EAA FET VAHVISTIMENA

Tässä FET-vahvistimessa on samat komponentit kuin transistorivahvistimessakin. Työvirtapiirissä on R3, FET ja R4. Vastus R4:n suuruus on noin 1/10 osa R3:n arvosta. Tasasähköasettelussa FETin Drain on noin puolessa välissä käyttöjännitettä. Tämä jännitteen asetus tapahtuu parhaiten kokeilemalla. Sijoittamalla 0,5 M trimmeri R1 ja R2 paikalle, ja säätämällä Gate jännitettä, löydetään tuo arvo. Tästä arvosta sitten lähtöjännite liikkuu plus- ja miinussuuntaan vaihtojännitteen vaikuttaessa kytkennän tuloon.

EAA FET KYTKIMENÄ

FET-transistorin käyttö elektronisena kytkimenä on hyvin yleistä. Sen ohjaus on helppo. Tarvitsee vain nostaa ohjausjännite sille tasolle, että kanava FETissä avautuu täysin auki.

FET ei rikkoudu, vaikka ohjaus otettaisiin suoraan käyttöjännitteestä. Kun FETtiä ohjataan jollakin logiikkapiirillä, vaikka mikrolla, niin silloin on hyvä käyttää tähän tehtävään sovellettuja FETtejä. Näitä FETtejä kutsutaan logiikkaohjatuiksi FETeiksi.

EAA YHTEISEMITTERIVAHVISTIMEN VAHVISTUS

Tässä sitten katsotaan, kuinka paljon vahvistin vahvistaa äänitaajuussignaalia. Tuo syötettävä 20 mVpp on sillä rajalla, että säröytymistä ei vielä tapahdu. Kuvaan merkityillä arvoilla vahvistus on 3Vpp/20mVpp = 150. Nyt seuraavat mittaukset voisivat olla ylä- ja alarajataajuuden mittaukset, mutta ne jätän opiskelijan huoleksi.

Siirryn FET-transistorilla tehtyyn vahvistimeen.

EAA YHTEISEMITTERIVAHVISTIMEN LEPOVIRRAT

Tasajännitearvoja käyttäen voidaan laskea virta-arvot. Kollektori virta saadaan kun käyttöjännitteestä vähennetään kollektorijännite ja erotus jaetaan Rc:n arvolla. Emitterivirta saadaan kun emitterijännite jaetaan emitterivastuksen arvolla. Kantavirta on taas kollektorivirran ja emitterivirran erotus. Poikittaisvirta on käyttöjännite jaettuna vastusten R1 ja R2 summalla.

EAA YHTEISEMITTERIVAHVISTIMEN TASAJÄNNITTEET

Kuvassa esiintyvillä vastuksilla on saatu kytkentään aivan sopivat tasasähköasetukset. Näistä jännitearvoista laskien voidaan selvittää kytkennän tasavirtojen arvot.

EAA YHTEISEMITTERIVAHVISTIMEN KOMPONENTIT

Pienitehoisena jännitevahvistimena käytetään tyypillisesti yhteisemitterikytkentää. Siinä työvirta, joka kulkee kollektorin kautta on noin 1 mA:n luokkaa. Kollektorilla on noin puolet käyttöjännitteestä, jolloin kollektorin liikkuma-aluen ohjauksen vaikutuksesta on suurimmillaan. Tämä tarkoittaa sitä, että työvirtapiirissä vastuksissa R3 ja R4 tapahtuu puolet käyttöjännitteen jännitehäviöstä ja toinen puoli jää transistorin osalle. Mitoitus ei ole kovin tarkka ja tässä on käytetty yleisesti olevia vastusarvoja. Kannalle tulevan jännitejakajan poikittaisvirran tulee olla vähintäin 1/10-osaa työvirrasta.

EAA VAIHTOSÄHKÖVAHVISTIMEN PIIRILEVY

Jotta vahvistimen toiminta todella selviäisi, täytyy sellainen rakentaa ja tutkia sen toimina perusteellisesti.

Kuvassa on piirilevykaavio, johon kyseinen vahvistin voidaan rakentaa. Kytkentä tehdään nykyisillä SMD-osilla, jolloin kaikki tarvittavat asiat ovat nähtävissä piirilevyn päältä, eikä levyn alapuolelle tapahtuvaa kurkistelua tarvita. Elämäni hankalin asia on ollut peilikuvan tajuaminen, parranajosta alkaen.

EAA TRANSISTORIN VIRRAT JA JÄNNITTEET

Jotta transistoripiiri toimisi oikealla tavalla vaihtosähkön vahvistuksessa, on transistorin toimintapiste asetettava vastusten avulla. Tämä tarkoittaa sitä, että kannan ja emitterin välillä vaikuttaa noin 0,65 voltin jännite ja kollektorilla on puolet käyttöjännitteestä. Yleisin tapa saada kannalle sopiva jännite, on käyttää kahden vastuksen jännitteen jakajaa.

Poikittaisvirran tulee olla vähintään 10 kertaa kantavirran suuruinen. Vastus R3 valitaan sellaiseksi, että jännite Uc on tuo puolet käyttöjännitteestä. Näin siksi, että silloin kollektorijännitteellä on suurin liikkumavara. Vastus R4 lämpöstabiloi kytkennän toiminnan.

EAA VAIHTOSÄHKÖN VAHVISTUS

Tuosta kuvasta nähdään, kuinka transistorikytkentä vahvistaa vaihtojännitesignaalia. Kun tulossa on vaihtojannitteen arvo 20 mV huipusta huippuun, on se lähdössä vastaavasti 1 voltti. Näin jännitevahvistus on 1V / 0,020V = 50. Tuo 610mV:n tasasähkökomponentti tarvitaan siksi, että transistori johtaa jo sillä sopivasti ja vaihtojännite muuttaa vaan sen johtavuutta. Kondensaattorit eroittavat tasasähköosuuden vaihtosähköstä.

EAA KAPASITANSSIN TUTKIMINEN

Vaikka nykyisissä yleismittareissa lähes kaikissa on kapasitanssin mittausmahdollisuus, on oppimisen kannalta hyödyllistä katsoa myös mittaamalla saatuun kapasitanssin arvoon. Näin siksi, että nähdään Ohmin lain pitävän paikkansa myös vaihtosähköä käytettäessä.

EAA KONDENSAATTORI VAIHTOSÄHKÖSSÄ

Vaihtosähköön kytketyn kondensaattorin tulee olla suuntaamaton, näin ollen elektrolyytti tai tantaali ei käy. Keraamiset ja muovikondensaattorit ovat oikeita rakenteita tähän käyttöön. Vaihtosähkössä kondensaattori muodostaa 90 asteen kulman jännitteen ja virran välille.

EAA KÄYTÄNNÖN KONDENSAATTORI TASASÄHKÖSSÄ

Tässä yksi tapa kodensaattorin käytölle. Yleisempi tapa on käyttää kondensaattoria tasasuunnatun jännitteen tasoitukseen.

EAA KONDENSAATTORI TASA- ja VAIHTOSÄHKÖSSÄ

Tasasähköön liitetty kondensaattori toimii kuin astia, johon elektroneja säilötään. Tällöin kondensaattori on rinnan syöttävän ja kuluttavan elektroniikan kanssa.

Vaihtosähköön liitetty kondensaattori on yleensä sarjassa vaihtovirran kulkutiellä, ja silloin sitä sanotaan kytkentäkondensaattoriksi.

EAA KAPASITANSSI

Kondensaattoreilla on hyvin monipuolinen käyttö elektronisissa kytkennöissä. Tasasähkön tasoitukseen ne sopivat erinomaisesti. Niillä voidaan muodostaa vaihtosähkölle kulkutie, jota tasasähkö ei pääse häiritsemään. Yhdessä vastusten kanssa niillä voidaan rajata vaihtosähkön taajuuksia, eli tehdä suotimia.

EAA VAIHTOSÄHKÖN SINIMUOTO

Vaihtosähkön perusmuoto on sinifunktioon perustuva. Se on käytössä esimerkiksi valaistussähkössä. Kaikki vaihtosähkön tunnussuureet voidaan sillä esittää. Vaihtosähkössä kuten tasasähkössäkin perusarvoja ovat jännite, ja virta. Sen lisäksi vaihtosähkön muuttumisnopeutta kuvaa taajuus, jonka yksikkö on Hertzi.