Yleinen emitterivahvistin - ominaisuudet, esijännitys, ratkaistut esimerkit

Tätä konfiguraatiota kutsutaan yhteisen emitterin konfiguraatioksi, koska tässä emitteriä käytetään yhteisenä negatiivisena päätelaitteena tulotukisignaalille ja lähtökuormalle. Toisin sanoen emitteripäätteestä tulee vertailupääte sekä tulo- että lähtövaiheeseen (mikä tarkoittaa yhteistä sekä tukiasemaan että kollektoriliittimiin).

Yhteinen emitterivahvistin on yleisimmin käytetty transistorikokoonpano, joka näkyy alla olevassa kuvassa 3.13 sekä pnp- että npn-transistoreille.

Pohjimmiltaan tässä transistorin tukiasemaa käytetään tulona, ​​kerääjä on määritetty lähdöksi, ja emitteri on johdotettu molemmille (esimerkiksi jos transistori on NPN, emitteri voidaan liittää maadoitusviitteeseen), Siksi se saa nimensä yleiseksi päästölähteeksi. FET: n tapauksessa analogista piiriä kutsutaan yhteislähdevahvistimeksi.

Yleiset emitterin ominaisuudet

Ihan kuin yhteinen tukiaseman kokoonpano tässäkin kahdesta ominaisuusalueesta tulee jälleen välttämätön yhteisen emitterin asennuksen luonteen selittämiseksi täysin: yksi tulo- tai emäs-emitteripiirille ja seuraava lähtö- tai kollektori-emitteripiirille.

Nämä kaksi sarjaa on esitetty alla olevassa kuvassa 3.14:

Emitterin, kollektorin ja alustan virtaussuunnat on ilmoitettu tavanomaisen tavanomaisen säännön mukaisesti.

Vaikka kokoonpano on muuttunut, nykyisen vuon suhde, joka luotiin edellisessä yhteisessä peruskokoonpanossa, pätee edelleen tässä ilman muutoksia.

Tätä voidaan esittää seuraavasti: Minä ON = Minä C + I B ja minä C = Minä ON .

Nykyisessä yhteisen emitterin kokoonpanossa ilmoitetut lähtöominaisuudet ovat graafinen esitys lähtövirrasta (I C ) vs. lähtöjännite (V. TÄMÄ ) valitulle tulovirran (I B ).

Tulo-ominaisuudet voidaan nähdä tulovirran (I B ) tulojännitettä (V. OLLA ) annetulle lähtöjännitearvojen joukolle (V TÄMÄ )

Huomaa, että kuvan 3.14 ominaisuudet osoittavat I: n arvon B mikroampeereissa, IC: n milliampeerien sijasta.

Lisäksi havaitsemme, että I: n käyrät B eivät ole täysin vaakasuoria kuin minulle saavutetut ON yhteisen kannan konfiguraatiossa, mikä tarkoittaa, että kollektori-emitterijännitteellä on kyky vaikuttaa kantavirran arvoon.

Yhteisen emitterin kokoonpanon aktiivinen alue voidaan ymmärtää oikean yläkulman neljänneksen osaksi, joka omistaa suurimman määrän lineaarisuutta, mikä tarkoittaa sitä erityistä aluetta, jossa käyrät I B yleensä yleensä suorat ja tasaisesti levinneet.

Kuvassa 3.14a tämä alue oli nähtävissä pystysuoran katkoviivan oikealla puolella V: ssä Cesate ja käyrän yli B yhtä suuri kuin nolla. V: n vasemmalla puolella oleva alue Cesate tunnetaan kyllästysalueena.

Yhteisen emitterivahvistimen aktiivisella alueella keräin-pohja-liitos on käänteinen, kun taas emäksen-emitterin liitos on esijännitetty.

Jos muistat, nämä olivat täsmälleen samat tekijät, jotka jatkuivat yhteisen tukiaseman aktiivisella alueella. Yhteisen emitterin konfiguraation aktiivinen alue voitaisiin toteuttaa jännitteen, virran tai tehon vahvistamiseksi.

Yhteisen emitterin kokoonpanon raja-alue ei näytä olevan hyvin karakterisoitu verrattuna yhteisen emitterin kokoonpanoon. Huomaa, että kuvan 3.14 keräimen ominaisuuksissa I C ei oikeastaan ​​vastaa nollaa, kun minä B on nolla.

Yhteisen tukiaseman kokoonpanolle aina, kun tulovirta I ON sattuu olemaan lähellä nollaa, kollektorivirta tulee yhtä suureksi kuin käänteinen kyllästysvirta I MITÄ , jotta käyrä I ON = 0 ja jännite-akseli oli yksi, kaikissa käytännön sovelluksissa.

Tämän keräilijän ominaisuuksien vaihtelun syy voitaisiin arvioida vastaavilla ekvivalenttimuutoksilla. (3.3) ja (3.6). kuten alla on esitetty:

Arvioimalla yllä käsitelty skenaario, jossa IB = 0 A, ja korvaamalla tyypillinen arvo, kuten 0,996 α: lle, pystymme saavuttamaan tuloksena olevan kollektorivirran, joka ilmaistaan ​​alla:

Jos katsomme minua CBO 1 μA, tuloksena oleva kollektorivirta I: n kanssa B = 0 A olisi 250 (1 μA) = 0,25 mA, kuten on esitetty kuvan 3.14 ominaisuuksissa.

Kaikissa tulevissa keskusteluissamme keräilyvirta, jonka perustaa ehto I B = 0 μA: lla on seuraavan yhtälön määrittämä merkintä. (3.9).

Yllä olevaan hiljattain muodostettuun virtaan perustuvat olosuhteet voitiin visualisoida seuraavassa kuvassa 3.15 käyttäen sen edellä esitettyjä vertailusuuntia.

Vahvistuksen mahdollistamiseksi pienimmillä vääristymillä yhteisessä emitterimoodissa katkaisu määritetään kollektorivirralla I C = Minä TOIMITUSJOHTAJA.

Se tarkoittaa aluetta aivan I: n alla B = 0 μA: ta tulisi välttää vahvistimen puhtaan ja vääristymättömän ulostulon varmistamiseksi.

Kuinka yleiset lähettimen piirit toimivat

Jos haluat kokoonpanon toimivan kuten logiikkakytkin, esimerkiksi mikroprosessorin kanssa, kokoonpano näyttää pari kiinnostavat kohteet: ensin katkaisupisteeksi ja toinen kyllästysalueeksi.

Raja-arvo voidaan asettaa ihanteellisesti kohtaan I C = 0 mA määritetylle V: lle TÄMÄ Jännite.

Koska minä Toimitusjohtaja i s yleensä melko pieni kaikille pii-BJT: lle, katkaisu voitaisiin toteuttaa kytkentätoiminnoille, kun I B = 0 μA tai I C = Minä toimitusjohtaja

Jos muistat tavallisessa peruskokoonpanossa, tulo-ominaisuuksien joukko määritettiin suunnilleen suoraviivan avulla, joka johti tulokseen V OLLA = 0,7 V, kaikilla I-tasoilla ON joka oli suurempi kuin 0 mA

Voimme soveltaa samaa menetelmää myös yhteisen emitterin kokoonpanoon, joka tuottaa likimääräisen ekvivalentin kuten kuvassa 3.16 on esitetty.

Kuva 3.16 Piece-lineaarinen ekvivalentti kuvan 3.14b diodiominaisuuksille.

Tulos on edellisen johtopäätöksen tai edellisen johtopäätöksemme mukainen, jonka mukaan BJT: n kantalähetinjännite aktiivisella alueella tai ON-tilassa on 0,7 V, ja tämä korjataan perusvirrasta riippumatta.

Ratkaistu käytännön esimerkki 3.2

Kuinka kallistaa Common-Emitter -vahvistin

Yhteisen emitterivahvistimen asianmukainen esijännitys voitiin määrittää samalla tavalla kuin se tehtiin yhteisen tukiaseman verkko .

Oletetaan, että sinulla oli NPN-transistori aivan kuten kuvassa 3.19a on osoitettu, ja halusit pakottaa oikean esijännityksen sen läpi BJT: n muodostamiseksi aktiiviselle alueelle.

Tätä varten sinun on ensin ilmoitettava I ON Transistorin symbolin nuolimerkkien osoittama suunta (katso kuva 3.19b). Tämän jälkeen sinun on määritettävä muut nykyiset ohjeet tiukasti Kirchhoffin nykyisen lakisuhteen mukaisesti: minä C + I B = Minä ON.

Tämän jälkeen sinun on esitettävä syöttöjohdot, joiden napaisuus täydentää I: n suuntaa B ja minä C kuten kuvassa 3.19c on esitetty, ja viimeistele menettely lopuksi.

Vastaavalla tavalla pnp BJT voitaisiin myös esijännittää yhteisessä emitterimoodissaan, joten sinun on yksinkertaisesti käännettävä kaikki kuvan 3.19 polaarisuudet

Tyypillinen käyttö:

Pienitaajuinen jännitevahvistin

Alla on esitetty tavallinen esimerkki yleisen emitterivahvistinpiirin käytöstä.

AC-kytketty piiri toimii kuten tasovahvistinvahvistin. Tässä tilanteessa emäksen ja emitterin jännitehäviön oletetaan olevan noin 0,7 volttia.

Tulokondensaattori C pääsee eroon kaikista sisäänmenon DC-elementeistä, kun taas vastuksia R1 ja R2 käytetään esijännittämään transistoria, jotta se voi olla aktiivisessa tilassa koko tuloalueella. Lähtö on ylösalaisin tulon AC-komponentin replikointi, jota RC / RE-suhde on lisännyt ja joka on siirtynyt kaikkien 4 vastuksen päättämän mittauksen läpi.

Koska RC on yleensä melko massiivinen, tämän piirin lähtöimpedanssi voi olla todella merkittävä. Tämän ongelman minimoimiseksi RC pidetään niin pienenä kuin se voi olla, plus vahvistimen mukana tulee jännitepuskuri, kuten emitterin seuraaja.

Radiotaajuuspiirit

Yhteiset emitterivahvistimet käytetään joskus myös radiotaajuuspiirit , esimerkiksi antennin kautta saatujen heikkojen signaalien vahvistamiseksi. Tällaisissa tapauksissa se korvataan yleisesti kuormavastuksella, joka sisältää viritetyn piirin.

Tämä voidaan saavuttaa rajoittamalla kaistanleveys johonkin ohuelle kaistalle, joka on rakennettu koko halutun toimintataajuuden.

Tarkemmin sanottuna se antaa piirin toimia suuremmilla taajuuksilla, koska viritetty piiri antaa sen mahdollisuuden resonoida mahdollisia elektrodien välisiä ja ajo-kapasitansseja, jotka yleensä kieltävät taajuusvasteen. Yleisiä säteilijöitä voidaan myös käyttää laajalti hiljaisina vahvistimina.