Koliki je napon pojačanja uobičajenog pojačala?

Kao iskusni dobavljač tranzistora, naišao sam na brojne upita o tehničkim aspektima tranzistora, posebno u vezi s povećanjem napona uobičajenog pojačala. U ovom ću blogu ući u koncept pojačanja napona u uobičajenom pojačalu emitera, njegovog značaja, kako se izračunava i faktora koji utječu na njega.

Razumijevanje uobičajenog - emiter pojačala

Prije nego što zaronimo u napon, ukratko shvatimo što je uobičajeno pojačalo. Uobičajeno pojačalo emitera jedna je od najčešće korištenih konfiguracija tranzistorskog pojačala. U ovom se postavku, terminal emitera tranzistora uobičajeno je i za ulazne i izlazne krugove. Ulazni signal primjenjuje se između baze i emitera, dok se izlaz uzima iz kolektora i odašiljača.

Uobičajeno pojačalo Emitter nudi nekoliko prednosti. Omogućuje dobitak struje i napona, što ga čini prikladnim za razne aplikacije kao što su audio pojačala, pojačala radiofrekvencije i krugovi obrade signala. Fazni odnos između ulaznih i izlaznih signala je 180 stupnjeva, što znači da kada se ulazni signal povećava, izlazni signal se smanjuje i obrnuto.

Što je napon?

Pojačanje napona temeljni je parametar u krugovima pojačala. Definira se kao omjer izlaznog napona i ulaznog napona. Matematički se može izraziti kao:
[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}}]
gdje je (a_v) napon, (v_ {out}) je izlazni napon, a (v_ {in}) je ulazni napon.

U kontekstu uobičajenog pojačala emitera, pojačanje napona ukazuje na to koliko se signal ulaznog napona pojačava na izlazu. Na primjer, ako je naponski dobitak uobičajenog pojačala emitera 100, to znači da je izlazni napon 100 puta veći od ulaza. Dobitak visokog napona često je poželjan u aplikacijama u kojima je potreban slabi ulazni signal na upotrebljivo razinu.

Izračunavanje pojačanja napona uobičajenog pojačala emitera

Napon napona uobičajenog pojačala emitera može se izračunati različitim metodama, ovisno o razini detalja i potrebnim točnošću.

Pojednostavljeni model

U pojednostavljenom modelu, pretpostavljajući linearni rad tranzistora i zanemarujući neke ne -idealnosti, naponski dobitak uobičajenog pojačala emitera s nepokolebljivim otpornikom emitera ((r_e)) može se aproksimirati kao:
[A_v = -\ frac {r_c} {r_e+r_e}]
gdje je (r_c) kolekcijski otpornik, (r_e) je malog otpora emitera signala, a (r_e) je otpornik emitera. Negativni znak označava fazni pomak od 180 stupnjeva između ulaznih i izlaznih signala.

Otpor malog signala (R_E) može se izračunati pomoću formule:
[r_e = \ frac {v_t} {i_e}]
gdje je (v_t) toplinski napon (otprilike 26 mV na sobnoj temperaturi) i (i_e) je mirna struja emitera.

Ako je otpornik emitera (R_E) zaobišao kondenzator (koji ga krasi na frekvenciji signala), naponski dobitak pojednostavljuje:
[A_v = -\ frac {r_c} {r_e}]

Hibridni - p model

Za precizniji izračun može se koristiti hibridni - π model tranzistora. Model hibrida - π uzima u obzir unutarnje kapacitete i otpornosti tranzistora. Koristeći ovaj model, formula pojačanja napona postaje složenija i uključuje parametre poput transkonduktancije ((g_m)) tranzistora, ulazne impedance i impedance opterećenja.

Transconductance (g_m) daje:
[g_m = \ frac {i_c} {v_t}]
gdje je (i_c) struja kolektora.

Dobitak napona pomoću hibridnog - π modela može se izraziti kao:
[A_v = -g_m (r_c || r_l)]
gdje je (r_l) otpor opterećenja spojen na izlaz pojačala.

Čimbenici koji utječu na dobitak napona

Nekoliko čimbenika može utjecati na pojačanje napona uobičajenog pojačala:

Parametri tranzistora

• β (trenutna pojačanja): Trenutni dobitak tranzistora ((\ beta)) utječe na ulaznu impedansu i ukupne performanse pojačala. Viši (\ beta) općenito dovodi do veće ulazne impedance, što zauzvrat može utjecati na dobitak napona.
• Rani napon ((v_a)): Rani napon je parametar koji objašnjava varijaciju struje sakupljača s naponom kolektora - emitera. Veći rani napon rezultira konstantnijom strujom kolektora i može poboljšati linearnu i napon pojačanja pojačala.

Komponente kruga

• Kolekcijski otpornik ((R_C)): Povećanje vrijednosti kolekcijskog otpornika (R_C) općenito povećava dobitak napona, kao što se može vidjeti iz formula pojačanja. Međutim, vrlo velik (R_C) može dovesti do zasićenja tranzistora.
• Emiter otpornik ((r_e)): Kao što je spomenuto ranije, prisutnost nepokolebljivog otpornika emitera (R_E) smanjuje dobitak napona. Zaobilaženje otpornika emitera s kondenzatorom može značajno povećati dobitak.
• Otpor opterećenja ((r_l)): Otpor opterećenja spojen na izlaz pojačala utječe na dobitak napona. Veći otpor opterećenja općenito rezultira većim povećanjem napona.

Temperatura

Temperatura može imati značajan utjecaj na naponski dobitak uobičajenog pojačala. Termički napon (V_T) povećava se s temperaturom, što utječe na malog otpora emitera signala (R_E). Također, trenutni dobitak (\ beta) tranzistora može varirati ovisno o temperaturi, što dovodi do promjena napona.

Važnost u aplikacijama

Dobitak napona uobičajenog pojačala emitera ključno je u različitim primjenama:

Audio pojačanje

U audio pojačalima potreban je visoki napon za pojačavanje slabih audio signala iz izvora poput mikrofona ili glazbenih playera do razine koja može pokrenuti zvučnike. Mogućnost uobičajenog pojačala emitera da osigura i napon i dobitak struje čini ga prikladnim za tu svrhu.

Pojačavanje radiofrekvencije (RF)

U RF krugovima uobičajeni - pojačala emitera koriste se za pojačavanje radiofrekvencijskih signala. Dobitak napona pomaže u jačanju slabih RF signala koje su antene dobile na razinu koja se može obraditi u sljedećim fazama radio prijemnika.

Obrada signala

U aplikacijama za obradu signala, pojačanje napona uobičajenog pojačala može se upotrijebiti za poboljšanje amplitude signala malih amplituda za daljnju obradu, poput filtriranja, modulacije ili demodulacije.

Naša ponuda kao dobavljač tranzistora

U našoj tvrtki razumijemo važnost tranzistora visoke kvalitete za postizanje željenog napona u zajedničkim - pojačavačima emitera. Nudimo širok spektar tranzistora s različitim specifikacijama i karakteristikama kako bismo zadovoljili različite potrebe naših kupaca.

Naši tranzistori su pažljivo odabrani i testirani kako bi se osiguralo njihovo djelovanje i pouzdanost. Bilo da vam trebaju tranzistori za pojačala s niskim napajanjem ili visoko -frekvencijske RF aplikacije, imamo prave proizvode za vas. Možete istražiti našuTranzistorPonude za pronalaženje najboljeg odgovarajućeg projekta.

Ako želite optimizirati naponski dobitak vašeg uobičajenog pojačala, naš tim za tehničku podršku spreman je pomoći. Možemo vam pomoći da odaberete odgovarajuće tranzistore i pružimo smjernice o dizajnu kruga kako biste postigli željene performanse.

Kontaktirajte nas za nabavu

Ako ste zainteresirani za kupnju tranzistora za projekte pojačala, pozivamo vas da nas kontaktirate radi nabave. Naš prodajni tim želi razgovarati o vašim zahtjevima i pružiti vam konkurentne cijene i izvrsnu uslugu. Bez obzira jeste li mali hobist skale ili veliki proizvođač razmjera, posvećeni smo ispunjavanju vaših tranzistorskih potreba.

Reference

• Sedra, AS, & Smith, KC (2015). Mikroelektronski krugovi. Oxford University Press.
• Boylestad, RL, & Nashelsky, L. (2013). Elektronički uređaji i teorija kruga. Pearson.