Усилитель на одном транзисторе

Здравствуйте! У меня такая задача: усилить синус амплитудой 200 мВ транзистором BC817 при напряжении питания 3.8 В (Li-ion 18650) в 10 раз.
Данный транзистор имеет следующие параметры:
Коэффициент передачи по току: h21=200
Максимальный ток коллектора: Iк max=500 мА
Максимальная рассеиваемая мощность: Pmax=200 мВт.
BC817.pdf

При этом хочу использовать схему с коллекторной стабилизацией.
Мои действия:
1. Для неискажённого усиления как можно бОльшей амплитуды входного сигнала выбираю напряжение Uкэ=1/2*Eп=3,8/2=1,9 В.
2. Чтобы сохранить транзистор буду использовать мощность Р=100 мВт.
Тогда ток коллектора будет равен: Iк=P/Uкэ=0,1/1,9=53 мА.
3. Тогда резистор R2 будет иметь номинал: R2=Ur2/Iк=1,9/0,053=36 Ом
4. Ток базы равен: Iб=Iк/h21= 0.053/200=265 мкА.
5. падение напряжения на R1: Ur1=Uкэ-Uбэ=1,9-0,7=1,2 В.
6. Номинал R1: R1= Ur1/Iб=1,2/0,000265=4,5 кОм.
7. Конденсаторы разделительные по 10 мкФ.


На деле же не получается усилить и 100 мВ. И это без низкоомной нагрузки!
Неужели нельзя таким транзистором получить необходимое усиление?
Я хочу именно при помощи такого маломощного транзистора как говорится выжать всё.
Подскажите, что я делаю не так?

0

Здесь лучше видно результат моделирования

0

Сообщение от Илья007 На деле же не получается усилить и 100 мВ.

а по осциллограммам получается

0

Да ничего не получается. Синус на синус не похож. искажения достали. Дальше-больше

0

Сообщение от Илья007 Синус на синус не похож. искажения достали.

как думаешь искажение из за чего?

0

Не хватает напряжения питания? Если 200 мВ входное умножить на 10 будет 2 В. У меня половина питания это 1.9В. Согласен. 200 мВ никак не получится, даже в теории. Ну а 100 мВ тоже искажаются. Вот немного не понимаю, как узнать коэффициент усиления? h21 для транзистора 200, но как задать коэффициент усиления 10? Или, например, 2?,током базы?

0

Сообщение от Илья007 Не хватает напряжения питания?

у тебя коэффициент усиления, по грубым прикидкам, около 25, а учитывая искажения и того больше
рассчитывай сопротивление ОС

1

Пробовал менять сопротивление базы, лучше этого не получал ничего

0

Амплитуда выходного сигнала 915 мВ, входного 20 мВ. При этом искажений нет. Получается коэффициент усиления 915/20=46? Хмм.. И как же снизить коэффициент передачи?

0

Коэффициент усиления зависит от тока коллектора, чем больше ток коллектора, тем выше усиление, ну при увеличении тока в разумных пределах. Ладно.
Не понимаю теперь вот что, в статическом режиме, когда нет входного сигнала, коэффициент усиления транзистора по току 200. А как мне узнать заранее каким будет усиление моей синусоиды? Это ведь уже усиление по напряжению?

0

Сообщение от Илья007 Неужели нельзя таким транзистором получить необходимое усиление?

Конечно можно. Просто у тебя схема нелепая. Нарисованная не приходя в сознание.

Эмиттер сидит на земле, сигнал через кондюк подается прямо на базу. Как только сигнал попытается пойти относительно своего среднего значения вверх он будет коротиться на землю через открытый эмиттерный переход. Как только пойдет вниз будет закрывать этот переход (если внутреннее сопротивление источника сигнала будет мало полностью закрывать), а значит полностью закрывать транзистор. О каком сохранении формы синусоиды при этом может быть речь ? Которыш-закрытие это скорей какое-то переключение чем усиление.

1

Илья007, как правильно заметил

Сообщение от Ethereal Просто у тебя схема нелепая.

Я бы даже сказал дурацкая. Сделайте простую классику: R1 выбросить, смещение базы - резистивным делителем, в цепь эмиттера резистор Rэ. Прикидочно: ток эмиттера (и коллектора) равен (Uб-0.6)/Rэ, делитель в базе должен обеспечивать ток (2-3)*Iк/beta, лучше еще больше, на переменном сигнале коэфф. усиления будет K=Rк/Rэ. Осталось подобрать резисторы так, что бы все вписалось в напряжение питания. И не гонитесь за током близком к предельному для транзистора. В Вашей же схеме коэфф. усиления приблизительно равен Rк(=36 Ом)/Rdэ, Rdэ - дифф. сопротивление эмиттерного перехода, которое сильно зависит от тока, т.е. K меняется прямо в процессе усиления синусоиды!, еще и сильно зависит от температуры.

1

Сообщение от Ethereal Просто у тебя схема нелепая.

Сообщение от САлександр Я бы даже сказал дурацкая.

А матчасть поизучать?
класссическая схема усилителя ОЭ и коллекторной стабилизацией,
http://digteh.ru/Sxemoteh/ShTrzKask/KollStab/
https://helpiks.org/9-3365.html
а вот расчет я не понял

1

Сообщение от ValeryS А матчасть поизучать?

Осциллограмма усиления этой матчастью приведена тс-ом. Ну и что сильно похоже на синус ? А ведь схема отрабатывает в точности как и должна.
На такой матчасти (рис.1 по первой ссылке) делали любительские приемники прямого усиления. Но был один нюанс. Сигнал подавался на каскад через трансформатор на ферритовом колечке. Т.е. загонялся в базу током, а не напряжением. А это совсем не то, что делает тс. Он на практически фиксированную своим потенциалом базу кидает напряжение источника сигнала напрямую через кондюк. И происходит то, что я описал выше - коротыш-закрытие.

Добавлено через 11 минут
В общем в этой матчасти сигнал должен подаваться током. Для этого ну сопротивление что-ли воткните последовательно с кондюком чтобы напряжение сигнала превращать в ток. И в цепь эмиттера воткните сопротивление в 10 раз меньше сопротивления в коллекторной нагрузке. Тогда в первом приближении усиление в 10 раз как раз и получите. И да, номиналы сопротивлений в схеме я бы увеличил кратно.

Добавлено через 37 минут

Сообщение от САлександр на переменном сигнале коэфф. усиления будет K=Rк/Rэ.

А, ну вот сказали то-же, что и я.

1

Сообщение от Ethereal Осциллограмма усиления этой матчастью приведена тс-ом. Ну и что сильно похоже на синус ?

похоже
в 9 посте

Сообщение от Илья007 Получается коэффициент усиления 915/20=46?

он неправильно рассчитал и получил усиление в пять раз больше

Сообщение от Ethereal . Т.е. загонялся в базу током, а не напряжением.

так биполярники и управляются током

1

Сообщение от ValeryS так биполярники и управляются током

Так тс-то в своей схеме приложил к базе сигнал напряжением.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от ValeryS похоже в 9 посте

А во втором дикие искажения положительного полупериода откуда взялись ? И вот это

Сообщение от Илья007 Да ничего не получается. Синус на синус не похож. искажения достали. Дальше-больше

1

Сообщение от Ethereal А во втором дикие искажения положительного полупериода откуда взялись ?

еще раз

Сообщение от ValeryS он неправильно рассчитал и получил усиление в пять раз больше

я вообще не понял его методику расчета
Теорию не плохо было ему бы подтянуть, "каскад с ОЭ и обратной связью по напряжению"
вот нашел что то



а то что вы предлагали с САлександр,

Сообщение от САлександр смещение базы - резистивным делителем, в цепь эмиттера резистор Rэ.

это обратная связь по току

0

Сообщение от ValeryS я вообще не понял его методику расчета

В той схеме, что у тс-а не можно вообще рассчитать ничего. В ней играет активнейшую роль внутреннее сопротивление источника сигнала, которое не известно. Это раз. Сопротивление эмиттерного p-n перехода в прямую сторону (которое вообще неопределенность) образует делитель с внутренним сопротивлением источника сигнала. Это два. Делить неопределенность на неизвестность, ну какой тут может быть рассчет.
А предложенная САлександр схема с обратной связью по току позволяет прикидочно рассчитать даже в уме. Раз надо усиление в 10 раз, то берем коллекторный резюк в 10 раз больше эмиттерного и все.
Хотя, да, обратная связь по напряжению, там сопротивление между кондюком и базой берем в 10 раз меньше сопротивления между коллектором и базой. Тогда 10-кратная минус дельта напряжения на коллекторе будет компенсировать однократную дельту напряжения источника сингала.

1

Сообщение от ValeryS так биполярники и управляются током

Однако, все таки напряжением.

0

Ну это уже будет спор между остроконечниками и тупоконечниками.
С точки зрения схемотехники током (достаточно сравнить с радиолампой которая напряжением и разница вылезет принципиальная). С точки зрения физики процессов происходящих внутри транзистора может и напряжением, не знаю, тут я уже глубоко забыл со студенческих-то времен.

0