증폭기는 낮은 진폭 신호를 증폭하는 데 사용되는 전자 제품의 필수 부분입니다. 증폭기는 특히 오디오 및 전력 전자 장치에서 신호를 높이는 데 매우 중요한 역할을합니다. 우리는 이전에 오디오 증폭기, 파워 증폭기, 연산 증폭기 등을 포함한 많은 유형의 증폭기를 만들었습니다. 그 외에도 아래 링크를 따라 가면 일반적으로 사용되는 다른 많은 증폭기를 배울 수 있습니다.
- 푸시 풀 증폭기
- 차동 증폭기
- 반전 증폭기
- 계측 증폭기
모든 앰프는 클래스와 용도가 다릅니다. 일반적으로 트랜지스터와 연산 증폭기는 증폭기를 만드는 데 사용됩니다. 여기,이 프로젝트에서 우리는 Bootstrap Amplifier에 대해 배웁니다.
부트 스트래핑이란 무엇입니까?
일반적으로 부트 스트랩 핑은 시작시 출력의 일부가 사용되는 기술입니다. 부트 스트랩 증폭기에서는 입력 임피던스를 높이기 위해 부트 스트랩이 사용됩니다. 이로 인해 입력 소스에 대한 로딩 효과도 감소합니다. 디자인은 부트 스트랩 커패시터가있는 Darlington 쌍과 유사합니다. 부트 스트랩 커패시터는 트랜지스터의베이스에 AC 신호의 포지티브 피드백을 제공하는 데 사용됩니다. 이 긍정적 인 피드백은 기본 저항의 유효 값을 개선하는 데 도움이됩니다. 베이스 저항의이 증가는 증폭기 회로의 전압 이득에 의해 결정됩니다.
증폭기 트랜지스터에 높은 입력 임피던스가 필요한 이유는 무엇입니까?
높은 입력 임피던스는 입력 신호의 증폭을 개선하므로 다양한 증폭기 애플리케이션에 필요합니다. 입력 임피던스가 낮 으면 증폭이 낮아집니다. 일반적으로 BJT (Bipolar Junction Transistor)는 입력 임피던스가 낮습니다 (일반적으로 1 옴 ~ 50 킬로 옴). 따라서이를 위해 부트 스트래핑 기술을 사용하여 입력 임피던스를 증가시킵니다.
입력 임피던스 양단의 전압은 아래 공식을 사용하여 계산됩니다.
V = {(V in.Z in) / (V in + ZV in)}
따라서 공식에 따르면 입력 임피던스는 전압에 비례합니다. 입력 임피던스가 증가하면 전압도 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
필요한 구성 요소
- NPN 트랜지스터 – BC547
- 저항기 – 1k, 10k
- 커패시터 – 33pf
- AC 또는 펄스 입력 신호
- DC 공급 – 9V 또는 12V
- 브레드 보드
- 전선 연결
회로도
입력 펄스 신호에는 AC 신호 (트랜스포머 사용)를 사용했으며 PWM 입력도 사용할 수 있습니다. 그리고 Vcc 입력의 경우 회로에서 RPS (Regulated positive supply)를 사용합니다. 안전상의 이유로 AC와 DC 와이어 사이의 거리를 유지하십시오.
부트 스트랩 증폭기의 작동
회로도에 따라 회로를 연결 한 후 회로는 Darlington 쌍과 비슷하게 보입니다. 여기서는이 증폭기 회로의 입력 임피던스를 높이기 위해 부트 스트랩 기술을 사용했습니다. 트랜지스터 Q1의베이스가 높고 지점 B가 낮을 때. 따라서 커패시터는 R2 양단의 전압 값까지 충전됩니다. Q1이 낮아지고 Q2베이스에서 전압이 증가하기 시작하면 커패시터가 천천히 방전됩니다. 그리고 충전을 유지하기 위해 A 지점도 밀어 올립니다. 따라서 지점 B의 전압이 증가하고 지점 A의 전압도 Vcc보다 커질 때까지 계속 상승합니다.
부트 스트랩 커패시터 C1 로의 전하는 저항 R1 및 R2에 의해 배출됩니다. 커패시터의 한쪽 끝에서 전압을 높이면 커패시터의 다른 쪽 끝에서 전압이 증가하기 때문에이 기술을 부트 스트랩이라고합니다.
참고: 부트 스트래핑 기술은 RC 시간 상수가 드라이브 신호의 단일주기에 비해 더 많은 경우에만 사용할 수 있습니다.
아래는 증폭 된 파형을 가진 부트 스트랩 증폭기의 proteus 시뮬레이션입니다.
또한 브레드 보드에 부트 스트랩 증폭기 회로 를 설계했습니다. 오실로스코프를 사용하여 얻은 출력 파형은 다음과 같습니다.
더 많은 증폭기 회로와 그 응용 프로그램을 확인하십시오.