Umumiy kollektorli ulanish

---

Elektronikada umumiy kollektor kuchaytirgichi (shuningdek, emitter izdoshi sifatida ham tanilgan) uchta asosiy bir bosqichli bipolyar ulanish tranzistori (BJT) kuchaytirgich topologiyalaridan biri boʻlib, odatda kuchlanish buferi sifatida ishlatiladi.

Ushbu sxemada tranzistorning asosiy terminali kirish boʻlib xizmat qiladi, emitter — chiqish va kollektor ikkalasi uchun umumiydir (masalan, u yerga havola yoki elektr taʼminoti rayiga bogʻlangan boʻlishi mumkin), shuning uchun uning nomi. Shunga oʻxshash maydon effektli tranzistor sxemasi umumiy drenaj kuchaytirgichi va shunga oʻxshash quvur sxemasi katod izdoshidir.

Asosiy sxema

---

Sxemani tranzistorni salbiy teskari aloqa nazorati ostida koʻrish orqali tushuntirish mumkin. Shu nuqtai nazardan, umumiy kollektor bosqichi (1-rasm) toʻliq seriyali salbiy teskari aloqaga ega kuchaytirgichdir. Ushbu konfiguratsiyada (b = 1 bilan 2-rasm), barcha chiqish voltaji V qarama-qarshi va kirish voltaji V ketma-ket joylashtiriladi. Shunday qilib, ikkita kuchlanish Kirchhoffning kuchlanish qonuniga (KVL) muvofiq chiqariladi (funksiya blok diagrammasidagi ayiruvchi faqat kirish tsikli tomonidan amalga oshiriladi) va ularning farqi V = V − V baza-emitter birikmasiga qoʻllaniladi. . Tranzistor doimiy ravishda V kuzatib boradi va kollektor oqimini emitter qarshiligi R orqali oʻtkazib, oʻzining emitter kuchlanishini minus asosan doimiy V teng V ga moslashtiradi. Natijada, chiqish kuchlanishi V dan V gacha boʻlgan kirish voltaji oʻzgarishlarini kuzatib boradi ; shuning uchun „emitter izdoshi“ nomi.

Intuitiv ravishda, bu xatti-harakatni V nisbiy oʻzgarishlarga juda sezgir emasligini anglash orqali ham tushunish mumkin, shuning uchun bazaviy kuchlanishdagi har qanday oʻzgarish (yaxshi yaqinlashish uchun) toʻgʻridan-toʻgʻri emitterga uzatiladi. Bu biroz turli xil buzilishlarga bogʻliq (tranzistor bardoshliklari, harorat oʻzgarishi, yuk qarshiligi, agar u qoʻshilsa, kollektor rezistori va boshqalar), chunki tranzistor bu buzilishlarga reaksiyaga kirishadi va muvozanatni tiklaydi. Kirish kuchlanishi musbat relsga etib borsa ham, u hech qachon toʻyinmaydi.

Umumiy kollektor sxemasi kuchlanishning deyarli birlik ortishiga ega ekanligini matematik tarzda koʻrsatish mumkin:





A

v


=



v

out



v

in




≈
1.


{\displaystyle A_{v}={\frac {v_{\text{out}}}{v_{\text{in}}}}\approx 1.}


Kirish terminalidagi kichik kuchlanish oʻzgarishi chiqishda takrorlanadi (tranzistorning kuchayishi va yuk qarshiligining qiymatiga bir oz bogʻliq; quyidagi daromad formulasiga qarang). Ushbu sxema foydalidir, chunki u katta kirish empedansiga ega





r

in


≈

β

0



R

E


,


{\displaystyle r_{\text{in}}\approx \beta _{0}R_{\text{E}},}


shuning uchun u oldingi sxemani va kichik chiqish empedansini yuklamaydi





r

out


≈




R

E


∥

R

source




β

0




,


{\displaystyle r_{\text{out}}\approx {\frac {R_{\text{E}}\parallel R_{\text{source}}}{\beta _{0}}},}


shuning uchun u past qarshilikli yuklarni haydashi mumkin.

Odatda, emitter qarshiligi sezilarli darajada kattaroq va uni tenglamadan olib tashlash mumkin:





r

out


≈



R

source



β

0




.


{\displaystyle r_{\text{out}}\approx {\frac {R_{\text{source}}}{\beta _{0}}}.}

Ilovalar

---

Past chiqish empedansı, katta chiqish empedansına ega boʻlgan manbaga kichik yuk empedansını boshqarishga imkon beradi; kuchlanish tampon vazifasini bajaradi. Boshqacha qilib aytadigan boʻlsak, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish oʻrniga oqim kuchayishi (bu koʻp jihatdan tranzistorning h ga bogʻliq), uning xususiyatlari tufayli koʻplab elektron qurilmalarda afzallik beriladi. Kirish oqimining kichik oʻzgarishi, chiqish yukiga etkazib beriladigan chiqish oqimining ancha katta oʻzgarishiga olib keladi.

Bufer harakatining bir jihati impedanslarni oʻzgartirishdir. Misol uchun, Tevenin qarshiligi yuqori boʻlgan kuchlanish manbai tomonidan boshqariladigan kuchlanish izdoshining kombinatsiyasining Thevenin qarshiligi faqat kuchlanish izdoshining chiqish qarshiligiga (kichik qarshilik) kamayadi. Ushbu qarshilikning kamayishi kombinatsiyani yanada ideal kuchlanish manbai qiladi. Aksincha, kichik yuk qarshiligi va haydash bosqichi orasiga oʻrnatilgan kuchlanish izdoshi haydash bosqichiga katta yuk beradi — kuchlanish signalini kichik yukga ulashda afzallik.

Ushbu konfiguratsiya odatda sinf-B va AB sinf kuchaytirgichlarining chiqish bosqichlarida qoʻllaniladi. Asosiy sxema tranzistorni sinf-B yoki AB rejimida ishlatish uchun oʻzgartiriladi. Sinf-A rejimida, baʼzida chiziqlilikni va / yoki samaradorlikni yaxshilash uchun R (4-rasm) oʻrniga faol oqim manbai ishlatiladi.

Xususiyatlari

---

Past chastotalarda va soddalashtirilgan gibrid-pi modelidan foydalanib, quyidagi kichik signal xarakteristikalari olinishi mumkin. (Parametr



β
=

g

m



r

π




{\displaystyle \beta =g_{m}r_{\pi }}

va parallel chiziqlar parallel boʻlgan komponentlarni bildiradi)

bu yerda




R

source


 


{\displaystyle R_{\text{source}}\ }

Thevenin ekvivalent manba qarshiligidir.

Hosil boʻlganlar

---

5-rasmda 3-rasmdagi sxema uchun past chastotali gibrid-pi modeli koʻrsatilgan. Ohm qonunidan foydalanib, turli xil oqimlar aniqlandi va bu natijalar diagrammada koʻrsatilgan. Kirxgofning amaldagi qonunini emitterda qoʻllash natijasida quyidagilar topiladi:




(
β
+
1
)




v

in


−

v

out





R

S


+

r

π





=

v

out



(



1

R

L




+


1

r

O





)

.


{\displaystyle (\beta +1){\frac {v_{\text{in}}-v_{\text{out}}}{R_{\text{S}}+r_{\pi }}}=v_{\text{out}}\left({\frac {1}{R_{\text{L}}}}+{\frac {1}{r_{\text{O}}}}\right).}


Quyidagi qarshilik qiymatlarini aniqlang:










1

R

E







=


1

R

L




+


1

r

O




,




R



=




R

S


+

r

π




β
+
1



.






{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {1}{R_{\text{E}}}}&={\frac {1}{R_{\text{L}}}}+{\frac {1}{r_{\text{O}}}},\\[2pt]R&={\frac {R_{\text{S}}+r_{\pi }}{\beta +1}}.\end{aligned}}}


Keyin shartlarni yigʻish orqali kuchlanish kuchayishi topiladi:





A

v


=



v

out



v

in




=


1

1
+


R

R

E







.


{\displaystyle A_{\text{v}}={\frac {v_{\text{out}}}{v_{\text{in}}}}={\frac {1}{1+{\frac {R}{R_{\text{E}}}}}}.}


Ushbu natijadan, agar maxrajdagi qarshilik nisbati kichik boʻlsa, daromad birlikka yaqinlashadi (bufer kuchaytirgich uchun kutilganidek). Bu nisbat joriy daromadning kattaroq qiymatlari bilan kamayadi b va kattaroq qiymatlari bilan




R

E




{\displaystyle R_{\text{E}}}

. Kirish qarshiligi sifatida topiladi









R

in





=



v

in



i

b




=




R

S


+

r

π




1
−

A

v











=

(


R

S


+

r

π



)


(

1
+



R

E


R



)







=

R

S


+

r

π


+
(
β
+
1
)

R

E


.






{\displaystyle {\begin{aligned}R_{\text{in}}&={\frac {v_{\text{in}}}{i_{\text{b}}}}={\frac {R_{\text{S}}+r_{\pi }}{1-A_{\text{v}}}}\\&=\left(R_{\text{S}}+r_{\pi }\right)\left(1+{\frac {R_{\text{E}}}{R}}\right)\\&=R_{\text{S}}+r_{\pi }+(\beta +1)R_{\text{E}}.\end{aligned}}}


Transistorning chiqish qarshiligi




r

O




{\displaystyle r_{\text{O}}}

odatda yukga nisbatan katta




R

L




{\displaystyle R_{\text{L}}}

, va shuning uchun




R

L




{\displaystyle R_{\text{L}}}

hukmronlik qiladi




R

E




{\displaystyle R_{\text{E}}}

. Ushbu natijadan kuchaytirgichning kirish qarshiligi chiqish yukining qarshiligidan ancha katta




R

L




{\displaystyle R_{\text{L}}}

katta oqim daromadi uchun



β


{\displaystyle \beta }

. Yaʼni, kuchaytirgichni yuk va manba oʻrtasida joylashtirish manbaga toʻgʻridan-toʻgʻri ulashdan koʻra kattaroq (yuqori qarshilikli) yuk beradi.




R

L




{\displaystyle R_{\text{L}}}

, bu manba empedansida kamroq signal zaiflashishiga olib keladi




R

S




{\displaystyle R_{\text{S}}}

kuchlanish boʻlinishi natijasida.

6-rasmda kirish qisqa tutashuvi va uning chiqishida sinov oqimi oʻrnatilgan 5-rasmdagi kichik signalli sxema koʻrsatilgan. Chiqish qarshiligi ushbu sxema yordamida topiladi





R

out


=



v

x



i

x




.


{\displaystyle R_{\text{out}}={\frac {v_{\text{x}}}{i_{\text{x}}}}.}


Ohm qonunidan foydalanib, diagrammada koʻrsatilganidek, turli xil oqimlar topildi. Asosiy oqim uchun shartlarni toʻplash, asosiy oqim sifatida topiladi




(
β
+
1
)

i

b


=

i

x


−



v

x



R

E




,


{\displaystyle (\beta +1)i_{\text{b}}=i_{\text{x}}-{\frac {v_{\text{x}}}{R_{\text{E}}}},}


bu yerda




R

E




{\displaystyle R_{\text{E}}}

yuqorida belgilangan. Asosiy oqim uchun ushbu qiymatdan foydalanib, Ohm qonuni beradi





v

x


=

i

b



(


R

S


+

r

π



)

.


{\displaystyle v_{\text{x}}=i_{\text{b}}\left(R_{\text{S}}+r_{\pi }\right).}


Asosiy oqimni almashtirish va shartlarni yigʻish,





R

out


=



v

x



i

x




=
R
∥

R

E


,


{\displaystyle R_{\text{out}}={\frac {v_{\text{x}}}{i_{\text{x}}}}=R\parallel R_{\text{E}},}


bu yerda || parallel ulanishni bildiradi va



R


{\displaystyle R}

yuqorida belgilangan. Chunki



R


{\displaystyle R}

odatda joriy daromad qachon kichik qarshilik hisoblanadi



β


{\displaystyle \beta }

katta,



R


{\displaystyle R}

chiqish empedansida ustunlik qiladi, shuning uchun u ham kichikdir. Kichik chiqish empedansi asl kuchlanish manbai va kuchlanish izdoshining ketma-ket kombinatsiyasi chiqish tugunida Tevenin qarshiligi pastroq boʻlgan Tevenin kuchlanish manbasini taqdim etishini anglatadi; yaʼni kuchlanish manbasining kuchlanish izdoshi bilan birikmasi asl kuchlanishdan koʻra idealroq kuchlanish manbasini yaratadi.

Manbalar

---

uz.wikipedia.org