เมื่อคุณต้องการออกแบบวงจรทรานซิสเตอร์สองขั้วคุณจำเป็นต้องรู้ว่าจะทำให้เกิดอคติได้อย่างไร การให้น้ำหนักคือการใช้กระแสไฟฟ้ากับทรานซิสเตอร์ในลักษณะเฉพาะเพื่อให้ทรานซิสเตอร์ดำเนินการตามที่คุณต้องการ แอมพลิฟายเออร์ส่วนใหญ่มีห้าคลาส ได้แก่ คลาส A คลาส B คลาส AB คลาส C และคลาส D ในบทความนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่การให้น้ำหนักทรานซิสเตอร์ในการกำหนดค่าอีซีแอลทั่วไปสำหรับการทำงานของแอมพลิฟายเออร์ความถี่เสียงเชิงเส้นคลาส A ความหมายเชิงเส้น สัญญาณเอาต์พุตเหมือนกับอินพุต แต่ขยาย
พื้นฐาน
เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนปกติทำงานในโหมดแอคทีฟ (ใช้ในวงจรแอมพลิฟายเออร์ส่วนใหญ่) ฐานจะต้องเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 0.7V (สำหรับอุปกรณ์ซิลิคอน) ที่สูงกว่าตัวปล่อย หลังจากใช้แรงดันไฟฟ้านี้ทรานซิสเตอร์จะเปิดและกระแสของตัวสะสมจะเริ่มไหลโดยลดลง 0.2V ถึง 0.5V ระหว่างตัวเก็บรวบรวมและตัวปล่อย ในโหมดแอคทีฟกระแสของตัวสะสมจะเท่ากับกระแสฐานคูณด้วยอัตราขยายปัจจุบัน (hfe, β) ของทรานซิสเตอร์
Ib = Ic / hfe Ic = Ib * hfe
กระบวนการนี้ย้อนกลับในทรานซิสเตอร์ PNP ซึ่งจะหยุดดำเนินการเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนกับฐาน เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ NPN Transistor และ PNP Transistor ที่นี่
อคติคงที่
วิธีที่ง่ายที่สุดในการไบแอส BJT แสดงไว้ในรูปด้านล่าง R1 ให้อคติพื้นฐานและเอาท์พุทระหว่าง R2 และตัวเก็บรวบรวมผ่านตัวเก็บประจุบล็อก DC ในขณะที่อินพุตถูกป้อนไปยังฐานผ่านตัวเก็บประจุบล็อก DC ควรใช้การกำหนดค่านี้ในภาคปรีแอมป์ธรรมดาเท่านั้นและห้ามใช้ขั้นตอนการจ่ายไฟโดยเฉพาะกับลำโพงแทนที่จะเป็น R2
ในการทำให้ทรานซิสเตอร์มีอคติเราจำเป็นต้องทราบแรงดันไฟฟ้า (Ucc), แรงดันไฟฟ้าฐานอิมิตเตอร์ (Ube, 0.7V สำหรับซิลิกอน, 0.3 สำหรับทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม), กระแสฐานที่ต้องการ (Ib) หรือกระแสสะสม (Ic) และ กำไรปัจจุบันของทรานซิสเตอร์ (hfe, β)
R1 = (Ucc - อุเบะ) / Ib R1 = (Ucc - Ube) / (Ic / hfe)
ค่า R2 สำหรับการได้รับและความผิดเพี้ยนที่เหมาะสมสามารถประมาณได้โดยการหารแรงดันไฟฟ้าด้วยกระแสของตัวสะสม อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ที่มีค่า R2 นี้สูงโดยประมาณค่าของอัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์ (hfe, β) หลังจากเพิ่มโหลดให้กับเอาต์พุตเช่นลำโพงหรือขั้นตอนการขยายถัดไปแรงดันไฟฟ้าขาออกจะลดลงเนื่องจาก R2 และโหลดจะทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ขอแนะนำให้อิมพีแดนซ์ของโหลดหรืออิมพีแดนซ์อินพุตของสเตจถัดไปสูงกว่า R2 อย่างน้อย 4 เท่า ตัวเก็บประจุแบบมีเพศสัมพันธ์ควรให้อิมพีแดนซ์โหลดน้อยกว่า 1/8 หรือความต้านทานอินพุตของขั้นตอนต่อไปนี้ที่ความถี่ต่ำสุดของการทำงาน
อคติตัวแบ่งแรงดัน / อคติตัวเอง
รูปด้านล่างนี้เป็นการกำหนดค่าการให้น้ำหนักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีความเสถียรของอุณหภูมิและให้อัตราขยายและความเป็นเชิงเส้นที่ดีมาก ในแอมพลิฟายเออร์ RF R3 สามารถแทนที่ด้วย RF choke นอกจากตัวต้านทานฐานเดี่ยว (R1) และตัวต้านทานตัวสะสม (R3) แล้วเรายังมีตัวต้านทานพื้นฐานเพิ่มเติม (R2) และตัวต้านทานตัวปล่อย (R4) R1 และ R2 สร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าและพร้อมกับแรงดันตกบน R4 ที่กำหนดให้เป็นแรงดันพื้นฐาน (Ub) ของวงจร การคำนวณมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากมีส่วนประกอบและตัวแปรที่ต้องพิจารณามากขึ้น
ก่อนอื่นเราเริ่มต้นด้วยการคำนวณอัตราส่วนตัวต้านทานของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานซึ่งกำหนดโดยสูตรที่แสดงด้านล่าง ในการเริ่มต้นการคำนวณเราต้องประมาณค่าของกระแสสะสมและตัวต้านทาน R2 & R4 สามารถคำนวณตัวต้านทาน R4 ให้ลดลง 0.5V ถึง 2V ที่กระแสสะสมที่ต้องการและ R2 ถูกตั้งค่าให้สูงกว่า R4 10 ถึง 20 เท่า สำหรับปรีแอมป์ R4 มักจะอยู่ในช่วง 1k-2k โอห์ม
R4 ที่ไม่แยกส่วนทำให้เกิดผลตอบรับเชิงลบซึ่งจะลดลงในขณะที่ลดความผิดเพี้ยนและปรับปรุงความเป็นเชิงเส้น การแยกตัวเก็บประจุด้วยตัวเก็บประจุจะเพิ่มกำไรดังนั้นขอแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าขนาดใหญ่พร้อมตัวต้านทานขนาดเล็กในอนุกรม