Для начинающих. Схемы включения транзистора. / Блог им. Nikolay / Блоги по электронике

Рассмотрим схему включения транзистора с общим эмиттером.
— сам термин названия данного включение уже говорит о специфике данной схемы. Общий эмиттер а в крации это ОЭ, подразумевает тот факт, что у входа данной схемы и выхода общий эмиттер.
Рассмотрим схему:


в этой схеме видим два источника питания, первый 1.5 вольт, использован как входной сигнал для транзистора и всей схемы. Второй источник питания 4.5 вольт, его роль питание транзистора, и всей схемы. Элемент схемы Rн – это нагрузка транзистора или проще говоря потребитель.
Теперь проследим саму работу данной схемы: источник питания 1.5 вольт служит входным сигналом для транзистора, поступая на базу транзистора он открывает его. Если рассматривать полный цикл прохода тока базы, то это будет так: ток проходит от плюса к минусу, то есть исходя от источника питания 1. 5 вольт, а именно с клеммы + ток проходит по общему эмиттеру проходя по базе и замыкает свою цепь на клемме – батареи 1.5 вольт. В момент прохождения тока по базе транзистор открыт, тем самым транзистор позволяет второму источнику питания 4.5 вольт запитать Rн. посмотрим прохождение тока от второго источника питания 4.5 вольт. При открывании транзистора входным током базы, с источника питания 4.5 вольт выходит ток по эмиттеру транзистора и выходит из коллектора прям на нагрузку Rн.

Коэффициент усиления равен отношению тока коллектора к току базы и обычно может достигать от десятков до нескольких сотен. Транзистор, включённый по схеме с общим эмиттером, теоретически может дать максимальное усиление сигнала по мощности, относительно других вариантов включения транзистора.

Теперь рассмотрим схему включения транзистора с общим коллектором:

На данной схеме видим, что тут общий по входу и выходу транзистора коллектор. По этому эта схема называется с общим коллектором ОК.
Рассмотрим её работу: как и в предыдущей схеме поступает входной сигнал на базу, (в нашем случае это ток базы) открывает транзистор. При открывании транзистора ток с батареи 4.5 в проходит от клеммы батареи + через нагрузку Rн поступает на эмиттер транзистора проходит по коллектору и заканчивает свой круг. Вход каскада при таком включении ОК обладает высоким сопротивлением, обычно от десятых долей мегаома до нескольких мегаом из-за того, что коллекторный переход транзистора заперт. А выходное сопротивление каскада – напротив, мало, что позволяет использовать такие каскады для согласования предшествующего каскада с нагрузкой. Каскад с транзистором, включённым по схеме с общим коллектором, не усиливает напряжение, но усиливает ток (обычно в 10 … 100 раз). К данным подробностям еще вернемся в следующих статьях, так как не возможно охватить все и всех за один раз.
Рассмотрим схему включения транзистора с общей базой.

Название ОБ это уже нам теперь говорит о многом – значит по включению транзистора общая база относительно входа и выхода транзистора.
В данной схеме входной сигнал подают между базой и эмиттером – чем нам служит батарея с номиналом 1.5 в, ток проходя свой цикл от плюса через эмиттер транзистора по его базе, тем самым открывает транзистор для прохода напряжения с коллектора на нагрузку Rн. Входное сопротивление каскада невелико и обычно лежит в пределах от единиц до сотни ом, что относят к недостатку описываемого включения транзистора. Кроме того, для функционирования каскада с транзистором, включённым по схеме с общей базой, необходимо два отдельных источника питания, а коэффициент усиления каскада по току меньше единицы. Коэффициент усиления каскада по напряжению часто достигает от десятков до нескольких сотен раз.
Вот рассмотрели три схемы включения транзистора, для расширения познаний могу добавить следующее:
Чем выше частота сигнала, поступающего на вход транзисторного каскада, тем меньше коэффициент усиления по току.
Коллекторный переход транзистора обладает высоким сопротивлением. Повышение частоты приводит к снижению реактивной ёмкости коллекторного перехода, что приводит к его существенному шунтированию и ухудшению усилительных свойств каскада.

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Каскад с общим коллектором эмиттерный повторитель

Схему рис. 1.23а называют каскадом с общим коллектором (ОК), потому что коллекторный вывод транзистора по переменному току является общим электродом для входной и выходной цепей каскада. Схема также называется эмиттерным повторителем, т.к. выходное напряжение, снимаемое с эмиттера транзистора близко по величине входному напряжению ( U_вых = U_вх + U_бэ U_вх ) и совпадает с ним по фазе.

Рисунок 1.23 — Схема усилительного каскада ОК (а) и его схема замещения (б)

Расчет каскада по постоянному току проводят аналогично со схемой ОЭ. Резистор R_э в схеме выполняет ту же функцию, что и резистор R_к в схеме ОЭ – создание изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, по цепи базы. Конденсаторы С_р1 и С_р2 являются разделительными, а резисторы R₁ и R₂ предназначены для задания рабочей точки, причем для повышения входного сопротивления резистор R₂ в схему часто на вводят.

Входное сопротивление каскада ОК определяется параллельно включенными сопротивлениями R₁, R₂ и сопротивлением входной цепи транзистора r_вх:

R_вх = R₁ || R₂ || r_вх

Из эквивалентной схемы замещения рис.1.23б можно найти:

U_вх = I_б [r_б + (1 + )(r_э + R_э || R_н)]

а разделив левую и правую часть уравнения на I_б получим:

r_вх = r_б + (1 + )(r_э + R_э || R_н)

Если принять, что r_э и r_б значительно меньше других составляющих полученного выражения, то входное сопротивление транзистора , включенного по схеме ОЭ

r_вх (1 + )(R_э || R_н),

а входное сопротивление каскада ОК:

R_вх R₁ || R₂ || (1 + )(R_э

|| R_н)

При достаточно высокоомном входном делителе и транзисторе с высоким входное сопротивление каскада может достигать десятков-сотен кОм, что является одним из важнейших достоинств каскада ОК.

Коэффициент усиления по току можно определить , используя эквивалентную схему замещения, аналогично каскаду ОК

Ток нагрузки является частью эмиттерного тока транзистора, поэтому:

откуда:

Выразив аналогично схеме ОЭ ток базы через входной ток каскада получаем:

Разделив левую и правую часть уравнения на I_вх имеем:

т.е. коэффициент усиления каскада ОК зависит от соотношений R_вх и r_вх, а также R_э и R_н. Если предположить, что R_вх r_вх, имеем;

Таким образом, каскад ОК обеспечивает усиление по току, причем при R_э = R_к и одинаковых значениях Rн коэффициенты усиления по току в схемах ОК и ОЭ примерно одинаковы.

Коэффициент усиления по напряжению аналогично схеме ОЭ может быть определен как:

После подстановки значения К_I:

Для оценки коэффициента усиления каскада ОК по напряжению примем R_вх >> R_г и считаем делитель в цепи базы достаточно высокоомным. Это позволяет принять и получить К_U 1. Точный расчет дает К_U

Выходное сопротивление каскада ОК представляет собой сопротивление со стороны эмиттера, которое из эквивалентной схемы замещения определяется как:

Выходное сопротивление каскада ОК мало и составляет 10 — 50 Ом, поэтому каскад ОК целесообразно использовать при необходимости согласования выходной цепи усилителя с низкоомным сопротивлением нагрузки.

Нравится

Твитнуть

Усилители с общим коллектором

NPN Усилители с общим коллектором

NPN

NPN PNP Menu Common Emitter Common Collector Общая база Усилитель с общим коллектором, который часто называют эмиттерным повторителем, поскольку его выходной сигнал берется с эмиттерного резистора, полезен в качестве устройства согласования импеданса, поскольку его входное сопротивление намного выше, чем выходное сопротивление. По этой причине он также называется «буфером» и используется в цифровых схемах с базовыми вентилями. Повторитель эмиттера Обсуждение Общий коллектор

Индекс Концепции электроники

77 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Транзисторный усилитель с общим коллекторным переходом обычно называют эмиттерным повторителем. Коэффициент усиления по напряжению эмиттерного повторителя чуть меньше единицы, так как напряжение эмиттера ограничивается падением напряжения на диоде примерно на 0,6 вольт ниже базы. Его функция заключается не в усилении напряжения, а в согласовании усиления тока или мощности и импеданса. Его входное сопротивление намного выше, чем его выходное сопротивление, поэтому источнику сигнала не нужно так много работать. Это видно из того, что ток базы порядка в 100 раз меньше тока эмиттера. Низкий выход импеданс эмиттерного повторителя соответствует низкому импедансной нагрузки и буферизует источник сигнала от такой низкий импеданс. Усилители на переходных транзисторах Применение эмиттерных повторителей Обратная связь в эмиттерном повторителе Index Концепции электроники   Гиперфизика*****Электричество и магнетизм R Ступица Назад Усилители на транзисторах Индекс Концепции электроники  77 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Усилители на транзисторах Индекс Концепции электроники  77 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Усилители на переходных транзисторах Индекс Концепции электроники  77 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Усилитель BJT с общим коллектором | mbedded. ninja Содержание Обзор Усилитель BJT с общим коллектором представляет собой одну из трех основных топологий однокаскадных усилителей BJT. Топология усилителя с общим коллектором также известна как 9-канальная.0277 усилитель эмиттерного повторителя или повторитель напряжения . Он имеет высокий входной импеданс, низкий выходной импеданс и неинвертирующий коэффициент усиления около 1. Он НЕ обеспечивает усиление по напряжению, но может обеспечить усиление по току и, следовательно, общее усиление по мощности. Из-за своих «буферных» возможностей он часто используется между входами с высоким импедансом и выходами с низким импедансом (т. е. он хорош для управления энергоемкими нагрузками) 1 . Аналог MOSFET усилителя с общим коллектором BJT — усилитель с общим стоком . Properties: Voltage Gain Low Current Gain High Power Gain Medium Input Impedance High Output Impedance Низкий Фазовый сдвиг 0° Строчные буквы, используемые ниже, обозначают изменения количества, например, \(V_C\) — это напряжение на коллекторе, а \(v_c\) — изменение напряжения на коллекторе, \(\Delta V_C\) . Базовый усилитель с общим коллектором Ниже показана схема базового усилителя с общим коллектором: Базовая схема усилителя с общим коллектором. Выходное напряжение почти равно входному, за исключением примерно \(0,7В\) диодного падения на переходе база-эмиттер. Это означает, что усилитель имеет коэффициент усиления по напряжению почти единицу (1), или \(0дБ\) . \begin{align} v_{выход} = v_{вход} — 0,7 В \\ \end{align} Вот график \(v_{in}\) по сравнению с \(v_{out}\) для приведенной выше схемы с \(R1=1k\Omega\) : \(V_{out}\) по сравнению с \(V_{in}\) для базового BJT-усилителя с общим коллектором. (файл моделирования Micro-Cap: Circuit.cir) Усилитель с общим коллектором моделируется в схемах ниже: (полностраничная версия) Усилитель с общим коллектором со связью по переменному току и смещением по постоянному току Можно сделать более полезный усилитель с общим коллектором, в котором переменный ток связывает вход и обеспечивает точку смещения по постоянному току на базе биполярного транзистора. Ниже приведена схема усилителя, построенного на транзисторе NPN: Схема усилителя BJT NPN с общим коллектором, связанного по переменному току. Модель слабого сигнала переменного тока для этой цепи показана ниже. Шины постоянного напряжения и конденсаторы закорочены. Модель переменного тока со слабым сигналом для BJT-усилителя с общим коллектором и связью по переменному току. \(r_e\) — сопротивление эмиттера слабого сигнала, которое является внутренним для биполярного транзистора. Коэффициент усиления по напряжению без нагрузки Коэффициент усиления по напряжению слабого сигнала без нагрузки усилителя с общим коллектором находится путем игнорирования \(R_L\) в модели переменного тока слабого сигнала схемы с общим коллектором. По определению выигрыш равен: \begin{align} A_V = \frac{v_{out}}{v_{in}} \\ \end{align} Помните, что \(v_{in}\) и \(v_{out}\) написаны строчными буквами и представляют изменения в сигнале (т. е. дельты и игнорируют их уровни постоянного тока). Таким образом, изменение в \(v_{out}\) — это просто изменение напряжения эмиттера, а изменение в \(v_{in}\) — это просто изменение базового напряжения. Мы также можем применить закон Ома, чтобы получить: \begin{align} A_V &= \frac{v_e}{v_b} \nonumber \\ &= \frac{i_c R_E}{i_c(r_e + R_E)} \nonumber \\ &= \frac{R_E}{r_e + R_E} \\ \end{align} Входное сопротивление Входное сопротивление базы транзистора: \begin{align} Z_{in(base)} &= \beta (r_e + R_E) \nonumber \\ \end{align} Тогда общее входное сопротивление равно базовому входному сопротивлению, включенному параллельно с обоими базовыми резисторами: \begin{align} Z_{in} &= Z_{in(база)} || Р_{В1} || R_{B2} \номер \\ \end{align} Дополнительная литература Проект усилителя с общим коллектором Кеннет А. Кун подробно описывает конструкцию усилителя с точными уравнениями и соображениями 2 . alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника