|
|
|
Etajele de amplificare
(a) Amplificatoare cu un singur etaj de amplificare
Pentru a constitui un etaj de amplificare, amplificatoarele elementare sunt completate cu reteaua de polarizare ( mai simpla sau mai complexa in functie de necesitatile de insensibilizare la variatiile temperaturii, tensiunii de alimentare sau parametrilor tranzistoarelor) si cu elemente de clupaj. Elementele de clupaj fac legatura cu sursa ( sau etajul anterior ) si cu etajul urmator (sau sarcina). Cuplajul galvanic (direct sau prin rezistente) are dezavantaje importante cum ar fi influentarea reciproca a etajelor in curent continuu sau pierderile de putere pe rezistente. Cel mai utilizat element de clupaj este condensatorul. El asigura o separare ideala in curent continuu si un cuplaj foarte bun in curent alternative ( atunci cand este bine ales, adica avand o reactanta neglijabila la frecventa minima a semnalului).
Schemele obisnuite al ASM(amplificatoare de semnal mic) cu tranzistoare bipolare sunt prezentate in figura de mai jos. Ci si Co sunt condensatoare de clupaj. Dupa cum am vazut pentru conexiunea EC, Re micsoreaza Au si mareste Ri. Eliminarea influentei Re in curent alternativ se face cupland in paralel un condensator Ce cu reactanta neglijabila in domeniul de frecvente de lucru. Acesta poarta numele de condesator de decuplare. Un rol asemanator il are condensatorul Cb pentru conexiunea BC.
Uneori se utilizeaza o solutie de compromis care permite realizarea unei amplificari dorite si a unei rezistente marite de intrare (EC), numita decuplare partiala.
(b) Amplificatoare cu mai multe etaje
Un ASM contine obisnuit mai multe etaje legate in cascada. In acest saz amplificarea totala este produsul amplificarilor individuale. Se ia un amplificator de semnal mic cu doua etaje ca in figura de mai jos. Cu ajutorul schemei echivalente la frecvente medii se calculeaza amplificarea in banda.
"Ci" sunt constante de timp de scurtcircuit si se calculeaza pe schema echivalenta de joasa frecventa. Cis este produsul intre capacitatea Ci si rezistenta echivalenta la bornele sale, atunci cand celelalte condensatoare sunt considerate scurtcircuit
"Co" sunt constante de timp de circuit deschis si se calculeaza pe schema echivalenta la inalta frecventa. Cio este produsul intre capacitatea condensatorului i si rezistenta echivalenta la bornele sale, atunci cand celelalte condensatoare sunt considerate la reactante infinite.
Un montaj des intalnit in etajele de audiofrecventa de semnal mic este acela cu colector comun.
In fig. 6.5 este prezentata schema de principiu a unui astfel de etaj. Tranzistorul utilizat este unul de tip pnp. Amplificarea etajului este putin mai mica decat unitatea, practic considerandu-se ca semnalul prezent la iesire are aceiasi amlpitudine cu semnalul de la intrare, fiind in faza cu trap, fiind numit si repetor bootstrap.(fig. 6.6) accesta. De aceea etajul se numeste repetor pe emitor.
Dintre proprietatile acestui etaj trebuie amintita impedanta de intrare foarte mare si impedanta de iesire mica. Din acest motiv repetorul pe emitor este utilizat pentru a adapta doua impredante foarte diferite.
De multe ori etajul repetor pe emitor se utilizeaza in conexiune boots-
Condensatorul C8 aduce la intrarea etajului semnalul de iesire, realizand o
reactie negativa. Reactanta capacitiva a lui C8 trebuie sa fie mult mai mica decat valoarea rezistentei echivalente grupului R1R2 puse in paralel in tot .
operationale audifercventa. Din acest motiv C8 are valori de ordinul zecilor de microfarazi, utilizand in aceasta pozitie un condensator electrolitic.
Plecand de la schemele de
principiu prezentate in fig. 6.5. si fig. 6.6 vom face o scurta apreciere
calitativa a comportarii etajelor din punct de vedere al impedantei de intrare.
Montajul repetor pe emitor, prezinta ca impedanta de intrare divizorul R1R2
plasat in parale cu impedanta de intrare a etajului repetor pe emitor. Din
motive de stabilitate termica a punctului de functionare, curentul prin
divizorul bazei trebuie ales cel putin de zece ori mai mare decat curentul de
baza al traznzistorului. In aceste conditii divizorul R1R2 va micsora foarte
puternic impedanta de intrare a etajului din fig. 6.5, care va fi practic Rintr = R1R2/R1+R2 avand valori
de ordinul zecilor de kohmi.
In cazul conexiunii bootstrap, pastrand aceleasi conditii de polarizare statica impusa de stabilitatea termica a punctului staticde functionare, rezistentele R1, R2 si Rb au o contributie foarte mica in constituirea impedantei de intrare a etajului. Motivul, este doar existenta in regin dinamic a tensiunii de iesire intre punctul A si masa.
Deoarece tensiunea de iesire este cu foarte putin mai mica decat tensiunea de intrare, componenta de semnal, a curentului de intrare, prin Rb este foarte mica.
In aceste conditii, circuitul de polarizare statica nu mai afecteaza impedanta de intrare a etajului, care este practic foarte apropiata ca valoare de impedanta de intrare a tranzistorului si anume (1+b)Re. Impedanta de intrare a etajelor de intrare repetoare in conexiune bootstrap, atinge valori de ordinul Mohmilor
(c) Etaje finale in clasa A
Avand randamente mici, aceste etaje sunt utilizate in cazurile in care puterile sunt mici si problema randamentului nu este importanta. In aceste etaje se poate evita apropierea punctului de functionare al tranzistorului de zonele neliniare si se pot obtine distorsiuni foarte mici. In majoritatea situatiilor sunt utilizate tranzistoare in conexiune emitor comun datorita amplificarii mari de putere in aceasta conexiune.
Variante de etaje finale clasa A in conexiune EC se deosebesc prin cuplaj cu sarcina. Elementele de polarizare sunt cele de la amplificatoarele de semnal mic.
