Tích hợp bóng bán dẫn: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Tài liệu hướng dẫn này chỉ cho bạn cách thiết kế và chế tạo bộ tích hợp bóng bán dẫn tương tự.

Bộ tích hợp cho phép khuếch đại tích lũy các tín hiệu đầu vào nhỏ.

Mạch này đã lỗi thời và có thể được thực hiện với các bộ khuếch đại hoạt động.

Tuy nhiên, bạn vẫn có thể lắp ráp nó nếu bạn có các bóng bán dẫn đa năng dự phòng.

Điện trở Rf cần được điều chỉnh vì mỗi bóng bán dẫn có độ lợi dòng điện khác nhau.

Quân nhu

Bộ phận: bảng ma trận, dây dẫn, bóng bán dẫn NPN đa năng - 10, bóng bán dẫn PNP đa năng - dây 3, 1 mm, tụ gối 470 nF - 5, các thành phần khác được hiển thị trong mạch.

Toos: kìm, tuốt dây.

Các bộ phận tùy chọn: hàn.

Dụng cụ tùy chọn: mỏ hàn.

Bước 1: Thiết kế mạch

Giai đoạn đầu tiên là giai đoạn khuếch đại AC (Dòng điện xoay chiều).

Giai đoạn thứ hai là bộ tích hợp nguồn nhân bản hiện tại. Tôi đã sử dụng một gương hiện tại thay vì một bóng bán dẫn duy nhất vì tôi muốn có dòng sạc có thể dự đoán được. Độ lợi dòng điện của bóng bán dẫn có thể thay đổi theo nhiệt độ và dòng điện thu.

Hiệu điện thế trên tụ C2 tỉ lệ với tích phân của cường độ dòng điện. Trong nguồn gương dòng điện của bóng bán dẫn, dòng điện cung cấp vẫn giữ nguyên bất kể điện áp tải / tụ điện trừ khi tụ điện được sạc đầy hoặc bóng bán dẫn đã bão hòa hoàn toàn. Vì vậy:

Vc2 = (1 / C2) * (Ic2 * t / 2)

C2 = C2a + C2b

Trong đó: t = thời gian (giây), dòng điện tụ Ic2 = C2 (Amps)

Các tụ C2 sẽ không phóng điện hoàn toàn nếu tín hiệu đầu vào mạch bằng 0 vì bóng bán dẫn Q3 sẽ TẮT khi điện áp Vbe3 giảm xuống dưới khoảng 0,7 V. Tuy nhiên, các tụ C2 sẽ xả đủ để tạo ra đầu ra bóng bán dẫn Q3 bằng không.

Bởi vì tôi đang sử dụng nguồn gương hiện tại và hai bóng bán dẫn TẮT trong nửa sau của chu kỳ, nếu Vc1 là hình sin hơn mức trung bình Ic2 = rms ((Vc1peak - 0,7 V) / (Rc2a + 1 / (j * 2 * pi) * Cb2 * f)))

Trong đó: f = tần số (Hz), Vc1peak = Vc1 Biên độ AC.

RMS là viết tắt của bình phương gốc.

Nhấp vào liên kết này:

Giai đoạn cuối cùng và thứ ba là một bộ khuếch đại AC khác.

Mạch hoạt động ở mức tối thiểu là 3 V. Tuy nhiên, bạn có thể giảm điện áp nguồn xuống chỉ còn 1,5 V nếu bạn giảm tất cả các giá trị điện trở. Tuy nhiên, vấn đề là điện áp thấp là tín hiệu đầu vào phải cạnh tranh với tiếng ồn.

Bước 2: Tạo mạch

Tôi đã sửa đổi mạch và cả bài viết này. Tôi thay các tụ hóa cũ bằng các tụ gối. Tôi cũng đã thêm một vài bóng bán dẫn song song.

Bạn có thể thấy rằng tôi đã không sử dụng mỏ hàn. Tuy nhiên, bạn có thể cần nó.

Bước 3: Kiểm tra

Biểu đồ đầu tiên: Sóng hình sin

Biểu đồ thứ hai: Sóng vuông

Đồ thị thứ ba: Sóng tam giác

Điện áp đầu ra của mạch tăng chậm khi tần số đầu vào được nâng lên khoảng 50 Hz. Sau đó, tôi giảm tần số và điện áp đầu vào giảm xuống như bạn thấy trong kết quả thử nghiệm của tôi. Điều này là do đặc tính lọc thông cao của bộ khuếch đại AC bán dẫn Q1.

Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm của tôi không thể hiện rõ rằng bằng cách tăng tần số, điện áp đầu ra sẽ giảm do đặc tính lọc thông thấp của các tụ điện C2 (C2a và C2b). Tôi chỉ đơn giản là quyết định không bận tâm đến việc ghi lại những đồ thị đó. Điều này là do các tụ điện không có thời gian để sạc.