Intenté construir un amplificador de un solo transistor para tratar de aumentar la señal de voltaje proveniente de un módulo Si5351, configurado en 144 megahercios.
Mi objetivo principal es aumentar el voltaje de 3 a 4 veces. La salida predeterminada del Si5351 con una carga de 85 ohmios es de aproximadamente 1,3 voltios. Quiero subir a unos 4 voltios. Eso sí, no para que coincida con ninguna carga hasta el momento, solo para aumentar el voltaje primero. Parece que tengo problemas en todo momento (incluso las simulaciones de LTSpice no funcionan como esperaba ... suspiro )
Ingenuamente pensé que podría diseñar un emisor común de clase A simple para intentar hacer esto, pero simplemente no funciona y no sé por qué. Todos los voltajes de polarización tienen sentido.
Estoy usando una hoja de datos de transistor BF240 aquí , que según la hoja de datos, tiene un Ft de 1.1Ghz. Entonces, en teoría, debería poder obtener al menos una ganancia de 7-ish. Compré los BF240 de Jameco electronics.
Aquí hay una foto de la construcción de mi prototipo actual:
Es un arduino que programa el módulo Si5351, que genera 144 megahercios. Luego mido la entrada y la salida de mi amplificador de transistores.
Aquí está el esquema:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Puse una carga de 10K más o menos solo para evitar cualquier posible extrañeza.
Cuando mido los voltajes de polarización de CC, todo parece estar bien. Tengo alrededor de 1,75 voltios en la base y 0,9 voltios en el emisor, esta resistencia del emisor es de aproximadamente 46 ohmios, por lo que debería ser de aproximadamente 20 ma. Se supone que el BF240 puede manejar hasta 50 mA, por lo que debería ser seguro. Mido un voltaje de CC de aproximadamente 6,8 voltios en el colector. Así que el sesgo de DC se ve bien. Revisé dos veces el transistor quitándolo y midiendo la unión base/emisor y parece estar bien, no en cortocircuito, etc.
Estoy bastante seguro de que también tengo el pinout soldado correctamente: incluso usé un probador de transistores que tengo y verifiqué que el pinout coincidiera con la hoja de datos, con el lado plano hacia usted, es colector, emisor, base. Sin embargo, probé dos transistores diferentes y obtuve resultados similares en la amplificación.
¡Debería obtener una ganancia de alrededor de 4 o 4.5, pero como puede ver, obtengo un NEGATIVO! ganancia, se corta a la mitad..wtf.
Esta es la señal de entrada, medida justo antes del capacitor de entrada:
Y esto es lo que obtengo en el colector de la resistencia:
Sé que tengo un cable bastante largo que va desde el Si5351, pero todavía no estoy buscando la perfección, y la señal pasa bien; literalmente, el transistor no parece estar amplificando en absoluto, aunque se supone que debe ser un transistor de mayor frecuencia.
No puedo imaginar que sea mi diseño lo que hace que simplemente NO se amplifique en absoluto.
Mi sonda de osciloscopio está configurada en 10x y estoy usando la tierra de resorte de sonda súper corta. El osciloscopio es un osciloscopio de 200 MHz con sondas de 200 MHz.
Claramente tengo que estar haciendo algo MUY mal porque no tiene sentido para mí. Sé que RF es "mágico", pero esto es un poco extraño.
Simulé el circuito en LTSpice y parece que da una ganancia de alrededor de 4, que es lo que quería...
¿Qué diablos he conectado mal, o estos transistores no son correctos o algo así?
Su sonda de alcance carga el circuito con aproximadamente 16 pF o 70 ohmios a 144 MHz. La impedancia de salida es mayor, cercana al valor de la resistencia del colector. Por lo tanto, tiene una atenuación de voltaje muy significativa en la salida. La impedancia en la entrada es más baja porque la está sondeando directamente a través de la salida de la fuente de señal. El amplificador puede tener una ganancia cercana a lo que espera.
Intente retroceder en la corriente del colector, digamos a 5 mA. El producto Ganancia-ancho de banda se está hundiendo a 20 mA. A 5 mA parece que la ganancia máxima alcanzable del BF240 es de aproximadamente 900/144 = aproximadamente 6.
También considere usar una configuración de cascode en su lugar si esto no produce la ganancia que está buscando. Esto puede ser útil:
https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/cascode-amplificador/
Pico de voltaje