Усилвател с общ излъчвател - характеристики, пристрастия, решени примери

Тази конфигурация е известна като конфигурация на общ излъчвател, тъй като тук излъчвателят се използва като общ отрицателен терминал за входния базов сигнал и изходния товар. С други думи, емитерният терминал се превръща в референтен терминал както на входния, така и на изходния етап (което означава общо за базовите и колекторните терминали).

Усилвателят с общ емитер е най-често използваната конфигурация на транзистора, която може да се види на фиг. 3.13 по-долу както за pnp, така и за npn транзистори.

По принцип тук основният терминал на транзистора се използва като вход, колекторът е конфигуриран като изход и емитерът е свързан общо за двамата (например, ако транзисторът е NPN, емитерът може да бъде свързан към референтната линия на земята), поради което получава името си като общ излъчвател. За FET аналоговата схема се нарича усилвател с общ източник.

Общи характеристики на излъчвателя

Точно като обща базова конфигурация тук също два диапазона от характеристики отново стават съществени, за да се обясни напълно естеството на настройката на общия емитер: един за веригата на входа или основата-емитер и следващият за веригата на изхода или колектора-емитер.

Тези два комплекта са показани на фиг. 3.14 по-долу:

Насоките на текущия поток за излъчвателя, колектора и основата са посочени съгласно стандартното конвенционално правило.

Въпреки че конфигурацията се е променила, връзката за текущия поток, установена в предишната ни обща основна конфигурация, все още се прилага тук без никакви модификации.

Това може да бъде представено като: Аз Е = Аз ° С + I Б. и аз ° С = Аз Е .

За настоящата ни конфигурация на общ излъчвател посочените характеристики на изхода са графично представяне на изходния ток (I ° С ) спрямо изходното напрежение (V ТОВА ) за избран набор от стойности на входния ток (I Б. ).

Входните характеристики могат да се разглеждат като графика на входния ток (I Б. ) срещу входното напрежение (V БЪДА ) за даден набор от стойности на изходното напрежение (V ТОВА )

Забележете, че характеристиките на фиг. 3.14 показват стойността на I Б. в микроампери, вместо милиампера за IC.

Също така откриваме, че кривите на I Б. не са идеално хоризонтални като постигнатите за I Е в конфигурацията на общата база, което предполага, че напрежението колектор-емитер има способността да влияе на стойността на базовия ток.

Активният регион за конфигурацията на общия излъчвател може да се разбира като този участък от горния десен квадрант, който притежава най-голямо количество линейност, което означава, тази специфична област, където кривите за I Б. са склонни да бъдат практически прави и равномерно разпределени.

На фиг. 3.14а този регион може да се види от дясната страна на вертикалната пунктирана линия при V Цезат и над кривата на I Б. равен на нула. Районът вляво от V Цезат е известен като региона на насищане.

В рамките на активната област на усилвател с общ излъчвател кръстовището колектор-база ще бъде обърнато обратно, докато връзката база-емитер ще бъде пристрастено напред.

Ако си спомняте, това бяха точно същите фактори, които се запазиха в активната област на настройката на общата база. Активният регион на конфигурацията на общия излъчвател може да бъде реализиран за усилване на напрежение, ток или мощност.

Изглежда, че граничният регион за конфигурацията на общия емитер не е добре характеризиран в сравнение с тази на конфигурацията с обща база. Забележете, че в характеристиките на колектора на фиг. 3.14 I ° С всъщност не съответства на нула, докато I Б. е нула.

За конфигурацията с обща база, когато входният ток I Е се случва да е близо до нула, токът на колектора става равен само на обратния ток на насищане I КАКВО , за да може кривата I Е = 0 и оста на напрежението бяха едно, за всички практически приложения.

Причината за тази промяна в характеристиките на колектора може да бъде оценена със съответните модификации на уравненията. (3.3) и (3.6). както е дадено по-долу:

Оценявайки горния обсъден сценарий, където IB = 0 A, и чрез заместване на типична стойност като 0,996 за α, ние можем да постигнем резултатния ток на колектора, както е изразено по-долу:

Ако разгледаме аз CBO като 1 μA, полученият ток на колектора с I Б. = 0 A би било 250 (1 μA) = 0,25 mA, както е възпроизведено в характеристиките на фиг. 3.14.

Във всички наши бъдещи дискусии колекторният ток, установен от условието I Б. = 0 μA ще има обозначението, определено от следващото уравнение (3.9).

Условията, базирани на горния новоустановен ток, могат да бъдат визуализирани на следващата фигура 3.15, като се използват неговите референтни указания, както е посочено по-горе.

За да се даде възможност за усилване с минимални изкривявания в режим на общ емитер, прекъсването се установява от тока на колектора I ° С = Аз ИЗПЪЛНИТЕЛЕН ДИРЕКТОР.

Означава площта точно под I Б. = 0 μA трябва да се избягва, за да се осигури чист и ненарушен изход от усилвателя.

Как работят общите емитерни вериги

В случай, че искате конфигурацията да работи като логически превключвател, например с микропроцесор, конфигурацията ще представи няколко точки на интерес: първо като точка на отрязване, а другата като зона на насищане.

В идеалния случай границата може да бъде настроена на I ° С = 0 mA за посоченото V ТОВА волтаж.

Тъй като аз Главен изпълнителен директор i s обикновено доста малък за всички силициеви BJT, прекъсването може да бъде приложено за превключване на действия, когато I Б. = 0 μA или I ° С = Аз изпълнителен директор

Ако си спомняте в обща основна конфигурация, наборът от входни характеристики са приблизително установени чрез еквивалент на права линия, който води до резултата V БЪДА = 0,7 V, за всички нива на I Е което е по-голямо от 0 mA

Можем да приложим същия метод и за конфигурация на общ емитер, който ще даде приблизителния еквивалент, както е показано на фиг. 3.16.

Фигура 3.16 Еквивалент на частично линейно за диодните характеристики на фиг. 3.14b.

Резултатът е в съответствие с или предишното ни приспадане, според което напрежението на базовия емитер за BJT в активната област или състоянието ON е 0,7 V и това ще бъде фиксирано независимо от базовия ток.

Решен практически пример 3.2

Как да пристрастим усилвател с честотен излъчвател

Приспособяването на усилвател с общ излъчвател по подходящ начин може да бъде установено по същия начин, както е приложено за мрежа с обща база .

Да предположим, че сте имали npn транзистор, точно както е посочено на фиг. 3.19а, и сте искали да наложите правилно отклонение чрез него, за да установите BJT в активния регион.

За това първо трябва да посочите I Е посока, доказана от стрелките в символа на транзистора (виж фиг. 3.19b). След това ще ви се наложи да установите останалите настоящи указания стриктно съгласно настоящите правоотношения на Кирххоф: I ° С + I Б. = Аз Е.

Впоследствие трябва да въведете захранващите линии с правилни полярности, допълващи указанията на I Б. и аз ° С както е показано на фиг. 3.19в, и накрая приключете процедурата.

По подобен начин pnp BJT може да бъде пристрастен и в неговия общ режим на излъчване, за това просто трябва да обърнете всички полярности на фиг. 3.19

Типично приложение:

Нискочестотен усилвател на напрежение

Стандартна илюстрация на използването на усилвателна схема с общ емитер е показана по-долу.

Схемата, свързана с променлив ток, функционира като усилвател за превключване на нивото. В тази ситуация се предполага, че падането на напрежението база-емитер е около 0.7 волта.

Входният кондензатор C се отървава от всеки DC елемент на входа, докато резисторите R1 и R2 се използват за отклоняване на транзистора, за да му позволят да бъде в активно състояние за целия диапазон на входа. Изходът е обратна реплика на променливотоковия компонент на входа, който е усилен от съотношението RC / RE и е преместен през мярка, определена от всичките 4 резистора.

Поради факта, че RC обикновено е доста масивен, изходният импеданс на тази схема може да бъде наистина значителен. За да се сведе до минимум тази загриженост, RC се поддържа колкото е възможно по-малък плюс усилвателят е придружен от буфер за напрежение, като например излъчвател.

Радиочестотни вериги

Усилватели с общ излъчвател понякога се използват и в радиочестотни вериги , като например за усилване на слаби сигнали, получени през антена. В подобни случаи той обикновено се замества от товарния резистор, който включва настроена верига.

Това може да се постигне, за да се ограничи честотната лента до някаква тънка лента, структурирана в желаната работна честота.

Допълнително, тя позволява на веригата да работи на по-големи честоти, тъй като настроената верига й позволява да резонира всякакви междуелектродни и пропускащи капацитети, които обикновено забраняват честотната характеристика. Обикновените излъчватели също могат да бъдат широко използвани като усилватели с ниско ниво на шум.