जब आप द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर सर्किट डिजाइन करना चाहते हैं, तो आपको यह जानने की आवश्यकता है कि उन्हें कैसे करना है। एक ट्रांजिस्टर के लिए एक विशिष्ट तरीके से बायसिंग बिजली को लागू कर रहा है ताकि ट्रांजिस्टर उस तरह से प्रदर्शन कर सके जिस तरह से आप इसे चाहते हैं। एम्पलीफायर के मुख्य रूप से पाँच वर्ग हैं - क्लास ए, क्लास बी, क्लास एबी, क्लास सी और क्लास डी। इस लेख में हम रैखिक ऑडियो फ़्रीक्वेंसी क्लास ए एम्पलीफायर ऑपरेशन, रैखिक अर्थ के लिए एक आम एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर को बायस करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे । आउटपुट सिग्नल इनपुट के समान है लेकिन प्रवर्धित है।
मूल बातें
सक्रिय मोड में काम करने के लिए एक नियमित सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के लिए (ज्यादातर एम्पलीफायर सर्किट में उपयोग किया जाता है) इसका आधार कम से कम 0.7V (सिलिकॉन उपकरणों के लिए) से अधिक वोल्टेज से जुड़ा होना चाहिए। इस वोल्टेज को लागू करने के बाद ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है और कलेक्टर धारा प्रवाहित होने लगती है, जिसमें कलेक्टर और एमिटर के बीच 0.2V से 0.5V की गिरावट होती है। सक्रिय मोड में, कलेक्टर वर्तमान एक ट्रांजिस्टर के वर्तमान लाभ (hfe, β) के आधार वर्तमान समय के बराबर होता है।
इब = आईसी / hfe आईसी = इबी * hfe
यह प्रक्रिया पीएनपी ट्रांजिस्टर में उलट है, इसके आधार पर एक निश्चित वोल्टेज को लागू करते समय यह आचरण करना बंद कर देता है। एनपीएन ट्रांजिस्टर और पीएनपी ट्रांजिस्टर के बारे में अधिक जानें।
फिक्स्ड बायस
बीजेटी को बायस करने का सबसे सरल तरीका नीचे दिए गए आंकड़े में प्रस्तुत किया गया है, आर 1 आधार पूर्वाग्रह प्रदान करता है और आउटपुट आर 2 और कलेक्टर के बीच डीसी ब्लॉकिंग कैपेसिटर के माध्यम से लिया जाता है, जबकि इनपुट को डीसी ब्लॉकिंग कैपेसिटर के माध्यम से बेस को खिलाया जाता है। इस कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग केवल सरल preamplifiers और पावर आउटपुट चरणों में किया जाना चाहिए, विशेष रूप से R2 के बजाय स्पीकर के साथ।
ट्रांजिस्टर को बायपास करने के लिए हमें आपूर्ति वोल्टेज (Ucc), बेस-एमिटर वोल्टेज (Ube, सिलिकॉन के लिए 0.7V, जर्मेनियम ट्रांजिस्टर के लिए 0.3), आवश्यक बेस करंट (Ib) या कलेक्टर करंट (Ic) और (ट्रांजिस्टर का वर्तमान लाभ (hfe, of)।
R1 = (Ucc - Ube) / Ib R1 = (Ucc - Ube) / (Ic / hfe)
कलेक्टर वर्तमान द्वारा आपूर्ति वोल्टेज को विभाजित करके इष्टतम लाभ और विरूपण के लिए आर 2 के मूल्य का अनुमान लगाया जा सकता है। आर 2 के इस मूल्य के साथ एम्पलीफायर का लाभ ट्रांजिस्टर के वर्तमान लाभ (hfe, ifier) के मूल्य के आसपास अधिक है। आउटपुट में लोड जोड़ने के बाद, जैसे कि स्पीकर या अगले प्रवर्धन चरण में, R2 के कारण आउटपुट वोल्टेज गिर जाएगा और लोड वोल्टेज विभक्त के रूप में कार्य करेगा। यह लोड प्रतिबाधा या अगले चरण के इनपुट प्रतिबाधा को आर 2 से कम से कम 4 गुना अधिक होने के लिए अनुशंसित है। युग्मन कैपेसिटर को ऑपरेशन की सबसे कम आवृत्ति पर लोड प्रतिबाधा या निम्न चरण के इनपुट प्रतिबाधा से कम 1/8 प्रदान करना चाहिए।
वोल्टेज डिवाइडर बायस / सेल्फ बायस
नीचे दिया गया आंकड़ा सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला बायसिंग कॉन्फ़िगरेशन है, यह तापमान स्थिर है और बहुत अच्छा लाभ और रैखिकता प्रदान करता है। RF एम्पलीफायर में R3 को RF चोक से बदला जा सकता है। एक एकल बेस रेसिस्टर (R1) और कलेक्टर रेसिस्टर (R3) के अलावा, हमारे पास एक अतिरिक्त बेस रेसिस्टर (R2) और एक एमिटर रेसिस्टर (R4) है। R1 और R2 एक वोल्टेज डिवाइडर बनाते हैं और सर्किट के बेस वोल्टेज (Ub) पर R4 सेट पर वोल्टेज ड्रॉप के साथ। गणना करने के लिए अधिक घटक और चर होने के कारण गणना अधिक जटिल है।
पहले हम बेस वोल्टेज विभक्त के प्रतिरोध अनुपात की गणना के साथ शुरू करते हैं, जो नीचे दिखाए गए सूत्र द्वारा निर्धारित होता है। गणना शुरू करने के लिए हमें कलेक्टर वर्तमान और प्रतिरोधों R2 और R4 के मूल्यों का अनुमान लगाना होगा। Resistor R4 की गणना वांछित कलेक्टर करंट पर 0.5V से 2V करने के लिए की जा सकती है और R4 R4 से 10 से 20 गुना अधिक होना तय है। Preamplifiers R4 के लिए आमतौर पर 1k-2k ओम की सीमा में होता है।
गैर-विघटित आर 4 नकारात्मक प्रतिक्रिया का कारण बनता है, विकृति को कम करते हुए लाभ कम हो जाता है और रैखिकता में सुधार होता है। संधारित्र के साथ इसे कम करने से लाभ बढ़ता है इसलिए श्रृंखला में छोटे अवरोधक के साथ बड़े मूल्य संधारित्र का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।