Bendra kolektoriaus stiprintuvo grandinė ir jos taikymai

Stiprintuvas yra elektroninė grandinė, naudojama įtampos ar srovės signalui stiprinti. Tranzistoriaus įvestis bus įtampa arba srovė, o išvestis bus sustiprinta to įėjimo signalo forma. Stiprintuvo grandinė paprastai suprojektuota su vienu ar daugiau tranzistorių, vadinama tranzistoriaus stiprintuvu. Tranzistorius (BJT, FET) yra pagrindinis stiprintuvo sistemos komponentas. Šiame straipsnyje aptarsime bendro kolektoriaus stiprintuvo grandinę.

Transistoriaus stiprintuvai dažniausiai naudojami kasdieniame gyvenime, pavyzdžiui, garso stiprintuvas, radijo dažnis, garso imtuvai, Optinio pluošto ryšys ir kt.

Pagrindiniai kolektoriaus / emiterio sekėjo tranzistoriaus stiprintuvo pagrindai

Kaip aptarėme savo ankstesniame straipsnyje, jų yra trys tranzistorių konfigūracijos kurie dažniausiai naudojami signalo stiprinimui, t. y. bendra bazė (CB), bendras kolektorius (CC) ir paprastasis spinduolis (CE).

Geri tranzistorių stiprintuvai iš esmės turi šiuos parametrus: didelis pelnas, didelė įėjimo varža, didelis pralaidumas, didelis posūkio dažnis, didelis tiesiškumas, didelis efektyvumas, didelis stabilumas ir kt.

„Common Collector“ tranzistoriaus konfigūracijoje kolektoriaus gnybtą naudojame kaip įprastą tiek įvesties, tiek išvesties signalams. Ši konfigūracija taip pat žinoma kaip spinduolio sekėjo konfigūracija, nes spinduolio įtampa atitinka bazinę įtampą. Emiterio sekėjo konfigūracija dažniausiai naudojama kaip įtampos buferis. Šios konfigūracijos yra plačiai naudojamos impedanso suderinimo programose dėl didelės įėjimo impedanso.

Bendri kolektorių stiprintuvai turi šias grandinės konfigūracijas.

• Įvesties signalas patenka į tranzistorių baziniame gnybte
• Įvesties signalas išeina iš tranzistoriaus emiterio gnybte
• Kolektorius prijungtas prie pastovios įtampos, t. Y. Įžeminimo, kartais su įsikišančiu rezistoriumi

Paprasta kolektoriaus stiprintuvo grandinė parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Kolektoriaus rezistorius Rc yra nereikalingas daugelyje programų. Tam, kad darbo tranzistorius kaip stiprintuvas , jis turėtų būti aktyviame jos konfigūracijos regione.

Bendra kolektoriaus stiprintuvo arba emiterio sekėjo grandinė

Tam mes nustatome ramybės tašką, esant tranzistoriaus išorinei grandinei, atitinkamai pasirinkome rezistorių Rc ir Rb vertes ir nuolatinės įtampos šaltinius Vcc ir Vbb.

Apskaičiavus grandinės ramybės sąlygas ir nustačius, kad BJT yra į priekį veikiančiame veikimo rajone, žemiau apskaičiuojami h parametrai, kad būtų sudarytas mažas tranzistoriaus signalo modelis.

Bendros kolektoriaus tranzistoriaus stiprintuvo charakteristikos

Apkrovos rezistorius bendrame kolektoriaus stiprintuve, išdėstytas nuosekliai su emiterio grandine, gauna tiek pagrindinę, tiek kolektoriaus srovę.

Kadangi tranzistoriaus spinduolis yra bazinės ir kolektorinės srovės suma, kadangi bazinė ir kolektorinė srovės visada sujungiamos, kad susidarytų emiterio srovė, būtų tikslinga manyti, kad šis stiprintuvas turės labai didelį srovės stiprinimą.

Bendro kolektoriaus stiprintuvas turi gana didelį srovės stiprumą, didesnį nei bet kuri kita tranzistoriaus stiprintuvo konfigūracija. Toliau nurodytos cc stiprintuvo charakteristikos.

Dabar galima apskaičiuoti mažo signalo grandinės veikimą. Bendras grandinės veikimas yra ramybės ir mažo signalo efektyvumo suma. Kintamosios srovės modelio schema parodyta žemiau.

Bendro kolektoriaus stiprintuvo kintamosios srovės modeliavimas

Dabartinis pelnas

Srovės stiprinimas apibrėžiamas kaip apkrovos srovės ir įvesties srovės santykis.

Ai = il / ib = -ie / ib

Iš h parametro grandinės galima nustatyti, kad emiterio ir bazinės srovės per priklausomą srovės šaltinį yra susijusios pastovia hfe + 1. Srovės stiprinimas priklauso tik nuo BJT charakteristikų ir nepriklauso nuo kitų grandinės elementų verčių. Jo vertę pateikia

Ai = hfe + 1

Įvesties varža

Įvesties varža pateikiama

Šis rezultatas yra identiškas įprastam emiterio stiprintuvui su spinduolio rezistoriumi. Įėjimo varža į bendrą kolektoriaus stiprintuvą yra didelė tipinėms apkrovos varžos Re vertėms.

Įtampos padidėjimas

Įtampos padidėjimas yra išėjimo įtampos ir įėjimo įtampos santykis. Jei vėl laikoma, kad įėjimo įtampa yra tranzistoriaus įėjimo įtampa, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Kiekvieną terminą pakeičiant jo ekvivalentine išraiška

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

Minėta lygtis yra šiek tiek mažesnė už vienybę. Apytikslę įtampos padidėjimo lygtį pateikia

Bendras įtampos padidėjimas gali būti apibrėžtas kaip

Avs = Vo / Vs

Šis santykis gali būti tiesiogiai gaunamas iš įtampos padidėjimo Av ir įtampos padalijimo tarp šaltinio varžos Rs ir stiprintuvo įėjimo varžos Ri

Pakeitus atitinkamas lygtis, bendras įtampos padidėjimas pateikiamas

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

Išėjimo varža

Išėjimo varža apibrėžiama kaip „Thevenin“ varža stiprintuvo išvestyje, žiūrint atgal į stiprintuvą. Žemiau parodyta grandinė, kintamosios srovės ekvivalentinė grandinė išėjimo varžai apskaičiuoti.

Bendras kolektoriaus stiprintuvo išėjimo varžos kintamosios srovės ekvivalentinė grandinė

Jei išėjimo gnybtuose naudojama įtampa v, nustatoma, kad bazinė srovė yra

ib = -v / (Rb + hie)

Į BJT tekančią bendrą srovę pateikia

i = -ib-hfe.ib

išėjimo varža apskaičiuojama taip

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

Paprastai kolektoriaus tranzistoriaus stiprintuvo išėjimo varža paprastai yra maža.

Programos

• Šis stiprintuvas naudojamas kaip varžos suderinimo grandinė.
• Jis naudojamas kaip perjungimo grandinė.
• Didelis srovės stiprinimas kartu su beveik vieneto įtampos padidėjimu daro šią grandinę puikiu įtampos buferiu
• Jis taip pat naudojamas grandinės izoliacijai.

Šiame straipsnyje aptariamas bendrosios emiterio stiprintuvo grandinės darbas ir jo taikymas. Skaitydami aukščiau pateiktą informaciją, jūs supratote apie šią koncepciją.

Be to, bet kokie su šiuo straipsniu susiję klausimai arba, jei norite juos įgyvendinti Elektros ir elektronikos projektai inžinerijos studentams , nedvejodami pakomentuokite žemiau esančiame skyriuje. Štai jums klausimas, koks yra bendro kolektoriaus stiprintuvo įtampos padidėjimas?