Common Collector Amplifier Circuit en zijn toepassingen

De versterker is een elektronisch circuit dat wordt gebruikt voor het versterken van een spannings- of stroomsignaal. De ingang voor de transistor is een spanning of stroom en de uitgang is een versterkte vorm van dat ingangssignaal. Een versterkerschakeling is over het algemeen ontworpen met een of meer transistors en wordt een transistorversterker genoemd. De transistor (BJT, FET) is een belangrijke component in een versterkersysteem. In dit artikel zullen we het common-collector-versterkercircuit bespreken.

De transistorversterkers worden het meest gebruikt in onze dagelijkse toepassingen zoals een audioversterker, radiofrequentie, audiotuners, Optische vezelcommunicatie , enz.

Common Collector / Emitter Follower Transistor Amplifier Basics

Zoals we in ons vorige artikel hebben besproken, zijn er drie transistorconfiguraties die gewoonlijk worden gebruikt voor signaalversterking, d.w.z. gemeenschappelijke basis (CB), gemeenschappelijke collector (CC) en gemeenschappelijke emitter (CE).

Goede transistorversterkers hebben in wezen de volgende parameters: hoge versterking, hoge ingangsimpedantie, hoge bandbreedte, hoge zwenksnelheid, hoge lineariteit, hoge efficiëntie, hoge stabiliteit, enz.

In de Common Collector-transistorconfiguratie gebruiken we de collectorterminal als gemeenschappelijk voor zowel ingangs- als uitgangssignalen. Deze configuratie wordt ook wel emittervolgerconfiguratie genoemd omdat de emitterspanning de basisspanning volgt. De emittervolgerconfiguratie wordt meestal gebruikt als spanningsbuffer. Deze configuraties worden veel gebruikt in toepassingen voor impedantie-aanpassing vanwege hun hoge ingangsimpedantie.

Gemeenschappelijke collectorversterkers hebben de volgende circuitconfiguraties.

• Het ingangssignaal komt de transistor binnen bij de basisaansluiting
• Het ingangssignaal verlaat de transistor bij de emitterterminal
• De collector is verbonden met een constante spanning, d.w.z. aarde, soms met een tussenliggende weerstand

Een eenvoudig gemeenschappelijk collectorversterkercircuit wordt getoond in de onderstaande afbeelding. De collectorweerstand Rc is in veel toepassingen niet nodig. Om te werktransistor als versterker , moet het zich in het actieve gebied van zijn configuratie bevinden.

Gemeenschappelijke collectorversterker of emittervolgercircuit

Daarvoor moeten we het rustpunt instellen met de schakelingen buiten de transistor, de waarden van de weerstanden Rc en Rb, en de DC-spanningsbronnen, Vcc en Vbb, hebben dienovereenkomstig gekozen.

Zodra de rustcondities van het circuit zijn berekend en is vastgesteld dat de BJT zich in het voorwaarts-actieve werkgebied bevindt, worden de h-parameters hieronder berekend om het zwakke signaalmodel van de transistor te vormen.

Gemeenschappelijke kenmerken van de collectortransistorversterker

De belastingsweerstand in de gemeenschappelijke collectorversterker die in serie wordt geplaatst met het emittercircuit ontvangt zowel de basisstroom als de collectorstromen.

Aangezien de emitter van een transistor de som is van basis- en collectorstromen, aangezien basis- en collectorstromen altijd bij elkaar optellen om de emitterstroom te vormen, zou het redelijk zijn om aan te nemen dat deze versterker een zeer grote stroomversterking zal hebben.

De common-collector-versterker heeft een vrij grote stroomversterking, groter dan elke andere transistorversterkerconfiguratie. De kenmerken van cc-versterker zoals hieronder vermeld.

De prestaties van het circuit met een klein signaal kunnen nu worden berekend. De totale prestatie van het circuit is de som van de prestaties in rust en een zwak signaal. Het AC-modelcircuit wordt hieronder getoond.

AC-modellering van een gemeenschappelijke collectorversterker

Huidige winst

De huidige versterking wordt gedefinieerd als de verhouding van de belastingsstroom tot de ingangsstroom.

Ai = il / ib = -ie / ib

Uit het h-parametercircuit kan worden bepaald dat de emitter- en basisstromen gerelateerd zijn via de afhankelijke stroombron door de constante hfe + 1. De huidige versterking is alleen afhankelijk van de BJT-kenmerken en onafhankelijk van andere circuitelementwaarden. De waarde ervan wordt gegeven door

Ai = hfe + 1

Invoerweerstand

De ingangsweerstand wordt gegeven door

Dit resultaat is identiek aan dat voor een gewone emitterversterker met een emitterweerstand. De ingangsweerstand naar een gemeenschappelijke collectorversterker is groot voor typische waarden van de belastingsweerstand Re.

Spanningsversterking

De spanningsversterking is de verhouding tussen uitgangsspanning en ingangsspanning. Als de ingangsspanning weer wordt genomen als de spanning aan de ingang van de transistor, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Elke term vervangen door zijn equivalente uitdrukking

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

De bovenstaande vergelijking is iets minder dan eenheid. De benaderingsvergelijking van spanningsversterking wordt gegeven door

De algehele spanningsversterking kan worden gedefinieerd als

Avs = Vo / Vs

Deze verhouding kan rechtstreeks worden afgeleid uit de spanningsversterking Av en een spanningsverdeling tussen de bronweerstand Rs en de ingangsweerstand Ri van de versterker.

Na vervanging van geschikte vergelijkingen wordt de algehele spanningsversterking gegeven door

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

Uitgangsweerstand

De uitgangsweerstand wordt gedefinieerd als de Thevenin-weerstand aan de uitgang van de versterker die terugkijkt in de versterker. Het circuit wordt hieronder getoond, het AC-equivalentcircuit om de uitgangsweerstand te berekenen.

Uitgangsweerstand gemeenschappelijke collectorversterker AC-equivalent circuit

Als een spanning v wordt toegepast op de uitgangsklemmen, blijkt de basisstroom te zijn

ib = -v / (Rb + hie)

De totale stroom die naar de BJT vloeit, wordt gegeven door

i = -ib-hfe.ib

de uitgangsweerstand wordt berekend als

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

De uitgangsweerstand voor een gemeenschappelijke collectortransistorversterker is typisch klein.

Toepassingen

• Deze versterker wordt gebruikt als een impedantie-aanpassingscircuit.
• Het wordt gebruikt als schakelcircuit.
• De hoge stroomversterking gecombineerd met bijna één spanningsversterking maakt dit circuit tot een geweldige spanningsbuffer
• Het wordt ook gebruikt voor circuitisolatie.

Dit artikel bespreekt de werking van het gemeenschappelijke emitterversterkercircuit en de toepassingen ervan. Door bovenstaande informatie te lezen heeft u een idee gekregen over dit concept.

Verder eventuele vragen over dit artikel of als u deze wilt implementeren Elektrische en elektronische projecten voor ingenieursstudenten , aarzel dan niet om commentaar te geven in het onderstaande gedeelte. Hier is de vraag voor jou, wat is de spanningsversterking van een gemeenschappelijke collectorversterker?