Ses yükseltici için kullanılacak en iyi transistör

Bu terim, bir ses yükseltici tasarlayacağız. Şu ana kadar dersimizde hala BJT'deyiz ve duyduğum şeye dayanarak, FET'ler BJT'deki kapsamlı olanın aksine kısmen tartışılacak. Her neyse, bu kadar erken bir fikre sahip olmak istiyorum, böylece en iyi ses amplifikasyonu için hangi transistörün kullanılacağını planlayabilirim. Diğer transistörün (BJT / FET) nasıl daha iyi olduğunu bazı konuları okudum, ancak diğer forumlar performansın bileşene değil, transistörün nasıl düzgün bir şekilde önyargılı olduğuna ve devrenin nasıl düzgün bir şekilde tasarlandığına bağlı olduğunu söylüyor.

Bir ses yükseltici tasarlarken, transistörlerin dört alt tipinden hangisi en verimli? (NPN / PNP / JFET / MOSFET)

Bu arada, profesörümün gereksinimi sadece bu: beni etkilemek. Şu anda grubum henüz devrenin özelliklerine (watt, empedans, vb.) Karar vermedi.

Birçok farklı BJT türünden başarıyla bir ses yükselticisi oluşturabilirsiniz. Amperin iyi çalışmasını sağlayan, transistör değil devre olacaktır. 2N4401 (NPN) ve 2N4403 (PNP) gibi denizanası parçalarını seçer ve son güç çıkışı transistörleri hariç her şey için onlarla yapışırdım. Birçok parça bu rolü doldurabilir. Kendi favori denizanası küçük sinyal transistörleriniz varsa, bunları tercih ederseniz kullanın. Bahsettiklerimin makul bir kazancı var ve 40 V'a kadar işleyebilir, bu da bir amfinin profesörünüzü etkilemesine izin verecek kadar iyi olmalıdır.

Son çıkış olarak kullanmak için birçok olası güç transistörü vardır. Birkaç Watt hedefliyorsanız, muhtemelen TIP41 (NPN) ve TIP42 (PNP) gibi temel parçalarla giderdim.

Yine de, bu projeyi yapacak veya kıracak transistörün seçimi değil. Bahsettiğim transistörler ile kesinlikle etkileyici bir ses yükselticisi oluşturabilirsiniz, ancak karışıklık da yapabilirsiniz. Gerçekten tasarıma bağlı. Ses sisteminde genel gürültü ve harmonik bozulma yüksek önceliklerdir. Bunlar dikkatli devre tasarımı ve yol boyunca her adımda bu parametrelere dikkat etmekten gelir.

JFET'ler veya MOSFET'ler gibi diğer transistör türlerini de kullanabilirsiniz. Bunlar düzgün bir şekilde kullanmak için farklı bir devre topolojisi gerektirir, ancak iyi bir amplifikatör yapmak için de kullanılabilir. BJT detaylarını daha ayrıntılı olarak ele alacağınız için şimdilik onlara sadık kalacağım. Bu harika bir öğrenme alıştırması olacak. Çok düşük gürültülü ve çok düşük distorsiyonlu bir amplifikatör tasarlamak önemsiz değildir.

Muhtemelen MOSFET'lere kıyasla aynı sayıda bileşen için BJT'leri kullanarak daha etkili bir güç çıkışı aşaması yapacaksınız. Etkili kelimesini, basit bir itme-çekme devresinde kullanılan BJT'lerle aynı güç kaynağı için daha yüksek / daha büyük salınım yapacağını ifade etmek için etkili kelimesini kullanıyorum. Bunun nedeni, bir BJT'yi açmak için sadece yaklaşık 0,6 ila 0,7V'ye ihtiyacınız olurken, birkaç yüz miliamper tedarik eden bir MOSFET almak için kapısını 3 veya 4 volt ile sürmeniz gerekebilir.

Yine, bu basit bir verici-takipçi itme-çekme sınıfı AB çıkış aşaması olacaktır. Çıkış transistörlerini sadece güç raylarıyla sınırlı bir sinyalle çalıştırabilirsiniz ve eğer bu (örneğin) 24V dc ise - güç transistörlerine 22Vp-p olan bir sinyali sürdürebilirsiniz. Her BJT'nin (baz verici bağlantı noktası nedeniyle) 0.7 volt "kaybedeceği" göz önüne alındığında, maksimum çıkış voltajı zirveden zirveye yaklaşık 20.6 volt olacaktır. Mosfets kullanıyorsanız, daha iyi bir yüke zirve yapmak için 14 volt pik gibi olurdu.

Cevabımda şu ana kadar biraz el sallıyor, ancak ödevinizi kaynak takipçisi olarak bağlı mosfetler üzerinde yapın ve küçük Vgs (eşik) ile bir tane seçin ve ne kadar kapı sürücü voltajına ihtiyaç olduğunu görmek için veri sayfasını inceleyin içinden yüzlerce miliamper akması için.

Çıkış transistörlerinin kollektöre veya drenaj bağlantısına sahip olduğu yerlerde çalışmak oldukça zor olan daha karmaşık tasarımlar vardır, ancak yeni başlayanlar için dikkatlice tasarlanmadıklarında kararsız olacakları ve daha fazla silikon gerektirecekleri için bunlardan uzak dururum etkin bir şekilde çalışmak.

Yani, güç çıkışı, hoparlör yükü veya voltaj rayları belirtmediğiniz göz önüne alındığında, bir BJT güç çıkışı aşamasının muhtemelen en iyi seçim olduğunu söyleyebilirim. Diğer transistörlere gelince BJT'lere bağlı kalırdım - on binlerce iyi ticari tasarımda kullanıldılar. Elbette, bir çıkış transformatörü kullanarak A sınıfı bir çıkış aşamasını düşünebilirsiniz - bu muhtemelen dikkate değerdir, ancak aşağı taraf, son transistör sapması nedeniyle verimlilik kaybıdır.

Ben sadece iyi bir amplifikatör için muhtemelen ihtiyacınız olan önyargı düzenlemesini gösteren oldukça basit bir çıkış aşaması için bir göz vardı ve bu bir rastladı: -

Bu siteden geldi . Ben iyi bir spec var gibi görünüyor ve site de diyotlar / önyargı olmadan bir cut-down versiyonu tavsiye çünkü ben tavsiye ediyorum. Şahsen bunun yeni başlayanlar için iyi bir başlangıç ​​olacağını düşünüyorum. Site, iyi bir çıktı aşaması yapmak için neyin gerekli olduğu hakkında birkaç şey tartışıyor.

Temel tasarımı alıp ona kazanç ekleyebilir ve biraz daha araştırma yaparsanız op-amp'i bireysel transistörler için değiştirebilirsiniz.

Bu biraz geç bir cevap, ama aynı soruları soran birine yardımcı olabileceğini umuyorum.

BJT'leri tercih ederim, ancak MOSFET'lerin kullanımı süper kolaydır ve BJT'leri aslına uygun olarak geride bırakabilir. Her ikisi de mükemmel sonuçlar verebilir, sadece tercih ettiğiniz şeyi kullanın. MOSFET'ler genellikle daha yüksek besleme gerilimlerini (daha yüksek maks. Vds) kullanabilir. Bu yüzden en rahat hissettiğiniz şeyi (hesaplama açısından) tasarlayın ve her ikisiyle de aynı derecede rahat hissediyorsanız random.org'u kullanın.

Andy'nin söylediklerine eklemek için, çıktınız hızlandıkça her rayın altında 0.7V elde etmek için çok karmaşık bir tasarıma sahip olmanız gerektiğini bilin. Bunun nedeni, bir BJT amplifikatörünün amplifikatör aşamasının, normalde rayların voltajından birini kabaca% 10 oranında azaltan sinyale ihtiyaç duymasıdır (bana bu sayıdan alıntı yapma, sadece genel bir başparmak kuralı kullanıyorum) ). Ve bir op-amplifikatörün bir profesörü etkileyeceğini sanmıyorum. En azından çalıştığım yerde bir op-amp kullansaydım tamamen başarısız olurdum. Ayrıca, birinden (dikkatle tasarlanmış bir sürücü aşamasıyla) elde edebileceğiniz maksimum değer 18 W ila 8 ohm arasındadır - bu doğru hatırlarsam NE5532'yi kullanır. Genel olarak sadece op-amp ile 10-15 W'a bakıyorsunuz. İlk olarak, bir op amp'nin tasarlanması 5 dakika gerektirir ve ikincisi güç kasvetli olur.

Ayrıca, diyotları ve transistörlerinizi diyotları ve çıkış transistörlerini mükemmel ve termal olarak bağlamadığınız sürece, bir BJT çıkış aşamasını saptırmak için iki diyot kullanmak özellikle en iyi fikir değildir. BJT amplifikatörleri termal kaçaklara karşı çok hassastır. Muhtemelen pratikte, normal sinyal diyotları kullanırsanız çok yüksek sapma akımına sahip olduğunuzu göreceksiniz. 1N4001 diyotları kullanacaksanız doğrultucu diyotları kullanın.

"Performans" tanımlayın. Neden "efficiencey" ile ilgileniyorsunuz? Transistörler ses yükselticilerinde farklı şekillerde kullanılır. Kötü şöhretli Neve konsolu mikrofon pre gibi iyi overdrive ayrı sınıf-a devreleri var. Kağıt üzerinde bir op amp tasarımları en iyi performansa sahip olacaktır (aslında geleneksel bir op amp'in önüne ayrı transistörler koymak muhtemelen teorik performans sınırına yaklaşacaktır). Ancak daha genel olarak giriş transistörleri, kazanç transistörleri ve çıkış transistörleri vardır.

Giriş transistörleri düşük gürültü olmalıdır. Doğru kaynak empedansı varsa BJT daha düşük gürültü olma eğilimindedir (op amper için bunu 30Hz'de NE5534A için ~ 5.5 / 0.0015 = 3k7 olan voltaj gürültüsü / akım gürültüsüne bakarak veri sayfasında görebilirsiniz). JFET'in süper düşük akım gürültüsü vardır, bu nedenle yüksek Z girişleriyle daha iyi gürültü performansına sahip olma eğilimindedirler.

Kazanç transistörleri düşük gürültü ve yüksek kazanç olmalıdır. İyi bir çıkış transistörünü neyin oluşturduğundan emin değilim. Bant genişliği veya termal özellikler olabilir.