Circuito dell'amplificatore bootstrap che utilizza transistor

Gli amplificatori sono parte integrante dell'elettronica che vengono utilizzati per amplificare i segnali a bassa ampiezza. L'amplificatore gioca un ruolo molto importante per aumentare il segnale, specialmente nell'Audio e nell'elettronica di potenza. In precedenza abbiamo costruito molti tipi di amplificatori inclusi amplificatori audio, amplificatori di potenza, amplificatori operazionali ecc. Oltre a questi, puoi imparare molti altri amplificatori comunemente usati seguendo i collegamenti seguenti:

• Amplificatore push-pull
• Amplificatore differenziale
• Amplificatore invertente
• Amplificatore per strumentazione

Ogni amplificatore ha una classe e un'applicazione diversa. Generalmente i transistor e gli amplificatori operazionali vengono utilizzati per costruire l'amplificatore. Qui, in questo progetto, impariamo a conoscere Bootstrap Amplifier.

Cos'è il bootstrap?

Tipicamente il bootstrap è una tecnica in cui una parte dell'output viene utilizzata all'avvio. Nell'amplificatore Bootstrap, il bootstrap viene utilizzato per aumentare l'impedenza di ingresso. A causa di ciò diminuisce anche l'effetto di caricamento sulla sorgente di ingresso. Il design è simile alla coppia Darlington, con un condensatore di bootstrap. Il condensatore di bootstrap viene utilizzato per fornire il feedback positivo del segnale CA alla base del transistor. Questo feedback positivo aiuta a migliorare il valore effettivo della resistenza di base. Questo incremento della resistenza di base è determinato anche dal guadagno di tensione del circuito amplificatore.

Perché abbiamo bisogno di un'impedenza di ingresso elevata per il transistor dell'amplificatore?

L'alta impedenza di ingresso migliora l'amplificazione del segnale di ingresso ed è quindi necessaria in varie applicazioni di amplificazione. Se abbiamo una bassa impedenza di ingresso avremo una bassa amplificazione. Generalmente, i BJT (Bipolar Junction Transistor) hanno una bassa impedenza di ingresso (tipicamente da 1 ohm a 50 kilo ohm). Quindi, per questo, viene utilizzata la tecnica di bootstrap per aumentare l'impedenza di ingresso.

La tensione attraverso l'impedenza di ingresso viene calcolata utilizzando la formula seguente:

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

Quindi, secondo la formula, l'impedenza di ingresso è proporzionale alla tensione ai suoi capi. Se l'impedenza di ingresso viene aumentata, anche la tensione ai capi aumenterà e viceversa.

Componenti richiesti

• Transistor NPN - BC547
• Resistenza - 1k, 10k
• Condensatore - 33pf
• Segnale di ingresso CA o a impulsi
• Alimentazione CC - 9 V o 12V
• Breadboard
• Cavi di collegamento

Schema elettrico

Per il segnale di impulso in ingresso, abbiamo utilizzato un segnale CA (tramite trasformatore), è possibile utilizzare anche l'ingresso PWM. E, per l'ingresso Vcc, stiamo usando l'RPS (Regulated positive supply) nel circuito. Mantenere la distanza tra il cavo CA e CC per motivi di sicurezza.

Funzionamento dell'amplificatore Bootstrap

Dopo aver collegato il circuito secondo lo schema del circuito, il circuito sembra simile alla coppia Darlington. Qui, abbiamo utilizzato la tecnica di bootstrap per aumentare l'impedenza di ingresso di questo circuito amplificatore. Quando la base del transistor Q1 è alta e il punto B è basso. Pertanto, il condensatore si carica fino al valore della tensione su R2. Quando Q1 si abbassa e la tensione inizia ad aumentare alla base di Q2, il condensatore si scarica lentamente. E per mantenere la carica, anche il punto A viene spinto verso l'alto. Quindi la tensione nel punto B aumenta e anche la tensione nel punto A continua a salire finché non supera la Vcc.

La carica nel condensatore di bootstrap C1 viene scaricata dai resistori R1 e R2. La tecnica è chiamata bootstrap perché l'aumento della tensione a un'estremità del condensatore aumenterà la tensione all'altra estremità del condensatore.

Nota: la tecnica di bootstrap può essere utilizzata solo se la costante di tempo RC è maggiore rispetto al singolo periodo del segnale di guida.

Di seguito è riportata la simulazione di proteo dell'amplificatore bootstrap con la forma d'onda amplificata.

Inoltre, abbiamo progettato il circuito dell'amplificatore bootstrap sulla breadboard. Di seguito è riportata la forma d'onda di uscita ottenuta utilizzando l'oscilloscopio:

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