Üldine emitteri võimendi - omadused, kallutamine, lahendatud näited

Seda konfiguratsiooni nimetatakse ühise emitteri konfiguratsiooniks, kuna siin kasutatakse emitterit sisendbaasi signaali ja väljundkoormuse ühise negatiivse terminalina. Teisisõnu, emitterterminalist saab võrdlusterminal nii sisend- kui ka väljundstaadiumis (see tähendab ühist nii alus- kui ka kollektoriklemmidele).

Transistori kõige tavalisem konfiguratsioon on tavaline emittervõimendi, mida on näha allpool joonisel 3.13 nii pnp- kui npn-transistoride puhul.

Põhimõtteliselt kasutatakse siin sisendina transistori baasklemmi, kollektor on konfigureeritud väljundiks ja emitter on mõlemale ühine juhtmega (näiteks kui transistor on NPN, võib emitteri ühendada maandusjoone referentsiga), seega saab ta oma nime tavalise kiirgajana. FET-i puhul nimetatakse analoogset vooluahelat ühisallikaga võimendiks.

Emiteri ühised omadused

Just nagu ühine baaskonfiguratsioon siin muutuvad ka kaks omaduste vahemikku taas hädavajalikuks, et ühise emitteri seadistuse olemust täielikult selgitada: üks sisend- või baas-emitterahelale ja järgmine väljund- või kollektor-emitterahelale.

Need kaks komplekti on näidatud joonisel 3.14 allpool:

Emitri, kollektori ja aluse voolu suund on näidatud tavapärase tavapärase reegli kohaselt.

Kuigi konfiguratsioon on muutunud, kehtib praeguse voo suhe, mis loodi meie eelmises ühises baaskonfiguratsioonis, endiselt ilma muudatusteta.

Seda võib esindada järgmiselt: Mina ON = Mina C + I B ja mina C = Mina ON .

Meie praeguse tavalise emitteri konfiguratsiooni jaoks on näidatud väljundi omadused väljundvoolu graafiline esitus (I C ) versus väljundpinge (V SEE ) valitud sisendvoolu väärtuste komplekti jaoks (I B ).

Sisendi omadusi võib vaadelda kui sisendvoolu (I B ) sisendpinge (V BE ) antud väljundpinge väärtuste kogumi (V SEE )

Pange tähele, et joonise 3.14 omadused näitavad I väärtust B mikroamprites, mitte milliamprites IC jaoks.

Samuti leiame, et I kõverad B ei ole täiesti horisontaalsed nagu minu jaoks saavutatud ON ühise aluse konfiguratsioonis, mis tähendab, et kollektor-emitter pingel on võime mõjutada baasivoolu väärtust.

Ühise emitteri konfiguratsiooni aktiivse piirkonnana võib mõista ülemise parempoolse kvadrandi seda osa, millel on kõige suurem lineaarsus, see tähendab seda konkreetset piirkonda, kus I kõverad B kipuvad olema praktiliselt sirged ja ühtlaselt laiali.

Joonisel 3.14a oli seda piirkonda võimalik näha vertikaalse katkendjoonega paremal pool V juures Cesate ja üle I kõvera B võrdub nulliga. V-st vasakul asuv piirkond Cesate on tuntud küllastuspiirkonnana.

Ühise emitteri võimendi aktiivpiirkonnas on kollektori ja aluse ristmik vastupidine, samas kui aluse ja emitteri ristmik on ettepoole kallutatud.

Kui mäletate, olid need täpselt samad tegurid, mis püsisid ühise baasi seadistuse aktiivses piirkonnas. Ühise emitteri konfiguratsiooni aktiivset piirkonda saab rakendada pinge, voolu või võimsuse võimendamiseks.

Tundub, et ühise emitteri konfiguratsiooni piiripiirkond ei ole ühise baasi konfiguratsiooniga võrreldes kenasti iseloomustatud. Pange tähele, et joonisel 3.14 toodud kollektori omadustes on I C ei vasta tegelikult nullile, kui mina B on null.

Ühise baasi seadistamiseks, kui sisendvool I ON juhtub olema nulli lähedal, muutub kollektori vool võrdseks ainult vastupidise küllastusvooluga I MIDA , et kõver I ON = 0 ja pingetelg oli üks kõigi praktiliste rakenduste jaoks.

Selle kollektori omaduste varieerumise põhjust saab hinnata ekvivalentide asjakohaste muudatustega. (3.3) ja (3.6). allpool toodud viisil:

Hinnates ülalkirjeldatud stsenaariumi, kus IB = 0 A, ja asendades tüüpilise väärtuse nagu 0,996 α jaoks, suudame saavutada tulemuseks oleva kollektori voolu, nagu on väljendatud allpool:

Kui arvestada minuga CBO kui 1 μA, saadud kollektori vool I-ga B = 0 A oleks 250 (1 μA) = 0,25 mA, nagu on näidatud joonisel 3.14.

Kõigis meie tulevastes aruteludes on I tingimusega loodud kollektorivool B = 0 μA märgistus määratakse järgmise ekvivalendiga. (3.9).

Tingimusi, mis põhinevad ülaltoodud äsja loodud voolul, võiks visualiseerida järgmisel joonisel 3.15, kasutades ülaltoodud võrdlussuundi.

Võimenduse võimaldamiseks minimaalsete moonutustega tavalises emitteri režiimis kehtestatakse katkestus kollektori voolu I abil C = Mina TEGEVDIREKTOR.

See tähendab ala, mis asub otse minu all B Võimendi puhta ja moonutamata väljundi tagamiseks tuleks vältida = 0 μA.

Kuidas levivad emitterahelad töötavad

Kui soovite, et konfiguratsioon töötaks nagu loogikalüliti, näiteks mikroprotsessoriga, kuvatakse konfiguratsioonis paar huvipunktid: esiteks lõikepunktina ja teine ​​küllastuspiirkonnana.

Ideaalseks piiriks võib olla I C = 0 mA määratud V korral SEE Pinge.

Kuna I Tegevjuht i Kui tavaliselt on kõigi räni BJT-de jaoks üsna väike, saab piiret rakendada lülitamistoimingute jaoks, kui ma B = 0 μA või I C = Mina tegevdirektor

Kui mäletate ühise baaskonfiguratsiooni vältel, määrati sisendnäitajate komplekt ligikaudu sirgjoone ekvivalendi kaudu, mis viis tulemuseni V BE = 0,7 V, kõigi I tasemete korral ON mis oli suurem kui 0 mA

Sama meetodit võime rakendada ka ühise emitteri konfiguratsiooni jaoks, mis annab ligikaudse ekvivalendi, nagu on kujutatud joonisel 3.16.

Joonis 3.16 Joonise 3.14b dioodi omaduste tükkhaaval lineaarne ekvivalent.

Tulemus vastab meie varasemale järeldusele, mille kohaselt aktiivpiirkonnas või ON-olekus oleva BJT baasemitteri pinge on 0,7 V ja see fikseeritakse sõltumata baasivoolust.

Lahendatud praktiline näide 3.2

Kuidas kallutada ühise emitteri võimendit

Ühise emitteri võimendi sobivaks kallutamiseks saab kindlaks teha samamoodi, nagu seda rakendati ühisbaasivõrk .

Oletame, et teil oli npn-transistor just nii, nagu on näidatud joonisel 3.19a, ja tahtsite selle kaudu korrektset kallutamist rakendada, et luua BJT aktiivses piirkonnas.

Selleks peate kõigepealt märkima I ON suund, mida tõestavad transistori sümbolis olevad noolemärgid (vt joonis 3.19b). Pärast seda peate kehtestama muud praegused juhised rangelt vastavalt Kirchhoffi praegustele õigussuhetele: I C + I B = Mina ON.

Seejärel peate sisestama toitepinged õigete polaarsustega, mis täiendavad I suundi B ja mina C nagu on näidatud joonisel 3.19c, ja lõpetage protseduur lõpuks.

Sarnasel viisil võib pnp BJT olla kallutatud ka tavalises emitterrežiimis, selleks peate lihtsalt muutma kõik joonisel 3.19 toodud polaarsused

Tüüpiline rakendus:

Madalsageduslik pingevõimendi

Allpool on toodud tavalise emitteri võimendi vooluahela kasutamise tavaline näide.

Vahelduvvooluühendusega vooluahel töötab nagu taseme vahetaja võimendi. Selles olukorras peaks baasi-emitteri pingelang olema umbes 0,7 volti.

Sisendkondensaator C vabaneb sisendi mis tahes alalisvoolu elemendist, samal ajal kui takisteid R1 ja R2 kasutatakse transistori kallutamiseks, et võimaldada selle aktiivset seisundit kogu sisendi ulatuses. Väljund on sisendi vahelduvvoolu komponendi tagurpidi replikatsioon, mida on suurendanud RC / RE suhe ja liikunud läbi kõigi 4 takisti otsustatud mõõt.

Kuna RC on tavaliselt üsna massiivne, võib selle vooluahela väljundtakistus olla tõesti märkimisväärne. Selle probleemi minimeerimiseks hoitakse RC nii väike kui võimalik, lisaks on võimendiga kaasas pingepuhver, näiteks emitterijälgija.

Raadiosagedusahelad

Ühise emitteriga võimendid kasutatakse vahel ka raadiosagedusahelad , näiteks antenni kaudu saadud nõrkade signaalide võimendamiseks. Sellistel juhtudel asendatakse see tavaliselt koormustakistiga, mis sisaldab häälestatud vooluahelat.

Seda saab saavutada, et piirata ribalaiust mõnele õhukesele ribale, mis on struktureeritud kogu soovitud töösageduse ulatuses.

Lisaks sellele võimaldab see vooluahelal töötada suurematel sagedustel, kuna häälestatud vooluahel võimaldab resoneerida kõiki elektroodidevahelisi ja ühesuunalisi mahtuvusi, mis üldiselt keelavad sagedusreaktsiooni. Tavalisi kiirgajaid võib laialdaselt kasutada ka madala müratasemega võimenditena.