En op amp (Med negativ återkoppling, dvs lite motstånd å prylar från utgången till minusbenet) strävar ju efter att hålla samma potential på minusbenet som på plusbenet.
Sätter man t.ex insignalen på plusbenet då och kopplar utsignalen från effektsteget in på minusbenet, då kommer opampen att reagera så att minusbenet (dvs utgången) är likadan som ingången. Häri ligger det fiffiga, eftersom utgångssteget ofta är ganska olineärt och utan återkoppling skulle låta kasst, så ser återkopplingen till att lineärisera din förstärkare så den låter bättre.
Du kan se det som att det sitter en gubbe i opampen som tittar på insignalen och vrider på en liten ratt så utsignalen ser likadan ut.
Nåväl, nästa lektion är strömkällor, vad äter och bor de, och hur gör de? :)
Först allmänt, vad är en spänningskälla?
Jo, en "sak" som oavsett ström uprätthåller konstant spänning.
En strömkälla är en doning som oavsett spänning över den, uprätthåller
konstant ström. Man kan säga att den anpassar sin spänning så den önskade strömmen uprätthålls.
Du ser 3 varianter. Enklast (och sämst :) är A
Funkar helt enkelt så att man via Ra skapar en basström, och vidare då får en Ic = B*Ib. Vad är det för fel på detta då? Vi har ju en strömkälla som är oberoende av spänningen på collectorn (annars hade det ju inte varit en strömkälla :).
Först och främst är man beroende av Beta som varierar väldigt mycket även mellan transistorer av samma typ och ännu värre är tempraturberoende så det går inte ens att trimma det rätt för en enskild transistor. när den blir varm så skenar den ändå.
Sen beror Ic av Ib, som i sin tur beror av spänningen över Ra vilket är matningsspänningen. Alltså beror Ic av matningsspänningen och det är dåligt då den oftast ripplar, samma rippel avspeglar sig på strömmen Ic.
=====================
Variant B
Hyffsat enkel, man tilsätter en lysdiod för att få en "konstant" referens spänning så man slipper ifrån matningsspänings beroendet som plågar A.
Emittermotståndet Re botar Beta beroendet. Man vet att det alltid faller c:a 0.65V från bas till emitter, då är det 1.35V kvar över Re. Men den allra största strömmen kommer ju från kollektorn så man kan säga att Re bestämmer kollektorströmmen. Ic = 1.35V/Re. För rimliga värden på Re.
I den formeln finns inget Beta beroende och det e sött. Sätter man Re = 270 ohm får man ett IC på 5mA. (förutsatt att lysdioden har Vf 2V)
Ic bestäms nu endast av Re och lysdiodens framspänning. Bägge värdena är relativt oberoende av tempratur och matningsspänning.
Slutligen nu vet vi att vi får en basström på c:a 50uA, ser vi till att det går en ström c:a 1mA genom Ra så kan man försumma basströmmen helt och hållet, därav det röda krysset.
========================
Version C
Varför detta då? Version B är ju snäll...
Jo det finns inga ideala strömkällor, de har utresistans precis som spänningskällor. Och variant C har bättre sådan.
Vad menas med utresistans på en strömkälla?
Jo man modelerar det som ett motstånd paralellt med en ideal strömkälla, då får man ju de oideala betendet att om man varierar spänningen över strömkällan så varieras även strömmen (vilket en ideal per definition inte kan) eftersom motståndet suger lite ström. En ideal strömkäla har då Oändlig utresistans till skillnad fårn en Ideal spänningskälla som har 0 utresistans.
Hur fungerar variant C då?
Ström kommer att ledas genom Ra genom den övre transistorn (Ja, genom krysset där det inte går nån ström :) ner genom Re. Allteftersom mer ström går stiger spänningen över Re, tills den nedre transistorn tänder vid 0.65, då rycker den till i basen på den övre så att all överflödig ström som går genom Ra leds ner och försumbar ström går nu in genom krysset.
Alltså har vi 0.65V över Re och Re bestämmer på samma sätt som tidigare strömmen Ic eftersom all (nästan) ström genom Re kommer från Ic eftersom försumbar ström går genom kryssen.
Vi är oberoende av matningsspänningen då detär Vf för nedre transistorn som tilsammans med Re bestämer strömmen
Vi är även oberoende av beta eftersom kretsen är så robust att den inte bryr sig om basströmmarna som är beta beroende (Vi har ju bestämt Ic, om Ic är bestämd så är ju Ib bestämd i termer av beta. Lite bakvänt gentemot hur man brukar se det där Ic bestäms av Beta och Ib.)
Rent allmänt blir man betaoberoende väldigt ofta om man lägger till emittermotstånd i sin krets på rätt ställe med rätt värde. Priset man får betala i förstärkarkretsar är ofta lägre gain, men vi bryr oss inte om gain i detta fall, vi vill ju ha konstant ström så det är bara en bonus.