مدار تقویت کننده پایه اساسی ترین ساختار در مدارهای تقویت کننده و واحد اساسی برای ساخت مدارهای تقویت کننده پیچیده است. از ویژگی یک ترانزیستور اتصال دوقطبی (BJT) استفاده می کند که در آن جریان ورودی جریان خروجی را کنترل می کند، یا از یک ترانزیستور اثر میدانی (FET) که در آن ولتاژ ورودی جریان خروجی را کنترل می کند، برای تقویت سیگنال استفاده می کند. دانش مدارهای تقویت کننده پایه در این فصل، پایه مهمی برای مطالعه بیشتر الکترونیک است.
مدار تقویت کننده پایه به طور کلی به مدار تقویت کننده ای اطلاق می شود که از یک ترانزیستور یا FET تشکیل شده است. از منظر مدار، یک مدار تقویت کننده پایه را می توان به عنوان یک شبکه دو پورت- مشاهده کرد. اثر تقویت در جنبه های زیر منعکس می شود:
1. مدار تقویت کننده عمدتا از اثر کنترل ترانزیستور یا FET برای تقویت سیگنال های ضعیف استفاده می کند. سیگنال خروجی از نظر دامنه ولتاژ یا جریان تقویت می شود و انرژی سیگنال خروجی تقویت می شود.
2. انرژی سیگنال خروجی در واقع توسط یک منبع تغذیه DC تامین می شود اما از طریق کنترل ترانزیستور به انرژی سیگنال تبدیل می شود و در اختیار بار قرار می گیرد.
ترکیب مدار: در یک مدار تقویتکننده پایه با پیکربندی امیتر رایج، سیگنال ورودی بین پایه و امیتر اعمال میشود و خازنهای جفت C1 و Ce بهعنوان اتصال کوتاه-برای سیگنالهای AC در نظر گرفته میشوند. سیگنال خروجی از کلکتور به زمین گرفته می شود و جریان DC با کوپلینگ خازن C2 مسدود می شود و فقط سیگنال AC را به مقاومت بار RL اعمال می کند. پیکربندی امیتر رایج مدار تقویت کننده در واقع به این اشاره دارد که ترانزیستور در مدار تقویت کننده در یک پیکربندی-امیتر مشترک قرار دارد.
هنگامی که سیگنال ورودی صفر است، منبع تغذیه DC جریان پایه DC و جریان کلکتور DC را از طریق مقاومتهای بایاس به ترانزیستور میرساند و یک ولتاژ DC مشخص را بین سه پایانه ترانزیستور تشکیل میدهد. به دلیل اثر مسدود کننده DC خازن کوپلینگ، ولتاژ DC نمی تواند به پایانه های ورودی و خروجی مدار تقویت کننده برسد.
هنگامی که سیگنال AC ورودی از طریق خازن های جفت کننده C1 و Ce به محل اتصال امیتر ترانزیستور اعمال می شود، ولتاژ در محل اتصال امیتر به برهم نهی AC و DC تبدیل می شود. وضعیت سیگنال در مدار تقویت کننده نسبتا پیچیده است و علائم هر سیگنال به صورت زیر تعریف می شود: با توجه به اثر تقویت جریان ترانزیستور، ic ده ها برابر بزرگتر از ib است. به طور کلی، تا زمانی که پارامترهای مدار به طور مناسب تنظیم شده باشند، ولتاژ خروجی می تواند چندین برابر بیشتر از ولتاژ ورودی باشد. بخشی از مقدار AC در uCE از طریق خازن کوپلینگ به مقاومت بار می رسد و ولتاژ خروجی را تشکیل می دهد. این کار عملکرد تقویت مدار را تکمیل می کند.
بنابراین، واضح است که در مدار تقویت کننده، سیگنال DC در کلکتور ترانزیستور با سیگنال ورودی تغییر نمی کند، در حالی که سیگنال AC با سیگنال ورودی تغییر می کند. در طول تقویت، سیگنال AC در کلکتور بر روی سیگنال DC قرار می گیرد. پس از عبور از خازن کوپلینگ، تنها سیگنال AC از خروجی استخراج می شود. بنابراین، هنگام تجزیه و تحلیل یک مدار تقویت کننده، سیگنال های AC و DC را می توان از هم جدا کرد و می توان آن را به عنوان یک مسیر DC و یک مسیر AC تجزیه و تحلیل کرد.
اصول ترکیب
1. مطمئن شوید که جزء اصلی مدار تقویت کننده، ترانزیستور، در حالت تقویت، یعنی با بایاس مناسب کار می کند. یعنی محل اتصال امیتر بایاس رو به جلو و محل اتصال جمع کننده بایاس معکوس است.
2. مدار ورودی باید به گونه ای پیکربندی شود که سیگنال ورودی به الکترود ورودی ترانزیستور کوپل شود و جریان پایه در حال تغییر را تشکیل دهد و در نتیجه رابطه کنترل جریان ترانزیستور را ایجاد کند که به تغییر در جریان کلکتور تبدیل می شود.
3. مدار خروجی باید طوری پیکربندی شود که سیگنال جریان تقویت شده از ترانزیستور به مقدار الکتریکی مورد نیاز بار (ولتاژ خروجی یا جریان خروجی) تبدیل شود.
