Bootstrap усилвателна схема, използваща транзистори

Усилвателите са неразделна част от електрониката, които се използват за усилване на сигнали с ниска амплитуда. Усилвателят играе много важна роля за усилване на сигнала, особено в аудио и силовата електроника. Преди това сме създали много видове усилватели, включително аудио усилватели, усилватели на мощност, операционни усилватели и др. Освен тях можете да научите много други често използвани усилватели, като следвате връзките по-долу:

• Push-pull усилвател
• Диференциален усилвател
• Инвертиращ усилвател
• Инструментален усилвател

Всеки усилвател има различен клас и приложение. Обикновено транзисторите и операционните усилватели се използват за изграждане на усилвател. Тук в този проект научаваме за Bootstrap усилвател.

Какво е Bootstrapping?

Обикновено Bootstrapping е техника, при която част от изхода се използва при стартиране. В усилвателя Bootstrap, bootstrapping се използва за увеличаване на входния импеданс. Поради което ефектът на натоварване върху входния източник също намалява. Дизайнът прилича на двойката Дарлингтън, имащ кондензатор за зареждане. Bootstrap кондензатор се използва за осигуряване на положителна обратна връзка на AC сигнала към основата на транзистора. Тази положителна обратна връзка помага за подобряване на ефективната стойност на базовото съпротивление. Това нарастване на базовото съпротивление също се определя от усилването на напрежението на усилвателната верига.

Защо се нуждаем от висок импеданс на усилвателния транзистор?

Високият входен импеданс подобрява усилването на входния сигнал и по този начин се изисква в различни приложения на усилвателя. Ако имаме нисък входен импеданс, ще получим ниско усилване. По принцип BJT (биполярен транзистор за свързване) имат нисък входен импеданс (обикновено от 1 ом до 50 кило ома). Така че за това се използва техника за зареждане за увеличаване на входния импеданс.

Напрежението на входния импеданс се изчислява, като се използва формулата по-долу:

V = {(V _в.Z _в) / (V _в + ZV _в)}

Следователно, съгласно формулата, входният импеданс е пропорционален на напрежението върху него. Ако входният импеданс се увеличи, напрежението на него също ще се увеличи и обратно.

Необходими компоненти

• NPN транзистор - BC547
• Резистор - 1k, 10k
• Кондензатор - 33pf
• AC или импулсен входен сигнал
• DC захранване - 9V или 12V
• Макет
• Свързващи проводници

Електрическа схема

За входния импулсен сигнал използвахме променлив сигнал (с помощта на трансформатор), можете да използвате и ШИМ вход. И за входа Vcc използваме RPS (регулирано положително захранване) във веригата. Поддържайте разстоянието между AC и DC проводника от съображения за безопасност.

Работа на Bootstrap усилвател

След свързване на веригата съгласно схемата, веригата изглежда подобна на двойката Дарлингтън. Тук използвахме техника за зареждане, за да увеличим входния импеданс на тази усилвателна схема. Когато основата на транзистора Q1 е висока, а точка В е ниска. Следователно кондензаторът се зарежда до стойността на напрежението в R2. Когато Q1 се понижи и напрежението започне да се увеличава в основата на Q2, кондензаторът се разрежда бавно. И за да се поддържа зарядът, точка А също се изтласква нагоре. Така че напрежението в точка В се увеличава и напрежението в точка А също продължава да се покачва, докато не достигне повече от Vcc.

Зарядът в кондензатора за зареждане C1 се източва от резисторите R1 и R2. Техниката се нарича bootstrapping, защото повишаването на напрежението в единия край на кондензатора ще увеличи напрежението в другия край на кондензатора.

Забележка: Техниката за стартиране може да се използва само ако RC времевата константа е по-голяма в сравнение с единичния период на задвижващия сигнал.

По-долу е симулацията на протеус на усилвателя на bootstrap с усилената форма на вълната.

Също така, ние сме проектирали усилвателната верига на bootstrap на борда. Изходната форма на вълната, получена с помощта на осцилоскопа, е дадена по-долу:

Проверете още усилвателна верига и техните приложения.