Common Collector Amplifier Circuit och dess applikationer

Förstärkaren är en elektronisk krets som används för att förstärka en spännings- eller strömsignal. Ingången för transistorn kommer att vara en spänning eller ström och utgången är en förstärkt form av den insignalen. En förstärkarkrets är vanligtvis utformad med en eller flera transistorer kallas en transistorförstärkare. Transistorn (BJT, FET) är en viktig komponent i ett förstärkarsystem. I den här artikeln kommer vi att diskutera den gemensamma kollektorförstärkarkretsen.

Transistorförstärkare använder oftast i våra dagliga applikationer som en ljudförstärkare, radiofrekvens, ljudmottagare, Optisk fiberkommunikation , etc.

Common Collector / Emitter Follower Transistor Amplifier Basics

Som vi diskuterade i vår tidigare artikel finns det tre transistorkonfigurationer som vanligtvis används för signalförstärkning, dvs. gemensam bas (CB), gemensam kollektor (CC) och gemensam sändare (CE).

Bra transistorförstärkare har i huvudsak följande parametrar hög förstärkning, hög ingångsimpedans, hög bandbredd, hög svänghastighet, hög linjäritet, hög effektivitet, hög stabilitet, etc.

I Common Collector-transistorkonfigurationen använder vi kollektorterminalen som vanligt för både ingångs- och utsignaler. Denna konfiguration är också känd som emitterföljarkonfiguration eftersom emitterspänningen följer basspänningen. Emitterföljarkonfigurationen används mest som en spänningsbuffert. Dessa konfigurationer används ofta i applikationer för impedansmatchning på grund av deras höga impedans.

Vanliga samlarförstärkare har följande kretskonfigurationer.

• Ingångssignalen kommer in i transistorn vid basterminalen
• Ingångssignalen går ut från transistorn vid emitterterminalen
• Kollektorn är ansluten till en konstant spänning, dvs jord, ibland med ett mellanliggande motstånd

En enkel förstärkarkrets för gemensam kollektor visas i figuren nedan. Kollektormotståndet Rc är onödigt i många applikationer. För att arbetstransistor som förstärkare bör den vara i det aktiva området för sin konfiguration.

Common Collector Amplifier eller Emitter Follower Circuit

För det ställer vi in ​​vilopunkten måste ställas in med kretsarna utanför transistorn, värdena på motstånden Rc och Rb, och likspänningskällorna, Vcc och Vbb, har valt i enlighet därmed.

När kretsloppsförhållandena har beräknats och det har bestämts att BJT befinner sig i det framåtaktiva driftsområdet beräknas h-parametrarna nedan för att bilda transistorns liten signalmodell.

Vanliga kollektor transistorförstärkaregenskaper

Lastmotståndet i den gemensamma kollektorförstärkaren som placeras i serie med emitterkretsen tar emot både basströmmen och kollektorströmmen.

Eftersom emitteren till en transistor är summan av bas- och kollektorströmmar, eftersom bas- och kollektorströmmar alltid sammanfogas för att bilda emitterströmmen, skulle det vara rimligt att anta att denna förstärkare kommer att ha en mycket stor strömförstärkning.

Common-collector-förstärkaren har ganska stor strömförstärkning, större än någon annan transistorförstärkarkonfiguration. Egenskaperna hos cc-förstärkaren som nämns nedan.

Små signalkretsens prestanda kan nu beräknas. Total kretsprestanda är summan av vilande och små signalprestanda. AC-modellkretsen visas nedan.

AC-modellering av Common Collector-förstärkare

Nuvarande vinst

Strömförstärkningen definieras som förhållandet mellan belastningsströmmen och ingångsströmmen.

Ai = il / ib = -ie / ib

Från h-parameterkretsen kan det bestämmas att emitter- och basströmmarna är relaterade genom den beroende strömkällan med konstant hfe + 1. Strömförstärkningen är endast beroende av BJT-egenskaperna och oberoende av andra kretselementvärden. Dess värde ges av

Ai = hfe + 1

Ingångsmotstånd

Ingångsmotståndet ges av

Detta resultat är identiskt med det för en vanlig emitterförstärkare med emittermotstånd. Ingångsmotståndet till en gemensam samlarförstärkare är stor för typiska värden för belastningsmotståndet Re.

Spänningsförstärkning

Spänningsförstärkningen är förhållandet mellan utspänning och ingångsspänning. Om ingångsspänningen åter anses vara spänningen vid ingången till transistorn, Vb.

Av = Vo / Vb

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

Ersätter varje term med motsvarande uttryck

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

Ovanstående ekvation är något mindre än enhet. Ungefärligningsekvationen för spänningsförstärkning ges av

Den totala spänningsförstärkningen kan definieras som

Avs = Vo / Vs

Detta förhållande kan härledas direkt från spänningsförstärkningen Av och en spänningsdelning mellan källmotståndet Rs och förstärkarens ingångsmotstånd Ri

Efter byte av lämpliga ekvationer ges den totala spänningsförstärkningen av

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

Utgångsmotstånd

Utgångsmotståndet definieras som Thevenin-motståndet vid förstärkarens utgång som ser tillbaka in i förstärkaren. Kretsen visas nedan, AC-ekvivalent krets för att beräkna utgångsmotståndet.

Common Collector Amplifier Output Resistance AC Equivalent Circuit

Om en spänning v appliceras på utgångarna, visar sig basströmmen vara

ib = -v / (Rb + hie)

Den totala strömmen som strömmar in i BJT ges av

i = -ib-hfe.ib

utgångsmotståndet beräknas som

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

Utgångsmotståndet för en vanlig kollektor-transistorförstärkare är vanligtvis liten.

Applikationer

• Denna förstärkare används som en impedansmatchningskrets.
• Den används som en kopplingskrets.
• Den höga strömförstärkningen i kombination med spänningsförstärkning nära enhet gör denna krets till en stor spänningsbuffert
• Den används också för kretsisolering.

Denna artikel diskuterar arbetet med den gemensamma emitterförstärkarkretsen och dess tillämpningar. Genom att läsa informationen ovan har du fått en uppfattning om detta koncept.

Dessutom frågor om den här artikeln eller om du vill implementera El- och elektronikprojekt för ingenjörsstudenter , gärna kommentera i avsnittet nedan. Här är frågan till dig, vad är spänningsförstärkningen hos den gemensamma samlarförstärkaren?