Цоммон-басе појачало

Underground LSD Palace (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Цоммон-басе појачало

Поглавље 4 - Биполарни спојни транзистори


Коначна конфигурација појачавача транзистора (Фигуребелов) која треба да проучавамо су појачала на заједничкој основи . Ова конфигурација је сложенија од осталих двије и мање је честа због чудних оперативних карактеристика.

Обично базно појачало

Зашто се зове појачавач са заједничким базама "// ввв.аллабоутцирцуитс.цом/тектбоок/семицондуцторс/цхпт-9/повер-суппли-цирцуитс/"> извор напајања у страну), извор сигнала и оптерећење дијели базу транзистор као заједничка тачка везе приказана у Фигури.

Обично базно појачало: Улаз између емитер и база, излаз између колектора и базе.

Можда најупечатљивија карактеристика ове конфигурације је то што извор улазног сигнала мора носити пуну струју емитера транзистора, што показују тешке стрелице на првој илустрацији. Као што знамо, струја емитера је већа од било које друге струје у транзистору, што представља збир базних и колекторских струја. У последња два конфигурациона појачала, извор сигнала повезан је са основним проводником транзистора, чиме се управља најманим могућим струјом.


Умањење струје у заједничким базним појачавачима

Пошто улазна струја прелази све друге струје у кругу, укључујући излазну струју, тренутна добитак овог појачала је заправо мањи од 1 (примјетите како је Р оптерећење повезано с колекторјем, а тиме носите нешто мање струје од извора сигнала). Другим ријечима, он умањује струју умјесто да га појачава . Са конфигурацијама појединих емитера и цоммон-цоллецтор појачала, параметар транзистора који је најчешће повезан са добитком је био β. У заједничком базном кругу пратимо други основни параметар транзистора: однос између струје колектора и струје емитера, што је фракција увек мања од 1. Ова фракцијска вриједност за било који транзистор се назива однос алфа или α.

Повећање напона сигнала у појачалима са заједничком базом

Пошто очигледно не може да повећа сигналну струју, чини се разумно очекивати да ће повећати сигнални напон. Симулација СПИЦЕ-а кола у Фигуребелов-у ће доказати ову претпоставку.

Цоммон-басе круг за ДЦ СПИЦЕ анализу.

 цоммон-басе појачало вин 0 1 р1 1 2 100 к1 4 0 2 мод1 в1 3 0 дц 15 рлоад 3 4 5к. модел мод1 нпн .дц вин 0, 6 1, 2 .02 .плот дц в (3, 4) .енд 

Функција ДЦ преноса са заједничким базним појачавачем.

Напомена у Фигуреабовеу да излазни напон иде од практично ништа (прекидач) до 15, 75 волти (засићење), при чему улазни напон прелази у распон од 0, 6 волта до 1, 2 волта. Уствари, излазна напонска плоча не показује пораст до око 0, 7 волта на улазу, а сече (пљуска) на улазу од 1, 12 волта. Ово представља прилично веће напонске напоне са распоном излазног напона од 15, 75 волти и распоном улазног напона од само 0, 42 волта: однос повећања од 37, 5 или 31, 48 дБ. Напомене такође како напонски напон (мерен преко оптерећења Р) заправо прелази напајање (15 волти) при засићењу, због ефекта серијског напајања изворног напона.

Други сет СПИЦЕ анализа (круг у Фигури) са извора напајања АЦ (и напона напона ДЦ) говори исту причу: добитак високог напона

Цоммон-басе круг за СПИЦЕ АЦ анализу.

Као што видите, улазни и излазни таласни облици у Фигури су у фази једни с другима. То нам говори да је појачало са заједничким базама необрачљиво.

 цоммон-басе појачало вин 5 2 син (0 0, 12 2000 0 0) вбиас 0 1 дц 0, 95 р1 2 1 100 к1 4 0 5 мод1 в1 3 0 дц 15 рлоад 3 4 5к. модел мод1 нпн .тран 0.02м 0.78м .плот тран в (5, 2) в (4) .енд 

Анализа АЦ СПИЦЕ у Таблебелову са једном фреквенцијом од 2 кХз обезбеђује улазне и излазне напоне за израчунавање добитка.

Анализа Цоммон-Басе АЦ на 2 кХз-нетлисту праћена излазом.
 цоммон-басе појачало вин 5 2 ац 0, 1 син вбиас 0 1 дц 0, 95 р1 2 1 100 к1 4 0 5 мод1 в1 3 0 дц 15 рлоад 3 4 5к. модел мод1 нпн .ац дец 1 2000 2000 .принт ац вм (5, 2) вм (4, 3). Енд фреквенција маг (в (5, 2)) маг (в (4, 3)) --------------------- ----------------------- 0.000000е + 00 1.000000е-01 4.273864е + 00 

Подаци о напону из друге анализе (Таблеабове) показују повећање напона 42.74 (4.274 В / 0.1 В) или 32.617 дБ:

Ево још једног приказа круга у Фигури, сажетак фазних односа и ДЦ оффсета различитих сигнала у кругу који је управо симулиран.

Фазни односи и замена за НПН заједничко базно појачало.

. . . и за ПНП транзистор: Фиг.

Односи у фазама и одступања за заједничко базно појачало ПНП.

Предвиђање напона напетости

Предвиђање напона напона за конфигурацију појединих базних појачавача је прилично тешко и укључује апроксимације транзисторског понашања које је тешко директно измерити. За разлику од других конфигурација појачала, где је повећање напона било подешено односом два отпорника (цоммон-емиттер) или фиксираног са непроменљивом вредношћу (заједнички колектор), добитак напона заједничког базног појачала зависи углавном од количине ДЦ пристрасности на улазном сигналу. Као што се испоставило, отпор унутрашњег транзистора између емитера и базе игра главну улогу у одређивању повећања напона, а овај отпор се мења са различитим нивоима струје кроз емитер.

Иако је овај феномен тешко објаснити, прилично је лако демонстрирати помоћу рачунарске симулације. Оно што ћу урадити јесте да покренем неколико СПИЦЕ симулација на заједничком базном појачавачком кругу (слика прије), мијењајући напон напона ДЦ (вбиас ин Фигуребелов) док држите амплитуду АЦ сигнала и све остале параметре кола константне. Како се добит напона мења од једне симулације до друге, примеће се различита амплитуда излазног напона.

Иако ће се све анализе извршити у режиму "трансфер функције", свака је прва "доказана" у режиму транзијентне анализе (напон који се црта током времена) како би се осигурало да се цео талас репродукује верно и да се не "спушта" због неправилног биасинг. Видите "* .тран 0.02м 0.78м" у Фиг. Беле, "коментарисани" пролазне аналитичке изјаве. Добитне калкулације се не могу заснивати на облицима који су изобличени. СПИЦЕ може израчунати малог сигнала ДЦ гаин за нас са ".тф в (4) вин" изјави. Излаз је в (4) и улаз као вин .

 цоммон-басе амп вбиас = 0, 85В вин 5 2 син (0 0, 12 2000 0 0) вбиас 0 1 дц 0, 85 р1 2 1 100 к1 4 0 5 мод1 в1 3 0 дц 15 рлоад 3 4 5к .модел мод1 нпн * .тран 0.02 м 0, 78м .тф в (4) вин .енд 

 обична базна амп струја добит Иин 55 5 0А вин 55 2 син (0 0.12 2000 0 0) вбиас 0 1 дц 0.8753 р1 2 1 100 к1 4 0 5 мод1 в1 3 0 дц 15 рлоад 3 4 5к. модел мод1 нпн *. тран 0.02м 0.78м .тф И (в1) Иин .енд Подаци о преносној функцији: функција преноса = 9.900990е-01 и импеданса = 9.900923е + 11 в1 излазна импеданса = 1.000000е + 20 

Спице нет листа: Цоммон-басе, трансфер функција (напон добит) за различите ДЦ напоне предности. СПИЦЕ нет листа: тренутна добитак ампера са заједничким базама; Напомена .тф в (4) вин изјава. Функција преноса за ДЦ струјну добит И (вин) / Иин; Напомена .тф И (вин) Иин изјава.

На командној линији, зачина -б филенаме.цир даје штампани излаз због изјаве .тф : трансфер_фунцтион, оутпут_импеданце и инпут_импеданце. Скраћени списак излаза је из радова са вбиасом на 0, 85, 0, 90, 0, 95, 1, 00 В као што је забележено у табели.

Излаз СПИЦЕ: Функција преноса са заједничком базом.
 Цирцуит: цоммон-басе амп вбиас = 0.85В трансфер_фунцтион = 3.756565е + 01 оутпут_импеданце_ат_в (4) = 5.000000е + 03 вин # инпут_импеданце = 1.317825е + 02 Цирцуит: цоммон-басе амп вбиас = 0.8753В Иц = 1 мА : трансфер_фунцтион = 3.942567е + 01 оутпут_импеданце_ат_в (4) = 5.000000е + 03 вин # инпут_импеданце = 1.255653е + 02 Цирцуит: цоммон-басе амп вбиас = 0.9В трансфер_фунцтион = 4.079542е + 01 оутпут_импеданце_ат_в (4) = 5.000000е + 03 вин #инпут_импеданце = 1.213493е + 02 Цирцуит: цоммон-басе амп вбиас = 0.95В трансфер_фунцтион = 4.273864е + 01 оутпут_импеданце_ат_в (4) = 5.000000е + 03 вин # инпут_импеданце = 1.158318е + 02 Цирцуит: цоммон-басе амп вбиас = 1.00В трансфер_фунцтион = 4.401137е + 01 оутпут_импеданце_ат_в (4) = 5.000000е + 03 вин # инпут_импеданце = 1.124822е + 02 

Тренд би требао бити очигледан у Таблеабове. Уз повећање напона напона ДЦ, повећава се напон (трансфер_фунцтион). Видимо да се повећање напона повећава, јер свака следећа симулација (вбиас = 0.85, 0.8753, 0.90, 0.95, 1.00 В) даје веће добитак (трансфер_фунцтион = 37.6, 39.4 40.8, 42.7, 44.0), респективно. Промене су у великој мјери резултат минускуларних варијација напона пристрасности.

Задње три линије Таблеабове (десно) показују јачину И (в1) / Иин од 0.99. (Последње две линије изгледају неважеће.) Ово има смисла за β = 100; α = β / (β + 1), α = 0, 99 = 100 / (100-1). Комбинација ниске струје (увек мања од 1) и донекле непредвидивог напона напона зависе од дизајна заједничке основе, која је испоручује на неколико практичних примена.

Неколико примена укључује појачаваче радио фреквенција. Уземљена основа помаже у заштити улаза код емитера са излаза колектора, спречавајући нестабилност у РФ појачавачима. Заједничка основна конфигурација може се користити на вишим фреквенцијама од заједничког емитера или уобичајеног колектора. Погледајте "Ц-базу 750 мВ РФ појачавача снаге заједничког базена Ц" Цх 9. За детаљније скенирање, погледајте "Цоммон-басе смалл-сигнал хигх гаин амплифиер" Цх 9.

  • ПРЕГЛЕД:
  • • Појачавачи са заједничким базним транзисторима су такозвани зато што улазна и излазна напонска тачка деле заједнички једноделни база транзистора, не узимајући у обзир било који извор напајања.
  • • Тренутна добитак заједничког базног појачала је увек мања од 1. Повећање напона је функција улазних и излазних отпорности, као и унутрашњег отпора емитерско-базног споја, који је подложан промјенама са варијацијама у пристрасности ДЦ Волтажа. Довољно је рећи да је повећање напона заједничког базног појачавача врло могуће.
  • • Однос транзисторске колекторске струје до струје емитера се назива α. Вредност α за било који транзистор је увек мања од јединства, или другим ријечима мање од 1.