Vanlig emitterkaskad

När en bipolär transistor slås på i en krets med gemensam emitter (CE), tillförs insignalen till basen i förhållande till emittern, och utsignalen tas från kollektorn i förhållande till emittern. I detta fall inverteras utsignalen i förhållande till ingången (för en övertonssignal med en inte särskilt hög frekvens skiftas utsignalens fas i förhållande till ingången med 180 °, vid höga frekvenser skiljer sig fasförskjutningen från 180 ° på grund av transistorns tröghet).

Denna inkludering av transistorn gör att du kan få den största effektvinsten , eftersom både ström och spänning förstärks.

En allmän beskrivning av införandet av en transistor enligt OE-kretsen

Bipolära transistorer, till skillnad från fälteffekttransistorer, är enheter som styrs av basströmmen. Spänningen vid den direkt förspända bas-emitterövergången förblir nästan konstant och beror på halvledarmaterialet, för germanium ca 0,2 V, för kisel ca 0,65 V, men styrspänningen appliceras på själva kaskaden .

Bas-, kollektor- och emitterströmmen och andra strömmar och spänningar på transistorelektroderna kan beräknas med Ohms lag och Kirchhoffs regler för en grenad flerslingkrets.

Strömmarna i transistorn är relaterade till följande samband:

enligt Kirchhoff-regeln för noder är den algebraiska summan av alla tre strömmarna ( är emitterström, kollektorström respektive basström) lika med noll: ${\displaystyle I_{e},\ I_{c},\ I_{b))$

\sum _{k=1}^{3}I_{k}=0,

I_{c}=I_{b}\cdot \beta ,

I_{e}=I_{c}+I_{b}=I_{b}\cdot (\beta +1),

var är strömförstärkningen för transistorn i en krets med en gemensam emitter, eller baskollektorns strömöverföringskoefficient;

\beta =\alpha /(1-\alpha )

\alpha =I_{c}/I_{e}

är emitterströmöverföringskoefficienten eller emitter-kollektorströmöverföringskoefficienten.

Nuvarande vinst : $K_{I}$

K_{I}=I_{out}/I_{in}=I_{c}/I_{b}=I_{c}/(I_{e}-I_{c})=\alpha /(1 -\alpha )=\beta ,\ \ \beta \gg 1.

Ingångsimpedans : $R_{{in}}$

R_{in}=U_{in}/I_{in}=U_{be}/I_{b}.

Det enklaste förstärkningssteget med en gemensam sändare

Figur 1 visar det enklaste gemensamma sändarsteget och dess anslutning till signal-, effekt- och belastningskällor.

Cascade består av:

transistor ; $VT1$
basresistor , som ställer in den initiala DC-förspänningen för transistorn; ${\displaystyle R_{b))$
resistor , som omvandlar förändringen i kollektorström till en synkront föränderlig spänning på kollektorn, och även ställer in läget för den initiala arbetspunkten för ström. $R_{c}$

För att eliminera den konstanta komponenten av insignalen, är signalkällan ansluten till ingången på kaskaden genom en isoleringskondensator . För samma ändamål är utgången från kaskaden ansluten till lasten via en kondensator . Eftersom kondensatorer introducerar ytterligare reaktans i ingångs- och utgångskretsarna minskar de kaskadens överföringskoefficient vid låga frekvenser, men genom att välja tillräckligt stora värden på deras kapacitanser kan denna minskning reduceras. $C_{P1}$ $R_{H}$ $C_{P2}$

Kaskadens belastning, som visas i diagrammet som ett motstånd , kan representera olika enheter eller kretsar, till exempel en elektrodynamisk högtalare , någon indikator, ingången till ett annat förstärkarsteg, etc. $R_{H}$

Funktionssätt för kaskaden

I det aktiva förstärkningsläget är transistorn öppen, spänningen på dess kollektor, i frånvaro av en insignal, för att utöka det dynamiska området, är ungefär hälften av matningsspänningen - positionen för den initiala driftpunkten, inställd av basen ström som flyter genom motståndet . $VT1$ $E_{P}$ ${\displaystyle R_{b))$

Den konstanta spänningen vid basen i förhållande till emittern från insignalen ändras lite och är ungefär 0,2 V för germanium och 0,65 V för kiseltransistorer. Spänningens ungefärliga konstantitet förklaras av det faktum att dess beroende av basströmmen är logaritmiskt. $U_{{be}}$ $U_{{be}}$

Med detta i åtanke, i läget, bestäms spänningen på kollektorn vid konstant helt av strömmen som flyter in i basen genom motståndet : $R_{c}$ ${\displaystyle R_{b))$

{\displaystyle U_{c}=E_{P}-I_{c}R_{c}=E_{P}-\beta I_{b}R_{c))

=E_{P}-\beta R_{c}{\frac {E_{P}-U_{be}}{R_{b}}},

var är strömförstärkningen för transistorn i en krets med en gemensam emitter.

\beta

VT1

Således, för att få en spänning på kollektorn i viloläge , vid ett givet värde , är det nödvändigt att ställa in motståndet i baskretsen lika med: $U_{c}$ $R_{c}$ ${\displaystyle R_{b))$

R_{b}=\beta R_{c}{\frac {E_{P}-U_{be}}{E_{P}-U_{c}}}.

Ingångs- och utgångsresistanserna för kaskaden

Ingångs- och utgångsresistanserna för kaskaden är lika: $R_{{in}}$ $Vild flykt}}$

R_{in}=R_{b}||r_{b}={\frac {R_{b}r_{b}}{R_{b}+r_{b}}},

R_{out}=R_{c}||r_{c}={\frac {R_{c}r_{c}}{R_{c}+r_{c}}},

var och är de inre resistanserna för transistorns bas respektive kollektor. Symbolen är förkortad för parallellkoppling av motstånd.

r_{b}

r_{c}

||

Signalförstärkning

Källsignalen går in i stegets ingång genom den seriekopplade källans interna resistans och stegets ingångsresistans , vilket orsakar ingångsströmmen: $U_{G}$ $R_{G}$ $R_{{in}}$

I_{b}^{\sim }={\frac {U_{G}}{R_{G}+R_{i}}}.

Med tanke på att växelströmsbelastningen i kollektorkretsen är motståndet har vi:

R_{H}^{'}=R_{H}||R_{ut}={\frac {R_{H}R_{ut}}{R_{H}+R_{ut}}},

Stegets utspänning kan skrivas som:

U_{out}=I_{c}^{\sim }R_{H}^{'}=\beta I_{b}^{\sim }R_{H}^{'}={\frac { \beta U_{G}R_{H}^{'}}{R_{G}+R_{i}}},

och spänningsförstärkningen : $K_{U}$

K_{U}={\frac {U_{out}}{U_{G}}}={\frac {\beta R_{H}^{'}}{R_{G}+R_{in}}}} .

Fördelar med kaskaden med OE

Stor strömförstärkning.
Stor spänningsförstärkning.
Den största effektvinsten av alla steg.
En strömkälla räcker för strömförsörjning.

Brister

Snävare frekvensområde jämfört med common-base eller common-collector-kretsar på grund av påverkan av kollektor-bas-kapacitans som orsakar Miller-effekten .
Utgående AC-spänning inverteras i förhållande till ingången.

Nyckelläget för kaskaden är med en gemensam sändare

När driftspunkten skiftas till ett av de två extrema tillstånden på flödeskarakteristiken - antingen till kollektorströmmens cutoff-läge eller till transistorns mättnadsläge, får kaskaden med OE nyckelegenskaper och har två tillstånd. Samtidigt fungerar kaskaden i ett nyckelläge, som ett relä (tillstånd stängt, öppet) och används som en logisk växelriktare i logiska element , styrning av elektromagnetiska reläer , glödlampor , etc. Liksom reläkontaktgrupper, nyckelkaskader kan formellt betraktas som normalt stängd (öppen) och normalt öppen (stängd), detta bestäms av läget för arbetspunkten - cutoff eller mättnad.

Se även

Länkar

Transistorförstärkare _
Bipolära transistorer	vanlig sändare med gemensamt grenrör med gemensam bas
FET	med gemensamt avlopp med en gemensam källa med gemensam grind
Transistorsteg	Darlington-par ("komposit" transistor) Ett par Shiklai Differentialkaskad Cascode förstärkare