Circuit amplificador Bootstrap mitjançant transistors

Els amplificadors són part integral de l'electrònica que s'utilitza per amplificar senyals de baixa amplitud. L'amplificador té un paper molt important per augmentar el senyal, especialment en l'àudio i l'electrònica de potència. Anteriorment vam construir molts tipus d'amplificadors, inclosos amplificadors d'àudio, amplificadors de potència, amplificadors operatius, etc. A part d'ells, podeu aprendre molts altres amplificadors d'ús habitual seguint els enllaços següents:

• Amplificador push-pull
• Amplificador diferencial
• Amplificador d'inversió
• Amplificador d'instrumentació

Tots els amplificadors tenen diferents classes i aplicacions. Generalment s’utilitzen transistors i amplificadors operatius per construir amplificadors. Aquí, en aquest projecte, coneixem l’ amplificador Bootstrap.

Què és Bootstrapping?

Normalment Bootstrapping és una tècnica en què s’utilitza una part de la sortida a l’inici. A l’amplificador Bootstrap, s’utilitza bootstrapping per augmentar la impedància d’entrada. Degut a això, l'efecte de càrrega a la font d'entrada també disminueix. El disseny té un aspecte similar al parell Darlington, amb un condensador d’arrencada. El condensador Bootstrap s'utilitza per proporcionar la retroalimentació positiva del senyal de CA a la base del transistor. Aquest feedback positiu ajuda a millorar el valor efectiu de la resistència base. Aquest increment de la resistència base també es determina pel guany de tensió del circuit amplificador.

Per què necessitem una alta impedància d’entrada per al transistor amplificador?

L'alta impedància d'entrada millora l'amplificació del senyal d'entrada i, per tant, es requereix en diverses aplicacions d'amplificador. Si tenim una impedància d’entrada baixa obtindrem una baixa amplificació. Generalment, el transistor de connexió bipolar (BJT) té una impedància d’entrada baixa (normalment d’1 ohm a 50 quilos ohm). Per això, s’utilitza la tècnica d’arrencada per augmentar la impedància d’entrada.

El voltatge a través de la impedància d’entrada es calcula mitjançant la fórmula següent:

V = {(V _en.Z _en) / (V _en + ZV _en)}

Per tant, segons la fórmula, la impedància d’entrada és proporcional a la tensió que la travessa. Si s’incrementa la impedància d’entrada, la tensió a través d’ella també augmentarà i viceversa.

Components necessaris

• Transistor NPN: BC547
• Resistència: 1k, 10k
• Condensador - 33pf
• Senyal d'entrada de corrent altern o de pols
• Alimentació de CC: 9V o 12V
• Taula de pa
• Connexió de cables

Esquema de connexions

Per al senyal d'impulsos d'entrada, hem utilitzat un senyal de corrent altern (mitjançant transformador), també podeu utilitzar l'entrada PWM. I, per a l'entrada de Vcc, estem utilitzant el RPS (Regulated positive supply) al circuit. Mantingueu la distància entre el cable de CA i CC per motius de seguretat.

Funcionament de l’amplificador Bootstrap

Després de connectar el circuit segons el diagrama del circuit, el circuit té un aspecte similar al parell de Darlington. Aquí hem utilitzat la tècnica d’arrencada per augmentar la impedància d’entrada d’aquest circuit amplificador. Quan la base del transistor Q1 és alta i el punt B és baix. Per tant, el condensador es carrega fins al valor de la tensió a través de R2. Quan Q1 baixa i el voltatge comença a augmentar a la base de Q2, el condensador es descarrega lentament. I per mantenir la càrrega, el punt A també s’impulsa cap amunt. Així doncs, el voltatge al punt B augmenta i el voltatge al punt A també continua augmentant fins que va més que el Vcc.

La càrrega al condensador d'arrencada C1 és drenada per la resistència R1 i R2. La tècnica s’anomena bootstrapping perquè augmentar la tensió en un extrem del condensador augmentarà la tensió en l’altre extrem del condensador.

Nota: La tècnica d'arrencada només es pot utilitzar si la constant de temps de RC és més en comparació amb el període únic del senyal de la unitat.

A continuació es mostra la simulació proteus de l’amplificador d’arrencada amb la forma d’ona amplificada.

A més, hem dissenyat el circuit d’amplificació d’arrencada a la placa de control. A continuació es dóna la forma d’ona de sortida obtinguda amb l’oscil·loscopi:

Comproveu més circuit d'amplificador i les seves aplicacions.