כשרוצים לתכנן מעגלי טרנזיסטור דו קוטבי אתה צריך לדעת כיצד להטות אותם. הטיה היא הפעלת חשמל לטרנזיסטור באופן ספציפי בכדי לגרום לטרנזיסטור לבצע כמו שאתה רוצה. ישנן בעיקר חמש סוגים של מגבר - Class A, Class B, Class AB, Class C ו- Class D. במאמר זה נתמקד בהטיית הטרנזיסטור בתצורת פולט נפוצה לתפעול שמע ליניארי בכיתה A, פעולה ליניארית שמשמעותה היא אות הפלט זהה לזה הקלט אך מוגבר.
הבסיס
כדי שטרנזיסטור סיליקון רגיל יעבוד במצב פעיל (המשמש ברוב מעגלי המגברים) יש לחבר את הבסיס למתח של לפחות 0.7V (למכשירי סיליקון) הגבוה יותר מהפולט. לאחר הפעלת מתח זה הטרנזיסטור נדלק וזרם הקולט מתחיל לזרום, עם ירידה של 0.2V ל 0.5V בין הקולט לפולט. במצב פעיל, זרם האספן שווה בערך לזרם הבסיס כפול הרווח הנוכחי (hfe, β) של טרנזיסטור.
Ib = Ic / hfe Ic = Ib * hfe
תהליך זה הפוך בטרנזיסטור PNP, הוא מפסיק להתנהל בעת הפעלת מתח מסוים לבסיסו. למידע נוסף על טרנזיסטור NPN וטרנזיסטור PNP כאן.
הטיה קבועה
הדרך הפשוטה ביותר להטות BJT מוצגת באיור להלן, R1 מספק את הטיה הבסיסית והפלט נלקח בין R2 לקולט דרך קבל חסימת DC, ואילו הכניסה מוזנת לבסיס דרך קבל חסימת DC. יש להשתמש בתצורה זו רק במגברים מקדימים פשוטים ולעולם לא בשלבי פלט חשמל, במיוחד עם רמקול במקום R2.
כדי להטות את הטרנזיסטור עלינו לדעת את מתח האספקה (Ucc), את מתח הפולט הבסיסי (Ube, 0.7V עבור סיליקון, 0.3 עבור טרנזיסטורי גרמניום), את זרם הבסיס הנדרש (Ib) או את זרם הקולט (Ic) ואת הרווח הנוכחי של הטרנזיסטור (hfe, β).
R1 = (Ucc - Ube) / Ib R1 = (Ucc - Ube) / (Ic / hfe)
ניתן לאמוד את הערך של R2 עבור רווח ועיוות אופטימלי על ידי חלוקת מתח האספקה על ידי זרם הקולט. הרווח של המגבר עם ערך זה של R2 הוא גבוה סביב ערך הרווח הנוכחי של הטרנזיסטור (hfe, β). לאחר הוספת עומס ליציאה, כגון רמקול או שלב ההגברה הבא, מתח המוצא יירד בגלל R2 והעומס ישמש כמחלק מתח. מומלץ שעכבת העומס או עכבת הקלט של השלב הבא תהיה גדולה פי 4 מ- R2 לפחות. קבלים צימוד צריכים לספק פחות מ 1/8 עכבת העומס או עכבת הקלט של השלב הבא בתדירות הפעולה הנמוכה ביותר.
הטיה של מפריד מתח / הטיה עצמית
האיור שלהלן הוא תצורת ההטיה הנפוצה ביותר, היא יציבה בטמפרטורה ומספקת רווח וליניאריות טובים מאוד. במגברי RF ניתן להחליף את R3 בחנק RF. בנוסף לנגד בסיס יחיד (R1) ונגד אספן (R3), יש לנו נגד בסיס נוסף (R2) ונגד פולט (R4). R1 ו- R2 יוצרים מחלק מתח ויחד עם ירידת המתח ב- R4 מוגדר למתח הבסיס (Ub) של המעגל. החישובים מסובכים יותר, בגלל שיש יותר רכיבים ומשתנים לחשבון.
ראשית אנו מתחילים בחישוב יחס הנגד של מחלק מתח הבסיס, המוכתב על ידי הנוסחה המוצגת להלן. כדי להתחיל בחישובים עלינו לאמוד את ערכי זרם הקולט והנגדים R2 & R4. ניתן לחשב את הנגד R4 כשיורד 0.5 וולט ל -2 וולט בזרם הקולט הרצוי ו- R2 מוגדר להיות פי 10 עד פי 20 מ- R4. עבור מגברים מקדימים R4 הוא בדרך כלל בטווח של 1k-2k אוהם.
ה- R4 שאינו מנותק גורם למשוב שלילי, לירידה ברווח תוך הפחתת עיוות ושיפור הליניאריות. ניתוקו עם קבלים מגדיל את הרווח ולכן מומלץ להשתמש בקבל בעל ערך גדול עם נגד קטן בסדרה.