- Hvad er Bootstrapping?
- Hvorfor har vi brug for høj inputimpedans til forstærkertransistor?
- Komponenter, der kræves
- Kredsløbsdiagram
- Arbejde med Bootstrap forstærker
Forstærkere er en integreret del af elektronik, der bruges til at forstærke signaler med lav amplitude. Forstærker spiller en meget vigtig rolle for at booste signalet, specielt inden for lyd og effektelektronik. Vi har tidligere bygget mange typer forstærkere inklusive lydforstærkere, effektforstærkere, driftsforstærkere osv. Bortset fra dem kan du lære mange andre almindeligt anvendte forstærkere ved at følge nedenstående links:
- Push-pull forstærker
- Differentialforstærker
- Inverterende forstærker
- Instrumentationsforstærker
Hver forstærker har forskellige klasser og applikationer. Generelt bruges transistorer og op-forstærkere til at bygge forstærker. Her i dette projekt lærer vi om Bootstrap Amplifier.
Hvad er Bootstrapping?
Bootstrapping er typisk teknik, hvor en del af output bruges ved opstart. I Bootstrap-forstærker bruges bootstrapping til at øge inputimpedansen. På grund af hvilket belastningseffekten på inputkilden også falder. Designet ligner Darlington-parret med en bootstrap-kondensator. Bootstrap kondensator bruges til at give AC signalets positive feedback til transistorens base. Denne positive feedback hjælper med at forbedre den effektive værdi af basismodstanden. Denne forøgelse i basismodstanden bestemmes også af forstærkerens kredsløbs spændingsforøgelse.
Hvorfor har vi brug for høj inputimpedans til forstærkertransistor?
Høj indgangsimpedans forbedrer forstærkning af indgangssignalet og kræves således i forskellige forstærkerapplikationer. Hvis vi har lav indgangsimpedans, får vi lav forstærkning. Generelt har BJT (Bipolar Junction Transistor) lav indgangsimpedans (typisk 1 ohm til 50 kg ohm). Så til dette bruges bootstrapping-teknik til at øge inputimpedansen.
Spændingen over indgangsimpedansen beregnes ved hjælp af nedenstående formel:
V = {(V i. Z i) / (V i + ZV i)}
Derfor er indgangsimpedansen ifølge formlen proportional med spændingen over den. Hvis indgangsimpedansen øges, stiger spændingen over den også og omvendt.
Komponenter, der kræves
- NPN Transistor - BC547
- Modstand - 1k, 10k
- Kondensator - 33pf
- AC- eller pulsindgangssignal
- DC-forsyning - 9V eller 12V
- Brødbræt
- Tilslutning af ledninger
Kredsløbsdiagram
Til inputpulssignalet har vi brugt et AC-signal (ved hjælp af transformer), du kan også bruge PWM-indgang. Og til Vcc-indgangen bruger vi RPS (reguleret positiv forsyning) i kredsløbet. Vedligehold afstanden mellem AC- og DC-ledningen af sikkerhedsmæssige årsager.
Arbejde med Bootstrap forstærker
Efter tilslutning af kredsløbet i henhold til kredsløbsdiagrammet ser kredsløbet ud som Darlington-parret. Her har vi brugt bootstrapping-teknik til at øge indgangsimpedansen til dette forstærkerkredsløb. Når bunden af transistoren Q1 er høj, og punkt B er lav. Derfor oplader kondensatoren op til værdien af spændingen over R2. Når Q1 bliver lav, og spændingen begynder at stige ved bunden af Q2, aflades kondensatoren langsomt. Og for at opretholde opladningen skubbes punkt A også op. Så spændingen ved punkt B øges, og spændingen ved punkt A fortsætter også med at stige, indtil den går mere end Vcc.
Opladningen i bootstrap-kondensatoren C1 drænes af modstanden R1 og R2. Teknikken kaldes bootstrapping, fordi stigende spænding i den ene ende af kondensatoren øger spændingen i den anden ende af kondensatoren.
Bemærk: Bootstrapping-teknik kan kun bruges, hvis RC-tidskonstanten er mere sammenlignet med den enkelte periode for drevsignalet.
Nedenfor er proteussimuleringen af bootstrap-forstærkeren med den forstærkede bølgeform.
Vi har også designet bootstrap-forstærkerkredsløbet på brødbrættet. Outputbølgeformen opnået ved hjælp af oscilloskopet er angivet nedenfor:
Kontroller flere forstærkerkredsløb og deres applikationer.