- Co je Bootstrapping?
- Proč potřebujeme vysokou vstupní impedanci pro tranzistor zesilovače?
- Požadované komponenty
- Kruhový diagram
- Práce se zesilovačem Bootstrap
Zesilovače jsou nedílnou součástí elektroniky, které se používají k zesílení signálů s nízkou amplitudou. Zesilovač hraje velmi důležitou roli pro zvýšení signálu, zejména v audio a výkonové elektronice. Dříve jsme vyráběli mnoho typů zesilovačů včetně audio zesilovačů, výkonových zesilovačů, operačních zesilovačů atd. Kromě nich se můžete naučit mnoho dalších běžně používaných zesilovačů pomocí následujících odkazů:
- Push-pull zesilovač
- Diferenciální zesilovač
- Invertující zesilovač
- Přístrojový zesilovač
Každý zesilovač má jinou třídu a použití. K sestavení zesilovače se obvykle používají tranzistory a operační zesilovače. Zde se v tomto projektu dozvídáme o Bootstrap Amplifier.
Co je Bootstrapping?
Bootstrapping je obvykle technika, při které se při spuštění používá část výstupu. V zesilovači Bootstrap se pro zvýšení vstupní impedance používá bootstrapping. Díky tomu se také sníží efekt načítání na vstupním zdroji. Design vypadá podobně jako dvojice Darlington, která má bootstrapový kondenzátor. Kondenzátor Bootstrap se používá k poskytování pozitivní zpětné vazby střídavého signálu na základnu tranzistoru. Tato pozitivní zpětná vazba pomáhá zlepšit efektivní hodnotu základního odporu. Tento přírůstek základního odporu je také určen napěťovým ziskem obvodu zesilovače.
Proč potřebujeme vysokou vstupní impedanci pro tranzistor zesilovače?
Vysoká vstupní impedance zlepšuje zesílení vstupního signálu a je tak vyžadována v různých aplikacích zesilovačů. Pokud máme nízkou vstupní impedanci, získáme nízké zesílení. Obecně mají BJT (bipolární tranzistor s přechodem) nízkou vstupní impedanci (obvykle 1 ohm až 50 kiloohmů). K tomu se používá technika bootstrapping ke zvýšení vstupní impedance.
Napětí na vstupní impedanci se vypočítá pomocí následujícího vzorce:
V = {(V in.Z in) / (V in + ZV in)}
Podle vzorce je tedy vstupní impedance úměrná napětí na něm. Pokud se zvýší vstupní impedance, napětí na ní se také zvýší a naopak.
Požadované komponenty
- Tranzistor NPN - BC547
- Rezistor - 1k, 10k
- Kondenzátor - 33pf
- AC nebo pulzní vstupní signál
- DC napájení - 9V nebo 12V
- Nepájivá deska
- Připojovací vodiče
Kruhový diagram
Pro vstupní pulzní signál jsme použili AC signál (pomocí transformátoru), můžete také použít PWM vstup. A pro vstup Vcc používáme v obvodu RPS (Regulované kladné napájení). Z bezpečnostních důvodů udržujte vzdálenost mezi vodičem AC a DC.
Práce se zesilovačem Bootstrap
Po připojení obvodu podle schématu zapojení vypadá obvod podobně jako Darlingtonova dvojice. Zde jsme použili techniku bootstrapping ke zvýšení vstupní impedance tohoto obvodu zesilovače. Když je základna tranzistoru Q1 vysoká a bod B je nízký. Proto se kondenzátor nabíjí až na hodnotu napětí na R2. Když Q1 poklesne a napětí začne stoupat na základně Q2, kondenzátor se vybíjí pomalu. A pro udržení nabití je také bod A posunut nahoru. Napětí v bodě B se tedy zvyšuje a napětí v bodě A také stále roste, dokud nepůjde více než Vcc.
Náboj do bootstrapového kondenzátoru C1 je odváděn rezistorem R1 a R2. Tato technika se nazývá bootstrapping, protože zvýšení napětí na jednom konci kondenzátoru zvýší napětí na druhém konci kondenzátoru.
Poznámka: Techniku bootstrapping lze použít pouze v případě, že časová konstanta RC je více ve srovnání s jedinou periodou signálu pohonu.
Níže je uvedena proteusová simulace bootstrapového zesilovače se zesílenou křivkou.
Také jsme navrhli obvod zesilovače bootstrap na prkénku. Níže je uveden výstupní průběh získaný pomocí osciloskopu:
Zkontrolujte více obvodů zesilovače a jejich aplikací.