Заједнички колектор транзистора

БЈТ заједничко колекторско појачало је склоп у којем колектор и база БЈТ деле заједничко улазно напајање, па отуда и назив заједнички колектор.

У нашим претходним чланцима научили смо друге две конфигурације транзистора, наиме заједничка база и заједнички емитер .

У овом чланку разматрамо трећи и коначни дизајн који се назива конфигурација заједничког колектора или је такође познато емитер-следбеник.

Слика ове конфигурације приказана је испод користећи стандардне смернице протока струје и ознаке напона:

Главна карактеристика заједничког колекторског појачала

Главна карактеристика и сврха употребе заједничке конфигурације колектора БЈТ је подударање импедансе .

То је због чињенице да ова конфигурација поседује високу улазну и малу излазну импедансу.

Ова карактеристика је заправо супротна од друге две конфигурације са заједничком базом и са заједничким емитерима.

Како ради заједничко колекторско појачало

Са горње слике можемо видети да је овде оптерећење причвршћено емитерским затичем транзистора, а колектор је повезан са заједничком референцом у односу на базу (улаз).

Значи, колектор је заједнички и улазном и излазном оптерећењу. Другим речима, довод који долази до базе и колектора дели заједнички поларитет. Овде база постаје улаз, а емитер излаз.

Било би занимљиво напоменути да, иако конфигурација подсећа на нашу претходну конфигурацију заједничког емитора, колектор се може видети приложен уз „Заједнички извор“.

Што се тиче карактеристика дизајна, не морамо да уграђујемо скуп заједничких карактеристика колектора за утврђивање параметара кола.

За све практичне примене, излазне карактеристике конфигурације заједничког колектора биће тачне онако како су додељене заједничком емитеру

Тхерфеоре, можемо га једноставно дизајнирати користећи карактеристике коришћене за мрежа са заједничким емитерима .

За сваку конфигурацију заједничког колектора, излазне карактеристике се цртају применом И ИС вс В ЕЦ за расположиве И. Б. опсег вредности.

То подразумева да и заједнички емитер и заједнички колектор имају идентичне вредности улазне струје.

Да бисмо постигли хоризонталну осу заједничког колектора, само треба да променимо поларитет напона колектор-емитер у карактеристикама заједничког емитора.

Коначно, видећете да тешко да постоји било каква разлика у вертикалној скали заједничког емитора И Ц. , ако је ово замењено са И ИС у карактеристикама заједничког колектора, (од ∝ ≅ 1).

Док дизајнирамо улазну страну, можемо применити карактеристике основне емисије како бисмо постигли основне податке.

Ограничења рада

За било који БЈТ, ограничења рада се односе на оперативни регион преко његових карактеристика које указују на његов максимални подношљиви домет и тачку у којој транзистор може радити са минималним изобличењима.

Следећа слика показује како је ово дефинисано за БЈТ карактеристике.

Ова ограничења рада пронаћи ћете и на свим таблицама транзистора.

Неколико од ових ограничења рада је лако разумљиво, на пример, знамо која је максимална струја колектора (названа континуирано струја колектора у листовима података) и максимални напон колектор-емитер (обично скраћено В Директор у таблицама).

За пример БЈТ приказан на горњем графикону налазимо И Ц (мак) је назначено као 50 мА и В Директор као 20 В.

Окомита црта означена као В ЕЦ (село) на карактеристици, показује минимални В. ОВО која се може применити без преласка преко нелинеарног подручја, назначеног називом „регион засићења“.

В ЕЦ (село) специфицирано за БЈТ је обично око 0,3В.

Највиши могући ниво расипања израчунава се помоћу следеће формуле:

На горњој карактеристичној слици претпостављена дисипација снаге колектора БЈТ приказана је као 300мВ.

Сада се поставља питање која је метода помоћу које можемо уцртати криву расипања снаге колектора, дефинисану следећим спецификацијама:

ИС

То подразумева да је производ В. ОВО и ја Ц. мора бити једнако 300мВ, у било ком тренутку на карактеристикама.

Ако претпоставим да јесам Ц. има максималну вредност 50мА, заменом овог у горњој једначини добијамо следеће резултате:

Горњи резултати нам говоре да ако бих Ц. = 50мА, тада је В ОВО биће 6В на кривој расипања снаге, као што је доказано на слици 3.22.

Сад ако изаберемо В. ОВО са највећом вредношћу од 20В, затим И. Ц. ниво ће бити процењен доле:

Ово успоставља другу тачку преко криве снаге.

Сад ако изаберемо ниво И Ц. око средине, рецимо на 25мА, и примените је на резултујући ниво В. ОВО , тада добијамо следеће решење:

Исто је доказано и на слици 3.22.

Објашњена 3 бода могу се ефикасно применити за добијање приближне вредности стварне криве. Нема сумње да можемо користити већи број бодова за процену и постићи још бољу тачност, али приближни постаје сасвим довољан за већину апликација.

Подручје које се може видети испод И. Ц. = И Директор назива се одсечени регион . Овај регион не сме бити достигнут како би се осигурало несметано функционисање БЈТ-а.

Датасхеет Референце

Видећете многе листове са подацима који пружају само И ЦБО вредност. У таквим ситуацијама можемо применити формулу

Ја ЦЕО = βИ ЦБО. Ово ће нам помоћи да приближно схватимо ниво пресека у одсуству карактеристичних кривих.

У случајевима када нисте у могућности да приступите карактеристичним кривим из датог листа са подацима, можда ће вам бити неопходно да потврдите да су вредности И Ц, В. ОВО , и њихов производ В. ОВО к И Ц. остати унутар опсега како је наведено у наставку Једначина 3.17.

Резиме

Уобичајени колектор је добро позната конфигурација транзистора (БЈТ) међу остала три основна и користи се кад год се захтева да транзистор буде у баферском режиму или као бафер напона.

Како повезати појачало заједничког колектора

У овој конфигурацији база транзистора је ожичена за пријем улазног напајања окидача, кабл емитора повезан је као излаз, а колектор је спојен са позитивним напајањем, тако да колектор постаје заједнички терминал преко основног напајања окидача Вбб и стварна позитивна понуда Вдд.

Ова уобичајена веза даје му име као заједнички колектор.

Конфигурација заједничког колектора БЈТ такође се назива коло следиоца емитора из једноставног разлога што напон емитора прати основни напон у односу на тло, што значи да кабл емитора покреће напон само када је основни напон у стању да пређе 0,6В марка.

Према томе, ако је на пример основни напон 6В, тада ће напон емитора бити 5,4В, јер емитер мора да обезбеди пад од 0,6В или полугу основног напона како би транзистор могао да проводи, па отуда и назив следбеник емитера.

Једноставно речено, напон емитора ће увек бити мањи за фактор око 0,6 В од основног напона, јер ако се не одржи овај пристрански пад, транзистор никада неће проводити. Што заузврат значи да се на терминалу емитора не може појавити напон, стога напон емитора стално прати основни напон прилагођавајући се за разлику од око -0,6В.

Како ради сљедбеник емитера

Претпоставимо да примењујемо 0,6 В на бази БЈТ у заједничком колекторском колу. Ово ће произвести нулти напон на емитеру, јер транзистор једноставно није у потпуности у проводном стању.

Претпоставимо сада да се овај напон полако повећава на 1В, то може дозволити да емитерски вод произведе напон који може бити око 0,4В, слично као што је овај основни напон повећан на 1,6В, емитер ће пратити до око 1В ... .ово показује како емитер наставља да прати базу са разликом од око 0,6 В, што је типични или оптимални ниво пристрасности било ког БЈТ-а.

Уобичајени колекторски транзисторски круг показиват ће појачање напона у јединици, што значи да појачање напона за ову конфигурацију није превише импресивно, већ само у равни са улазом.

Математички се горе наведено може изразити као:

ПНП верзија склопа следиоца емитера, сви поларитети су обрнути.

Чак и најмање одступање напона на бази заједничког колекторског транзистора дуплира се преко емитерског кабла, што у одређеној мери зависи од појачања (Хфе) транзистора и отпора приложеног терета).

Главна предност овог кола је његова висока карактеристика улазне импедансе, која омогућава колу да ефикасно ради без обзира на улазну струју или отпор оптерећења, што значи да се чак и великим оптерећењима може ефикасно управљати са улазима који имају минималну струју.

Због тога се заједнички колектор користи као бафер, што значи фаза која ефикасно интегрише операције великог оптерећења из релативно слабог извора струје (пример ТТЛ или Ардуино извор)

Висока улазна импеданса изражава се формулом:

и малу излазну импедансу, тако да може да покреће оптерећења са малим отпором:

Практично гледајући, емитерски отпор може бити знатно већи и стога се може занемарити у горњој формули, која нам коначно даје однос:

Цуррент Гаин

Појачање струје за уобичајену конфигурацију колекторског транзистора је високо, јер је колектор који је директно повезан са позитивном линијом у стању да проведе пуну потребну количину струје на прикључено оптерећење преко кабла емитора.

Стога, ако се питате колику би струју сљедбеник емитера могао да пружи оптерећењу, будите уверени да то неће представљати проблем јер ће се оптерећење увек покретати са оптималном струјом из ове конфигурације.

Примери кругова примене за заједнички колектор БЈТ

Неки од класичних примера кола за примену емитера или заједничког колекторског транзистора могу се видети у следећим примерима.

Круг напајања променљивим напоном од 100 ампера

Струјни круг пуњача за једносмерну струју помоћу једног транзистора

Једностран транзисторски круг пуњача за јаку струју