעגל הנפלט, מה שגורם לרווח להשתנות עם תדירות. בתדר נמוך שבו ה- capacitor הוא גבוה, ההתנגדות הנפלט המלא יעילה, וכתוצאה מכך רווח נמוך יותר.

התנהגות זו תלויה תדירות ניתן להשתמש באופן יתרון כדי לעצב את תגובת התדר של המגבר. על ידי בחירה בקפידה ערך capacitor העקיפה ואת היחס של עקיפה התנגדות פולטת בלתי מחוספס, מעצבים יכולים ליצור מגבר עם תכונות תגובה תדר ספציפיים.טכניקה זו משמשת בדרך כלל במגבר אודיו כדי ליישם את הפחתת הבס או השבר, ו RF במגברים כדי לייעל את ההתפלגות הריבית על פני התדירות של התדירות של התדירות.

תגיות Emitter Degeneration

אודיו Amplifiers

ניוון Emitter משמש נרחב בעיצוב אדמירל אודיו, שבו עיוות נמוך ורווח יציב הם רב-חשיבות. הליניאריות משופרת מתורגמת ישירות לאיכות קול טובה יותר עם עיוותים הרמוניים מופחתים. אודיו preamplifiers, מעגלי בקרה טון, ושלבי הנהג בדרך כלל משתמשים בגוון פולט כדי להשיג ביצועים גבוהים נאמנות.

במגברי אודיו רב-שלביים, ניוון פולט בשלבים הקלט מסייע לשמור על רעש נמוך ועיוותים תוך מתן רווח צפוי.המניעה מוגברת מועילה גם כאשר הוא מצופה ממקורות ריכוז גבוה כגון איסוף גיטרה, מיקרופוןים, או זרמי אודיו אחרים.

RF ומדיה תקשורת

מגברי משותף משמשים גם במעגלי תדר רדיו, למשל כדי להגביר אותות קלים שהתקבלו על ידי אנטנה.ביישומים RF, ניוון פולטטר מספק כמה יתרונות כולל שיפור התאמת תנוחה, רגישות מופחתת לפרמטרים טרנסיסטורים, ורוחב רוחב פס מורחב.

הרחבה רוחב הפס המסופקת על ידי ניוון פולטטר היא בעלת ערך מיוחד במגרעות RF רחבות ותדירות ביניים (IF) מגברי מגבר.הטכניקה מסייעת להשיג תגובה שטוחה על טווח התדר הרצוי תוך שמירה על יציבות ומניעת תנודות.

בידוד ומתינות

מגברי Instrumentation דורשים יציבות גבוהה, סחף נמוך, ומאפיינים של רווח צפוי - כל התכונות המוגברת על ידי פולטת ניוון.הרגישות מופחתת לטמפרטורה ופרמטרים טרנסיסטורים הופכת את המגברים פולטים מגבריים אידיאליים עבור יישומי מדידה מדויקים.

במערכות רכישת נתונים, ממשקי חיישן וציוד בדיקה, הביצועים היציבים והצפויים של מגברי פולטטר-דהגן מבטיחים עיבוד אותות מדויק על תנאים סביבתיים משתנים.הלינאריות המשופרת גם מפחיתה שגיאות מדידה הנגרמות על ידי עיוות מוגבר.

מגבר שונה

שלבים שונים של מגבר, אשר מהווים את השלבים קלט של מגבר תפעולי ועיגולים אנלוגיים רבים אחרים, בדרך כלל להשתמש ניוון פולטים.בזוג שונה, פולטים התנגדות הדור פולטים משפרים את הדחייה משותפת, להגביר את הפחתת הקלט, ולשפר את הליניות.

השימוש ב ניוון פולטר במגברים שונים מסייע גם לאזן את שני הצדדים של הזוג השונה, צמצום מתחים מלמטה ושיפור ההתאמה.זה חשוב במיוחד ביישום מעגלים משולבים שבו התאמה מדויקת של רכיבי דיסקרטית קשה להשיג.

טכניקות מתקדמות וריאציות

התחדשות פעילה

במקום להשתמש בהתנגדות פסיבית לפירוק של פיזור פולטים, מעצבים יכולים ליישם ניוון פעיל באמצעות מקורות נוכחיים או טרנזירים נוספים. ניוון פעיל יכול לספק התנגדות יעילה יותר ללא צורך כמה שיותר מחדר הראש של DC, מה שהופך אותו אטרקטיבי עבור יישומים נמוכים.

מקור נוכחי בפלט מספק תנופה גבוהה מאוד AC תוך שמירה על זרם DC קבוע.זה מאפשר שיפורים משמעותיים יציבות ללא טיפת המתח של התנגדות גדולה. ניוון פעיל משמש בדרך כלל בעיצובים מעגלים משולבים שבו מקורות נוכחיים ניתן ליישם ביעילות.

תדירות - Degeneration

על ידי הצבת רכיבים תגובתיים (capacitors או inductors) בסדרה או במקביל עם הדור הנפלט של התנגדות, מעצבים יכולים ליצור ניוון תלוי בתדר.טכניקה זו מאפשרת את כמות ה ניוון להשתנות עם תדירות, המאפשר תגובה מתוחכמת של תדירות עיצוב.

לדוגמה, קיבולטור במקביל עם התנגדות פולטת מספק יותר ניוון בתדרים נמוכים ופחות בתדרים גבוהים, יצירת מאפיין גבוה של קונדס, ממריץ בסדרה עם התנגדות פולטים מגביר את ה ניוון בתדרים גבוהים, יצירת אפקט נמוך-פס.טכניקות אלה הן בעלות ערך במעגלים שווים, פשטות, ותדירות-elective amplifiers.

חידושים ניתנים לעריכה

ביישומים מסוימים, רצוי להתאים את כמות ה ניוון פולטני באופן דינמי.זה יכול להתבצע באמצעות רשתות התנגדות מכוונות, מיקרוסקופים נשלטים דיגיטלית, או אלמנטים של התנגדות משתנה כגון FET הפועלים באזור ליניארי שלהם.

ניוון הניתן לתוכנה מאפשר רווח מותאם, רוחב פס, או מאפיינים ליניאריים.זה שימושי במעגלי בקרת רווח אוטומטיים (AGC), התאמות הסתגלותיות ויישומים רדיו מוגדרים בתוכנה בהם יש להתאים פרמטרים מעגליים בתגובה לתנאי שינוי אותות.

בעיות לפתרון ונפוצות

עקבו אחרי Capacitorכישלונות

אם אתה מתקשה לירות בשלבים בודדים במגבר פגם ולסמן שהאות שיוצאים משלב הוא הרבה פחות ממה שהיית מצפה, בהתחשב בגודל של הקלט - חושדים במגרש העקיפה.לפעמים הם יוצאים למעגל פתוח. An Open by capacitor למעשה מוסיף התחדשות פולטת מלאה, צמצום דרמטי של הרווח.

קפוצים אלקטרוליטיים, המשמשים בדרך כלל ליישומים עקפים בשל ערכי הקיבולת הגבוהה שלהם, נוטים במיוחד לכישלון לאורך זמן.הם יכולים להתייבש, לאבד את הכניעה, או לפתח עמידות סדרה שווה ערך גבוה (ESR). בדיקות רגילות והחלפת מנע של קפקאים אלקטרוליטיים ביישומים קריטיים יכול למנוע מצב זה כשל.

ערכים תקינים

באמצעות ערכים מנוגדים לא נכונים יכול להוביל לבעיות שונות.יותר מדי ניוון תוצאות לא מספיק רווח ועלול לגרום למגבר להיכשל כדי לעמוד במפרט ביצועים. ניוון קטן מדי לא מספק יציבות נאותה ושיפורים ליניאריות.

כאשר פותר בעיות רווח, תמיד לוודא כי ערכי התנגדות פולטים מתאימים חישובים עיצוב.בנוסף, לבדוק כי המתנגדים לא השתנו ערך עקב חימום יתר, ספיגת לחות או גורמים סביבתיים אחרים.

המונחים:

בעוד שדור פולט משפר את יציבות ההטיה, יישום לא תקין עדיין יכול להוביל לבעיות נקודתיות הטיה.התנגדות הנפלטת אינה יכולה לספק ייצוב הולם, בעוד התנגדות מוגזמת עלולה לגרום לטרנסטור לפעול מחוץ לאזור האופטימלי שלה או אפילו לחתוך.

כאשר אבחון בעיות הטיה, למדוד את מתחי DC בבסיס, פולט ואספן. השוו אלה לערכי העיצוב ולוודא כי הטרנזיר פועל באזור פעיל שלה עם חדר ראש מתח מספיק עבור אות.

עיצוב: Audio Preamplifier

בואו נלך דרך דוגמא עיצובית מלאה כדי להמחיש את היישום המעשי של עקרונות ניוון פולטים.We'll לעצב מתווך אודיו חד-שלבי עם המפרטים הבאים:

  • מתח אספקה: 12 V
  • רווח מתח מבוקש: 15 (בערך 23.5 dB)
  • תגובה מהירה: 20 הרץ עד 20 kHz
  • Input Impedance: > 10 k ⁇
  • Transistor: 2N3904 (β ⁇ 100-300)

(ב) 1 במרץ [[1924]]]]

בחר זרם אספנים של 1 mA עבור ליניאריות טובה ורעש נמוך.לצמצם את 12 V האספקה כדלקמן: 4 V על פני האספן התנגדות, 4 V מעבר transistor (VirFLT:0CEFLT:1), ו 4 V על פני התנגדות פולט.

(ב) [15] ,2 ,2 ,2 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אספן התנגדות: RevolveFLT:0 ,CFLT:1 ; 4 V / 1 mA = 4 k ⁇ (שימוש בערך סטנדרטי 3.9 k ⁇ )

עבור רווח של 15: RIRFLT:0[עריכת קוד מקור | עריכה]=RFillo:2 [CIRFLT 3: / 15= 3.9 k ⁇ / 15 ⁇ / 15 ⁇ 260 ⁇ (שימוש בערכים סטנדרטיים 270 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ )

עם זאת, אנו זקוקים להתנגדות נוספת ליציבות ההטיה של DC. השתמש בתצורה מפוצלת: RFLT:0E1cioFLT:1=270 ⁇ (לא עקפה) ו RevolveFLT:2E2FLT 3=3.6 k ⁇ (על ידי עקף), נותן סך של 3.87 k עבור הטיה DC.

3 (ב) 3 (ב) עיצוב רשת Bas NetworkFLT:1

מתח אמיטר: VearFLT:0EFLT:1ua = 1 mA × 3.87 k ⁇ 3.9 V.

ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:2 ויקרא יט" (בראשית כ"ד):

עיצוב המחלק של המתח כדי לצייר בערך 10 פעמים את הבסיס הנוכחי (10 μA × 10 = 100 μA):

RevolveFLT:0 ,2IRLT:1 ; 4.6 V / 100 μA = 46 k ⁇ (שימוש 47 k ⁇ )

RevolveFLT:0 ,1IRLT:1 = (12 V - 4.6 V) / 100 μA = 74 k ⁇ (שימוש 75 k ⁇ )

(ב) ,0) ↑ סעיף 4: בחירת ערכי Capacitor

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור 20 הרץ נמוך ⁇ חיתוך: CFLT:0incioFLT 1 = 1 / (2 ⁇ × 20 הרץ × 15 k ⁇ ) ⁇ 0.53 מיקרוF (שימוש 1 μF)

הפיכה (מעל 10 k ⁇ ): CIRFLT:0outcioFLT:1 = 1 / (2 ⁇ × 20 הרץ × 10 k ⁇ ) ⁇ 0.8 μF (שימוש 1 μF)

עקף capacitor: CIRLT:0[EFIRLT:1] = 1 / (2 ⁇ × 20 הרץ × 3.6 k ⁇ ) ⁇ 2.2 μF (שימוש 10 μF עבור שולי)

עיצוב זה מספק רווח יציב של כ-15, תנופה טובה קלט, ותגובה בתדר שטוח על פני תזמורת אודיו.הדור פולט מבטיח ביצועים עקביים על פני טרנזירים שונים וריאציות טמפרטורה.

השוואה עם טכניקות אחרות של ייצוב

ניוון Emitter הוא אחת מכמה טכניקות המשמשות לייצוב ולפתור את המגברים הטרנסיסטורים.הבנת איך זה משווה לגישות חלופיות מסייעת למעצבים לבחור את השיטה המתאימה ביותר ליישום שלהם.

(FLT:0Global Feedbackהמחשה: 1FLT) יישם משוב מהפלט בחזרה לקלט של מגבר בעל במה רב-שלבי יכול לספק יציבות דומה והטבות לינאריות.עם זאת, משוב עולמי יכול להציג בעיות יציבות ודורש פיצוי זהיר כדי למנוע oscillation. Emitter degeneration מספק משוב מקומי יציב.

(FLT:0)Constant Current Biasing: FIRLT:1 ; שימוש במקור נוכחי להטיה מספק יציבות DC מעולה, אבל לא בהכרח לשפר את לינאריות AC. Emitter כתובות DC ו- AC ביצועים.

(FLT:0 (Diguration Pair Configuration: ⁇ ) 1 מגברי אור-פוליטי מספקים דחייה משותפת משותפת ויציבות, אך הם דורשים טרנסיסטורים מתאימים ועיגול מורכב יותר.

מסקנה

ניוון Emitter הוא טכניקה בסיסית ורבת עוצמה בעיצוב מעגלים אנלוגי אשר משפר באופן משמעותי את הביצועים והאמינות של מגברי טרנס קוטביים. על ידי הצגת משוב שלילי מבוקר באמצעות התנגדות פולטת בלתי מרוסנת, מעצבים יכולים להשיג רווח יציב, שיפור לינאריות, עיוות מופחת, ותגמול טמפרטורה טוב יותר.

הרווח העיקרי של הסחר-off - רווח מתח מוקרן - הוא בדרך כלל יותר מאשר לפצות על ידי היתרונות הרבים.הרווח הופך צפוי ותלוי ביחס חיצוני התנגדות ולא פרמטרים משתנים משתנים משתנים, מה שהופך עיצובים יותר מניפולטיבי ואמין.התתתת הקלט המוגברת מפחיתה את השפעות הטעינה, בעוד רוחב הפס המורחבת מרוויח יישומים גבוהים.

הבנת התיאוריה, החישובים והיישום המעשי של ניוון פולטים הוא חיוני לכל מי שעובד עם אלקטרוניקה אנלוגית.אם עיצוב מגברי אודיו, מעגלי RF, מערכות כלי שיט, או כל יישום אחר הכולל טרנזיסטים דו קוטביים, ניוון פולטטר מספק שיטה מוכחת להשגת ביצועים איכותיים מקצועיים.

עיצוב מעגלים מודרני ממשיך להסתמך על עקרונות יסוד אלה, גם כאשר הטכנולוגיה מתקדמת.בעוד מעגלים משולבים והתנצלות מתוחכמת יותר הופיעו, הרעיון הבסיסי של ניוון פולטטר נשאר רלוונטי בשימוש נרחב. Mastering טכניקה זו מספקת בסיס מוצק להבנת מושגים עיצוב אנלוגיים מתקדמים יותר ומאפשר יצירת מעגלים חזקים, ביצועים גבוהים.

(ב) לקריאה נוספת על עיצוב מגבר ונושאים קשורים, לשקול לחקור משאבים מ-FLT:0Analog מכשירים FLT:1,FLT:2Texas InstrumentssofLT 3, ו-FLT:4 TutorialsFLT:5, המציעה הערות יישום נרחבות, עיצוב, חומרים חינוכיים על טכניקות עיצוב אנלוגיות.