Koliki je napon pojačanja uobičajenog pojačala?

U području elektroničkih krugova uobičajeno je pojačalo, također poznato kao sljedbenik emitera, temeljni građevni blok s jedinstvenim karakteristikama. Kao pouzdan dobavljač tranzistora, često me pitaju o povećanju napona uobičajenog pojačala. U ovom ćemo blogu duboko uroniti u ovu temu, istražujući što je napon, kako se izračunava za uobičajeno pojačalo kolektora i njegov značaj u praktičnim primjenama.

Razumijevanje povećanja napona

Prije nego što posebno raspravljamo o povećanju napona uobičajenog pojačala, prvo shvatimo što povećavanje napona znači općenito. Dobitak napona je mjera koliko pojačala može povećati amplitudu signala ulaznog napona. Definiran je kao omjer izlaznog napona ($ v_ {out} $) ulaznom naponu ($ v_ {in} $), a obično se označava simbolom $ a_v $. Matematički se može izraziti kao:

[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}}]

Prikaz napona veći od 1 ukazuje na to da pojačalo povećava amplitudu napona ulaznog signala, dok dobitak manji od 1 znači da je izlazni napon manji od ulaznog napona. Dobitak od 1 podrazumijeva da je izlazni napon jednak ulazu.

Uobičajena konfiguracija pojačala kolektora

Uobičajeno pojačalo sakupljača je vrsta kruga pojačala bipolarnog spajanja (BJT) pojačala. U ovoj konfiguraciji, kolekcionarski terminal tranzistora spojen je na zajedničku referentnu točku, obično tlo ili fiksni napon napajanja. Ulazni signal se primjenjuje na osnovni terminal, a izlaz se uzima s terminala Emitter.

Glavna prednost uobičajenog pojačala kolektora je njegova visoka ulazna impedancija i niska izlazna impedancija. To je korisno za podudaranje impedancije između različitih faza elektroničkog kruga, kao i za puferske aplikacije gdje izvor visoke impedancije treba pogoditi opterećenje s niskim impedansom.

Izračunavanje pojačanja napona uobičajenog pojačala kolektora

Za izračunavanje napona pojačanja uobičajenog pojačala, moramo analizirati krug koristeći osnovne načela tranzistora. Razmotrimo jednostavan uobičajeni krug za pojačalo sakupljača s BJT -om. Za ovu analizu može se koristiti mali ekvivalentni krug signala uobičajenog pojačala.

Ulazni napon $ v_ {in} $ povezan je s bazom - napon emitera $ v_ {be} $ i izlazni napon $ v_ {out} $ (koji je napon emitera) u sljedećim odnosima. Osnovna struja $ i_b $ i Emitter Current $ i_e $ povezana su s $ i_e = (1 + \ beta) i_b $, gdje je $ \ beta $ trenutni dobitak tranzistora.

Izlazni napon $ v_ {out} = i_er_e $, gdje je $ r_e $ otpornik emitera. Ulazni napon $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {out} $.

Za malu analizu signala pretpostavljamo da je baza - napon emitera $ v_ {be} $ približno konstantna (oko 0,7 V za silikonski BJT u aktivnoj regiji). Dobitak napona malog signala $ a_v $ može se izvesti na sljedeći način:

Znamo da je $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {out} $, a budući da je $ v_ {be} $ relativno mali u usporedbi s $ v_ {out} $ u malom - signalnom režimu, možemo približiti dobitak napona kao:

[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}} \ cca \ frac {v_ {out}} {v_ {out}+v_ {be}} \ cca 1]

U detaljnijoj analizi, s obzirom na mali ekvivalentni krug signala s ulaznim otporom tranzistora $ r {\ pi} = \ frac {\ beta v_t} {i_c} $, gdje je $ v_t = kt/q \ približno 26 \ mV -a i $ i $ i_c.

Dobitak napona malog signala $ a_v $ daje:

[A_v = \ frac {(1 + \ beta) r_e} {r _ {\ pi} + (1 + \ beta) r_e}]

Budući da je $ \ beta $ obično velik (npr. 100 - 300 za uobičajeni BJT), a $ (1+ \ beta) r_e \ gg r _ {\ pi} $, naponski dobitak od $ a_v $ vrlo je blizu 1. u stvari, za većinu praktičnijih potresa, može se reći da je približno jamstvo.

Značaj dobitka napona u praktičnim primjenama

Činjenica da je napon pojačanja uobičajenog pojačala sakupljača otprilike 1 može se činiti impresivno na prvi pogled. Međutim, njegova vrijednost leži u drugim aspektima.

Podudaranje impedancije

Kao što je ranije spomenuto, uobičajeno pojačalo sakupljača ima visoku ulaznu impedansu i nisku izlaznu impedansu. To ga čini idealnim za podudaranje impedancije. Na primjer, u radijskom prijemniku antena ima visoku impedanciju, a sljedeće faze prijemnika mogu imati nisku impedanciju. Korištenjem uobičajenog pojačala kolektora kao međuspremnika između antene i faze prijemnika, signal možemo učinkovito prenijeti bez značajnog gubitka zbog neusklađenosti impedancije.

Puferiranje

U sustavu višestrukih pojačala pojačalo, uobičajeno pojačalo kolektora može se koristiti kao faza međuspremnika. Stupna faza izolira jednu fazu iz druge, sprječavajući učinak učitavanja sljedeće faze na prethodnu. Budući da je pojačanje napona blizu 1, amplituda signala ostaje gotovo jednaka, ali karakteristike impedancije se podešavaju kako bi se osiguralo pravilno prijenos signala.

Naši tranzistori za uobičajene aplikacije za pojačalo kolekcionara

Kao dobavljač tranzistora, nudimo širok raspon tranzistora pogodnih za uobičajene krugove pojačala. Naši tranzistori su pažljivo odabrani i testirani kako bi se osigurala visoka performanse i pouzdanost. Bilo da vam je potreban visoki - $ \ beta $ tranzistor za aplikaciju visoke pojave ili tranzistor s niskim bukom za osjetljivi krug, imamo pravi proizvod za vas.

Možete istražiti našuTranzistorLinija proizvoda za pronalaženje najprikladnijih tranzistora za vaš uobičajeni dizajn pojačala. Naši tranzistori dostupni su u raznim paketima i specifikacijama kako bi ispunili različite zahtjeve za dizajnom.

Zaključak

Zaključno, naponski dobitak uobičajenog pojačala sakupljača je približno 1, što bi moglo izgledati kao mala vrijednost u smislu pojačanja napona. Međutim, njegova stvarna vrijednost leži u njegovoj visokoj ulaznoj impedanciji i niskoj izlaznoj impedanciji, što ga čini izuzetno korisnim za primjenu impedancije i puferske aplikacije.

Ako radite na projektu koji zahtijeva uobičajena pojačala za kolekciju i trebaju vam visokokvalitetni tranzistori, mi smo tu da pomognemo. Kontaktirajte nas za više informacija o našim proizvodima i započeli pregovore o nabavi. Radujemo se što ćemo vam pružiti najbolje tranzistorske rješenja za vaše elektroničke dizajne.

Reference

1. Sedra, Adel S. i Kenneth C. Smith. "Mikroelektronski krugovi." Oxford University Press, 2015.
2. Boylestad, Robert L. i Louis Nashelsky. "Elektronski uređaji i teorija kruga." Pearson, 2018.