Yhteinen keräilijän vahvistinpiiri ja sen sovellukset

Vahvistin on elektroninen piiri, jota käytetään jännitteen tai virtasignaalin vahvistamiseen. Transistorin tulo on jännite tai virta ja lähtö on kyseisen tulosignaalin vahvistettu muoto. Vahvistinpiiri on yleensä suunniteltu yhdellä tai useammalla transistorilla, jota kutsutaan transistorivahvistimeksi. Transistori (BJT, FET) on pääkomponentti vahvistinjärjestelmässä. Tässä artikkelissa keskustellaan yhteisen keräimen vahvistinpiiristä.

Transistorivahvistimia käytetään yleisimmin jokapäiväisessä elämässämme, kuten äänivahvistin, radiotaajuus, äänivirittimet, Optisen kuidun tiedonsiirto , jne.

Yleiset keräilijän / lähettimen seuraajan transistorivahvistimen perustiedot

Kuten edellisessä artikkelissamme keskustelimme, on kolme transistorikokoonpanoa joita käytetään yleisesti signaalin vahvistamiseen, ts. yhteinen tukiasema (CB), yhteinen kerääjä (CC) ja yhteinen emitteri (CE).

Hyvillä transistorivahvistimilla on olennaisesti seuraavat parametrit: korkea voitto, korkea tuloimpedanssi, suuri kaistanleveys, korkea kääntönopeus, korkea lineaarisuus, korkea hyötysuhde, korkea vakaus jne

Common Collector -transistorikokoonpanossa käytämme kollektoriliitintä yhteisenä sekä tulo- että lähtösignaaleille. Tämä kokoonpano tunnetaan myös nimellä lähettimen seuraajakonfiguraatio, koska emitterijännite seuraa perusjännitettä. Lähettimen seuraajakokoonpanoa käytetään enimmäkseen jännitepuskurina. Näitä kokoonpanoja käytetään laajalti impedanssisovelluksissa korkean tuloimpedanssin takia.

Tavallisilla kollektorivahvistimilla on seuraavat piirikokoonpanot.

• Tulosignaali saapuu transistoriin tukiasemassa
• Tulosignaali lähtee transistorista emitteriliittimessä
• Keräin on kytketty vakiojännitteeseen, toisin sanoen maahan, joskus välivastuksella

Yksinkertainen yhteiskollektorivahvistinpiiri on esitetty alla olevassa kuvassa. Keräimen vastus Rc on tarpeeton monissa sovelluksissa. Jotta työtransistori vahvistimena , sen tulisi olla kokoonpanonsa aktiivisella alueella.

Yhteinen keräilijän vahvistin tai lähettimen seuraajapiiri

Tätä varten asetamme lepopisteen, joka on asetettava transistorin ulkopuolisella piirillä, vastusten Rc ja Rb sekä tasajännitelähteiden Vcc ja Vbb arvot ovat valinneet vastaavasti.

Kun piirin lepotilat on laskettu ja on määritetty, että BJT on eteenpäin aktiivisella toiminta-alueella, h-parametrit lasketaan alla transistorin pienisignaalimallin muodostamiseksi.

Keräilytransistorin vahvistimen yleiset ominaisuudet

Emitteripiirin kanssa sarjaan sijoitetun yhteisen kollektorivahvistimen kuormitusvastus vastaanottaa sekä perusvirran että kollektorivirran.

Koska transistorin emitteri on perus- ja kollektorivirtojen summa, koska perus- ja kollektorivirrat yhdistyvät aina yhteen muodostaen emitterivirran, olisi järkevää olettaa, että tällä vahvistimella on erittäin suuri virran vahvistus.

Yhteiskollektorivahvistimella on melko suuri virranvahvistus, suurempi kuin millään muulla transistorivahvistinkokoonpanolla. Jäljempänä mainitut cc-vahvistimen ominaisuudet.

Piensignaalipiirin suorituskyky voidaan nyt laskea. Piirin kokonaissuorituskyky on lepotilan ja pienen signaalin suorituskyvyn summa. AC-mallipiiri on esitetty alla.

Yhteisen keräilyvahvistimen AC-mallinnus

Nykyinen voitto

Virran vahvistus määritellään kuormavirran ja tulovirran suhteena.

Ai = il / ib = -ie / ib

H-parametripiiristä voidaan määrittää, että emitteri- ja perusvirrat ovat riippuvaisen virtalähteen kautta yhteydessä vakioon hfe + 1. Virran vahvistus on riippuvainen vain BJT-ominaisuuksista ja riippumaton muista piirielementin arvoista. Sen arvon antaa

Ai = hfe + 1

Tulonkestävyys

Tuloresistanssi saadaan

Tämä tulos on identtinen tavallisen emitterivahvistimen kanssa, jossa on emitterivastus. Yhteisen kollektorivahvistimen tulovastus on suuri tyypillisille kuormitusvastuksen Re arvoille.

Jännitteen voitto

Jännitevahvistus on lähtöjännitteen ja syöttöjännitteen suhde. Jos tulojännitteeksi otetaan jälleen transistorin tulon jännite, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Jokainen termi korvataan vastaavalla lausekkeella

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

Yllä oleva yhtälö on jonkin verran vähemmän kuin yhtenäisyys. Jännitevahvistuksen likiarvon yhtälö saadaan

Kokonaisjännitevahvistus voidaan määritellä

Avs = Vo / Vs

Tämä suhde voidaan johtaa suoraan jännitevahvistuksesta Av ja lähteen vastuksen Rs ja vahvistimen tulovastuksen Ri välisestä jännitejaosta.

Asianmukaisten yhtälöiden korvaamisen jälkeen kokonaisjännitevahvistus saadaan

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

Lähtöresistanssi

Lähtöresistanssi määritellään Thevenin-resistanssina vahvistimen ulostulossa katsottaessa takaisin vahvistimeen. Piiri on esitetty alla, vaihtovirtaekvivalentti piiri lähtövastuksen laskemiseksi.

Yhteinen keräilijän vahvistimen ulostulovastus AC-ekvivalentti piiri

Jos lähtöliittimiin kohdistetaan jännite v, kantavirran havaitaan olevan

ib = -v / (Rb + hie)

BJT: hen virtaava kokonaisvirta saadaan

i = -ib-hfe.ib

lähtöresistanssi lasketaan

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

Yhteisen kollektoritransistorivahvistimen lähtöresistanssi on tyypillisesti pieni.

Sovellukset

• Tätä vahvistinta käytetään impedanssin sovituspiirinä.
• Sitä käytetään kytkentäpiirinä.
• Suuri virran vahvistus yhdistettynä melkein yhtenäisen jännitteen vahvistukseen tekee tästä piiristä suuren jännitepuskurin
• Sitä käytetään myös piirien eristämiseen.

Tässä artikkelissa käsitellään yhteisen emitterivahvistinpiirin toimintaa ja sen sovelluksia. Lukemalla yllä olevat tiedot saat käsityksen tästä konseptista.

Lisäksi kaikki tähän artikkeliin liittyvät kysymykset tai jos haluat toteuttaa ne Sähkö- ja elektroniikkaprojektit insinööriopiskelijoille kommentoi alla olevaan osioon. Tässä on kysymys sinulle, mikä on yhteisen kollektorivahvistimen jännitevahvistus?