Praktická elektronika/BJT Zesilovače: Porovnání verzí

 
Teď již známe vše k tomu, abychom určili pracovní bod zesilovače v klidovém stavu (tedy ve stavu kdy na vstup nepřivádíme žádný signál). Poté co přivedeme jakýkoliv signál na vstup se změní proud báze a tudíž i jeho pracovní bod. Tranzistor se otevře, resp. zavře a tím se změní napětí <math>U_{CE}</math> a tedy i výstupní napětí <math>u_2</math>.
 
== Příklad zapojení ==
Schéma<br />
 
[[File:Zesilovač schéma.png|thumb||250px|left|schéma zesilovače]]<br />
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
<math>U_{CC}</math> – Napájení<br />
 
<math>GND</math> – uzemnění<br />
 
<math>G</math> – Generátor sinusového signálu<br />
 
<math>OSC.</math> – Osciloskop<br />
 
<math>R_{B1}, R_{B2} ; R_{B3}, R_{B4}</math> – Odporový dělič k nastavení pracovního bodu tranzistoru.<br />
 
<math>R_E</math> – Stabilizace pracovního bodu<br />
 
<math>R_C</math> – Určuje strmost zatěžovací přímky tranzistoru a je na něm závislé umístění pracovního bodu.<br />
 
<math>C_1 , C_2, C_3</math> – Filtrace stejnosměrné složky procházejícího proudu.<br />
 
<math>T_1, T_2</math> – Tranzistory v zapojení se společným emitorem. <br />
 
 
Tranzistory zvolíme typu BC547B. Tento typ má hodnotu <math>h_{21E}= 360</math>.
Rezistory, které budeme potřebovat se dají vypočítat pomocí vzorců, které najdeme na další stránce. Pro oba stupně zesílení jsou vzorce stejné, jen změníme hodnou proudu na hodnotu, kterou chceme, aby daným stupněm procházel. Po výpočtech nám vyšli výsledky níže. Při kupování odporů se musíme spokojit pouze s hodnotami, které se vyrábí, takže vybíráme hodnotu nejbližší té, kterou jsme vypočítali.<br />
 
Pro 1. stupeň, kterým chceme, aby protékal proud <math>I_C= 20 mA</math>:<br />
 
<math>R_{B1}= 24,5 k\Omega</math> ; <math>R_{B2}= 2,5 k\Omega</math> ; <math>R_E= 0,035 k\Omega</math> ; <math>R_C= 0,375 k\Omega</math><br />
 
Pro 2. stupeň, kterým chceme, aby protékal proud <math>I_C= 50 mA</math>:<br />
 
<math>R_{B3}= 48,2 k\Omega</math> ; <math>R_{B4}= 58,99 k\Omega</math> ; <math>R_{E2}= 0,15 k\Omega</math><br />
 
Pro kondenzátory zvolíme hodnotu <big>10μF</big>.<br />
 
 
 
Výsledné zesílení by se mělo rovnat přibližně 10-ti násobku vstupního napětí. Generátor nastavíme na hodnotu <math>100 mV</math> a frekvenci <math>1 kHz</math> na sinusových kmitech. Vstupní napětí zvolíme <math>15 V</math>; napětí báze-emitor <math>U_{BE}= 0,7 V</math>; napětí na rezistoru emitoru je polovina <math>U_{CC}</math>, takže <math>U_{RE}= 7,5 V</math>; kolektorový proud pro 1. Stupeň <math>I_C= 20 mA</math> a pro 2. stupeň zvolíme <math>I_C= 50 mA</math>.
Tento typ zesilovače má napětí na výstupu fázově posunuté o 180̊ oproti vstupnímu signálu.
 
'''Výroba''' zesilovače není nějak obtížná, stačí být trochu zručný, trpělivý a mít potřebné vybavení. Základem plošného spoje je cuprextit. Ve své podstatě se jedná o sklolaminátovou desku (ta tvoří nosnou část), na kterou je jednostranně naplátována měděná fólie o síle několika mikrometrů, která tvoří po odpilování přebytečné mědi propojovací cesty. Podle schématu si vypilujeme potřebné cesty, které budeme spojovat.
'''Vybavení'''
Jak už bylo zmíněno, budeme potřebovat destičku, na kterou budeme pájet. Dále je potřebná pájka, cín, kalafuna, měřicí přístroj, generátor signálu, osciloskop (Reproduktor) a potřebné součástky.
[[File:Pilování.jpg|thumb||150px|left|Pilování]]<br />
<br />
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Výsledné zapojení není zrovna na pohled nějak krásné, ale bez potíží funguje. Jako si doma můžeme zapojit mp3 přehrávač a na výstup reproduktor, ve kterém bychom měli uslyšet hudbu z přehrávače.
[[File:Zesilovač.jpg|thumb||250px|left|Zesilovač]]<br />
<br />
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=== Výpočet vzorců zesilovače se společným emitorem ===
<math>A_U = \frac{U_{out}} {U_{in}}</math>
 
==== Přiklad výpočtuVýpočet vzorců pro 1. stupeň ====
 
<math>U_{BE} = 0,7 V</math> ,
<math>I_C = 520 mA</math> ,
<math>U_{CC} = 915 V</math> ,
<math>h_{21E} = 360</math> ,
<math>R_E = 100\Omega</math>
 
 
<math>R_C = \frac{\frac{1} {2} U_{CC}} {I_{C}} = \frac{\frac{1} {2} 9V15V} {5mA20mA} = 0,9375 k\Omega</math>
 
 
<math>R_E = \frac{U_{BE}} {I_{C}} = \frac{0,7V} {20mA} = 0,035 k\Omega</math>
 
 
<math>I_B = \frac{I_C} {h_{21E}} = \frac{20mA} {360} \dot= 0,055 A</math>
 
 
<math>R_{B1} = \frac{U_{CC} - U_{BE} - U_{RE}} {11 \cdot I_B} = \frac{15V - 0,7V - 0,7V} {11 \cdot 0,055A} = \frac{13,6V} {0,605A} \dot= 24,5k\Omega</math>
 
 
<math>R_{B2} = \frac{U_{BE} + U_{RE}} {10 \cdot I_B} = \frac{0,7V + 0,7V} {10 \cdot 0,014A} = \frac{1,4V} {0,555A} \dot= 2,6k\Omega</math>
 
==== Výpočet vzorců pro 2. stupeň ====
 
<math>U_{BE} = 0,7 V</math> ,
<math>U_{RE} = 7,5 V</math> ,
<math>I_C = 50 mA</math> ,
<math>U_{CC} = 15 V</math> ,
<math>h_{21E} = 360</math> ,
 
 
 
<math>U_R_{REE2} = I_C \cdotfrac{U_{BE}} R_E{I_{C}} = 0\frac{7,005A5V} \cdot 100\Omega{50mA} = 0,5 V15 k\Omega</math>
 
 
<math>I_B = \frac{I_C} {h_{21E}} = \frac{5mA50mA} {360} \dot= 0,0141388 A</math>
 
 
<math>R_{B1B3} = \frac{U_{CC} - U_{BE} - U_{RE}} {11 \cdot I_B} = \frac{9V15V - 0,7V - 07,5V} {11 \cdot 0,014A1388A} = \frac{76,8V} {0,154A139A} \dot= 50,65k47k\Omega</math>
 
 
<math>R_{B2B4} = \frac{U_{BE} + U_{RE}} {10 \cdot I_B} = \frac{07,7V5V + 0,5V7V} {10 \cdot 0,014A1388A} = \frac{18,2V} {0,14A139A} \dot= 857,57k8k\Omega</math>
 
== Nedostatky ==
14

editací