Võimendi on elektrooniline vooluahel, mida kasutatakse pinge- või voolusignaali võimendamiseks. Transistori sisendiks on pinge või vool ja väljundiks selle sisendsignaali võimendatud vorm. Võimendusahelat on tavaliselt kavandatud ühe või mitme transistoriga, mida nimetatakse transistori võimendiks. Transistor (BJT, FET) on võimendisüsteemi peamine komponent. Selles artiklis käsitleme ühise kollektori võimendi vooluahelat.
Transistori võimendid on meie igapäevases elus kõige sagedamini kasutatavad, näiteks helivõimendi, raadiosagedus, helituunerid, Kiudoptiline side , jne.
Üldised koguja / emitteri järgija transistori võimendi põhitõed
Nagu me oma eelmises artiklis arutlesime, on ka kolm transistori konfiguratsiooni mida kasutatakse tavaliselt signaali võimendamiseks, st ühine alus (CB), ühine kollektor (CC) ja harilik emitter (CE).
Headel transistori võimenditel on sisuliselt järgmised parameetrid: kõrge võimendus, kõrge sisendtakistus, suur ribalaius, kõrge pöörlemissagedus, kõrge lineaarsus, kõrge efektiivsus, kõrge stabiilsus jne
Transistori ühise kollektori konfiguratsioonis kasutame kollektoriterminali nii sisend- kui ka väljundsignaalide jaoks tavaliseks. Seda konfiguratsiooni nimetatakse ka emitterijälgija konfiguratsiooniks, kuna emitteri pinge järgib baaspinget. Emitter-järgija konfiguratsiooni kasutatakse enamasti pingepuhvrina. Neid konfiguratsioone kasutatakse impedantsi sobitamise rakendustes laialdaselt, kuna neil on kõrge sisendtakistus.
Ühistel kollektorvõimenditel on järgmised vooluahela konfiguratsioonid.
- Sisendsignaal siseneb transistori baasklemmile
- Sisendsignaal väljub transistorist emitteri terminalis
- Kollektor on ühendatud püsiva pingega, st maandusega, mõnikord sekkuva takistiga
Lihtne kollektoriga võimendi vooluahel on näidatud alloleval joonisel. Kollektoritakisti Rc pole paljudes rakendustes tarbetu. Selleks, et töötransistor võimendina , peaks see olema oma konfiguratsiooni aktiivses piirkonnas.
Ühine kollektorivõimendi või emitterijälgija vooluring
Selleks seame vaikepunkti, mis tuleb seada transistori välise vooluahela abil, vastavalt on valitud takistite Rc ja Rb ning alalisvoolu pingeallikate Vcc ja Vbb väärtused.
Kui vooluahela vaiksed tingimused on arvutatud ja on kindlaks tehtud, et BJT on aktiivses tööpiirkonnas, arvutatakse allpool h-parameetrid, moodustades transistori väikese signaali mudeli.
Üldised kollektortransistori võimendi omadused
Emitterahelaga järjestikku paigutatud ühise kollektori võimendi koormustakisti saab nii baas- kui ka kollektorivoolu.
Kuna transistori emitter on baasi ja kollektori voolude summa, kuna baasi ja kollektori voolud liituvad alati emitteri voolu moodustamiseks, oleks mõistlik eeldada, et sellel võimendil on väga suur voolutugevus.
Ühiskollektori võimendil on üsna suur voolutugevus, mis on suurem kui mis tahes muul transistori võimendi konfiguratsioonil. Allpool mainitud cc võimendi omadused.
| Parameeter | Omadused |
| Pinge suurenemine | Null |
| Praegune tõus | Kõrge |
| Võimsuse suurenemine | Keskmine |
| Sisendi või väljundi faasi suhe | Nullkraad |
| Sisendtakistus | Kõrge |
| Väljundtakistus | Madal |
Nüüd saab arvutada väikese signaali vooluringi jõudluse. Vooluringi kogu jõudlus on vaikse ja väikese signaali jõudluse summa. Vahelduvvoolu mudeli vooluring on näidatud allpool.
Ühise kollektorivõimendi vahelduvvoolu modelleerimine
Praegune tõus
Voolutugevus on määratletud koormusvoolu ja sisendvoolu suhtena.
Ai = il / ib = -ie / ib
H-parameetri ahelast saab kindlaks teha, et emitteri ja baasivoolud on seotud sõltuva vooluallika kaudu konstantse hfe + 1 abil. Voolutugevus sõltub ainult BJT omadustest ja on sõltumatu muudest vooluahela elementide väärtustest. Selle väärtuse annab
Ai = hfe + 1
Sisendtakistus
Sisendtakistus on antud
See tulemus on identne emitteri takistiga tavalise emittervõimendi tulemustega. Ühise kollektorivõimendi sisendtakistus on koormustakistuse Re tüüpiliste väärtuste korral suur.
Pinge suurenemine
Pinge suurenemine on väljundpinge ja sisendpinge suhe. Kui sisendpingeks võetakse taas transistori sisendi pinge, siis Vb.
Av = Vo / Vb
Av = (vo / il) (il / ib) (ib / vb)
Iga termini asendamine samaväärse väljendiga
Av = (Re) (Ai) (1 / Ri)
Ülaltoodud võrrand on mõnevõrra väiksem kui ühtsus. Pinge suurenemise ligikaudse võrrandi annab
Pinge kogutõusu võib määratleda järgmiselt
Avs = Vo / Vs
Selle suhte saab tuletada otseselt pinge võimendusest Av ja pinge jaotusest allika takistuse Rs ja võimendi sisendtakistuse Ri vahel
Pärast sobivate võrrandite asendamist antakse üldine pinge võimendus
Avs = 1- (hie + Rb) / (Ri + Rb)
Väljundtakistus
Väljundtakistus on määratletud kui Thevenini takistus võimendi väljundis, vaadates võimendit. Allpool on kujutatud vooluahelat, vahelduvvoolu samaväärset vooluahelat väljundtakistuse arvutamiseks.
Ühine kollektorivõimendi väljundtakistus vahelduvvoolu samaväärne ahel
Kui väljundklemmidele rakendatakse pinget v, leitakse, et baasvool on
ib = -v / (Rb + hie)
BJT-sse voolava kogu voolu annab
i = -ib-hfe.ib
väljundtakistus arvutatakse järgmiselt:
Ro = v / i = (Rb + hie) / (hfe + 1)
Tavalise kollektortransistori võimendi väljundtakistus on tavaliselt väike.
Rakendused
- Seda võimendit kasutatakse impedantsi sobitamise vooluringina.
- Seda kasutatakse lülitusahelana.
- Suur voolutugevus koos peaaegu ühtse pinge võimendusega muudab selle vooluahela suurepäraseks pingepuhvriks
- Seda kasutatakse ka vooluahela isoleerimiseks.
Selles artiklis käsitletakse emitteri võimendi ühise töö ja selle rakendusi. Ülaltoodud teavet lugedes saate idee selle kontseptsiooni kohta.
Lisaks sellele kõik selle artikliga seotud küsimused või kui soovite seda rakendada Elektri- ja elektroonikaprojektid inseneritudengitele , palun kommenteerige allpool jaotises. Siin on küsimus teile, milline on tavalise kollektorivõimendi pingetõus?
