Zajednički kolektorski krug pojačala i njegove primjene

Pojačalo je elektronički sklop koji se koristi za pojačavanje napona ili struje signala. Ulaz za tranzistor bit će napon ili struja, a izlaz će biti pojačani oblik tog ulaznog signala. Pojačalo je uglavnom izvedeno s jednim ili više tranzistora i naziva se tranzistorskim pojačalom. Tranzistor (BJT, FET) je glavna komponenta u sustavu pojačala. U ovom ćemo članku razgovarati o krugu pojačala zajedničkog kolektora.

Pojačala Transistor najčešće se koriste u našim svakodnevnim aplikacijama poput audio pojačala, radio frekvencije, audio tunera, Komunikacija optičkim vlaknima itd.

Uobičajene osnove tranzistora pojačala sljednika kolektora / emitora

Kao što smo raspravljali u našem prethodnom članku, postoje tri konfiguracije tranzistora koji se obično koriste za pojačavanje signala, tj. zajednička baza (CB), zajednički kolektor (CC) i zajednički emiter (CE).

Dobra tranzistorska pojačala u osnovi imaju sljedeće parametre visoko pojačanje, velika ulazna impedancija, velika širina pojasa, velika brzina okretanja, velika linearnost, visoka učinkovitost, visoka stabilnost itd.

U konfiguraciji tranzistora Common Collector koristimo kolektorski terminal kao zajednički i za ulazne i za izlazne signale. Ova je konfiguracija također poznata i kao konfiguracija sljednika emitora jer napon emitora prati osnovni napon. Konfiguracija sljednika emitera uglavnom se koristi kao odbojnik napona. Te se konfiguracije široko koriste u aplikacijama za podudaranje impedancije zbog visoke ulazne impedancije.

Uobičajena kolektorska pojačala imaju sljedeće konfiguracije sklopa.

• Ulazni signal ulazi u tranzistor na osnovnom priključku
• Ulazni signal izlazi iz tranzistora na terminalu emitora
• Kolektor je spojen na konstantni napon, tj. Uzemljenje, ponekad i interventnim otpornikom

Jednostavan krug pojačala zajedničkog kolektora prikazan je na donjoj slici. Otpornik kolektora Rc nepotreban je u mnogim primjenama. Da bi radni tranzistor kao pojačalo , trebao bi biti u aktivnom području svoje konfiguracije.

Uobičajeni kolektorski krug pojačala ili sljednika emitera

Da bismo to postavili, točku mirovanja treba postaviti s vanjskim krugom tranzistora, vrijednosti otpornika Rc i Rb i izvori istosmjernog napona Vcc i Vbb odabrali su u skladu s tim.

Jednom kada se izračunaju mirni uvjeti sklopa i utvrdi da je BJT u aktivnom prednjem području rada, dolje se izračunavaju h-parametri kako bi se oblikovao model malog signala tranzistora.

Karakteristike pojačala zajedničkog kolektora

Otpor opterećenja u zajedničkom pojačivaču kolektora koji se postavlja u seriju s krugom emitora prima i struju baze i kolektor.

Budući da je emiter tranzistora zbroj bazne i kolektorske struje, budući da se bazna i kolektorska struja uvijek zbrajaju da bi stvorile emitersku struju, bilo bi razumno pretpostaviti da će ovo pojačalo imati vrlo veliko strujno pojačanje.

Pojačalo sa zajedničkim kolektorom ima prilično veliko strujno pojačanje, veće od bilo koje druge konfiguracije tranzistorskog pojačala. Karakteristike cc pojačala kao što je spomenuto u nastavku.

Sada se mogu izračunati performanse kruga malog signala. Ukupna izvedba kruga zbroj je mirovanja i performansi malog signala. Krug modela izmjeničnog napajanja prikazan je u nastavku.

Modeliranje izmjeničnog napajanja zajedničkog kolektorskog pojačala

Trenutni dobitak

Pojačanje struje definirano je kao omjer struje opterećenja i ulazne struje.

Ai = il / ib = -ie / ib

Iz kruga h-parametara može se utvrditi da su emiterska i bazna struja povezane kroz ovisni izvor struje konstantom hfe + 1. Pojačanje struje ovisi samo o BJT karakteristikama i neovisno o bilo kojim drugim vrijednostima elemenata kruga. Vrijednost mu daje

Ai = hfe + 1

Ulazni otpor

Ulazni otpor dan je s

Ovaj je rezultat identičan onome za uobičajeno pojačalo emitora s emiterskim otporom. Ulazni otpor zajedničkog kolektorskog pojačala je velik za tipične vrijednosti otpora opterećenja Re.

Pojačanje napona

Pojačanje napona je omjer izlaznog napona i ulaznog napona. Ako se za ulazni napon opet uzme napon na ulazu u tranzistor, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Zamjena svakog pojma s njegovim ekvivalentnim izrazom

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

Gornja jednadžba nešto je manja od jedinice. Jednadžba aproksimacije naponskog pojačanja dana je s

Ukupni dobitak napona može se definirati kao

Avs = Vo / Vs

Ovaj omjer može se izravno izvesti iz pojačanja napona Av i naponske podjele između otpora izvora Rs i ulaznog otpora pojačala Ri

Nakon zamjena odgovarajućih jednadžbi, ukupni dobitak napona daje se s

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

Izlazni otpor

Izlazni otpor definiran je kao Thevenin otpor na izlazu pojačala koji gleda unatrag u pojačalo. Sklop je prikazan dolje, izmjenični krug izmjenične struje za izračunavanje izlaznog otpora.

Izlazni otpor zajedničkog kolektorskog pojačala, ekvivalentni krug izmjenične struje

Ako se na izlazne stezaljke primijeni napon v, utvrdi se da je osnovna struja

ib = -v / (Rb + hie)

Ukupna struja koja teče u BJT dana je sa

i = -ib-hfe.ib

izlazni otpor izračunava se kao

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

Izlazni otpor za zajedničko kolektorsko tranzistorsko pojačalo tipično je mali.

Prijave

• Ovo pojačalo koristi se kao krug za podudaranje impedancije.
• Koristi se kao sklopni krug.
• Visoko strujno pojačanje u kombinaciji s naponskim pojačanjem gotovo jedinice čini ovaj krug izvrsnim međuspremnikom napona
• Također se koristi za izolaciju kruga.

Ovaj članak raspravlja o radu zajedničkog kruga pojačala emitora i njegovim primjenama. Čitajući gornje informacije stekli ste ideju o ovom konceptu.

Nadalje, bilo kakva pitanja u vezi s ovim člankom ili ako ih želite implementirati Projekti elektrotehnike i elektronike za studente tehničkih studija , slobodno komentirajte u odjeljku ispod. Evo pitanja za vas, koliki je naponski dobitak zajedničkog kolektorskog pojačala?