Közös sugárzó erősítő - jellemzők, előfeszítés, megoldott példák

Ezt a konfigurációt közös emitter konfigurációnak nevezik, mivel itt az emittert használják a bemeneti alapjel és a kimeneti terhelés közös negatív termináljaként. Más szavakkal, az emitter terminál a referencia terminál lesz mind a bemeneti, mind a kimeneti szakaszban (jelentése közös mind az alap, mind a kollektor terminálon).

A leggyakrabban használt közös emittererősítő a tranzisztor konfigurációja látható az alábbi 3.13. Ábrán mind a pnp, mind az npn tranzisztorok esetében.

Alapvetően itt a tranzisztor bázis csatlakozóját használják bemenetként, a kollektor kimenetként van konfigurálva, és az emitter mindkét oldalon közösen van bekötve (például ha a tranzisztor NPN, akkor az emitter csatlakoztatható a földi referenciához), ezért a nevét közös kibocsátóként kapja. Egy FET esetében az analóg áramkört közös forráserősítőnek nevezik.

Emitter közös jellemzői

Akárcsak közös alapkonfiguráció itt is két jellemző tartomány válik elengedhetetlenné a közös-emitteres beállítás természetének teljes magyarázatához: az egyik a bemeneti vagy az alap-emitter áramkörhöz, a másik pedig a kimeneti vagy kollektor-emitter áramkörhöz.

Ez a két készlet látható az alábbi 3.14. Ábrán:

Az emitter, a kollektor és az alap jelenlegi áramlási irányait a szokásos hagyományos szabály szerint kell feltüntetni.

Bár a konfiguráció megváltozott, a jelenlegi áramlási viszony, amelyet az előző közös alapkonfigurációnkban hoztunk létre, változások nélkül továbbra is érvényes.

Ez a következőképpen ábrázolható: én IS = I C + I B és én C = I IS .

Jelenlegi közös-emitter konfigurációnkban a jelzett kimeneti jellemzők a kimeneti áram (I C ) versus kimeneti feszültség (V EZ ) a bemeneti áram kiválasztott értékkészletéhez (I B ).

A bemeneti jellemzők a bemeneti áram (I B ) a bemeneti feszültséggel (V LENNI ) adott kimeneti feszültségérték-készletre (V EZ )

Figyeljük meg, hogy a 3.14. Ábra jellemzői az I értékét jelzik B mikroamperekben, milliamper helyett IC-re.

Azt is tapasztaljuk, hogy az I görbéi B nem tökéletesen vízszintesek, mint az I-ért IS a közös bázis konfigurációban, ami azt jelenti, hogy a kollektor-emitter feszültség képes befolyásolni az alapáram értékét.

A közös-emitter konfiguráció aktív régiója úgy értelmezhető, mint a jobb felső negyednek az a szakasza, amelynek a legnagyobb a linearitása, vagyis az a bizonyos terület, ahol az I B általában gyakorlatilag egyenesek és egyenletesen vannak elosztva.

A 3.14a. Ábrán ez a terület a V függőleges szaggatott vonal jobb oldalán volt látható Cesate és a görbe felett B egyenlő nulla. A régió V bal oldalán Cesate telítettségi régiónak nevezik.

A közös emitteres erősítő aktív tartományán belül a kollektor-alap csomópont fordított, míg az alap-emitter csomópont előre irányú lesz.

Ha emlékszel, ezek pontosan ugyanazok a tényezők voltak, amelyek fennmaradtak a közös bázis beállítás aktív régiójában. A közös-emitter konfiguráció aktív régiója megvalósítható feszültség, áram vagy teljesítményerősítés céljából.

Úgy tűnik, hogy a közös-emitter konfigurációjának cut-off régiója nincs jól jellemezve a közös-base konfigurációhoz képest. Figyeljük meg, hogy a 3.14. Ábra kollektorjellemzőiben az I C valójában nem felel meg a nullának, míg én B nulla.

A közös bázis konfigurációjához, amikor az I bemeneti áram IS történetesen nulla közelében van, a kollektoráram csak az I fordított telítettségű áramval lesz egyenlő MIT , annak érdekében, hogy az I görbe IS = 0 és a feszültség tengelye egy volt, minden gyakorlati alkalmazáshoz.

A kollektor jellemzőinek ezen változásának oka az egyenértékek megfelelő módosításával értékelhető. (3.3) és (3.6). az alábbiak szerint:

Értékelve a fent tárgyalt forgatókönyvet, ahol IB = 0 A, és ha egy tipikus értéket, például 0,996-ot cserélünk le az α-ra, képesek vagyunk eredményt adó kollektoráramot elérni az alábbiak szerint:

Ha figyelembe vesszük CBO mint 1 μA, a kapott kollektoráram I-vel B = 0 A 250 (1 μA) = 0,25 mA, amint azt a 3.14. Ábra jellemzői megismétlik.

Minden jövőbeni megbeszélésünk során az I. feltétellel létrehozott gyűjtőáramot B = 0 μA jelöléssel rendelkezik, amelyet a következő egyenlet határoz meg. (3.9).

A fenti újonnan létrehozott áramerősségen alapuló feltételeket a következő 3.15. Ábrán lehet szemléltetni a fent vázolt referenciairányok felhasználásával.

A közös emitter üzemmódban minimális torzítással történő erősítés lehetővé tételéhez a levágást az I kollektor áram határozza meg C = I Vezérigazgató.

Ez azt jelenti, hogy az alattam található terület B = 0 μA-t kerülni kell az erősítő tiszta és torzítatlan kimenetének biztosítása érdekében.

Hogyan működnek a közös sugárzó áramkörök

Ha azt szeretné, hogy a konfiguráció logikai kapcsolóként működjön, például egy mikroprocesszorral, a konfiguráció néhány érdekességek: először a levágási pontként, a másik pedig a telítési régióként.

A határérték ideális esetben I-re állítható C = 0 mA a megadott V esetén EZ feszültség.

Mivel az I Vezérigazgató i s az összes szilícium BJT esetében általában meglehetősen kicsi, akkor a levágás megvalósítható a kapcsolási műveletekhez, amikor I B = 0 μA vagy I C = I Vezérigazgató

Ha a közös alapkonfigurációban emlékszik, a bemeneti jellemzők halmazát megközelítőleg egy egyenes egyenértéken keresztül hozták létre, amely az V eredményhez vezet LENNI = 0,7 V, az I minden szintjére IS amely nagyobb volt, mint 0 mA

Ugyanezt a módszert alkalmazhatjuk a közös emitter konfigurációra is, amely a 3.16. Ábrán bemutatott hozzávetőleges egyenértéket eredményezi.

3.16. Ábra - darabonkénti lineáris egyenérték a 3.14b ábra diódajellemzőihez.

Az eredmény megfelel a korábbi levonásunknak, amely szerint az aktív régióban vagy az ON állapotban lévő BJT báziskibocsátó feszültsége 0,7 V lesz, és ez az alapáramtól függetlenül rögzül.

Megoldott gyakorlati példa 3.2

Hogyan lehet elfogadni a közös sugárzású erősítőt

A közös emitteres erősítő megfelelő előfeszítését ugyanúgy meg lehet állapítani, mint ahogyan azt a közös bázisú hálózat .

Tegyük fel, hogy volt egy npn tranzisztorod, pontosan úgy, ahogy a 3.19a. Ábra mutatja, és egy helyes torzítást akartál érvényesíteni rajta keresztül, hogy a BJT-t az aktív régióban létrehozhasd.

Ehhez először meg kell jelölnie az I-t IS a tranzisztor szimbólumában található nyíljelek bizonyítják (lásd a 3.19b. ábrát). Ezután szigorúan meg kell határoznia a többi jelenlegi irányt, Kirchhoff jelenlegi jogviszonya szerint: I C + I B = I IS.

Ezt követően be kell vezetnie a tápvezetékeket helyes polaritással, kiegészítve az I irányait B és én C a 3.19c. ábrán látható módon, és végül fejezze be az eljárást.

Hasonló módon egy pnp BJT is torzítható a közös emitter módban, ehhez egyszerűen meg kell fordítania a 3.19. Ábra összes polaritását.

Tipikus alkalmazás:

Alacsony frekvenciájú feszültségerősítő

Az alábbiakban bemutatjuk a közös emitteres erősítő áramkörének használatát.

Az AC-kapcsolású áramkör úgy működik, mint egy szintváltó erősítő. Ebben a helyzetben az alap-emitter feszültségesés állítólag 0,7 volt körül van.

A C bemeneti kondenzátor megszabadul a bemenet egyenáramú elemeitől, míg az R1 és R2 ellenállásokat a tranzisztor előfeszítéséhez használják, hogy a bemenet teljes tartományában aktív állapotban lehessen. A kimenet a bemenet váltakozó áramú komponensének fejjel lefelé történő replikációja, amelyet az RC / RE arány fokozott és mind a 4 ellenállás által elhatározott mérésen keresztül mozgatott.

Mivel az RC általában meglehetősen masszív, a kimeneti impedancia ezen az áramkörön valóban jelentős lehet. Ennek az aggodalomnak a minimalizálása érdekében az RC-t a lehető legkisebb szinten tartják, ráadásul az erősítőt feszültségpuffer, például egy emitterkövető kíséri.

Rádiófrekvenciás áramkörök

Közös-emitteres erősítők néha-ban is használják rádiófrekvenciás áramkörök , például az antennán keresztül kapott gyenge jelek felerősítésére. Ilyen esetekben általában a terhelési ellenállással helyettesítik, amely egy hangolt áramkört tartalmaz.

Ez úgy valósítható meg, hogy a sávszélességet a kívánt működési frekvencián strukturált vékony sávra korlátozzuk.

Ráadásul lehetővé teszi az áramkör nagyobb frekvenciákon történő működését, mivel a hangolt áramkör lehetővé teszi, hogy rezonáljon minden olyan elektródák közötti és egy útra futó kapacitást, amely általában tiltja a frekvenciaválasztást. A közönséges sugárzókat széles körben lehet használni alacsony zajszintű erősítőként is.