BJT: n yhteinen kollektorivahvistin on piiri, jossa kerääjällä ja BJT: n alustalla on yhteinen tulolähde, tästä syystä nimi common collector.

Aikaisemmissa artikkeleissamme olemme oppineet kaksi muuta transistorikokoonpanoa, nimittäin yhteinen perusta ja yhteinen säteilijä .

“miten wifi -yhteys toimii ”

Tässä artikkelissa keskustelemme kolmannesta ja viimeisestä suunnittelusta, jota kutsutaan yhteisen keräilijän kokoonpano tai vaihtoehtoisesti se tunnetaan myös lähettäjä-seuraaja.

Tämän kokoonpanon kuva on esitetty alla käyttämällä virran vakiosuuntauksia ja jännitemerkintöjä:

yhteiskollektorikokoonpano vakiosuunnan ja jännitteen merkinnöillä

Yhteisen keräilyvahvistimen pääominaisuus

BJT: n yhteisen kerääjäkokoonpanon tärkein ominaisuus ja tarkoitus on impedanssin sovitus .

Tämä johtuu siitä, että tällä konfiguraatiolla on korkea tuloimpedanssi ja pieni lähtöimpedanssi.

Tämä ominaisuus on oikeastaan päinvastainen kahden muun kollegansa kanssa, jotka perustavat yhteisen emitterin kokoonpanot.

Kuinka yleinen keräilyvahvistin toimii

Yllä olevasta kuvasta voimme nähdä, että kuormitus on kiinnitetty transistorin emitteritapilla ja kollektori on kytketty yhteiseen referenssiin suhteessa kantaan (tulo).

Keräin on siis yhteinen sekä tulo- että lähtökuormalle. Toisin sanoen tukiasemaan tulevalla syötöllä ja kerääjällä on molemmilla yhteinen napaisuus. Tällöin tukiasemasta tulee tulo ja emitteristä lähtö.

Olisi mielenkiintoista huomata, että vaikka kokoonpano muistuttaa edellistä yhteisen emitterin kokoonpanoa, keräilijä voidaan nähdä liitettynä 'yhteiseen lähteeseen'.

Suunnitteluominaisuuksien osalta meidän ei tarvitse sisällyttää yhteisten keräimen ominaisuuksien sarjaa piiriparametrien määrittämiseen.

Kaikissa käytännön toteutuksissa yhteisen keräilijän kokoonpanon lähtöominaisuudet ovat tarkat, kuten yhteiselle emitterille määritetään

Sen vuoksi voimme yksinkertaisesti suunnitella sen käyttämällä yhteisen lähettimen verkko .

Jokaiselle yhteiskollektorikokoonpanolle lähtöominaisuudet piirretään käyttämällä I-arvoa ON vs. V EY käytettävissä olevalle I: lle B arvoalue.

Tämä tarkoittaa, että sekä yhteisellä emitterillä että yhteisellä kollektorilla on identtiset tulovirran arvot.

Yhteiskollektorin vaaka-akselin saavuttamiseksi meidän on vain muutettava kollektori-emitterijännitteen napaisuutta yhteislähettimen ominaisuuksissa.

Lopuksi näet, että yhteisen emitterin I pystysuorassa mittakaavassa ei ole juurikaan eroa C , jos tämä vaihdetaan I: n kanssa ON yhteisen keräilijän ominaisuuksissa (koska ∝ ≅ 1).

Suunnittelemalla tulopuolta voimme soveltaa yhteisen emitterin perusominaisuuksia välttämättömien tietojen saavuttamiseksi.

Toiminnan rajat

Minkä tahansa BJT: n toimintarajat viittaavat toiminta-alueeseen sen ominaisuuksien yli, jotka osoittavat sen suurimman sallitun alueen ja pisteen, jossa transistori voi toimia pienimmillä vääristymillä.

Seuraava kuva näyttää, miten tämä määritetään BJT-ominaisuuksille.

käyrä, joka näyttää toimintarajat BJT: ssä

Löydät nämä toimintarajat myös kaikilta transistorin taulukoilta.

Muutama näistä käyttörajoista on helposti ymmärrettävissä, esimerkiksi tiedämme mikä on suurin kollektorivirta (kutsutaan nimellä jatkuva keräilijän virta taulukoissa) ja suurin keräilijän ja emitterin välinen jännite (yleensä lyhennettynä V toimitusjohtaja taulukoissa).

Edellä olevassa kaaviossa esitetylle BJT-esimerkille löydämme I C (enintään) on määritetty 50 mA: ksi ja V: ksi toimitusjohtaja kuten 20 V.

Pystysuora viiva, joka on merkitty V: llä EY (kylä) ominaisuudella on minimiarvo V TÄMÄ joka voidaan toteuttaa ylittämättä epälineaarista aluetta, joka on merkitty nimellä 'kyllästysalue'.

V EY (kylä) BJT: ille määritelty normaalisti noin 0,3 V.

Suurin mahdollinen häviötaso lasketaan seuraavalla kaavalla:

Yllä olevassa ominaiskuvassa oletettu BJT: n keräimen tehohäviö on esitetty 300 mW.

Nyt on kysymys, mikä on menetelmä, jolla voimme piirtää käyrän kollektorin tehohäviölle, joka määritetään seuraavilla spesifikaatioilla:

Tämä tarkoittaa, että V: n tulo TÄMÄ ja minä C on oltava yhtä suuri kuin 300 mW, missä tahansa ominaisuuksien kohdassa.

Jos oletetaan, että minä C on enintään 50mA, korvaamalla tämä edellisessä yhtälössä saadaan seuraavat tulokset:

Yllä olevat tulokset kertovat meille, että jos minä C = 50mA, sitten V TÄMÄ on 6 V tehohäviökäyrällä, kuten on osoitettu kuvassa 3.22.

Jos valitsemme V: n TÄMÄ suurimmalla arvolla 20 V, sitten I C on arvioitu alla:

Tämä muodostaa toisen pisteen tehokäyrän yli.

Nyt jos valitsemme tason I C puolivälissä, sanotaan 25 mA: ssa, ja levitä sitä tuloksena olevalle V-tasolle TÄMÄ , sitten saamme seuraavan ratkaisun:

Sama on osoitettu myös kuvassa 3.22.

Selitettyjä 3 pistettä voidaan soveltaa tehokkaasti käyrän likimääräisen arvon saamiseksi. Epäilemättä voimme käyttää useampia pisteitä estimointiin ja saada vielä paremman tarkkuuden, mutta likimääräisestä tulee riittävä useimmille sovelluksille.

Alue, joka näkyy alla I C = Minä toimitusjohtaja kutsutaan raja-alue . Tätä aluetta ei saa saavuttaa BJT: n häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi.

Datalehden viite

Näet monet tietolomakkeet, jotka tarjoavat vain minä CBO arvo. Tällaisissa tilanteissa voimme soveltaa kaavaa

Minä Toimitusjohtaja = βI CBO. Tämä auttaa meitä saamaan likimääräisen käsityksen raja-arvosta ominaiskäyrien puuttuessa.

Tapauksissa, joissa et pysty käyttämään ominaiskäyriä annetusta tietolomakkeesta, voi olla välttämätöntä vahvistaa, että I C, V TÄMÄ ja niiden tuote V. TÄMÄ x I C jäävät seuraavassa määritellylle alueelle Yhtälö 3.17.

Yhteenveto

Yhteinen keräin on hyvin tunnettu transistori (BJT) -konfiguraatio kolmen muun perusasetuksen joukossa, ja sitä käytetään aina, kun transistorin vaaditaan olevan puskurimoodissa, tai jännitepuskurina.

Kuinka kytkeä yhteinen keräilyvahvistin

Tässä konfiguraatiossa transistorin kanta on johdotettu tuloliipaisinsyötön vastaanottamiseksi, emitterijohto kytketään lähtöön ja kollektori kytketään positiiviseen syöttöön siten, että kollektorista tulee yhteinen pääte liipaisimen lähdön kautta Vbb ja todellinen Vdd-positiivinen tarjonta.

Tämä yhteinen yhteys antaa sille nimen yleisenä keräilijänä.

Yhteistä keräilijän BJT-kokoonpanoa kutsutaan myös lähettimen seuraajapiiriksi yksinkertaisesta syystä johtuen siitä, että emitterijännite seuraa perusjännitettä maahan nähden, eli lähettimen johto käynnistää jännitteen vain, kun perusjännite pystyy ylittämään 0,6 V: n merkki.

Siksi, jos esimerkiksi perusjännite on 6 V, niin emitterijännite on 5,4 V, koska emitterin on tarjottava 0,6 V: n pudotus tai vipu perusjännitteelle transistorin johtamisen mahdollistamiseksi, ja tästä syystä nimi lähettimen seuraaja.

Yksinkertaisesti sanottuna emitterijännite on aina pienempi kerroin noin 0,6 V kuin perusjännite, koska ellei tätä esijännityshäviötä ylläpidetä, transistori ei koskaan johda. Mikä puolestaan tarkoittaa, että jännitettä ei voi esiintyä emitteriliittimessä, joten emitterijännite seuraa jatkuvasti perusjännitettä säätämällä itseään noin -0,6 V: n erolla.

Kuinka lähettimen seuraaja toimii

Oletetaan, että käytämme 0,6 V BJT: n pohjaan yhteisessä keräinpiirissä. Tämä tuottaa nollajännitteen emitterissä, koska transistori ei vain ole täysin johtavassa tilassa.

Oletetaan nyt, että tämä jännite kasvaa hitaasti 1 V: ksi, mikä voi antaa emitterijohdon tuottaa jännitteen, joka voi olla noin 0,4 V, samalla tavalla kuin tämä perusjännite nostetaan 1,6 V: ksi, saa lähettimen seuraamaan noin 1 V: n ... . tämä osoittaa, kuinka emitteri seuraa jatkuvasti alustaa noin 0,6 V: n erolla, mikä on minkä tahansa BJT: n tyypillinen tai optimaalinen esijännitetaso.

Yhteinen kollektoritransistoripiiri näyttää yhtenäisjännitevahvistuksen, mikä tarkoittaa, että tämän konfiguraation jännitevahvistus ei ole liian vaikuttava, pikemminkin vain tulon kanssa.

Matemaattisesti edellä mainitut voidaan ilmaista seuraavasti:

${A_mathrm {v}} = {v_mathrm {out} yli v_mathrm {sisään}} noin 1$

Lähettimen seuraajapiirin PNP-versio, kaikki napaisuudet ovat päinvastaiset.

Jopa pienimmät jännitepoikkeamat yhteisen kollektoritransistorin pohjassa kopioidaan emitterijohdon poikki, mikä riippuu jossain määrin transistorin vahvistuksesta (Hfe) ja kiinnitetyn kuorman vastuksesta).

Tämän piirin tärkein etu on sen korkea tuloimpedanssiominaisuus, jonka avulla piiri voi toimia tehokkaasti tulovirrasta tai kuormitusvastuksesta riippumatta, mikä tarkoittaa, että jopa valtavia kuormia voidaan käyttää tehokkaasti tuloilla, joilla on minimaalinen virta.

Siksi yhteistä kerääjää käytetään puskurina, mikä tarkoittaa vaihetta, joka integroi tehokkaasti korkean kuormituksen operaatiot suhteellisen heikosta virtalähteeltä (esimerkiksi TTL- tai Arduino-lähde)

Suuri tuloimpedanssi ilmaistaan kaavalla:

$r_mathrm {in} noin beta_0 R_mathrm {E}$

ja pieni lähtöimpedanssi, joten se voi ajaa matalan vastuksen kuormia:

$r_mathrm {out} noin {R_mathrm {E}} | {R_mathrm {source} yli beta_0}$

Käytännössä emitterivastus voi olla huomattavasti suurempi ja voidaan siksi jättää huomiotta yllä olevassa kaavassa, mikä lopulta antaa meille suhteen:

$r_mathrm {out} noin {R_mathrm {lähde} yli beta_0}$

Nykyinen voitto

Virran vahvistus yhteiselle kollektoritransistorikokoonpanolle on suuri, koska positiiviseen johtoon suoraan kytketty kollektori pystyy siirtämään koko vaaditun virtamäärän liitetylle kuormalle emitterijohdon kautta.

Siksi, jos ihmettelet, kuinka paljon virtaa emitterin seuraaja pystyy tarjoamaan kuormalle, voit olla varma, että se ei ole ongelma, koska kuorma ajetaan aina optimaalisella virralla tästä kokoonpanosta.

Esimerkki BJT Common -keräimen sovelluspiireistä

Joitakin klassisia esimerkkejä emitterin seuraajasta tai tavallisista kollektoritransistorin sovelluspiireistä voidaan nähdä seuraavissa esimerkeissä.

100 ampeerin vaihtelevan jännitteen virtalähde