Vanlige emitterforsterker - egenskaper, forspenning, løste eksempler

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Denne konfigurasjonen er kjent som common-emitter-konfigurasjon fordi her brukes emitteren som den vanlige negative terminalen for inngangssignalet og utgangsbelastningen. Med andre ord blir emitterterminalen referanseterminal til både inngangs- og utgangstrinnene (som betyr felles for både base- og kollektorterminalene).

Vanlig emitterforsterker er den mest brukte transistorkonfigurasjonen som kan sees i figur 3.13 nedenfor for både pnp- og npn-transistorer.



I utgangspunktet brukes her transistorbasisterminalen som inngang, samleren er konfigurert som utgangen, og emitteren er kablet felles for begge (for eksempel, hvis transistoren er NPN, kan emitteren kobles til grunnlinjereferansen), dermed får det navnet sitt som den vanlige senderen. For en FET blir den analoge kretsen betegnet som vanlig forsterker.

Vanlige emitteregenskaper

Akkurat som felles basekonfigurasjon her blir det også to karakteristiske områder som er avgjørende for å fullstendig forklare naturen til common-emitteroppsettet: en for inngangs- eller base-emitterkretsen og den neste for utgangs- eller kollektor-emitterkretsen.



Disse to settene er vist i figur 3.14 nedenfor:

Strømningsretningene for emitteren, samleren og basen er angitt i henhold til den vanlige standardregelen.

Selv om konfigurasjonen er endret, gjelder forholdet for strømmen som ble etablert i vår forrige felles basekonfigurasjon fremdeles her uten noen endringer.

Dette kan være representert som: Jeg ER = Jeg C + Jeg B og jeg C = Jeg ER .

For vår nåværende common-emitter-konfigurasjon er de angitte utgangskarakteristikkene en grafisk fremstilling av utgangsstrømmen (I C ) mot utgangsspenning (V. DETTE ) for et valgt sett med verdier for inngangsstrøm (I B ).

Inngangskarakteristikkene kan sees på som en tegning av inngangsstrømmen (I B ) mot inngangsspenningen (V. VÆRE ) for et gitt sett med utgangsspenningsverdier (V DETTE )

egenskaper indikerer verdien av IB i mikroampamper

Vær oppmerksom på at egenskapene til figur 3.14 indikerer verdien av I B i microamperes, i stedet for milliamperes for IC.

Vi finner også at kurvene til jeg B er ikke helt horisontale som de som ble oppnådd for jeg ER i den vanlige basekonfigurasjonen, noe som innebærer at kollektor-til-emitter-spenningen har muligheten til å påvirke verdien av basisstrømmen.

Den aktive regionen for common-emitter-konfigurasjonen kan forstås som den delen av det øvre høyre kvadranten som eier den største mengden linearitet, det vil si det spesifikke området der kurvene for I B har en tendens til å være praktisk talt rett og jevnt fordelt.

I figur 3.14a kunne denne regionen bli vitne til på høyre side av den vertikale stiplede linjen ved V Cesate og over kurven til jeg B lik null. Regionen til venstre for V Cesate er kjent som metningsområdet.

Innenfor den aktive regionen til en felles-emitterforsterker vil samler-basekrysset være omvendt forspent, mens basis-emitterkrysset vil være forspent.

Hvis du husker at dette var nøyaktig de samme faktorene som vedvarte i det aktive området for fellesbasert oppsett. Den aktive regionen til felles-emitter-konfigurasjonen kan implementeres for spenning, strøm eller effektforsterkning.

Cutoff-regionen for common-emitter-konfigurasjonen ser ikke ut til å være pent karakterisert i forhold til den for common-base-konfigurasjonen. Legg merke til at i samleregenskapene i fig. 3.14 er I C tilsvarer egentlig ikke null mens jeg B er null.

For den vanlige basekonfigurasjonen, når inngangsstrømmen I ER tilfeldigvis er nær null, blir kollektorstrømmen bare lik omvendt metningsstrøm I. HVA , for at kurven jeg ER = 0 og spenningsaksen var en, for alle praktiske bruksområder.

Årsaken til denne variasjonen i kollektorkarakteristikker kan vurderes med passende modifikasjoner av Eqs. (3.3) og (3.6). som gitt nedenfor:

Ved å vurdere det ovenfor diskuterte scenariet, hvor IB = 0 A, og ved å erstatte en typisk verdi som 0,996 for α, er vi i stand til å oppnå en resulterende samlerstrøm som uttrykt nedenfor:

Hvis vi vurderer meg CBO som 1 μA, den resulterende samlerstrømmen med I B = 0 A ville være 250 (1 μA) = 0,25 mA, som gjengitt i egenskapene til figur 3.14.

I alle våre fremtidige diskusjoner, samlerstrømmen etablert av tilstanden jeg B = 0 μA vil ha notasjonen som bestemt av følgende ligning. (3.9).

Forholdene basert på ovennevnte nyetablerte strøm kan visualiseres i følgende figur 3.15 ved hjelp av referanseveiledningen som beskrevet ovenfor.

For å muliggjøre forsterkning med minimale forvrengninger i vanlig emittermodus, blir avskjæringen etablert av samlerstrømmen I C = Jeg ADMINISTRERENDE DIREKTØR.

Det betyr området like under jeg B = 0 μA bør unngås for å sikre en ren og uforvrengt utgang fra forsterkeren.

Hvordan vanlige emitterkretser fungerer

Hvis du vil at konfigurasjonen skal fungere som en logisk bryter, for eksempel med en mikroprosessor, vil konfigurasjonen presentere et par interessepunkter: først som avskjæringspunkt, og det andre som metningsområde.

Avskjæringen kan være ideelt sett på jeg C = 0 mA for spesifisert V DETTE Spenning.

Siden jeg Konsernsjef i s normalt ganske liten for alle silisium-BJT-er, kan avskjæringen implementeres for å bytte handlinger når jeg B = 0 μA eller I C = Jeg administrerende direktør

Hvis du husker i vanlig grunnkonfigurasjon, ble settet med inngangskarakteristikker omtrent etablert gjennom en rett linjeekvivalent som førte til resultatet V VÆRE = 0,7 V, for alle nivåer av I ER som var større enn 0 mA

Vi kan også bruke den samme metoden for en vanlig emitter-konfigurasjon, som vil produsere den omtrentlige ekvivalenten som vist i figur 3.16.

Delvis lineær ekvivalent for diodeegenskapene

Figur 3.16 Delvis lineær ekvivalent for diodeegenskapene i figur 3.14b.

Resultatet samsvarer med eller vårt tidligere fradrag ifølge hvilket basissenderspenningen for en BJT i ​​det aktive området eller PÅ-tilstanden vil være 0,7V, og dette vil bli løst uavhengig av basestrømmen.

Løst praktisk eksempel 3.2

Hvordan forspenne en vanlig forsterker

3.19

Forspenning av en felles-emitterforsterker på riktig måte kan etableres på samme måte som den ble implementert for fellesbasert nettverk .

Anta at du hadde en npn-transistor akkurat som angitt i figur 3.19a, og ønsket å håndheve en korrekt forspenning gjennom den, for å etablere BJT i ​​den aktive regionen.

For dette vil du kreve å først indikere jeg ER retning som påvist av pilmerkene i transistorsymbolet (se fig. 3.19b). Etter dette vil du kreve å etablere de andre aktuelle retningene strengt i henhold til Kirchhoffs nåværende lovforhold: Jeg C + Jeg B = Jeg ER.

Deretter må du introdusere forsyningslinjene med riktige polariteter som utfyller retningene til I B og jeg C som angitt i figur 3.19c, og avslutt til slutt prosedyren.

På samme måte kan en pnp BJT også være forspent i sin vanlige emittermodus, for dette må du ganske enkelt reversere alle polaritetene i figur 3.19.

Typisk anvendelse:

Lavfrekvent spenningsforsterker

En standard illustrasjon av bruken av en common-emitter forsterkerkrets er vist nedenfor.

Single-ended npn common-emitter forsterker med emitter degenerasjon

Den AC-koblede kretsen fungerer som en nivåskifterforsterker. I denne situasjonen antas spenningsfallet mellom base og emitter å være rundt 0,7 volt.

Inngangskondensatoren C kvitter seg med et hvilket som helst DC-element i inngangen, mens motstandene R1 og R2 brukes til å forspenne transistoren for å gjøre det mulig å være i aktiv tilstand for hele inngangsspekteret. Utgangen er en opp-ned-replikering av vekselstrømskomponenten i inngangen som er forsterket av forholdet RC / RE og flyttet gjennom et mål bestemt av alle 4 motstandene.

På grunn av at RC normalt er ganske massiv, kan utgangsimpedansen på denne kretsen være veldig betydelig. For å minimere denne bekymringen holdes RC så liten som mulig, pluss at forsterkeren ledsages av en spenningsbuffer, for eksempel en emitterfølger.

Radiofrekvenskretser

Common-emitter forsterkere blir noen ganger også brukt i radiofrekvenskretser , for eksempel å forsterke svake signaler som er fått gjennom en antenne. I tilfeller som dette erstattes det ofte av lastmotstanden som inkluderer en innstilt krets.

Dette kan oppnås for å begrense båndbredden til noe tynt bånd strukturert gjennom ønsket driftsfrekvens.

I tillegg tillater det at kretsen fungerer ved større frekvenser fordi den innstilte kretsen gjør det mulig å resonere alle interelektroder og løpskapasitanser som generelt forbyr frekvensresponsen. Vanlige emittere kan også brukes mye som forsterkere med lite støy.




Forrige: Forstå felles basekonfigurasjon i BJT Neste: Cathode Ray Oscilloscopes - Arbeids- og operasjonsdetaljer