Mekkora a közös - kollektor erősítő feszültségnövekedése?
Hagyjon üzenetet
Az elektronikus áramkörök birodalmában a közönséges - gyűjtőerősítő, más néven kibocsátó - követő, egy alapvető építőelem, amely egyedi jellemzőkkel rendelkezik. Megbízható tranzisztorszállítóként gyakran kérdeznek tőlem a közös - kollektor erősítő feszültségének növekedését. Ebben a blogban mélyen belemerülünk ebbe a témába, feltárva, hogy mi a feszültségnövekedés, hogyan számítják ki egy közös - kollektor erősítőre, és annak jelentőségét a gyakorlati alkalmazásokban.
A feszültségnövekedés megértése
Mielőtt kifejezetten megvitatnánk a közös - kollektor erősítő feszültségnövekedését, először értsük meg, hogy mit jelent általában a feszültségnövekedés. A feszültségnövekedés azt méri, hogy az erősítő mennyire növeli a bemeneti feszültségjel amplitúdóját. Ezt a kimeneti feszültség ($ v_ {Out} $) és a bemeneti feszültség ($ v_ {in} $) arányának kell meghatározni, és általában a $ a_v $ szimbólum jelöli. Matematikailag kifejezhető:
[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}}]
Az 1 -nél nagyobb feszültségnövekedés azt jelzi, hogy az erősítő növeli a bemeneti jel feszültség amplitúdóját, míg az 1 -nél kisebb nyereség azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség kisebb, mint a bemeneti feszültség. Az 1 -es nyereség azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség megegyezik a bemeneti feszültséggel.
A közös - kollektor erősítő konfigurációja
A közönséges kollektor erősítő egy típusú bipoláris csomópont tranzisztor (BJT) erősítő áramkör. Ebben a konfigurációban a tranzisztor kollektoros terminálja egy közös referenciaponthoz, jellemzően a talajhoz vagy a rögzített tápegység feszültségéhez van csatlakoztatva. A bemeneti jelet alkalmazzák az alapcsatornára, és a kimenetet az emitter terminálról vesszük.
A közös - kollektor erősítő fő előnye a nagy bemeneti impedancia és az alacsony kimeneti impedancia. Ez hasznossá teszi az elektronikus áramkör különböző szakaszai közötti impedancia -illesztést, valamint a pufferolási alkalmazásokhoz, ahol egy nagy impedanciaforrásnak alacsony impedancia -terhelést kell vezetnie.
Kiszámítja a közös - kollektor erősítő feszültségnövekedését
A közös - kollektor erősítő feszültségnövekedésének kiszámításához az áramkört alapvető tranzisztor alapelvek alapján kell elemeznünk. Vegyük figyelembe egy egyszerű, közös - kollektor erősítő áramkört egy BJT -vel. Ehhez az elemzéshez a közös - kollektor erősítő kicsi - jel -egyenértékű áramköre használható.
A $ v_ {in} $ bemeneti feszültség a $ v_ {be} $ bázissal - és a $ v_ {out} $ kimeneti feszültséggel (azaz a kibocsátó feszültség) a következő kapcsolatokkal kapcsolódik. A $ i_b $ és a $ i_e $ emitter áramlása $ i_e = (1 + \ béta) i_b $ -val kapcsolódik, ahol a $ \ béta $ a tranzisztor aktuális nyeresége.
A $ V_ {Out} = i_er_e $ kimeneti feszültség, ahol a $ r_e $ az emitter ellenállás. A $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {Out} $ bemeneti feszültség.
Egy kicsi jel -elemzéshez feltételezzük, hogy a $ v_ {be} $ bázis - kibocsátó feszültség megközelítőleg állandó (körülbelül 0,7 V egy szilícium BJT esetén az aktív régióban). A $ a_v $ kicsi - jelfeszültség nyeresége a következőképpen származtatható:
Tudjuk, hogy a $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {out} $, és mivel a $ v_ {be} $ viszonylag kicsi a $ v_ {out} $ -hoz képest a kis jelrendszerben, megközelíthetjük a feszültség nyereségét:
[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}} \ kb. \ Frac {v_ {out}} {v_ {Out}+v_ {be}} \ kb. 1]
Részletesebb elemzésben, figyelembe véve a kicsi - jel -ekvivalens áramkört a tranzisztor bemeneti ellenállásával $ r _ {\ pi} = \ frac {\ béta v_t} {i_c} $, ahol $ v_t = kt/q \ kb. Kb26 \ mv $ szobahőmérsékleten és $ i_c $.
A $ a_v $ kis - jelfeszültség nyerését a következők adják:
[A_v = \ frac {(1 + \ béta) r_e} {r _ {\ pi} + (1 + \ béta) r_e}]
Mivel a $ \ béta $ általában nagy (pl. 100 - 300 a közös BJT esetében) és $ (1+ \ béta) r_e \ gg r _ {\ pi} $, a $ a_v $ feszültség -nyereség nagyon közel van az 1 -hez. A legtöbb gyakorlati szempontból azt mondhatjuk, hogy a közös - gyűjtő amplifiúciós feszültségének feszültsége.
A feszültségnövekedés jelentősége a gyakorlati alkalmazásokban
Az a tény, hogy a közös - kollektor erősítő feszültségnövekedése megközelítőleg 1, első pillantásra nem tűnhet. Értéke azonban más szempontokban rejlik.
Impedancia illesztés
Mint korábban említettük, a közös - kollektor erősítőnek nagy a bemeneti impedanciája és az alacsony kimeneti impedancia. Ez ideálisvá teszi az impedancia illesztését. Például egy rádióvevőben az antenna nagy impedanciával rendelkezik, és a vevő ezt követő szakaszai alacsony impedanciával rendelkezhetnek. Az antenna és a vevő szakaszai közötti pufferként egy közös kollektor erősítővel történő felhasználásával hatékonyan továbbadhatjuk a jelet anélkül, hogy az impedancia -eltérés miatt jelentős veszteség lenne.
Pufferolás
Egy multi -stádiumú erősítő rendszerben egy közös - kollektor erősítő használható puffer szakaszként. A puffer szakasz az egyik stádiumot elkülöníti a másiktól, megakadályozva a következő szakasz terhelési hatását az előzőnél. Mivel a feszültségnövekedés közel 1, a jel amplitúdója majdnem megegyezik, de az impedancia jellemzőit a megfelelő jelátvitel biztosítása érdekében beállítják.
Tranzisztorunk a közös - kollektor erősítő alkalmazásokhoz
Tranzisztorszállítóként a tranzisztorok széles skáláját kínáljuk, amely alkalmas a közös - kollektor erősítő áramkörökre. Tranzisztorainkat gondosan kiválasztjuk és teszteljük a nagy teljesítmény és megbízhatóság biztosítása érdekében. Függetlenül attól, hogy magas - $ \ béta $ tranzisztorra van szüksége egy magas szintű alkalmazáshoz vagy alacsony zaj tranzisztorhoz egy érzékeny áramkör számára, a megfelelő termék van az Ön számára.
Felfedezheti a miünketTranzisztorTermékcsalád, hogy megtalálja a legmegfelelőbb tranzisztorokat a közös - kollektor erősítő kialakításához. Tranzisztoraink különféle csomagokban és specifikációkban kaphatók, hogy megfeleljenek a különböző tervezési követelményeknek.
Következtetés
Összegezve, a közös - kollektor erősítő feszültségnövekedése körülbelül 1, ami a feszültségerősítés szempontjából kis értéknek tűnhet. Valódi értéke azonban a nagy bemeneti impedanciájában és az alacsony kimeneti impedanciájában rejlik, amelyek rendkívül hasznossá teszik az impedancia illesztési és pufferolási alkalmazásokhoz.
Ha egy olyan projekten dolgozik, amelyhez közös - gyűjtő erősítők és magas színvonalú tranzisztorok igényelnek, akkor itt vagyunk. Vegye fel velünk a kapcsolatot a termékeinkkel kapcsolatos további információkért és a beszerzési tárgyalások megindításához. Bízunk benne, hogy a legjobb tranzisztoros megoldásokat nyújthatjuk Önnek az elektronikus áramköri tervekhez.
Referenciák
- Sedra, Adel S. és Kenneth C. Smith. "Mikroelektronikus áramkörök." Oxford University Press, 2015.
- Boylestad, Robert L. és Louis Nashelsky. "Elektronikus eszközök és áramkörelmélet." Pearson, 2018.
