Common Collector Amplifier Circuit og dets applikationer

Forstærkeren er et elektronisk kredsløb, der bruges til at forstærke et spændings- eller strømsignal. Indgangen til transistoren vil være en spænding eller strøm, og udgangen vil være en forstærket form af det indgangssignal. Et forstærkerkredsløb er generelt designet med en eller flere transistorer kaldes en transistorforstærker. Transistoren (BJT, FET) er en vigtig komponent i et forstærker system. I denne artikel vil vi diskutere det almindelige kollektorforstærkerkredsløb.

Transistorforstærkerne bruger oftest i vores daglige applikationer som en lydforstærker, radiofrekvens, lydtunere, Optisk fiberkommunikation , etc.

Common Collector / Emitter Follower Transistor Amplifier Basics

Som vi diskuterede i vores tidligere artikel, er der tre transistorkonfigurationer der ofte anvendes til signalforstærkning, dvs. fælles base (CB), fælles kollektor (CC) og fælles emitter (CE).

Gode ​​transistorforstærkere har i det væsentlige følgende parametre høj forstærkning, høj indgangsimpedans, høj båndbredde, høj svinghastighed, høj linearitet, høj effektivitet, høj stabilitet osv.

I Common Collector-transistorkonfigurationen bruger vi kollektorterminalen som fælles for både indgangs- og udgangssignaler. Denne konfiguration er også kendt som emitterfollower-konfiguration, fordi emitterspændingen følger basisspændingen. Emitter follower-konfigurationen bruges mest som en spændingsbuffer. Disse konfigurationer bruges i vid udstrækning i applikationer med impedansmatchning på grund af deres høje inputimpedans.

Almindelige samlerforstærkere har følgende kredsløbskonfigurationer.

• Indgangssignalet kommer ind i transistoren ved baseterminalen
• Indgangssignalet forlader transistoren ved emitterterminalen
• Samleren er forbundet til en konstant spænding, dvs. jord, undertiden med en mellemliggende modstand

Et simpelt common-collector forstærkerkredsløb er vist i nedenstående figur. Samlermodstanden Rc er unødvendig i mange applikationer. For at arbejde transistor som en forstærker , skal det være i det aktive område af sin konfiguration.

Fælles samlerforstærker eller emitterfølger

Til det indstiller vi, at hvilepunktet skal indstilles med kredsløbet uden for transistoren, værdierne af modstandene Rc og Rb, og jævnstrømsspændingskilderne, Vcc og Vbb, har valgt i overensstemmelse hermed.

Når kredsløbets hvilevilkår er beregnet, og det er blevet bestemt, at BJT er i det fremadaktive område af drift, beregnes h-parametrene nedenfor for at danne transistorens lille signalmodel.

Fælles kollektor transistor forstærker egenskaber

Belastningsmodstanden i den fælles kollektorforstærker, der placeres i serie med emitterkredsen, modtager både basisstrømmen og kollektorstrømmen.

Da emitteren til en transistor er summen af ​​basis- og kollektorstrømme, da base- og kollektorstrømme altid føjes sammen for at danne emitterstrømmen, ville det være rimeligt at antage, at denne forstærker vil have en meget stor strømforstærkning.

Common-collector forstærkeren har ret stor strømforstærkning, større end nogen anden transistorforstærkerkonfiguration. Karakteristika for cc-forstærker som nævnt nedenfor.

Lille-signal kredsløbets ydelse kan nu beregnes. Samlet kredsløbsydelse er summen af ​​hvilende og lille signalydelse. AC-model kredsløb er vist nedenfor.

AC modellering af Common Collector forstærker

Nuværende gevinst

Den aktuelle forstærkning defineres som forholdet mellem belastningsstrømmen og indgangsstrømmen.

Ai = il / ib = -ie / ib

Fra h-parameterkredsløbet kan det bestemmes, at emitter- og basisstrømme er relateret via den afhængige strømkilde med konstant hfe + 1. Den aktuelle forstærkning er kun afhængig af BJT-karakteristika og uafhængig af andre kredsløbselementværdier. Dens værdi er givet af

Ai = hfe + 1

Inputmodstand

Inputmodstanden er givet af

Dette resultat er identisk med resultatet for en almindelig emitterforstærker med en emittermodstand. Indgangsmodstanden til en fælles kollektorforstærker er stor for typiske værdier for belastningsmodstanden Re.

Spændingsforøgelse

Spændingsforstærkningen er forholdet mellem udgangsspænding og indgangsspænding. Hvis indgangsspændingen igen anses for at være spændingen ved indgangen til transistoren, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Udskiftning af hvert udtryk med dets tilsvarende udtryk

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

Ovenstående ligning er noget mindre end enhed. Tilnærmelsesligningen af ​​spændingsforstærkning er givet ved

Den samlede spændingsforstærkning kan defineres som

Avs = Vo / Vs

Dette forhold kan direkte afledes af spændingsforstærkningen Av og en spændingsdeling mellem kildemodstanden Rs og forstærkerens inputmodstand Ri

Efter udskiftning af passende ligninger er den samlede spændingsforstærkning givet af

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

Outputmodstand

Outputmodstanden defineres som Thevenin-modstanden ved forstærkerens output, der ser tilbage i forstærkeren. Kredsløbet er vist nedenfor, det AC-ækvivalente kredsløb til beregning af outputmodstanden.

Common Collector Amplifier Output Resistance AC-ækvivalent kredsløb

Hvis der tilføres en spænding v til udgangsterminalerne, viser det sig, at basisstrømmen er

ib = -v / (Rb + hie)

Den samlede strøm, der strømmer ind i BJT, er angivet af

i = -ib-hfe.ib

outputmodstanden beregnes som

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

Outputmodstanden for en fælles kollektortransistorforstærker er typisk lille.

Ansøgninger

• Denne forstærker bruges som et impedanstilpasningskredsløb.
• Det bruges som et skifte kredsløb.
• Den høje strømforstærkning kombineret med spændingsforøgelse ved næsten enhed gør dette kredsløb til en stor spændingsbuffer
• Det bruges også til kredsløbsisolering.

Denne artikel diskuterer arbejdet i det fælles emitterforstærkerkredsløb og dets applikationer. Ved at læse ovenstående oplysninger har du fået en idé om dette koncept.

Desuden spørgsmål vedrørende denne artikel, eller hvis du vil implementere Elektriske og elektroniske projekter for ingeniørstuderende , er du velkommen til at kommentere i nedenstående afsnit. Her er spørgsmålet til dig, hvad er spændingsforstærkningen af ​​den fælles samlerforstærker?