آموزش ساخت مدار نشان دهنده کلکتور مشترک با ترانزیستورهای 2N697 و 2N1132

مدار تقویت کننده کلکتور مشترک (Emitter Follower) که از یک جفت ترانزیستور مکمل 2N697 و 2N1132 استفاده می‌کند. این مدار که از منابع معتبر نظامی (کتاب مدارهای ترجیحی نیروی دریایی آمریکا) آمده، یک طراحی کلاسیک و کارآمد در الکترونیک محسوب می‌شود.

مدار کلکتور مشترک (Common Collector) که اغلب با نام امیتر فالوور (Emitter Follower) شناخته می‌شود، یکی از پیکربندی‌های اساسی ترانزیستورهای دوقطبی (BJT) است. این مدار به دلیل امپدانس ورودی بالا و امپدانس خروجی پایین، اغلب به عنوان یک بافر (Buffer) برای تطبیق امپدانس بین دو مرحله از یک مدار الکترونیکی استفاده می‌شود. نقشه ارائه شده یک نوع خاص از این پیکربندی را نشان می‌دهد که ۱۲ دسیبل بهره (Gain) فراهم می‌کند.

 تحلیل فنی: مزایای مدار کلکتور مشترک و بهره ۱۲ دسیبل

ویژگی اصلی مدار کلکتور مشترک، بهره ولتاژ حدود یک (unity gain) است. با این حال، بهره ۱۲ دسیبل ذکر شده نشان می‌دهد که این مدار احتمالاً یک بافر همراه با تقویت کننده جریان (Current Amplifier) است. این مدار دارای مزایای زیر است:

• بهره جریانی بالا: این مدار، جریان خروجی بالایی را نسبت به جریان ورودی فراهم می‌کند.
• تطبیق امپدانس: به دلیل امپدانس ورودی بالا و امپدانس خروجی پایین، برای انتقال سیگنال از یک طبقه با امپدانس بالا به یک بار با امپدانس پایین (مانند هدفون یا مرحله بعدی) ایده‌آل است.
• منبع معتبر: این طراحی از کتاب «مدارهای ترجیحی نیروی دریایی آمریکا» است که نشان‌دهنده پایداری و عملکرد قابل اعتماد آن در محیط‌های حرفه‌ای است.

نقش ترانزیستورهای مکمل در مدار تقویت کننده

در این مدار از یک جفت ترانزیستور مکمل (Complementary Pair) استفاده شده است:

• ترانزیستور 2N697: یک ترانزیستور NPN است.
• ترانزیستور 2N1132: یک ترانزیستور PNP است.

این ترکیب، که شبیه به یک تقویت کننده پوش-پول (Push-Pull) در کلاس AB یا B عمل می‌کند، امکان عبور هر دو نیم‌سیکل مثبت و منفی سیگنال را فراهم کرده و راندمان توان را بهبود می‌بخشد، در حالی که در هر لحظه، تنها یکی از ترانزیستورها فعال است.

تحلیل قطعات کلیدی و بایاسینگ مدار

مدار با ولتاژ تغذیه -۲۸ ولت کار می‌کند و شامل اجزای زیر است:

• خازن ورودی: خازن ۵ میکروفاراد، سیگنال AC ورودی را به مدار کوپلاژ کرده و ولتاژ DC را مسدود می‌کند.
• دیودها (1N645): دو دیود 1N645 به صورت سری در ورودی قرار گرفته‌اند. این دیودها معمولاً برای بایاسینگ پایدار  DC مدار یا برای حفاظت در برابر ولتاژهای ناخواسته استفاده می‌شوند.
• مقاومت‌های بایاس: دو مقاومت ۳.۳ کیلو اهم در مدار، وظیفه بایاسینگ و تنظیم نقاط کار ترانزیستورها را بر عهده دارند.
• مقاومت‌های امیتر: دو مقاومت ۱۰ اهم در امیتر ترانزیستورها برای تثبیت جریان و جلوگیری از فرار حرارتی (Thermal Runaway) استفاده می‌شوند.
• خازن خروجی: خازن ۵۰ میکروفاراد در خروجی، سیگنال AC تقویت شده را به بار منتقل کرده و ولتاژ  DC خروجی را مسدود می‌کند.

 منبع مدار: مدارهای ترجیحی نیروی دریایی آمریکا

این مدار نمونه‌ای از طراحی‌هایی است که در کتاب “مدارهای ترجیحی نیروی دریایی آمریکا” (U.S. Navy Preferred Circuits) ارائه شده‌اند. این کتاب‌ها مجموعه‌ای از مدارهای استاندارد، پایدار و تست‌شده را برای استفاده در تجهیزات نظامی و صنعتی معرفی می‌کنند که اغلب به دلیل قابلیت اطمینان بالا شناخته شده‌اند.

 اجزا و لیست قطعات اصلی مدار کلکتور مشترک