Расчет схемы по постоянному току.   Режим работы схемы по постоянному току определяется элементами: RЭ, RБ, EК и параметрами транзистора. Аналогично, как и для схемы с общим эмиттером, выходную и входную цепи можно описать следующими системами уравнений:   Т. к. IЭ=IК+IБ, а IБ<<IК, то уравнение (1) можно записать в виде: . Как и для схемы с ОЭ (см. Рис. 3.15) построим нагрузочную линию (1) соответствующую первой системе:   Рис. 3.15 а) определение режима работы по постоянному току на выходных характеристиках транзистора, б) на входных характеристиках транзистора. По аналогии со схемой с ОЭ выбираем точку покоя «О», и определяем значения сопротивлений RЭ и RБ (см. Рис. 3.15).

Расчет по переменному току.   Представим схему замещения усилителя с ОК для расчета каскада по переменному току (см. Рис. 3.16.), при этом примем следующие допущения: — зажимы «+» и «-» источника питания по переменному току считаем однопотенциальными, за счет низкого внутреннего сопротивления источника питания; — при определении основных характеристик усилителя считаем, что усилитель работает в области средних звуковых частот, следовательно сопротивлениями разделительных конденсаторов СР1 и СР2 можно пренебречь, как и влиянием емкости СНΣ. Рис. 3.16 Схема замещения усилителя с ОК.   Определение коэффициента усиления усилителя по напряжению.  Расстановка знаков UВх, UВых, источника IБ·h 21Э/h 22Э и IК выполнена в соответствии с методикой, приведенной в разделе 3.2. Схему замещения (Рис. 3.16) можно описать уравнением:   Поскольку знаменатель KU больше числителя, то KU<1. при правельно спроектированном каскаде KU=0.9÷0.99.   Т.к. KU=1 то UВх=UВых, поэтому усилитель по схеме с ОК называют эмиттерным повторителем, поскольку выходной сигнал повторяет входной по фазе и амплитуде.   Определение входного сопротивления усилителя. Входной ток транзистора можно описать следующим выражением: Следовательно, входное сопротивление транзистора можно определить как: Исходя из этого, входное сопротивление усилителя определяется выражением: RВх.Ус=RВх.Tp. Т.к. KU=(0.9÷0.99), то RВх.Тр=(10÷100)·h 11Э,следовательно RВх.Ус=(10÷100кОм). Следовательно, схема с ОК обладает самым высоким входным сопротивлением, и ее применение необходимо если используется источник сигнала с высоким внутренним сопротивлением.

Определение выходного сопротивления. Для определения выходного сопротивления повторителя, воспользуемся методикой, изложенной в разделе 3.2. модель каскада приведена на Рис. 3.17. С учетом того, что RВн<<RВх, замыкание активного источника ЭДС произведем вместе с его внутренним сопротивлением. Рис 3.17 – Модель эмиттерного повторителя для определения Rвых.   Для согласования модели с реальной схемой, предположим, что напряжение получило приращение как показано на Рис.3.17 («+» – к эмиттеру, «-» – к общей шине). Под действием этого напряжения и источника ЭДС будут протекать токи IБ и IKв направлениях, показанных на Рис. 3.17. Установим фактическое направление тока IК. Ток — течет с эмиттера в базу, тем самым открывает транзистор (транзистор p-n-p), следовательно, ток коллектора получает положительное приращение. Таким образом, направление тока коллектора в модели соответствует направлению реального тока, значит знак перед величиной источника IБ·h 21Э/h 22Э будет положительным.. Для тока коллектора можно записать следующее выражение: IОбщ=IK+IБ, но т.к. IБ<<IK получим, что IОбщ=IK, следовательно выходное сопротивление транзистора можно определить как: так как h 11Э·h 22Э<<h 21Э, то получим Для типовых значений этих параметров маломощных транзисторов получим RВых.Тр порядка десятков Ом. Полное выходное сопротивление эмиттерного повторителя будет равно: RВых.Пов=RВых.Тр||RЭ=RВых.Тр, т.к. RЭ обычно много больше RВых.Тр.

Выводы: Схема с общим коллектором обладает самым низким выходным и самым высоким входным сопротивлениями из 3х схем включения транзистора. Поэтому такая схема применяется как согласующий каскад между источниками входных сигналов с высоким RВн и низкоомной нагрузкой. Данная схема обладает самым высоким коэффициентом усиления по току Ki, однако не усиливает напряжение (KU=1), поэтому ее называют эмиттерным повторителем, т.к. выходной сигнал повторяет входной как по фазе так и по амплитуде. Схема с общим коллектором применяется в качестве входных и выходных каскадов для обеспечения большого входного и малого выходного сопротивлений усилителя. Также применяется в качестве согласующего каскада между усилительными каскадами ОБ – ОБ или ОБ – ОЭ.

Используются технологии uCoz

Output voltage of the emitter-follower Calculator

👎

Формула

Перезагрузить

👍

Выходное напряжение эмиттерного повторителя Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1: Преобразование входных данных в базовую единицу

Входное напряжение: 2,5 В —> 2,5 В Преобразование не требуется
Общее сопротивление в эмиттере: 40 Ом —> 40 Ом Преобразование не требуется
Выходное сопротивление: 200 Ом —> 200 Ом Преобразование не требуется
Сопротивление нагрузки: 4,5 Ом —> 4,5 Ом преобразование не требуется
Сопротивление эмиттера: 50 Ом —> 50 Ом Преобразование не требуется

ШАГ 2: Расчет формулы

ШАГ 3: преобразование результата в единицу измерения выхода

0,0125478143586795 Вольт —> преобразование не требуется

Выходное напряжение эмиттерного повторителя Формула

Выходное напряжение = Входное напряжение*((1/Общее сопротивление эмиттера+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки)/(Сопротивление эмиттера+(1/Общее сопротивление эмиттера+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки)) )
V _или = V _i *((1/R+1/Ro+1/Rl)/(R _e +(1/R+1/Ro+1/Rl)))

Что понимают под эмиттерным повторителем?

Эмиттерный повторитель представляет собой цепь с отрицательной обратной связью по току. Он в основном используется в качестве усилителя последней ступени в схемах генератора сигналов. Важными особенностями эмиттерного повторителя являются: он имеет высокое входное сопротивление. Имеет низкий выходной импеданс.

Как рассчитать выходное напряжение эмиттерного повторителя?

Выходное напряжение калькулятора эмиттерного повторителя использует Выходное напряжение = Входное напряжение*((1/Общее сопротивление в эмиттере+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки)/(Сопротивление эмиттера+(1/Общее сопротивление в эмиттере+1 /Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки))) для расчета выходного напряжения. Выходное напряжение формулы эмиттерный повторитель определяется как напряжение, выдаваемое устройством, таким как регулятор напряжения или генератор. Выходное напряжение обозначается цифрой В _или символ.

Как рассчитать выходное напряжение эмиттерного повторителя с помощью этого онлайн калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для Выходное напряжение эмиттерного повторителя, введите Входное напряжение (В _и ) , Полное сопротивление в эмиттере (R) , Выходное сопротивление (Ro) , Сопротивление нагрузки (Rl) ) и сопротивление эмиттера (R _e ) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить выходное напряжение расчета эмиттерного повторителя с заданными входными значениями -> 0,012548 = 2,5*((1/40+1/200+1/4,5)/(50+(1/40+1/200+1/4,5))) .

Часто задаваемые вопросы

Какое выходное напряжение эмиттерного повторителя?

Выходное напряжение эмиттерного повторителя определяется как напряжение, выдаваемое устройством, таким как регулятор напряжения или генератор, и представляется как В _o = В _i *((1/R+ 1/Ro+1/Rl)/(R _e +(1/R+1/Ro+1/Rl))) или Выходное напряжение = Входное напряжение*((1/Общее сопротивление в эмиттере+1 /Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки)/(Сопротивление эмиттера+(1/Общее сопротивление в эмиттере+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки))) . Входное напряжение — это напряжение, подаваемое на устройство, Полное сопротивление в эмиттере — это полное сопротивление, возникающее при протекании тока в эмиттере, Выходное сопротивление — это значение сопротивления сети, Нагрузочное сопротивление — это значение сопротивления заданной нагрузки. для сети & Сопротивление эмиттера — динамическое сопротивление диода перехода эмиттер-база транзистора.

Как рассчитать выходное напряжение эмиттерного повторителя?

Выходное напряжение по формуле эмиттерного повторителя определяется как напряжение, выдаваемое устройством, таким как регулятор напряжения или генератор, рассчитывается с использованием Выходное напряжение = Входное напряжение*((1/Общее сопротивление эмиттера+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки)/(Сопротивление эмиттера+(1/Общее сопротивление эмиттера+1/Выходное сопротивление+1/Сопротивление нагрузки) )) . Для расчета выходного напряжения эмиттерного повторителя необходимо Входное напряжение (В _и ) , Полное сопротивление в эмиттере (R) , Выходное сопротивление (Ro) , Сопротивление нагрузки (Rl) & Сопротивление эмиттера (R _и ) . С помощью нашего инструмента вам необходимо ввести соответствующие значения входного напряжения, общего сопротивления эмиттера, выходного сопротивления, сопротивления нагрузки и сопротивления эмиттера и нажать кнопку расчета. Вы также можете выбрать единицы измерения (если есть) для ввода (ов) и вывода.

Доля

Скопировано!

Activity: The Emitter Follower (BJT)

Эта версия (07 февраля 2022 15:01) была одобрена Дугом Мерсером. Доступна ранее одобренная версия (20 мая 2015 14:26).

Содержание

• Деятельность: Повторитель эмиттера (BJT) — ADALM1000

  • Цель:

  • Примечания:

    • Материалы:

    • Адрес:

    • Настройка оборудования:

    • Процедура:

    • Дополнительные материалы:

  • Выходное сопротивление эмиттерного повторителя

    • Цель:

    • Материалы:

    • Адрес:

    • Настройка оборудования:

    • Процедура:

  • Толкатель с малым смещением

    • Материалы:

    • Адрес:

    • Настройка оборудования:

    • Процедура:

  • Ограничение тока или постоянный ток (на основе транзистора)

    • Цепь:

    • Обсуждение:

Цель:

Для исследования простого усилителя эмиттерного повторителя NPN, также иногда называемого конфигурацией с общим коллектором.

Примечания:

Как и во всех лабораториях ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему M1000 и настройке оборудования. Заштрихованные зеленым прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода M1000. Выводы канала аналогового ввода/вывода обозначаются как CA и CB. При настройке на форсирование напряжения/измерение тока — V добавляется как в CA- V или при настройке на форсирование тока/измерения напряжения добавляется -I как в CA-I. Когда канал сконфигурирован в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения, -H добавляется как CA-H.

Следы осциллографа аналогичным образом обозначаются по каналу и напряжению/току. Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

Материалы:

Аппаратный модуль ADALM1000
Макетная плата без пайки
Перемычки
1 — Резистор 2,2 кОм ( R _L )
1 — Транзистор NPN с малым сигналом ( 2N3904 Q ₁ )

Направления:

Соединения макетной платы показаны на рисунке 1. Выход генератора напряжения канала А, CA- V , подключен к базовой клемме Q ₁ . Клемма коллектора подключается к положительному (+5 В ) источнику питания. Клемма эмиттера подключена как к нагрузочному резистору 2,2 кОм, так и к входу осциллографа канала B CB-H. Другой конец нагрузочного резистора соединен с землей.

Рис. 1. Эмиттерный повторитель.

Настройка оборудования:

Генератор напряжения канала А должен быть настроен на синусоиду 100 Гц с макс. 4,6 В и мин. 2,6 В . Вход осциллографа канала B, CB-H, используется для измерения напряжения на эмиттере. Для измерения входной и выходной ошибки или смещения можно отобразить кривую CA- V — CB- V Math. Для измерения входного/выходного коэффициента усиления CB- V / CA- V Можно отобразить математическую кривую.

Процедура:

Инкрементальное усиление (Vout / Vin) эмиттерного повторителя в идеале должно быть равно 1, но всегда будет немного меньше 1. Коэффициент усиления обычно определяется следующим уравнением:

Из уравнения видно, что для получения коэффициента усиления, близкого к единице, можно либо увеличить R _L , либо уменьшить r _e . Мы также знаем, что r _e является функцией I _E и что, поскольку I _E увеличивает r _e уменьшает. Также из схемы видно, что I _E связано с R _L и что по мере увеличения R _L I _E уменьшается. Эти два эффекта работают противоположно друг другу в простом эмиттерном повторителе с резистивной нагрузкой. Таким образом, чтобы оптимизировать усиление повторителя, нам нужно изучить способы либо уменьшить r _e , либо увеличить R _L , не влияя на другое.

Глядя на повторитель с другой стороны, из-за присущего сдвигу постоянного тока из-за транзистора V _BE , разница между входом и выходом должна быть постоянной в течение предполагаемого колебания. Из-за простой резистивной нагрузки R _L ток эмиттера I _E увеличивается и уменьшается по мере того, как выходной сигнал колеблется вверх и вниз. Мы знаем, что V _BE является (экспоненциальной) функцией I _E и изменится примерно на 18 мВ (при комнатной температуре) при изменении I _E в 2 раза. В этом примере размаха от +4 В до +2 В минимальное значение I _E = 2 В / 2,2 кОм или 0,91 мА до максимума I _E = 4 В / 2,2 кОм или 1,82 мА. Это приводит к изменению V _BE примерно на 18 мВ . Это наблюдение приводит нас к первому возможному усовершенствованию эмиттерного повторителя.

Токовое зеркало из действия 5 теперь заменяется резистором нагрузки эмиттера, чтобы зафиксировать ток эмиттера транзистора усилителя. Токовое зеркало пропускает более или менее постоянный ток в широком диапазоне напряжений. Этот более или менее постоянный ток, протекающий через транзистор, приведет к более или менее постоянному В _БЭ . С другой стороны, очень высокое выходное сопротивление источника тока фактически увеличило R _L , в то время как r _e остается на низком уровне, заданном током.

Дополнительные материалы:

1 — 1 кОм Резистор
1 — Транзистор NPN с малым сигналом ( Q ₁ 2N3904)
2 — Транзистор NPN с малым сигналом ( Q ₂ , Q ₃ SSM2212) выбраны для лучшего соответствия V

8 BE

Рис. 2. Усовершенствованный эмиттерный повторитель

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя

Объектив:

Важным аспектом эмиттерного повторителя является обеспечение усиления по мощности или току. То есть управлять нагрузкой с более низким сопротивлением (импедансом) от источника с более высоким сопротивлением (импедансом). Таким образом, полезно измерить выходное сопротивление эмиттерного повторителя.

Материалы:

1 — Резистор 2,2 кОм
1 — Резистор 10 кОм
1 — малосигнальный транзистор NPN ( Q ₁ 2N3904 )

Направления:

Конфигурация схемы, показанная на рисунке 3, добавляет резистор R ₂ для ввода тестового сигнала из канала А в эмиттер (выход) Q ₁ . Вход, основание Q ₁ , привязан к фиксированной шине питания 2,5 V .

Рис. 3 Проверка выходного импеданса

Настройка оборудования:

Генератор канала А должен быть настроен на синусоиду 100 Гц с максимальным напряжением 2,8 В и минимальным напряжением 0,8 В (размах +/- 1 В в обе стороны от напряжения эмиттера, которое должно быть около 1,8·9).0341 В ). Это подает ток +/- 0,1 мА (1 В/10 кОм) в эмиттер Q ₁ . Осциллограф канала B измеряет изменение напряжения, наблюдаемое на эмиттере.

Процедура:

Постройте изменение напряжения, измеренного на эмиттере. Номинальный ток эмиттера в Q ₁ составляет (2,5 — В _BE )/2,2 КОм. Мы можем рассчитать небольшой сигнал r _e из этого тока в омах. Как этот r _e соотносится со значением, измеренным на основе данных испытаний? Изменить значение R ₁ с 2,2 кОм до 4,7 кОм и заново измерьте выходное сопротивление цепи. Как оно изменилось и почему?

Толкатель с малым смещением

Все схемы повторителей, которые мы исследовали до сих пор, имеют встроенное смещение — V _BE . Схема, показанная далее, использует сдвиг эмиттерного повторителя PNP V _BE вверх для частичной компенсации смещения эмиттерного повторителя NPN V _BE вниз.

Материалы:

1 — Резистор 6,8 кОм
1 — Резистор 10 кОм
1 — Конденсатор 0,01 мкФ
1 — Транзистор PNP с малым сигналом (Q ₁ 2N3906)
4 2N3904 или SSM2212)

Направления:

Соединения макетной платы показаны на рис. 4. Выход генератора канала А подключен к выводу базы PNP-транзистора Q ₁ . Клемма коллектора Q ₁ подключена к диоду, подключенному NPN Q ₃ , который является входом текущего зеркала. Клемма эмиттера подключена как к резистору R ₁ , так и к клемме базы NPN-транзистора Q ₂ . Канал Scope B подключен как к эмиттеру Q ₂ , так и к коллектору Q ₄ . Эмиттеры Q ₃ и Q ₄ соединены с землей. Для лучшего согласования используйте согласованную пару NPN SSM2212 для Q ₃ и Q ₄ .

Рис. 4. Повторитель с малым смещением

Настройка оборудования:

Генератор канала А должен быть настроен на синусоиду 100 Гц с максимальным напряжением 3 В и минимальным напряжением 2 В. Вертикальные диапазоны обоих осциллографов установлены на 0,5 В/дел.

Процедура:

Без подключенных C ₁ и R ₂ используйте математическую кривую CA- V — CB- V для измерения ошибки смещения входа-выхода для этой схемы и сравните ее с результатами, которые вы видели на рисунке 1. и рис. 2 схемы.

Теперь подключите C ₁ и R ₂ и измените форму входного сигнала CA- V на прямоугольную. Измерьте время нарастания и спада выходного сигнала. Обратите внимание на любые различия во времени нарастания и спада и объясните, почему.

Ограничение тока или постоянный ток (на основе транзистора)

Это модификация эмиттерного повторителя для ограничения выходного тока. Если выходной каскад усилителя представляет собой эмиттерный повторитель, может потребоваться ограничение максимального тока, который может подаваться на выходную нагрузку.

Цепь:

Рис. 5 Предельный ток эмиттера

Где:

1. R ₁ базовый резистор ограничивает базовый ток транзистора Q ₁ .

2. R ₂ Резистор датчика тока, используемый для измерения тока и включения транзистора Q ₂ .

3. Q ₁ Основной транзистор, питающий ток нагрузки.

4. Q ₂ Транзистор измерения тока.

Обсуждение:

Концепция этой схемы заключается в том, что R ₂ действует как токоизмерительный резистор. Когда ток нагрузки умножается на R ₂ , чувствительное напряжение достигает примерно 0,6 (для кремниевых транзисторов), Q ₂ начинает проводить и увеличивает ток в R ₁ , что ограничивает базовый привод до Q ₁ , уменьшая его выход. Текущий. Максимальный ток из цепи достигается, когда I _L *R ₂ = 0,6. Эту схему можно использовать для защиты усилителей (в т.ч. двухтактных), источников питания и других цепей; или его можно использовать как цепь постоянного тока. Это не прецизионная схема; однако это простая и эффективная схема.

Для дальнейшего чтения:

http://en.wikipedia.org/wiki/Common_collector

Вернуться к содержанию лабораторной работы

University/Courses/alm1k/alm-lab-11. txt · Последнее изменение: 07 февраля 2022 г., 15:01, автор: Doug Mercer

Улучшенный аналитический метод расчета задержки повторителя эмиттера, включая сопротивление эмиттера — Университет Северной Аризоны

По мере уменьшения размера биполярного транзистора сопротивление эмиттера становится все более важным при оценке переходной задержки. Мы используем квазилинейную модель биполярного переходного транзистора с большим сигналом и линейные пробные функции в уравнениях связанных узлов для расчета задержки эмиттерных повторителей, включая влияние сопротивления эмиттера. По сравнению с симуляцией SPICE, наш метод обеспечивает точную задержку от низкого до высокого для 10-кратного увеличения сопротивления эмиттера.

Оригинальный язык	Английский (США)
Страницы	309-312
Количество	4	. Событие	Материалы 39-го Среднезападного симпозиума IEEE 1996 года по схемам и системам. Часть 3 (из 3) — Эймс, Айова, США Продолжительность: 18 августа 1996 г. → 21 августа 1996 г.

• . Электротехника и электроника

• АПА
• Стандарт
• Гарвард
• Ванкувер
• Автор
• БИБТЕКС
• РИС

Брауэр, Э. Дж. 1996, «Улучшенный аналитический метод для расчета задержки эмиттерного повторителя, включая сопротивление эмиттера», документ, представленный на Proceedings of the 1996 39-й симпозиум Среднего Запада IEEE по схемам и системам. Часть 3 (из 3), Эймс, Айова, США, 18.08.96 — 21.08.96 стр. 309-312.

@conference{e48b20928f9249dca818583ca2496176,

title = «Улучшенный аналитический метод расчета задержки эмиттерного повторителя, включая сопротивление эмиттера»,

abstract = «По мере уменьшения размера биполярного транзистора сопротивление эмиттера становится все более важным при оценке переходной задержки. — линейная модель биполярного переходного транзистора с большим сигналом и линейные пробные функции в уравнениях связанных узлов для расчета задержки эмиттерных повторителей, включая влияние сопротивления эмиттера.По сравнению с моделированием SPICE, наш метод дает точные задержки от низкого до высокого для коэффициента 10 увеличение сопротивления эмиттера.»,

автор = «Брауэр, {Э. Дж.}»,

год = «1996»,

месяц = ​​декабрь,

день = «1»,

язык = «английский (США)»,

страниц = » 309—312″,

примечание = «Материалы 39-го Среднезападного симпозиума IEEE по схемам и системам 1996 г. Часть 3 (из 3) ; Дата конференции: с 18 августа 1996 г. по 21 августа 1996 г.»,

}

TY — CONF

T1 — Улучшенный аналитический метод для расчета задержки эмиттерного повторителя, включая сопротивление эмиттера

AU — Brauer, E. J.

PY — 1996/12/1

Y1 — 1996/12/1

N2 — По мере уменьшения размера биполярного транзистора сопротивление эмиттера становится все более важным при оценке переходной задержки. Мы используем квазилинейную модель биполярного переходного транзистора с большим сигналом и линейные пробные функции в уравнениях связанных узлов для расчета задержки эмиттерных повторителей, включая влияние сопротивления эмиттера. По сравнению с симуляцией SPICE, наш метод обеспечивает точную задержку от низкого до высокого для 10-кратного увеличения сопротивления эмиттера.

AB — По мере уменьшения размера биполярного транзистора сопротивление эмиттера становится все более важным при оценке переходной задержки. Мы используем квазилинейную модель биполярного переходного транзистора с большим сигналом и линейные пробные функции в уравнениях связанных узлов для расчета задержки эмиттерных повторителей, включая влияние сопротивления эмиттера. По сравнению с симуляцией SPICE, наш метод обеспечивает точную задержку от низкого до высокого для 10-кратного увеличения сопротивления эмиттера.

UR — http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=0030374516&partnerID=8YFLogxK

UR — http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=0030374516&partnerid=8yflogxk

M3 — бумага

An -Scopus: 0030374516

SP -309

. 312

SP -309

69

9

. — Материалы 39-го симпозиума Среднего Запада IEEE 1996 г. по схемам и усилителям; Системы. Часть 3 (из 3)

Y2 — с 18 августа 1996 г. по 21 августа 1996 г.

ER —

: работа, характеристики и применение

• Эмиттерный повторитель — более популярное название повсеместно распространенной конструкции коллекторной схемы. Эмиттерный повторитель представляет собой буферный каскад с примерно единичным коэффициентом усиления, высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением.
• Это цепь с отрицательной обратной связью по току. Эмиттерный повторитель представляет собой усилитель тока без усиления по напряжению. Тот факт, что он имеет высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс, является его наиболее важной особенностью. Из-за этого это идеальная схема для согласования импеданса.
• Конструкция электронной схемы эмиттерного повторителя или каскада с общим коллектором очень проста и требует лишь нескольких электронных компонентов и очень простых вычислений.

• Название «схема транзистора с общим коллектором» происходит от того факта, что коллекторная схема является общей для входной и выходной цепей, при этом база связана только с входом, а эмиттер — только с выходом.
• Общий коллектор также известен как эмиттерный повторитель. Название происходит от того, что напряжение эмиттера «следует» за напряжением базы — схема имеет единичный коэффициент усиления по напряжению.

Работа эмиттерного повторителя

• На рисунке ниже показана схема эмиттерного повторителя. Отсутствие коллекторной нагрузки и эмиттерного обходного конденсатора отличает его от схемотехники обычного СЕ-усилителя. Сопротивление эмиттера RE служит нагрузкой, а выходное напряжение переменного тока (Vout) измеряется на RE. Смещение обычно осуществляется с помощью делителя напряжения или базового резистора. Следует отметить эмиттерный повторитель по следующим причинам.

• В цепи отсутствует коллекторный резистор или эмиттерный обходной конденсатор. Это две функции распознавания схемы эмиттерного повторителя.
• Поскольку коллектор находится на земле переменного тока, эта схема также известна как усилитель с общим коллектором (CC).
• Когда между базой и эмиттером подается входное напряжение, результирующий ток эмиттера переменного тока создает выходное напряжение ieRE на сопротивлении эмиттера. Это напряжение противоположно входному напряжению, что приводит к отрицательной обратной связи. Обратная связь по напряжению пропорциональна току эмиттера, т. е. выходному току, что указывает на то, что это цепь отрицательной обратной связи по току. Выходное напряжение следует за входным напряжением, отсюда и название эмиттерного повторителя.

Характеристики эмиттерного повторителя

Ниже приведены основные характеристики эмиттерного повторителя.

• Прирост напряжения отсутствует. Прирост напряжения почти единица.
• Коэффициент усиления по току и коэффициент мощности относительно высоки.
• Высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление.
• Напряжения переменного тока на входе и выходе совпадают по фазе.

Разработка эмиттерного повторителя

• Схема эмиттерного повторителя предназначена для использования в качестве буфера. Он имитирует эффект буфера, поскольку имеет высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление.
• В результате, если требуется буферизация линии напряжения, ее можно подключить к входу схемы, а нагрузку, которую необходимо запитать, подключить к выходу схемы.
• В нашей схеме входной импеданс будет больше 50 кОм, а выходной импеданс будет около 5 кОм. Это обеспечивает достаточно эффективный буферный эффект для любого напряжения, которое необходимо буферизовать.
• При проектировании схемы эмиттерного повторителя необходимо учитывать несколько факторов, в том числе величину постоянного напряжения, подаваемого на коллектор транзистора, величину тока, которую необходимо пропустить через транзистор, а также частоту среза сигналов переменного тока, поступающих на вход. Все эти идеи будут подробно рассмотрены ниже.

Выберите транзистор:

• Как указывалось ранее, тип транзистора следует выбирать на основе ожидаемых требований к производительности.

Выберите резистор эмиттера:

• Определите требуемый ток исходя из импеданса следующего каскада, используя напряжение эмиттера, равное примерно половине напряжения питания, чтобы получить самый ровный диапазон до начала любого ограничения.

Определение базового тока:

• Определите максимальный ток базы, разделив ток коллектора на (или hfe, что по сути то же самое).

Определите базовое напряжение следующим образом:

• Базовое напряжение — это просто напряжение эмиттера плюс напряжение перехода база-эмиттер, которое для кремниевых транзисторов составляет 0,6 вольт, а для германиевых транзисторов — 0,2 вольта.

Рассчитайте значения базовых резисторов:

• Предположим, что ток, протекающий через цепь R1 + R2, приблизительно в десять раз превышает требуемый базовый ток. Затем выберите правильное соотношение резисторов, чтобы обеспечить требуемое напряжение на базе.

Определите номинал входного конденсатора:

• Для достижения падения на -3 дБ на самой низкой частоте номинал входного конденсатора должен равняться сопротивлению входной цепи. Общий импеданс цепи будет умножен на R3 плюс любое внешнее сопротивление, то есть импеданс источника. Внешнее сопротивление часто игнорируют, поскольку маловероятно, что оно окажет существенное влияние на схему.

Расчет значения выходного конденсатора:

• Опять же, выходной конденсатор обычно выбирается равным сопротивлению цепи на самой низкой рабочей частоте. Сопротивление цепи представляет собой сумму выходного сопротивления эмиттерного повторителя и сопротивления нагрузки, т.е. следящей цепи.

Пересмотрите свои предположения:

• Переоцените все предположения о схеме в свете эволюции схемы, чтобы убедиться, что они по-прежнему действительны. Такие аспекты, как выбор транзистора, значения потребляемого тока и так далее.

Выходные характеристики.

Расчет коэффициента усиления усилителя эмиттерного повторителя

Иногда высокого коэффициента усиления по току в конфигурации с одним транзистором и общим коллектором недостаточно для конкретного применения. Конфигурация с общим коллектором более широко известна как эмиттерный повторитель и обеспечивает высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Различные обозначения коэффициента усиления транзистора можно обобщить следующим образом. Конечно, стабилитроны уже обеспечивают эту функцию регулирования напряжения: однако при таком прямом использовании величина тока, который может подаваться на нагрузку, обычно весьма ограничена.

Мы ищем данные для вашего запроса:

Эмиттер -последовательный усилитель Расчет усиления. Дождитесь окончания поиска во всех базах данных.

Содержание:

• Общий коллектор (эмиттерный повторитель) Усилитель
• Электронные устройства: усилители BJT [часть 2]
• Подписаться на RSS
• Эмиттерный повторитель BJT — рабочие, прикладные схемы
• Усилитель с общим коллектором
• Как спроектировать усилитель с общим эмиттером

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 30. Усилитель с общим коллектором

Усилитель с общим коллектором (эмиттерный повторитель)

Я хочу рассчитать усиление следующей цепи, но два разных способа дают разные результаты. Этот метод объясняется в ответе Альфреда Центавра на этот аналогичный вопрос, если хотите.

Я предполагаю усиление около 1 для эмиттерного повторителя и просто получаю входной импеданс, используя загрузочную планку теоремы Миллера, и получаю выходное напряжение от делителя напряжения, сформированного из сопротивления источника k и входного сопротивления цепи, которое близко 50k , теперь коэффициент усиления будет около 0.

Но когда я просто заменяю малосигнальную модель транзистора, я получаю что-то очень близкое к нулю около 0. Я не знаю, что не так с моей моделью:.

Думаю, у вас просто ошибка по алгебре в конце. Это согласуется с другим анализом. Перейти к содержимому Анализ схемы усилителя эмиттерный повторитель Я хочу рассчитать коэффициент усиления следующей схемы, но два разных способа дают разные результаты. Второй метод: но когда я просто заменяю слабосигнальную модель транзистора, я получаю что-то очень близкое к нулю около 0. Лучший ответ.

Связанный вопрос.

Электронные устройства: усилители BJT [часть 2]

Эмиттерный повторитель и усилитель Дарлингтона являются наиболее распространенными примерами усилителей с обратной связью. Это наиболее часто используемые с рядом приложений. Схема эмиттерного повторителя занимает видное место в усилителях с обратной связью. Эмиттерный повторитель представляет собой цепь отрицательной обратной связи по току. Он в основном используется в качестве усилителя последней ступени в схемах генератора сигналов. Все эти идеальные характеристики позволяют использовать схему эмиттерного повторителя во многих областях. Это схема усилителя тока, не имеющая усиления по напряжению.

Он использует элементы схемы, которые приближаются к поведению транзистора. Коэффициент усиления по току (Ai) также рассчитывается с использованием коэффициента усиления по напряжению (Av).

Подписаться на RSS

Усилитель EF с эмиттерным повторителем также известен как усилитель с общим эмиттером. Он обычно используется там, где необходима буферизация или изоляция в сочетании с мощностью для управления большой нагрузкой. Он обеспечивает: Скромный прирост мощности. Низкий выходной импеданс. Нет усиления по напряжению. Отсутствие фазового сдвига между входом и выходом. Символы и термины Коэффициент усиления мощности: Отношение входной мощности к выходной мощности. Отсечка: Ток коллектора уменьшается до нуля.

Эмиттерный повторитель BJT — работа, схемы применения

В этом посте мы узнаем, как использовать конфигурацию транзисторного эмиттерного повторителя в практических электронных схемах, мы изучаем это на нескольких различных примерах схем применения. Эмиттерный повторитель — это одна из стандартных конфигураций транзистора, которая также называется конфигурацией транзистора с общим коллектором. В конфигурации BJT, когда вывод эмиттера используется в качестве выхода, сеть называется эмиттерным повторителем. В этой конфигурации выходное напряжение всегда немного ниже, чем входной базовый сигнал из-за присущего перепада между базой и эмиттером.

Я хочу рассчитать усиление следующей схемы, но два разных способа дают разные результаты.

Усилитель с общим коллектором

S vb O Выход на клемме эмиттера. По этой причине эту схему иногда называют повторителем напряжения. Но, как видите, эта схема имеет большой потенциал в качестве усилителя тока. Рассчитайте постоянный ток коллектора, IC ii. Нарисуйте эквивалентную схему переменного тока.

Как спроектировать усилитель с общим эмиттером

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов. Регистрация занимает всего минуту. Подключайтесь и делитесь знаниями в одном месте, которое структурировано и удобно для поиска. У меня есть два учебника по электронике, и по какой-то причине оба они просто замалчивают конфигурации, которые не являются «Общим эмиттером». Что касается эмиттерного повторителя, я так понимаю, что усиления по напряжению нет.

Однако общепринято говорить, что он имеет коэффициент усиления 1 (или эквивалент 0 дБ), имея в виду коэффициент усиления по напряжению. В качестве примера рассмотрим источник Тевенина.

Начните изучать английский хинди. Этот вопрос ранее задавался в. Ответ Подробное решение Ниже Вариант 2: более одного.

Усилитель CC с общим коллектором обычно называют эмиттерным повторителем EF. Вход подается на базу через разделительный конденсатор, а выход на эмиттер. Коэффициент усиления по напряжению СС-усилителя составляет примерно 1, а его основными преимуществами являются высокое входное сопротивление и коэффициент усиления по току. Схема эмиттерного повторителя со смещением делителя напряжения показана на фиг.

Эмиттерный повторитель представляет собой цепь отрицательной обратной связи по току.

Усилитель с общим коллектором часто называют эмиттерным повторителем или, в более общем смысле, повторителем напряжения. Ключевыми характеристиками повторителя напряжения являются высокий входной импеданс, низкий выходной импеданс и неинвертирующий коэффициент усиления по напряжению, равный примерно единице. Название происходит от того факта, что выходное напряжение следует за входным, то есть находится на том же уровне напряжения и находится в фазе с входным. Хотя эта конфигурация не дает усиления по напряжению, она дает усиление по току и, следовательно, усиление по мощности. Его основная цель состоит в том, чтобы уменьшить эффекты нагрузки импеданса, например, чтобы согласовать источник с высоким импедансом с нагрузкой с низким импедансом. Следовательно, они используются в качестве входных буферных каскадов с высоким Z или в качестве драйверов для нагрузок с низким импедансом, таких как громкоговорители. Вход соединен с базой, как и в усилителе с общим эмиттером, однако выходной сигнал снимается с эмиттера, а не с коллектора.

Буферный усилитель, который иногда просто называют буфером, представляет собой усилитель, обеспечивающий преобразование электрического импеданса от одной цепи к другой с целью предотвращения влияния на источник сигнала любых токов или напряжений, для буфера тока, который может создавать нагрузка с. Сигнал буферизуется от токов нагрузки. Существуют два основных типа буфера: буфер напряжения и буфер тока.

Документация — CircuitLab

Вычисление входного и выходного импеданса цепи вручную может быть сложной задачей, но CircuitLab позволяет легко проверить вашу работу. Просмотрите скриншоты ниже, чтобы увидеть, как мы можем быстро смоделировать эквивалентное сопротивление Thevenin, рассматривая вход и выход усилителя.

Сначала нарисуем схему эмиттерного повторителя BJT.

Нажмите / (косая черта) , чтобы начать поиск панели инструментов, и введите «NPN». Затем щелкните и перетащите NPN BJT из панели инструментов в вашу схему:

Нажмите / (косая черта) для повторного поиска и введите «1k». Затем щелкните и перетащите резистор 1K из панели инструментов на эмиттер Q1:

Нажмите G и щелкните , чтобы вставить узел заземления в нижней части резистора:

) и найдите «+5», а затем перетащите узел напряжения +5В на коллектор Q1:

Нажмите N и щелкните , чтобы вставить имя узла в эмиттер Q1. Дважды щелкните и назовите его «out»:

Перетащите провод от имени узла к эмиттеру Q1:

Перетащите источник напряжения на схему. Затем нажмите G и щелкните , чтобы вставить узел заземления, и, наконец, перетащите , чтобы подключить положительную клемму к базе Q1: наш ассортимент:

Прежде чем мы рассмотрим расчет импеданса, давайте удостоверимся, что эмиттерный повторитель работает правильно.

Нажмите Simulate в нижней части окна, затем разверните вкладку DC Sweep и выберите «V1.V» в качестве параметра , с Start равным 0, End равным 5 и . Шаг 10 м, как показано. Щелкните имя узла «out», чтобы добавить V(out) в список Outputs :

Щелкните Запустить развертку постоянным током . Появится окно графика:

Идеально: мы видим, что на большей части диапазона существует наклон 1:1 между входным и выходным напряжением, как и следовало ожидать для эмиттерного повторителя.

Мы готовы найти входное сопротивление. Щелкните Скрыть в окне графика и в настройках моделирования щелкните, чтобы открыть вкладку Частотная область :

Установите источник Вход на V1 и увеличьте Очки/Декада 9От 0166 до 50. Нажмите + Добавить выражение и введите «MAG(V(V1.nA)/I(V1.nA))»:

Это выражение для входного импеданса. Симулятор тестирует небольшие изменения входного источника V1, а затем мы просим его вычислить полученное в результате напряжение слабого сигнала, деленное на ток слабого сигнала (от V1 до основания Q1). MAG сообщает симулятору, что нас интересует только величина, а не фаза этой взаимосвязи.

Нажмите Запустить моделирование в частотной области . Появится окно графика. Наведите на трассу:

При постоянном токе и низких частотах входное сопротивление нашей схемы составляет 145,7 кОм. Этот входной импеданс относительно высок и означает, что эмиттерный повторитель не представляет большой нагрузки для того, что его возбуждает.

Что насчет выходного импеданса?

Для расчета выходного импеданса нам нужно внести одну модификацию в схему, добавив тестовый источник тока.

Нажмите Build в нижней части окна, чтобы вернуться в режим сборки. Перетащите источник тока из панели инструментов на схему и подключите его к узлу «out». Нажмите G и нажмите , чтобы добавить землю. Наконец, дважды щелкните I1 и установите его ток равным 0:

Обратите внимание, что нам нужно, чтобы ток I1 был равен 0, потому что мы не хотим влиять на рабочую точку постоянного тока симуляции. Моделирование в частотной области всегда рассматривает слабосигнальную модель схемы, линеаризованную относительно рабочей точки постоянного тока.

Нажмите Simulate , чтобы снова открыть окно настроек моделирования. Мы собираемся внести два изменения. Сначала измените источник Input на I1. Во-вторых, щелкните значок карандаша в списке Outputs , чтобы изменить выражение на «MAG(V(I1.nA)/I(I1.nA))» (дважды заменив V1 на I1):

Нажмите Запустите моделирование в частотной области . Появится окно графика. Наведите на кривую:

Мы видим, что выходное сопротивление составляет около 14 Ом. Это относительно мало, что говорит нам о том, что эмиттерный повторитель может управлять значительной выходной нагрузкой без ущерба для его выходного сигнала.

Простота эмиттерного повторителя, состоящего всего из одного биполярного транзистора и одного резистора, обеспечивает соотношение между его выходным и входным импедансом более 10000.

Усовершенствованный механизм моделирования CircuitLab позволяет легко находить импедансы слабых сигналов для любого терминала. На самом деле, невероятно легко увидеть, как эти параметры изменяются, когда мы немного меняем схему.

Щелкните , чтобы сфокусировать окно настроек симуляции, и щелкните , чтобы проверить параметр развертки 9Коробка 0166. Введите «R1.R» в качестве параметра с линейной разверткой от Start 1k до End 10k, с Step 1k:

Нажмите Run Frequency-Domain Simulation Появится окно графика:

Всего за несколько кликов мы рассчитали 10 различных выходных импедансов, в зависимости от нашего выбора резистора R1. Это может помочь нам, например, выбрать значение для R1, при котором выходной импеданс достаточно низок для наших нужд, но достаточно высок, чтобы не сжигать энергию (сокращая срок службы батареи) без необходимости.