Комментарии 69
Сложная головоломка)))
Щелкали в институте как семечки. 90...95 г.
Мне с детства тяжеловато давалась арифметика, потом алгебра, подозреваю что у меня дискалькулия, очень схоже по описанию. Говоря проще лёгкое математическое тугодумие. Поломка на аппаратном уровне :(
Ага-ага, мы верим. Именно такие люди и пишут в статье ("уровень статьи любительский"):
Чтобы также обеспечить необходимую отрицательную обратную связь (ООС) для переменного сигнала, конденсатор подключают последовательно с сопротивлением меньшего номинала. Конденсатор выбирают таким образом, чтобы на нижней граничной частоте полосы пропускания его реактивное сопротивление было небольшим. То же правило действует и для межкаскадных разделительных конденсаторов.
В одном абзаце и ООС, и реактивное сопротивление, и межкаскадные разделительные конденсаторы - типичный любительский уровень ;)
Нормальная статья, мне понравилась.
Усиление последней схемы около 100 и это считалось правильным в американской литературе. В советской литературе такие расчёты не приводились.
И база сильно открыта, должны быть искажения.
Откуда там Ку 100?
А вообще, конечно, в статье не хватает формул.
В СССР были более сильные схемотехники, им приходилось решать задачи, используя более слабую элементную базу - не в лоб, купив нужную микросхему, а структурными методами, усложняя схему
В советской литературе и не такое приводилось. И это не "институтское "образование. В ростовском политехникуме связи на отделении радиосвязь и радиовещание у половины была дипломная работа УНЧ, где ты должен был обосновать все эти схемы и провести расчеты.
Если взять сигнал на выходе, привести уровень к входному, разницу снова подать на вход, то можно победить нелинейные искажения (ООС). Тогда приведенные в статье приёмы станут нужны только для стабилизации теплового режима?
Ощущение не завершённости статьи. Не хватает входного и выходного сопротивления каскада, обоснования выбора резистора в цепи эмиттера. Жду продолжения.
В настоящее время построение усилителей на отдельных транзисторах — это скорее техническое развлечение для энтузиастов или дань уважения прошлому.
Что старше -- биполярный транзистор или пятый айфон?
Если вам нужен стабильный и повторяемый результат с высокими характеристиками, лучше использовать схемотехнические решения на современных операционных усилителях.
Для стабильного и повторяемого результата с высокими характеристиками нужна правильная схемотехника и отрицательная обратная связь, а не конкретная элементная база.
Второй недостаток связан с нелинейными усилительными свойствами транзистора. Если на вход упрощённого каскада подать пилообразный сигнал, на выходе получится усиленный, но искажённый сигнал.
Этот недостаток проявится где угодно, если не учитывать напряжение насыщения коллектор-эмиттер.
Если вы хотите более глубоко изучить основы полупроводниковых схем, рекомендую вам
книжки Опадчего, Кориса и Шмидт-Вальтера, Справочник радиолюбителя Терещука -- там всё просто, практично, с примерами и с формулами для самостоятельного расчёта.
Не читайте советских газет до обеда, читайте Тице- Шенка "полупроводниковая схемотехника"
С радостью, но скажу честно, для меня эти темы уже настолько сложными кажутся, что ощущаю будто подхожу к пределу возможностей своего мозга.
Я так то больше художник и дизайнер, чем электронщик. Зато честно.
Законы Кирхгофа и Ома упрощают понимание работы схем на любых приборах, без погружения в фантазии о дырках и электронах. Курс теоретических основ электротехники даёт понимание того, как текут токи, распределяются разности потенциалов, и как заменить принципиальную схему на эквивалентную.
Это, без сомнения, база. Но только с их помощью не понять как работает, например, стабилитрон. Или для чего нужно стабилизировать ток через светодиод.
Понимая принцип работы конкретного диода из электроники, при проектировании вы будете использовать лишь рабочий участок его вольт-амперной характеристики. Здесь идёт обыкновенная электротехника.
Например: для постоянного тока стабилитрон КС139А воспринимается как резистор, сопротивление которого равно 3,9 В / 5 мА = 780 Ом; для переменной составляющей он есть дифференциальное сопротивление 5-6 Ом, которое равно отношению изменения напряжения на рабочем участке ВАХ к соответствующему изменению тока.
Полагаю, что в следующей статье будет представлена каскодная схема усилителя, обладающая кучей достоинств.
Эх, не Борисова нужно было читать, а Войцеховского. Но там, даже в читальном зале библиотеки, были выдранные страницы :)
а Войцеховского.
У него, помнится, половина конструкций не работоспособна. Где-то это обсуждалось. Из того, что запомнил, в разделе про самодельный лазер точно написана чушь. Поэтому я бы на этого автора не ориентировался, чтобы не поседеть при настройке конструкции.
Войцеховского интересно читать, только сложно воплотить. Его схемы для полных новичков со случайным источником питания, случайные радиодетали, простейшие каскады - эти схемы демонстрировали возможность эффектов и не рассчитаны на стабильную работу. И предполагалось, что за спиной стоит опытный наставник. Такое у меня было мнение, давно те схемы паял.
А так почитать было интересно - несколько десятков схем в одной книге и всё на самых простых деталях.
В анимационном рисунке ток должен втекать в базу. У Вас он вытекает.
Это косяк симулятора Falstad.
Он там втекает, это ложный эффект из за того что:
1) В цепи базы желтые точки изображающие ток проходят очень малый путь относительно других.
2) Из за ограниченности продолжительности gif анимации, происходит скачкообразный переброс их в начало анимации.
Это чем-то похоже на эффект стробоскопа, когда возникает иллюзия обратного вращения колёс. Когда их частота вращения чуть-чуть остаёт от частоты кадров.
Статья хорошая и полезная. Один вопрос - за долгое время общения с электроникой ни разу не сталкивался с необходимостью регулировать глубину ООС путем введения резистора последовательно с эмиттерной емкостью. Вообще впервые вижу такое включение
резистора последовательно с эмиттерной емкостью
Да это фильтр, его характеристики будут меняться от частоты сигнала (меняется сопротивление конденсатора), что позволяет регулировать обратную связь. Есть такие схемы.
это понятно, можно так делать, но это не массовое решение. Я никогда не сталкивался с необходимостью такой регулировки. А когда нужно ввести отрицательную обратную связь, полезнее включить сопротивление между коллектором и базой - будет дополнительная коллекторная термостабилизация. И это массовый вариант
сопротивление между коллектором и базой
Тут есть такой резистор - на последней схеме это составной резистор из двух 110 к. и 10 к. - итого 120 к.
Эта схема распространённый американский вариант. В союзе массово не применяли (применяли когда копировали зарубежную технику). Меня такая схема поначалу тоже сильно напрягала, только работает ну очень стабильно.
Резисторы 110 к и 10 к - это делитель для задания рабочей точки, он не образует обратную связь. Про копирование зарубежных микросхем знаю хорошо, но транзисторные схемы всегда делал сам (и достаточно сложные, например, 200 транзисторов на одной плате) и не смотрел для этого даже нашу литературу. А сейчас преподаю электронику
делитель для задания рабочей точки, он не образует обратную связь.
Ну почему не образует? По переменке, сигнал обязательно попадёт на базу, для того всё и обвешивают конденсаторами. Да, эффект малый, но будет. Я такое фиксировал, когда паял СВЧ. Иногда индуктивность ставят на питание транзистора. Да много вариантов, там и внутри транзистора будет связь,
делитель для задания рабочей точки
В такой схеме это не делитель.
Я не пытаюсь усомниться в вашей компетенции, просто заметил ошибку.
Честно скажу, я выбрал её так как она описана в "Искусстве схемотехники" и просто мне приглянулась чисто визуально.
коллекторная т/ст менее эффективна, и резистор база - коллектор создаёт дополнительную отриц. обр. связь для сигнала. Не хорошо и не плохо, такая особенность. А тот резистор последовательно с эмиттерной ёмкостью даёт заметное улучшение линейности АЧХ и линейности ВАХ, плюс это доп. компенсация в импульсных схемах. Сейчас конечно вся эта теория наверное не имеет практического применения ...
Странно, а нам вроде читали именно такой вариант, если память за столько лет не назвиздела…
Такие правильные каскады давно придумали и юзают, даже калькулятор сделали: https://vpayaem.ru/inf_transistor_oe.html
Народ, а можно мне поклянчить подачку? Надо измерить момент, когда вода в силиконовой трубочке превратится в лёд хотя бы частично. Я думал отжать весь воздух, вставить две пробки из какой-нибудь нержавейки, прицепить резистор около 500 КОм или типа того, ну и подвесить базу «дарлингтона» на делителе из резюка порядка МОм и этого сенсора.
Но что-то мне подсказывает, что с такими нано-токами оно будет измерять в основном погоду на Марсе и прочие наводки от каждого первого включения холодильника и звонков на мобильник. А сделать токи хоть чуть-чуть больше, чем околонулевые — электролиз попрёт :( У меня, надо сказать, за год датчик уровня воды из 2.5 мм² электротехнического провода сожрала электрокоррозия практически полностью, хотя работал он 15 минут в сутки через пару десятков КОм.
Поделитесь соображениями, а то у меня ощущение, что я ломлюсь в открытую дверь :)
Трубка прозрачная? А если ее просвечивать светодиодом и за ней поставить фотодиод?
Проблемы с электролизом можно попробовать компенсировать измеряя переменным током, схему термостабилизировать и экранировать (экранировать вместе с электродами, идущими к трубке) и питать от батареи. Если что я не инженер :)
Лучше всего использовать измерение ёмкости - у воды в жидком виде диэлектрическая постоянная раз в 20 выше чем у льда, ёмкость будет резко падать в момент замерзания. Можно взять touch-sensor готовый, можно микросхему датчика или подходящий mcu найти (Silicon Labs вроде много такого предлагает). Можно и самому попробовать, примитивный автогенератор на 1-2 транзисторах на частоту порядка 1MHz. Подробнее смотрите аппнот SiliconLabs AN0040
Офигенно, спасибо, надо сунуть в трубку витую пару и посмотреть, как у неё будет меняться ёмкость при замерзании :) 50 пикофарад на метр вроде обещают — если с водой будет хотя бы 200, то всё просто :)
скорее всего будет даже достаточно touch-sensor снаружи вашей трубки прикрепить, полоску медной фольги наклеить например, изменение от 5pf уже должно стабильно распознаваться. Хотя, у вас там может иногда возникать конденсат в самой камере, возможно что всю конструкцию хорошенько заизолировать от влаги придется.
Первая схема - стандартная, с эмиттерной термостабилизацией, принцип работы прост как два пальца, все остальные промежуточные с ухудшением параметров по стабильности. Основной минус эмиттерной термостабилизации - требуется увеличение питающего напряжения (за всё надо платить !). Статья конечно полезна, но только для первачей. Вроде все ...
Странный заголовок. Во всех книгах "для начинающих радиолюбителей" это называется температурная стабилизация каскада и идет следующим шагом после базовой схемы, объясняющей принцип работы.
Где-то давно, ещё в бородатые годы, уже все это видел с подробными объяснениями, только не помню где. Была, кстати, отличная книжка «Полупроводниковые и электровакуумные приборы в устройствах автоматики, телемеханики и связи», автора не помню - там достаточно подробно описывались и процессы в самом транзисторе, и различные виды каскадов, их характеристики и методы стабилизации. Но книга была с трехэтажными формулами и для меня, тогда ребёнка 3 класса, была сложновата. А уже в нулевые попалась другая книга, более современная, вроде бы «концертный зал на колесах», только вот не 2011 года, а точно гораздо более старая. Суть, что там подробно разбирались виды усилителей и автор, соответственно, пробегался и по стабилизации режима работы. Давно это было, мы собирали не из того, что хотелось, а из того, что было под рукой и радовались даже этому. Поскольку в нашей провинции тогда заказать конкретные детали (а уж тем более подбирать транзюки более-менее одинаковые по характеристикам) не представлялось возможным
С точки зрения ФИЗИКИ работы биполярного транзистора вот самое лучшее объяснение, то творится внутри полупроводника.
Немного весело, но достаточно точно)
Немного весело, но достаточно точно)
Данный пример не объясняет, зачем нужны 10К вьетнамцев, если из миллионов мексиканцев можно выделить 10К мексиканцев, которые, в логике "объяснения" также перегрузят 10К правоохранителей.
Если ключевой момент в том, что правоохранители оттягиваются от границы к ЛА, то это нифига не биполярный, а вполне себе полевой транзистор. Но его принцип работы и без всяких хохотушечек вполне хорошо объясняется.
это хорошо объясняет два технологических требования к базе транзистора - она должна быть тонкой и иметь меньшую плотность собственных носителей (основных)
Остается один вопрос: откуда в Мексике знают, что на барже приплыли именно 10 000 вьетнамцев, и через границу могут переходить 1 млн. мексиканцев, а не 1.1 или 0.9 млн (при бэта = 100)? На полном серьезе, ответ на этот вопрос не могу найти ни в учебнике Степаненко, ни у Щуки, ни в других. Без понимания причинно-следственной связи не могу объяснить студентам, как и почему получается усиление в схеме с общим эмиттером
Вернуться от беты - к альфе? Все, кого не повязали - добегают до Канады.
Делаем базу привлекательной для электронов из эмиттера приподняв на ней напряжение, они обрадованно лезут в новое место. Меньшая часть рекомбинирует (создавая базовый ток), а большая - подхватывается полем примесных атомов коллекторного перехода и разностью потенциалов КЭ. n-p-n
откуда электроны в эмиттере знают, сколько из них пропадет в базе, чтобы выйти из эмиттера в количестве в бэта плюс 1 раз большем?
сформулировал простое объяснение: ток эмиттера определяется напряжением, приложенным к переходу, т.е. входным на базе. Если коллектор отключен, ток базы равен току эмиттера. Если на коллектор подано напряжение, бОльшая часть тока эмиттера сквозит мимо базы, но величина тока эмиттера остается такой же, как и без коллектора
Они лезут через забор постоянно (те самые неосновные носители) исходя из привлекательности условий в Канаде (напряжение коллектор-эмиттер). Но часть из них отлавливается полицией исходя из загруженности от приехавших вьетнамцев (ток базы). и эти толпы мексов и формируют ток коллектора.
Отсюда и вытекает коэффициент усиления транзистора по току.
с коэффициентом усиления все понятно. Непонятна причинно-следственная связь. Как база, которая дальше по пути, регулирует число электронов, выходящих из эмиттера? Телепатически?
Она не дальше по пути, она посередине между эмиттером и коллектором.
Как я понимаю работу биполярного транзистора, потенциал приложенный к базе относительно эмиттера нужен небольшой (0.6 вольт), он прикладывается к p-n переходу в прямом направлении и открывает его так же как если бы это был диод.
В толщу базы поступает большое количество носителей заряда, которые тут же "засасываются" полем коллектора и проходят через закрытый коллекторный переход. Чем тоньше база, тем лучше коллектор захватывает носители заряда, тем выше коэф. передачи тока.
А чего поле коллектора не засасывает электроны напрямую из эмиттера? :)
Этому противодействует поле примесных атомов на "границе" БЭ. Надо сделать базу достаточно привлекательной, чтобы электроны вошли в неё. А там, бац... Коллектор ещё привлекательнее!
Почему же "поле примесных атомов на "границе" БЭ" противодействует напряжению колектор-эмиттер и не противодействует напряжению база-эмиттер? :)
Напряжение база-эмиттер ровно такое чтобы потенциальный барьер снять, вот это прям буквально напряжение компенсирующее его :)
Полагаю, что коллектору нечего "высасывать" из базы пока в неё не хлынули заряды из эмиттера. Т.е. база будет плохим проводником, если мы аккуратно подпаяемся к двум её противоположным концам и попробуем пропустить ток не используя коллектор и эмиттер.
Я не уверен точно, это моё предположение.
Если увеличивать напряжение то происходит так называемый электрический пробой и получается как вы описали.
Бедный Титце и бедный Шенк
Правильный усилительный каскад на биполярном транзисторе