Circuitul amplificatorului colector comun și aplicațiile sale

Amplificatorul este un circuit electronic care este utilizat pentru amplificarea unui semnal de tensiune sau curent. Intrarea pentru tranzistor va fi o tensiune sau curent, iar ieșirea va fi o formă amplificată a acelui semnal de intrare. Un circuit amplificator este, în general, proiectat cu unul sau mai multe tranzistoare, se numește amplificator tranzistor. Tranzistorul (BJT, FET) este o componentă majoră într-un sistem de amplificare. În acest articol, vom discuta despre circuitul amplificatorului colector comun.

Amplificatoarele cu tranzistor sunt utilizate cel mai frecvent în aplicațiile noastre de zi cu zi, cum ar fi un amplificator audio, frecvență radio, tunere audio, Comunicare cu fibra optica , etc.

Elementele de bază ale amplificatorului tranzistorului cu colector / emițător comun

Așa cum am discutat în articolul nostru anterior, există trei configurații de tranzistori care sunt utilizate în mod obișnuit pentru amplificarea semnalului, adică bază comună (CB), colector comun (CC) și emițător comun (CE).

Amplificatoarele de tranzistor bune au în esență următorii parametri: câștig ridicat, impedanță mare de intrare, lățime de bandă mare, rată mare de rotire, liniaritate ridicată, eficiență ridicată, stabilitate ridicată etc.

În configurația tranzistorului Common Collector, folosim terminalul colector ca obișnuit atât pentru semnalele de intrare, cât și pentru cele de ieșire. Această configurație este, de asemenea, cunoscută sub numele de configurație a emițătorului, deoarece tensiunea emițătorului urmează tensiunea de bază. Configurația adeptului emițătorului este utilizată în cea mai mare parte ca tampon de tensiune. Aceste configurații sunt utilizate pe scară largă în aplicațiile de potrivire a impedanței datorită impedanței de intrare ridicate.

Amplificatoarele comune de colector au următoarele configurații de circuite.

• Semnalul de intrare intră în tranzistor la terminalul de bază
• Semnalul de intrare iese din tranzistor la terminalul emițătorului
• Colectorul este conectat la o tensiune constantă, adică la masă, uneori cu un rezistor care intervine

Un circuit amplificator simplu cu colector comun este prezentat în figura de mai jos. Rezistorul colector Rc nu este necesar în multe aplicații. Pentru a tranzistorul de lucru ca amplificator , ar trebui să se afle în regiunea activă a configurației sale.

Amplificator colector comun sau circuit de urmărire a emițătorului

Pentru aceasta stabilim punctul de repaus trebuie setat cu circuitele externe tranzistorului, valorile rezistențelor Rc și Rb, iar sursele de tensiune DC, Vcc și Vbb, au ales în mod corespunzător.

Odată ce condițiile de repaus ale circuitului au fost calculate și s-a determinat că BJT se află în regiunea de funcționare activă înainte, parametrii h sunt calculați mai jos pentru a forma modelul cu semnal mic al tranzistorului.

Caracteristici comune ale amplificatorului cu tranzistor cu colector

Rezistorul de sarcină din amplificatorul comun al colectorului plasat în serie cu circuitul emițătorului primește atât curentul de bază, cât și curenții colectorului.

Deoarece emițătorul unui tranzistor este suma curenților de bază și colector, deoarece curenții de bază și colector se adaugă întotdeauna împreună pentru a forma curentul emițătorului, ar fi rezonabil să presupunem că acest amplificator va avea un câștig de curent foarte mare.

Amplificatorul cu colector comun are un câștig de curent destul de mare, mai mare decât orice altă configurație a amplificatorului cu tranzistor. Caracteristicile amplificatorului cc menționate mai jos.

Acum se poate calcula performanța circuitului cu semnal mic. Performanța totală a circuitului este suma performanțelor de semnal mic și de repaus. Circuitul modelului AC este prezentat mai jos.

Modelarea în curent alternativ a amplificatorului comun pentru colectoare

Câștig curent

Câștigul curent este definit ca raportul dintre curentul de încărcare și curentul de intrare.

Ai = il / ib = -ie / ib

Din circuitul parametrului h, se poate determina faptul că emițătorul și curenții de bază sunt legați prin sursa de curent dependentă de constanta hfe + 1. Câștigul de curent este dependent doar de caracteristicile BJT și independent de orice alte valori ale elementului circuitului. Valoarea sa este dată de

Ai = hfe + 1

Rezistența la intrare

Rezistența de intrare este dată de

Acest rezultat este identic cu cel pentru un amplificator de emițător comun cu un rezistor de emițător. Rezistența de intrare la un amplificator colector comun este mare pentru valorile tipice ale rezistenței la sarcină Re.

Câștig de tensiune

Câștigul de tensiune este raportul dintre tensiunea de ieșire și tensiunea de intrare. Dacă tensiunea de intrare este luată din nou ca fiind tensiunea la intrarea în tranzistor, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Înlocuirea fiecărui termen cu expresia sa echivalentă

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

Ecuația de mai sus este oarecum mai mică decât unitatea. Ecuația de aproximare a câștigului de tensiune este dată de

Câștigul total de tensiune poate fi definit ca

Avs = Vo / Vs

Acest raport poate fi derivat direct din câștigul de tensiune Av și o diviziune a tensiunii între rezistența sursei Rs și rezistența de intrare a amplificatorului Ri

După înlocuirea ecuațiilor adecvate, câștigul de tensiune total este dat de

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

Rezistența la ieșire

Rezistența de ieșire este definită ca rezistența Thevenin la ieșirea amplificatorului care privește înapoi în amplificator. Circuitul este prezentat mai jos, circuitul echivalent AC pentru a calcula rezistența de ieșire.

Rezistența de ieșire a amplificatorului colector comun Circuit echivalent AC

Dacă se aplică o tensiune v la bornele de ieșire, se constată că curentul de bază este

ib = -v / (Rb + hie)

Curentul total care curge în BJT este dat de

i = -ib-hfe.ib

rezistența de ieșire este calculată ca

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

Rezistența de ieșire pentru un amplificator comun cu tranzistor de colector este de obicei mică.

Aplicații

• Acest amplificator este utilizat ca circuit de potrivire a impedanței.
• Este folosit ca circuit de comutare.
• Câștigul de curent mare combinat cu câștigul de tensiune aproape de unitate face din acest circuit un buffer de tensiune excelent
• Este, de asemenea, utilizat pentru izolarea circuitului.

Acest articol discută funcționarea circuitului amplificatorului comun al emițătorului și aplicațiile acestuia. Citind informațiile de mai sus ai o idee despre acest concept.

În plus, orice întrebări referitoare la acest articol sau dacă doriți să le implementați Proiecte electrice și electronice pentru studenții ingineri , vă rugăm să nu ezitați să comentați în secțiunea de mai jos. Iată întrebarea pentru tine, care este câștigul de tensiune al amplificatorului colector comun?