Bendras kolektorius

Bendras kolektorius (arba emiterinis kartotuvas) – tranzistorinio signalo stiprintuvo tipas. Pavadinimas kilęs iš to, jog šioje schemoje tranzistoriaus kolektoriaus išvadas dažnai įžeminamas ar sujungiamas su metalinėmis masėmis.

Apkrovos rezistorius R_E šioje schemoje įjungiamas emiterio grandinėje. Tranzistoriui atsidarant, šiam rezistoriui tenka vis didesnė įtampa. Ši įtampa sumažina potencialų skirtumą tarp tranzistoriaus bazės ir emiterio (esant tam pačiam įėjimo signalo žemės atžvilgiu lygiui), taip sukurdama gilų neigiamą grįžtamąjį ryšį. Dėl šio ryšio stiprintuvo išėjimo įtampa beveik lygi jo įėjimo įtampai (įtampos ši schema nesustiprina). Tačiau ji gali daug kartų sustiprinti srovę, taigi ir galingumą.

Schemos įėjimo varža labai didelė, nes R_E tenkanti įtampa beveik lygi įėjimo įtampai, taigi įėjimo srovę sukeliantis šių įtampų skirtumas labai mažas. Išėjimo varža yra maža.

Turėdama didelę įėjimo ir mažą išėjimo varžą, ši schema naudojama kuomet negalima daug apkrauti signalų šaltinio arba kai reikalinga maža išėjimo varža. Tokį stiprintuvą įjungus tarp dviejų bendro emiterio kaskadų, antroji bendro emiterio kaskada nebeapkrauna pirmosios, todėl galima gauti didesnį stiprinimo koeficientą nei naudojant tris bendro emiterio kaskadas.

Rezistoriais R1 ir R2 nustatomas tranzistoriaus darbo režimas (ramybės srovė), panašiai kaip bendro emiterio schemoje. Charakteristikos tiesiškumui padidinti vietoje R_E kartais jungiamas aktyvus srovės šaltinis.

Charakteristikos

(Lygiagrečios linijos nusako bendrą varžą)

Įtampos :

${\displaystyle {(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} }) \over r_{\pi }+(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} })}}$

Šio reiškinio reikšmė artima vienetui.

:

${\displaystyle R_{1}\|R_{2}\|(r_{\pi }+(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} }))\,}$

Srovės :

${\displaystyle A_{\mathrm {vm} }{r_{\mathrm {in} } \over R_{\mathrm {load} }}}$

:

${\displaystyle R_{\mathrm {E} }\|{r_{\pi }+R_{1}\|R_{2}\|R_{\mathrm {source} } \over 1+\beta _{0}}}$

čia:

• ${\displaystyle g_{m}=I_{\mathrm {C} }/V_{\mathrm {T} }}$, kur:
  • ${\displaystyle I_{\mathrm {C} }}$ yra tranzistoriaus kolektoriaus srovė ramybės būvyje (nesant stiprinamo signalo).
  • ${\displaystyle V_{\mathrm {T} }=kT/q}$ yra „terminis potencialas“, kambario temperatūroje lygus maždaug 25 mV (žr. Google kalkuliatorių).
• ${\displaystyle \beta _{0}=I_{\mathrm {C} }/I_{\mathrm {B} }}$ yra tranzistoriaus srovės stiprinimo koeficientas bendro emiterio schemoje (dar neretai žymimas h_FE). Jis specifinis kiekvienam tranzistoriui (reikšmė svyruoje nuo 10-15 iki kelių šimtų). Kiekvienam tranzistoriaus tipui garantuojama gamintojo dokumentacijoje nurodyta minimali reikšmė (norint galima ir išmatuoti).
• ${\displaystyle r_{\pi }=\beta _{0}/g_{m}=V_{\mathrm {T} }/I_{\mathrm {B} }}$
• ${\displaystyle R_{\mathrm {load} }}$ yra apkrovos varža, kuri laikoma lygiagrečia R_C.

Šaltiniai

1. y Theodore P. Pavlic (2009). Transistor Basics. ECE 327: Electronic Devices and Circuits Laboratory I. ECE 327: Transistor Basics Archyvuota kopija 2020-08-02 iš Wayback Machine projekto.
2. Basic BJT Amplifier Configurations (Suarchyvuota iš the original rugpjūčio 9, 2007)

Tranzistoriniai stiprintuvai
Bendras emiteris  | Bendras kolektorius | Bendra bazė | Sudėtinis tranzistorius |  | Invertorius