Következõ: Emitterellenállást is tartalmazó erõsítõ | Tartalomjegyzék | Elõzõ: Az erõsítõk legfontosabb jellemzõi

Közös emitterû erõsítõ

Az 1.2.1. ábrán az ún. közös- vagy földelt-emitterû alapkapcsolását, valamint kiegészítõ, magyarázó ábrákat látunk. A "közös emitterû" kapcsolás elnevezés utal arra, hogy a bemenõ és a kimenõ áramkör közös pontjához a tranzisztor emittere csatlakozik közvetlenül. Természetesen létezik a közös bázisú és közös kollektorú kapcsolás is - ezekkel késõbb foglalkozunk. Az 1.2.1. ábrán megtaláljuk az alapáramkört és a tranzisztor karakterisztikák segítségével történõ nyugalmi munkapont-meghatározás lépéseit (a), a végletekig leegyszerûsített helyettesítõ képet (b) és az ebbõl számolható mennyiségeket, a kapcsolás leggyakoribb valóságos megjelenési formáját (c) és az áramkör erõsítõ-jellemzõit. A valóságos áramkörökben gyakran alkalmazott, a bemenõjel útjában elhelyezkedo soros C kondenzátor szerepe az, hogy hasonló felépítésû fokozatok lánckapcsolásánál az egyes fokozatokat egymástól egyenáramú szempontból elválassza. A szaggatott vonalakkal berajzolt kapacitás (C_sz) az ún. szerelési szórt kapacitás. Ez véges kiterjedésû alkatrészek és huzalozás mellett mindig megtalálható -- elvi, fizikai korlátot jelent a nagyfrekvenciás jelek átvitelében. Ezt a kapacitást növeli az aktív alkatrész - jelen esetben a tranzisztor - elektróda-kapacitása. (Késõbb látni fogjuk, hogy az ún. Miller effektus is jelentékenyen hozzájárulhat a párhuzamosan megjelenõ nagyfrekvenciásan korlátozó hatású kondenzátorok létrejöttéhez.) Az erõsítõkapcsolásokban a tranzisztorok ún. aktív állapotban vannak. Ez azt jelenti, hogy a bázis-emitter dióda nyitott, a bázis-kollektor dióda lezárt állapotú. Nagyon sok kapcsolásnál csak egyetlen telep áll rendelkezésre, így ezt a feltételt csak némi ravaszkodással lehet teljesíteni. A tranzisztor munkapontjának megfelelõ beállításához általában járulékos elemekre, többnyire ellenállásokra van szükség. A nyugalmi munkapont meghatározása a következõ lépésekben hajtható végre (lásd 1.2.1.a. ábra):

$\begin{displaymath}U_T = R_B I_{B0} + U_D \qquad \qquad [U_D = 0.6 ~-~ 0.8~V]\end{displaymath}$

$\begin{displaymath}I_{B0} = {U_T - U_D \over R_B} \simeq {U_T \over R_B} \quad \... ...21} I_{B0} \quad \longrightarrow \quad U_{C0} = U_T-R_C I_{C0} \end{displaymath}$

1.2.1. ábra

Az áramkör mûködése a tranzisztor alaptulajdonságainak ismeretében könnyen követhetõ. Az ábrán egyszerûen átlátható áramkörökre felírt Kirchoff egyenletekbõl indulunk ki, majd ezek "ragozásával" jutunk általunk kívánt összefüggésekhez. Itt csak a "leg-lényeget" hangsúlyozzuk: a $\Delta U_B$ bemeneti feszültségváltozás hatására $\Delta I_B$ bázisáramváltozás következik be. Ez h₂₁ -szeres áramváltozásként jelenik meg a kollektorkörben, ez az áramváltozás hozza létre a kimeneti feszültség változását.

$\begin{displaymath}\Delta U_B \longrightarrow \Delta I_B={\Delta U_B\over h_{11}} \qquad \qquad [h_{11} = f(I_B)]\end{displaymath}$

$\begin{displaymath}\Delta U_{C} = - {R_C h_{21} \over h_{11} } \Delta U_B \end{displaymath}$

Növekvõ bázisfeszültséghez csökkenõ kollektorfeszültség tartozik, a kimenõfeszültség változása a bemeneti feszültségváltozással ellentétes irányú, az erõsítés negatív elõjele erre utal. (Ezt szokás úgy is kifejezni, hogy a kapcsolás fázist fordít.) A karakterisztikákon alapuló elemzés mellett lássuk a helyettesítõ kép alapján történõ számításokat is (1.2.1.b. ábra): láthatóan az eredmények lényegében megegyeznek.

$\begin{displaymath}u_b = h_{11} i_b \qquad \qquad u_{ki} = - {R_C h_{21} \over h_{11}} u_b \end{displaymath}$

Az erõsítõkapcsolás jellemzõ mennyiségeinek értékéi:

$\begin{displaymath}A_v = {u_{ki}\over u_{be}} = - {R_C h_{21} \over h_{11}} \qquad \qquad A_i = h_{21} \end{displaymath}$

$\begin{displaymath}r_{be} = {u_b\over i_b}=h_{11}\qquad \qquad r_{ki} = R_C \end{displaymath}$

$\begin{displaymath}f_a = {1\over 2 \pi r_{be} C} \qquad \qquad f_f = {1\over 2 \pi R_C C_{sz}}\end{displaymath}$

Jegyezzük meg: a tranzisztor munkapontját beállító elemek hatását is mindig számításba kell venni (ebben az esetben például az alsó határfrekvencia, valamint a bemeneti ellenállás értékébe R_B is beleszól).

Következõ: Emitterellenállást is tartalmazó erõsítõ | Tartalomjegyzék | Elõzõ: Az erõsítõk legfontosabb jellemzõi

1999-09-23