Kopējā kolektora pastiprinātāja shēma un tās pielietojums

Pastiprinātājs ir elektroniska shēma, ko izmanto sprieguma vai strāvas signāla pastiprināšanai. Transistora ieeja būs spriegums vai strāva, un izeja būs šī ieejas signāla pastiprināta forma. Pastiprinātāja shēmu parasti projektē ar vienu vai vairākiem tranzistoriem, ko sauc par tranzistora pastiprinātājiem. Transistors (BJT, FET) ir galvenā pastiprinātāja sistēmas sastāvdaļa. Šajā rakstā mēs apspriedīsim kopējā kolektora pastiprinātāja shēmu.

Transistora pastiprinātāji mūsu ikdienas dzīvē visbiežāk tiek izmantoti, piemēram, audio pastiprinātājs, radio frekvence, audio uztvērēji, Optisko šķiedru sakari utt.

Kopīgi savācēja / izstarotāja sekotāja tranzistora pastiprinātāja pamati

Kā mēs apspriedām mūsu iepriekšējā rakstā, tādi ir trīs tranzistora konfigurācijas kas parasti tiek izmantoti signāla pastiprināšanai, t.i., kopējā bāze (CB), kopējais kolektors (CC) un parastais izstarotājs (CE).

Labiem tranzistora pastiprinātājiem būtībā ir šādi parametri: augsta peļņa, augsta ieejas pretestība, liels joslas platums, liels apgriezienu skaits, augsta linearitāte, augsta efektivitāte, augsta stabilitāte utt.

Kopējā kolektora tranzistora konfigurācijā mēs izmantojam kolektora spaili kā kopēju gan ieejas, gan izejas signāliem. Šī konfigurācija ir pazīstama arī kā izstarotāja sekotāja konfigurācija, jo izstarotāja spriegums seko bāzes spriegumam. Emitētāja sekotāja konfigurāciju galvenokārt izmanto kā sprieguma buferi. Šīs konfigurācijas tiek plaši izmantotas pretestības saskaņošanas lietojumprogrammās, jo tām ir augsta ieejas pretestība.

Parastajiem kolektoru pastiprinātājiem ir šādas ķēdes konfigurācijas.

• Ieejas signāls nonāk tranzistorā pie bāzes spailes
• Ieejas signāls iziet no tranzistora emitētāja spailē
• Kolektors ir savienots ar pastāvīgu spriegumu, t.i., zemējumu, dažreiz ar iejaukšanās rezistoru

Vienkārša kolektora pastiprinātāja ķēde ir parādīta zemāk redzamajā attēlā. Kolektora rezistors Rc daudzos gadījumos nav vajadzīgs. Lai darba tranzistors kā pastiprinātājs , tam vajadzētu būt tā konfigurācijas aktīvajā reģionā.

Kopējā kolektora pastiprinātāja vai izstarotāja sekotāja ķēde

Lai to iestatītu, mierīgais punkts jāiestata ar tranzistora ārējo shēmu, attiecīgi ir izvēlēti rezistoru Rc un Rb vērtības, kā arī līdzstrāvas sprieguma avoti Vcc un Vbb.

Kad ir aprēķināti ķēdes miega apstākļi un ir noteikts, ka BJT atrodas uz priekšu aktīvajā darbības reģionā, h parametrus aprēķina turpmāk, lai izveidotu tranzistora mazo signālu modeli.

Kolektora kopējā tranzistora pastiprinātāja raksturojums

Slodzes rezistors kopējā kolektora pastiprinātājā, kas izvietots virknē ar emitētāja ķēdi, saņem gan bāzes strāvu, gan kolektora strāvu.

Tā kā tranzistora izstarotājs ir bāzes un kolektora strāvu summa, tā kā bāzes un kolektora strāvas vienmēr summējas, veidojot emitētāja strāvu, būtu saprātīgi pieņemt, ka šim pastiprinātājam būs ļoti liels strāvas pieaugums.

Parastā kolektora pastiprinātājam ir diezgan liels strāvas pieaugums, lielāks nekā jebkurai citai tranzistora pastiprinātāja konfigurācijai. Cc pastiprinātāja īpašības, kā minēts turpmāk.

Tagad var aprēķināt maza signāla ķēdes veiktspēju. Kopējā ķēdes veiktspēja ir mierīgas un maza signāla veiktspējas summa. Maiņstrāvas modeļa shēma ir parādīta zemāk.

Kopējā kolektora pastiprinātāja maiņstrāvas modelēšana

Pašreizējais pieaugums

Pašreizējais pieaugums ir definēts kā slodzes strāvas attiecība pret ieejas strāvu.

Ai = il / ib = -ie / ib

Pēc h parametra ķēdes var noteikt, ka izstarotāju un bāzes strāvu caur atkarīgo strāvas avotu saista konstante hfe + 1. Pašreizējais pieaugums ir atkarīgs tikai no BJT īpašībām un nav atkarīgs no citām ķēdes elementu vērtībām. Tās vērtību dod

Ai = hfe + 1

Ieejas pretestība

Ieejas pretestību dod

Šis rezultāts ir identisks parastajam izstarotāja pastiprinātājam ar izstarotāja rezistoru. Ieejas pretestība kopējam kolektora pastiprinātājam ir liela tipiskām slodzes pretestības Re vērtībām.

Sprieguma pieaugums

Sprieguma pieaugums ir izejas sprieguma attiecība pret ieejas spriegumu. Ja atkal tiek uzskatīts, ka ieejas spriegums ir tranzistora ieejas spriegums, Vb.

Av = Vo / Vb

Av = (vo / il) (il / ib) (ib / vb)

Katru terminu aizstājot ar tā ekvivalentu izteicienu

Av = (Re) (Ai) (1 / Ri)

Iepriekš minētais vienādojums ir nedaudz mazāks par vienotību. Sprieguma pieauguma aptuveno vienādojumu izsaka

Kopējo sprieguma pieaugumu var definēt kā

Avs = Vo / Vs

Šo attiecību var tieši iegūt no sprieguma pieauguma Av un sprieguma sadalījuma starp avota pretestību Rs un pastiprinātāja ieejas pretestību Ri

Pēc atbilstošu vienādojumu aizstāšanas kopējo sprieguma pieaugumu izsaka ar

Avs = 1- (hie + Rb) / (Ri + Rb)

Izejas pretestība

Izejas pretestība ir definēta kā Thevenin pretestība pastiprinātāja izejā, skatoties atpakaļ pastiprinātājā. Ķēde ir parādīta zemāk, maiņstrāvas ekvivalenta ķēde, lai aprēķinātu izejas pretestību.

Kopējā kolektora pastiprinātāja izejas pretestības maiņstrāvas ekvivalenta ķēde

Ja izejas spailēm tiek piemērots spriegums v, tiek konstatēts, ka bāzes strāva ir

ib = -v / (Rb + hie)

Kopējo strāvu, kas ieplūst BJT, aprēķina

i = -ib-hfe.ib

izejas pretestību aprēķina kā

Ro = v / i = (Rb + hie) / (hfe + 1)

Parasti kolektora tranzistora pastiprinātāja izejas pretestība parasti ir maza.

Pieteikumi

• Šis pastiprinātājs tiek izmantots kā pretestības saskaņošanas ķēde.
• To izmanto kā komutācijas ķēdi.
• Liels strāvas pieaugums apvienojumā ar gandrīz vienotu sprieguma pieaugumu padara šo ķēdi par lielisku sprieguma buferi
• To izmanto arī ķēdes izolācijai.

Šajā rakstā ir apskatīta kopējās emitētāja pastiprinātāja shēmas darbība un tās pielietojums. Izlasot iepriekš minēto informāciju, jūs guvāt priekšstatu par šo koncepciju.

Turklāt visi jautājumi par šo rakstu vai, ja vēlaties tos ieviest Elektrotehnikas un elektronikas projekti inženierzinātņu studentiem , lūdzu, nekautrējieties komentēt zemāk esošajā sadaļā. Šis ir jautājums jums, kāds ir kopējā kolektora pastiprinātāja sprieguma pieaugums?