BJT kopējā kolektora pastiprinātājs ir ķēde, kurā kolektoram un BJT pamatnei ir kopīgs ieejas avots, tāpēc nosaukums ir kopējais kolektors.

Iepriekšējos rakstos mēs esam iemācījušies pārējās divas tranzistora konfigurācijas, proti, kopēja bāze un kopējs-izstarotājs .

“wifi nozīmē un kā tas darbojas ”

Šajā rakstā mēs apspriežam trešo un pēdējo dizainu, ko sauc par kolektora konfigurācija vai arī tas ir arī zināms izstarotājs-sekotājs.

Šīs konfigurācijas attēls ir parādīts zemāk, izmantojot standarta strāvas plūsmas virzienus un sprieguma apzīmējumus:

kopējā kolektora konfigurācija ar standarta strāvas virziena un sprieguma apzīmējumiem

Kopējā kolektora pastiprinātāja galvenā iezīme

Galvenā BJT kolektora konfigurācijas izmantošanas iezīme un mērķis ir pretestības pielāgošana .

Tas ir saistīts ar faktu, ka šai konfigurācijai piemīt augsta ieejas pretestība un zema izejas pretestība.

Šī funkcija faktiski ir pretēja pārējiem diviem kolēģiem, kas parasti izveido kopēju-izstarotāju konfigurācijas.

Kā darbojas parastais kolektoru pastiprinātājs

No iepriekš redzamā attēla mēs varam redzēt, ka slodze šeit ir piestiprināta ar tranzistora emitera tapu un kolektors ir savienots ar kopēju atsauci attiecībā pret pamatni (ieeju).

Tas nozīmē, ka kolektors ir kopīgs gan ieejas, gan izejas slodzei. Citiem vārdiem sakot, gan piegādei, kas nāk uz bāzi, gan savācējam, ir kopēja polaritāte. Šeit bāze kļūst par ievadi, un izstarotājs - par izvadi.

Būtu interesanti atzīmēt, ka, kaut arī konfigurācija atgādina mūsu iepriekšējo kopējo-izstarotāju konfigurāciju, kolektoru var redzēt pievienotu ar kopējo avotu.

Attiecībā uz konstrukcijas iezīmēm mums nav jāiekļauj kopējo kolektoru raksturlielumu kopa ķēdes parametru noteikšanai.

Visās praktiskajās ieviešanas reizēs kolektora konfigurācijas izejas raksturlielumi būs precīzi, kā to attiecina uz kopīgo emitētāju

Turklāt mēs to vienkārši varam noformēt, izmantojot raksturlielumus, kas izmantoti kopēja emitētāja tīkls .

Katrai kopējo kolektoru konfigurācijai izejas raksturlielumi tiek parādīti, izmantojot I IS pret V EK par pieejamo I B vērtību diapazons.

Tas nozīmē, ka gan kopējam, gan kopējam kolektoram ir vienādas ieejas strāvas vērtības.

Lai sasniegtu horizontālo asi parastajam kolektoram, mums vienkārši jāmaina kolektora-izstarotāja sprieguma polaritāte kopējā emitētāja raksturlielumos.

Visbeidzot, jūs redzēsiet, ka gandrīz nav atšķirību kopējā emitētāja I vertikālajā skalā C , ja tas tiek aizstāts ar I IS kolektora raksturlielumos (kopš ∝ ≅ 1).

Projektējot ievades pusi, mēs varam pielietot kopējo-izstarotāju bāzes raksturlielumus, lai iegūtu būtiskos datus.

Darbības robežas

Jebkuram BJT darbības robežas attiecas uz darbības reģionu tā raksturlielumos, kas norāda tā maksimāli pieļaujamo diapazonu un vietu, kur tranzistors var darboties ar minimāliem traucējumiem.

Šis attēls parāda, kā tas tiek definēts BJT raksturlielumiem.

Šos darbības ierobežojumus atradīsit arī visās tranzistoru datu lapās.

Daži no šiem darbības ierobežojumiem ir viegli saprotami, piemēram, mēs zinām, kāda ir maksimālā kolektora strāva (saukta par nepārtraukts kolektora strāva datu lapās) un maksimālais spriegums no kolektora līdz izstarotājam (parasti saīsināts kā V Izpilddirektors datu lapās).

Piemēram, BJT, kas parādīts iepriekš redzamajā diagrammā, mēs atrodam I C (maks.) ir norādīts 50 mA un V Izpilddirektors kā 20 V.

Novilkta vertikālā līnija, kas apzīmēta kā V EK (ciems) uz raksturlieluma uzrāda minimālo V ŠO ko var īstenot, šķērsojot nelineāro reģionu, kas apzīmēts ar nosaukumu “piesātinājuma reģions”.

V EK (ciems) BJTs ir aptuveni 0,3 V.

Augstāko iespējamo izkliedes līmeni aprēķina, izmantojot šādu formulu:

Iepriekš minētajā raksturīgajā attēlā pieņemtā BJT kolektora jaudas izkliede ir parādīta kā 300mW.

Tagad rodas jautājums, kāda ir metode, ar kuras palīdzību mēs varam uzzīmēt kolektora jaudas izkliedes līkni, ko nosaka šādas specifikācijas:

Tas nozīmē, ka V reizinājums ŠO un es C jābūt vienādam ar 300 mW jebkurā raksturlielumu punktā.

Ja pieņemu, ka es C maksimālā vērtība ir 50mA, aizstājot to ar iepriekšējo vienādojumu, iegūstam šādus rezultātus:

Iepriekš minētie rezultāti mums saka, ka, ja es C = 50mA, tad V ŠO būs 6 V uz jaudas izkliedes līknes, kā pierādīts 3.22.

Tagad, ja mēs izvēlamies V ŠO ar augstāko vērtību 20V, tad I C līmenis tiks aprēķināts zemāk:

Tas nosaka otro punktu virs jaudas līknes.

Tagad, ja mēs izvēlamies I līmeni C ap vidu, pieņemsim, ka pie 25mA, un pielietojiet to rezultāta V līmenī ŠO , tad mēs iegūstam šādu risinājumu:

Tas pats ir pierādīts arī 3.22. Attēlā.

3 izskaidrotos punktus var efektīvi izmantot, lai iegūtu aptuveno faktiskās līknes vērtību. Neapšaubāmi, ka novērtēšanai mēs varam izmantot vairāk punktu skaitu un iegūt vēl labāku precizitāti, tomēr aptuvenais lielums lielākajai daļai lietojumprogrammu ir pietiekams.

Apkārtne, kas redzama zem I C = Es Izpilddirektors sauc par nogrieztais reģions . Šo reģionu nedrīkst sasniegt, lai nodrošinātu, ka BJT darbojas bez traucējumiem.

Atsauce uz datu lapu

Jūs redzēsiet, ka daudzas datu lapas sniedz tikai I CBO vērtība. Šādās situācijās mēs varam piemērot formulu

Es Izpilddirektors = βI CBO. Tas mums palīdzēs iegūt aptuvenu izpratni par robežvērtību, ja nav raksturīgo līkņu.

Gadījumos, kad nevarat piekļūt raksturīgajām līknēm no norādītās datu lapas, jums var būt obligāti jāapstiprina, ka I C, V ŠO , un viņu produkts V ŠO x I C jāpaliek diapazonā, kā norādīts turpmāk Ekvivalents 3,17.

Kopsavilkums

Parastais kolektors ir labi pazīstama tranzistora (BJT) konfigurācija starp pārējiem trim pamata, un to izmanto ikreiz, kad tranzistoram jābūt bufera režīmā vai kā sprieguma buferi.

Kā savienot kopēju kolektoru pastiprinātāju

Šajā konfigurācijā tranzistora pamatne ir pievienota, lai saņemtu ieejas sprūda padevi, emitētāja vads ir pievienots kā izeja, un kolektors ir savienots ar pozitīvo padevi tā, ka kolektors kļūst par kopēju spaili visā bāzes sprūda padevē Vbb un faktiskais Vdd pozitīvais piedāvājums.

Šī kopīgā saikne piešķir tai nosaukumu kā kopējs kolekcionārs.

Kopējo kolektora BJT konfigurāciju sauc arī par izstarotāja sekotāju ķēdi vienkārša iemesla dēļ, ka emitētāja spriegums seko bāzes spriegumam, atsaucoties uz zemi, tas nozīmē, ka izstarotāja vads spriegumu sāk tikai tad, kad bāzes spriegums spēj šķērsot 0,6 V atzīme.

Tāpēc, ja, piemēram, bāzes spriegums ir 6 V, tad izstarotāja spriegums būs 5,4 V, jo izstarotājam jānodrošina 0,6 V kritums vai sviras pamatspriegumam, lai tranzistors varētu vadīt, un līdz ar to arī nosaukums izstarotāja sekotājs.

Vienkārši sakot, izstarotāja spriegums vienmēr būs mazāks par koeficientu aptuveni 0,6 V nekā bāzes spriegums, jo, ja netiek saglabāts šis novirzes kritums, tranzistors nekad nevadīs. Tas savukārt nozīmē, ka emitētāja spailē nevar parādīties spriegums, tāpēc izstarotāja spriegums pastāvīgi seko bāzes spriegumam, pats noregulējoties ar starpību -0,6V.

Kā darbojas Emitera sekotājs

Pieņemsim, ka BJT pamatnē kopējā kolektora ķēdē mēs izmantojam 0,6 V. Tas radīs nulles spriegumu pie emitētāja, jo tranzistors vienkārši nav pilnībā vadošā stāvoklī.

Tagad pieņemsim, ka šis spriegums lēnām palielinās līdz 1 V, tas var ļaut izstarotāja vadam radīt spriegumu, kas var būt aptuveni 0,4 V, līdzīgi kā šis bāzes spriegums tiek palielināts līdz 1,6 V, emitētājam sekos aptuveni 1 V ... . tas parāda, kā izstarotājs seko pamatnei ar aptuveni 0,6 V starpību, kas ir tipisks vai optimāls jebkura BJT slīpuma līmenis.

Kopējā kolektora tranzistora ķēdē būs vienotais sprieguma pieaugums, kas nozīmē, ka šīs konfigurācijas sprieguma pieaugums nav pārāk iespaidīgs, drīzāk tikai vienā līmenī ar ieeju.

Matemātiski iepriekš minēto var izteikt šādi:

${A_mathrm {v}} = {v_mathrm {out} virs v_mathrm {in}} aptuveni 1$

Emitētāja sekotāja ķēdes PNP versija, visas polaritātes tiek mainītas.

Pat vismazākās no sprieguma novirzēm kopējā kolektora tranzistora pamatnē tiek dublētas visā izstarotāja vadā, kas zināmā mērā ir atkarīgs no tranzistora pastiprinājuma (Hfe) un piesaistītās slodzes pretestības).

Šīs ķēdes galvenais ieguvums ir tās augstas ieejas pretestības funkcija, kas ļauj ķēdei efektīvi darboties neatkarīgi no ieejas strāvas vai slodzes pretestības, kas nozīmē, ka pat milzīgas slodzes var efektīvi darbināt ar ieejām ar minimālu strāvu.

Tāpēc par buferi tiek izmantots kopējs kolektors, kas nozīmē posmu, kas efektīvi integrē lielas slodzes darbības no salīdzinoši vāja strāvas avota (piemēram, TTL vai Arduino avota)

Augsto ieejas pretestību izsaka ar formulu:

$r_mathrm {in} apm. beta_0 R_mathrm {E}$

un maza izejas pretestība, tāpēc tā var vadīt zemas pretestības slodzes:

$r_mathrm {out} apm. {R_mathrm {E}} | {R_mathrm {source} virs beta_0}$

Praktiski redzot, izstarojošais rezistors varētu būt ievērojami lielāks, un tāpēc to var neņemt vērā iepriekšminētajā formulā, kas beidzot dod mums attiecības:

$r_mathrm {out} apm. {R_mathrm {source} virs beta_0}$

Pašreizējais pieaugums

Strāvas pieaugums kopējā kolektora tranzistora konfigurācijā ir augsts, jo kolektors, kas ir tieši savienots ar pozitīvo līniju, caur emitētāja vadu spēj nodot visu nepieciešamo strāvas daudzumu pievienotajai slodzei.

Tāpēc, ja jūs domājat, cik lielu strāvu izstarotāja sekotājs varētu nodrošināt slodzei, esiet drošs, ka tas nebūs jautājums, jo slodze vienmēr tiks virzīta ar optimālu strāvu no šīs konfigurācijas.