طریقه بایاس ترانزیستور

[ehsan_zt]

سلام،

من میخوام با یک ترانزیستور BJT ساده (مثلا 2n3904) یک تقویت کننده صوتی بسازم مدار اولیه به شکل زیر هست:

با فرض اینکه VCC 12 ولت هست،
1) چه طور باید مقدار مقاومت ها رو تعیین کنم ؟ (ممنون میشم اگه با فرمول توضیح بدین )
2) برای اینکه gain حداکثر باشه Vc یا ولتاژ کلکتور باید نصف ولناژ VCC باشه، درسته ؟
راجع به بایاس کردن خیلی مطالعه کردم ولی متاسفانه مطلب کاملی پیدا نکردم، همیشه جریان رو یک مقداری فرض می کنند و توضیحی داده نمیشه که بر چه اساس این انتخاب صورت گرفته :sad: دقت کنید که من دنبال مداری نیستم که فقط "کار کنه"، بلکه میخوام "در بهترین حالت" کارکنه. اگه یکی از دوستان لطف کنه و با ذکر دلیل بایاس ترانزیستور رو توضیح بده ممنون میشم.

[mostafa6369]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

سلام،

من میخوام با یک ترانزیستور BJT ساده (مثلا 2n3904) یک تقویت کننده صوتی بسازم مدار اولیه به شکل زیر هست:

با فرض اینکه VCC 12 ولت هست،
1) چه طور باید مقدار مقاومت ها رو تعیین کنم ؟ (ممنون میشم اگه با فرمول توضیح بدین )
2) برای اینکه gain حداکثر باشه Vc یا ولتاژ کلکتور باید نصف ولناژ VCC باشه، درسته ؟
راجع به بایاس کردن خیلی مطالعه کردم ولی متاسفانه مطلب کاملی پیدا نکردم، همیشه جریان رو یک مقداری فرض می کنند و توضیحی داده نمیشه که بر چه اساس این انتخاب صورت گرفته :sad: دقت کنید که من دنبال مداری نیستم که فقط "کار کنه"، بلکه میخوام "در بهترین حالت" کارکنه. اگه یکی از دوستان لطف کنه و با ذکر دلیل بایاس ترانزیستور رو توضیح بده ممنون میشم.

برای طراحی به چیزهای دیگری هم احتیاج هستش.مثلا حداکثر IB-IC , و مهمتر از همه بتای ترانزیستور استفاده شده

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

برای طراحی به چیزهای دیگری هم احتیاج هستش.مثلا حداکثر IB-IC , و مهمتر از همه بتای ترانزیستور استفاده شده

خب منم مشکلم همینه که جریان کلکتور رو در طراحی ها، خودشون یه عددی انتخاب میکنند (معمولا 1 میلی آمپر) ولی جایی ندیدم که دلیلی برای این انتخاب بیاره ( مثلا اگه بیشتر از این بگیریم گین چه تغییری میکنه ...).
بتا همون hfe هستش ؟

[mostafa6369]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

خب منم مشکلم همینه که جریان کلکتور رو در طراحی ها، خودشون یه عددی انتخاب میکنند (معمولا 1 میلی آمپر) ولی جایی ندیدم که دلیلی برای این انتخاب بیاره ( مثلا اگه بیشتر از این بگیریم گین چه تغییری میکنه ...).
بتا همون hfe هستش ؟

بتا همون hfe هستش
خوب باید دیتا شیت ترانزیستور را نگاه کنی و ماکزیمم جریان قابل تحمل ترانزیستور را دبیاری.اونوقت تو طراحیتون مقدار جریان را جوری با مقاومتها محدود کنی که از مقدار ماکزیمم تعریف شده بیشتر نشه و ترانزیستور اسیب نبینه

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

بتا همون hfe هستش
خوب باید دیتا شیت ترانزیستور را نگاه کنی و ماکزیمم جریان قابل تحمل ترانزیستور را دبیاری.اونوقت تو طراحیتون مقدار جریان را جوری با مقاومتها محدود کنی که از مقدار ماکزیمم تعریف شده بیشتر نشه و ترانزیستور اسیب نبینه

طبق دیتاشیت جریان ماکزیمم کلکتور 200 میلی آمپر هست. برای hfe هم چندین مقدار متناسب با جریان کلکتور وجود داره

طبق این عکس بیشترین hfe زمانی هست که جریان کلکتور 10 میلی آمپر باشه، درنتیجه ما بایاس ترانزیستور رو باید با جریان کلکتور 10 میلی آمپر انجام بدیم ؟
اگه جواب سوال بالا مثبته، از اینجا به بعد محاسبات مقاومت ها چظوز انجام میشه ؟
راستی یادم رفت جزو فرضیات بگم Vbe هم برابر 0.6 هست.

[علي تحيری]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

برای طراحی به چیزهای دیگری هم احتیاج هستش.مثلا حداکثر IB-IC , و مهمتر از همه بتای ترانزیستور استفاده شده

با سلام :
در طراحی آمپلی فایر با یک ترانزیستور موارد زیر الزامی می باشد.
1- جریان کولکتور باید حدود 1 میلی آمپر انتخاب شود. ( در حالت بیکاری و نرسیدن سیگنال ورودی.)
2- RE باید طوری انتخاب شود که بتواند1/10 ولتاژ تغذیه روی آن افت کند.( VCC یا 12 ولت در این جا)
3- R2 را باید 10 برابر RE انتخاب شود.
4- R1 باید 9 برابر R2 انتخاب شود.
5- RL باید طوری انتخاب شود که بتواند 45% ولتاژ تغذیه روی خود افت دهد. ( VCC یا 12 ولت در این جا)
C2 باید طوری انتخاب شود که X.C یا مقاومت خازنی آن 1/10 مقاومت RE در کم ترین فرکانسی که باید تقویت شود.

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

با سلام :
در طراحی آمپلی فایر با یک ترانزیستور موارد زیر الزامی می باشد.
1- جریان کولکتور باید حدود 1 میلی آمپر انتخاب شود. ( در حالت بیکاری و نرسیدن سیگنال ورودی.)
2- RE باید طوری انتخاب شود که بتواند1/10 ولتاژ تغذیه روی آن افت کند.( VCC یا 12 ولت در این جا)
3- R2 را باید 10 برابر RE انتخاب شود.
4- R1 باید 9 برابر R2 انتخاب شود.
5- RL باید طوری انتخاب شود که بتواند 45% ولتاژ تغذیه روی خود افت دهد. ( VCC یا 12 ولت در این جا)
C2 باید طوری انتخاب شود که X.C یا مقاومت خازنی آن 1/10 مقاومت RE در کم ترین فرکانسی که باید تقویت شود.

سلام ممنون از پاسختون. می تونید دلیل هریک از موارد رو شرح بدید ؟ مثلا مورد 1 چرا باید 1 میلی آمپر باشه ؟ اگر بیشتر یا کمتر باشه روی صدا چه تاثیری خواهد داشت ؟ (همینطور برای موارد بعدی اگه لطف کنید توضیح بدید)

[علي تحيری]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

سلام ممنون از پاسختون. می تونید دلیل هریک از موارد رو شرح بدید ؟ مثلا مورد 1 چرا باید 1 میلی آمپر باشه ؟ اگر بیشتر یا کمتر باشه روی صدا چه تاثیری خواهد داشت ؟ (همینطور برای موارد بعدی اگه لطف کنید توضیح بدید)

با سلام :
چون این موارد قانون طراحی برای یک ترانزیستور بعنوان آمپلی فایر می باشد که دقیقا باید رعایت شود، که من مختصر و مفید بیان کردم. جریان کولکتور 1 میلی آمپر بخاط قرار گرفتن ترانزیستور در حالت نه روشن و نه خاموش در حالت بیکاری ترانزیستور می باشد. ( نداشتن سیگنال ورودی برای تقویت) با رسیدن سیگنال ورودی به بیس که بیشتر از 1 میلی آمپر می باشد سبب بایاس بیش تر به ترانزیستور، کم شدن اهم دینامیکی ترانزیستور بین امیتر و کولکتور و در نتیجه عبور جریان بیش تر از خروجی کولکتور که همان تقویت می شود رخ خواهد داد.

[elect2]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

با سلام :
چون این موارد قانون طراحی برای یک ترانزیستور بعنوان آمپلی فایر می باشد که دقیقا باید رعایت شود، که من مختصر و مفید بیان کردم. جریان کولکتور 1 میلی آمپر بخاط قرار گرفتن ترانزیستور در حالت نه روشن و نه خاموش در حالت بیکاری ترانزیستور می باشد. ( نداشتن سیگنال ورودی برای تقویت) با رسیدن سیگنال ورودی به بیس که بیشتر از 1 میلی آمپر می باشد سبب بایاس بیش تر به ترانزیستور، کم شدن اهم دینامیکی ترانزیستور بین امیتر و کولکتور و در نتیجه عبور جریان بیش تر از خروجی کولکتور که همان تقویت می شود رخ خواهد داد.

سلام مهندس تحیری
لطفا در مورد تقویت کننده امپلی فایرهای ترانزیستوری بیشتر توضیح دهید که فرق تقویت با یک ترانزیستور و یا با دو ترانزیستور مثبت و منفی پوش پول یا ماسفتی در چیست؟
چگونه ترانزیستور یا فت باعث تقویت صدا میشه؟

[علي تحيری]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

سلام مهندس تحیری
لطفا در مورد تقویت کننده امپلی فایرهای ترانزیستوری بیشتر توضیح دهید که فرق تقویت با یک ترانزیستور و یا با دو ترانزیستور مثبت و منفی پوش پول یا ماسفتی در چیست؟
چگونه ترانزیستور یا فت باعث تقویت صدا میشه؟

با سلام مجدد :
در مورد آمپلی فایر با تک ترانزیستور مثبت یا منفی فرقی نمی کندفرقی بین استفاده وجود ندارد.
استفاده از ترانزیستور فت در پری آمپلی فایر ها باعث تداخل حداقل نویز در مدار می شود، مثل ترانزیستور فت 2n3819 بهترین برای ساخت پری آمپلی فایر می باشد.
استفاده از مدار پوش پول سبب دوبله شدن توان خروجی می شود، چون یک بار یک طرف مدار و بار دیگر در طرف دیگر مثل مدار دو برابر کننده ولتاژ که معمولا از ترانس با 3 سر ورودی و دو سر خروجی استفاده می کنند، البته از نوع بدون ترانس هم وجود دارد.
اما چگونه یک ترانزیستور تقویت می کند باید عرض کرد، وقتی که یک ترانزیستور خاموش است مقاومت دینامیکی بین کولکتور و امتیر آن خیلی زیاد است. واگر ترانزیستور از نوع منفی باشد امیتر آن به خط منفی و کولکتور آن با مقاومت بار کولکتور به خط مثبت وصل است. و هر گاه ما یک جریان و ولتاژی بالاتر از 0.7 ولت بین بیس و امیتر برقرار کنیم ترانزیستور روشن می شود و اهم بین کولکتور و امیتر کم می شود. وقتی که مقاومت کم می شود یعنی عبور جریان زیاد می شود و هرچه جریان بیش تری به بیس بدهیم جریان بیش تری از امیتر و کولکتور می گذرد که بستگی به ضریب تقویت یا بتای ترانزیستور دارد. پس اگر ما 5 میلی آمپر به بیس یک ترانزیستور با بتای 100 بدهیم در خروجی 5×100 = 500 میلی آمپر در خروجی داریم و این می شود تقویت 100 برابر.

[مته به خشخاش]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

درود بر شما،

بایاس ترانزیستور بستگی به پیش فرض هایی دارد. از جمله باید مشخص باشد که دامنه ی سیگنال ورودی شما چقدر است. بر اساس آن مقدار ولتاژ بایاس VBE انتخاب می شود که باید در حدود همان ولتاژ سیگنال ورودی باشد.
از روی این ولتاژ جریان بیس معین می شود.
سپس از روی ضریب تقویت جریان ترانزیستور، مقدار جریان کلکتور پیدا می شود.
با داشتن مدار تقویت کننده ی کلاس A، همان طور که نوشتید ولتاژ کلکتور باید روی نصف ولتاژ تغذیه باشد (بدون سیکنال ورودی). خوب، جریان و ولتاژها را دارید، مقدار مقاومت ها را با قانون اهم محاسبه می کنید دیگر!
با این اطلاعات تمام مقاومت ها محاسبه می شوند. اما محاسبه ی مقدار خازن ها بخصوص خازن روی امیتر ترانزیستور کمی فنی تر است.

پیروز باشید.

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

با سلام :
چون این موارد قانون طراحی برای یک ترانزیستور بعنوان آمپلی فایر می باشد که دقیقا باید رعایت شود، که من مختصر و مفید بیان کردم. جریان کولکتور 1 میلی آمپر بخاط قرار گرفتن ترانزیستور در حالت نه روشن و نه خاموش در حالت بیکاری ترانزیستور می باشد. ( نداشتن سیگنال ورودی برای تقویت) با رسیدن سیگنال ورودی به بیس که بیشتر از 1 میلی آمپر می باشد سبب بایاس بیش تر به ترانزیستور، کم شدن اهم دینامیکی ترانزیستور بین امیتر و کولکتور و در نتیجه عبور جریان بیش تر از خروجی کولکتور که همان تقویت می شود رخ خواهد داد.

ممنون. اینطوری که من متوجه شدم این طریقه ی بایاس کردن خیلی به مشخصات یک نوع ترانزیستور بستگی نداره و یک حالت کلی هست که بیشتر اوقات ترانزیستور رو در حالت مناسب قرار میده درسته ؟ مثلا اگه ترانزیستور 2n3904 باشه یا BC109 فرقی نمیکنه و مقادیر محاسبه شده برای مقاومت ها یکی در میاد. راه دقیقتری هم وجود داره آقای تحیری ؟

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

چگونه ترانزیستور یا فت باعث تقویت صدا میشه؟

علاوه بر مواردی که استاد تحیری گفتند، فت آمپدانس ورودی بالایی داره و میتونه خروجی با آمپدانس پایینی داشته باشه، که این ویژگی برای برخی مدارات پری آمپلیفایر (مخصوصا قسمت بافر ورودی) میتونه نسبت به BJT ها مناسبتر باشه . البته فت ها مشخصات الکترونیکی خیلی متغییری دارند که "درست" بایاس کردن اون ها، یکم مشکل تر از BJT هاست .

[ehsan_zt]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

درود بر شما،

بایاس ترانزیستور بستگی به پیش فرض هایی دارد. از جمله باید مشخص باشد که دامنه ی سیگنال ورودی شما چقدر است. بر اساس آن مقدار ولتاژ بایاس VBE انتخاب می شود که باید در حدود همان ولتاژ سیگنال ورودی باشد.
از روی این ولتاژ جریان بیس معین می شود.
سپس از روی ضریب تقویت جریان ترانزیستور، مقدار جریان کلکتور پیدا می شود.
با داشتن مدار تقویت کننده ی کلاس A، همان طور که نوشتید ولتاژ کلکتور باید روی نصف ولتاژ تغذیه باشد (بدون سیکنال ورودی). خوب، جریان و ولتاژها را دارید، مقدار مقاومت ها را با قانون اهم محاسبه می کنید دیگر!
با این اطلاعات تمام مقاومت ها محاسبه می شوند. اما محاسبه ی مقدار خازن ها بخصوص خازن روی امیتر ترانزیستور کمی فنی تر است.

پیروز باشید.

سلام ممنون از جوابتون،
ولتاژ ورودی بین 0.5 تا 1 ولت AC هستش.
مگه ولتاژ بیس امیتر همیشه بین 0.6 تا 0.7 نیست ؟ (برای ولتاژهای تغذیه پایین و همین ترانزیستور های کوچک فکر کنم باید 0.6 در نظر بگیریم).
من راستش خیلی از فیزیک دبیرستان خاطرم نیست (سالها پیش خوندم) میشه لطفا به صورت فرمول بنویسید ؟
اگر بعد از بایاس من بخوام مقدار gain ترانزیستور رو با یک پتانسیومتر کم و زیاد کنم، اونو باید با مقاومت امیتر سری کنم ؟

[علي تحيری]

پاسخ : طریقه بایاس ترانزیستور

سلام ممنون از جوابتون،
ولتاژ ورودی بین 0.5 تا 1 ولت AC هستش.
مگه ولتاژ بیس امیتر همیشه بین 0.6 تا 0.7 نیست ؟ (برای ولتاژهای تغذیه پایین و همین ترانزیستور های کوچک فکر کنم باید 0.6 در نظر بگیریم).
من راستش خیلی از فیزیک دبیرستان خاطرم نیست (سالها پیش خوندم) میشه لطفا به صورت فرمول بنویسید ؟
اگر بعد از بایاس من بخوام مقدار gain ترانزیستور رو با یک پتانسیومتر کم و زیاد کنم، اونو باید با مقاومت امیتر سری کنم ؟

با سلام :
بایاس کم تر از 0.6 ولت معمولا قطع کار ترانزیستور و بالاتر از از آن شروع هدایت کار ترانزیستور می باشد و بعد از شروع کار به بالاتر از این عدد هم می رسد.