Aký je zisk napätia spoločného zosilňovača emiča?

Ako skúsený dodávateľ tranzistora som sa stretol s mnohými otázkami o technických aspektoch tranzistorov, najmä pokiaľ ide o zisk napätia spoločného zosilňovača emiča. V tomto blogu sa ponorím do konceptu zisku napätia v spoločnom zosilňovači emitorov, jeho význam, ako sa vypočítava, a faktory, ktoré ho ovplyvňujú.

Pochopenie spoločného zosilňovača emiča

Predtým, ako sa ponoríme do zisku napätia, stručne pochopme, čo je spoločný zosilňovač emitorov. Zosilňovač spoločného emiča je jednou z najpoužívanejších konfigurácií zosilňovača tranzistora. V tomto nastavení je emitorový terminál tranzistora spoločný pre vstupné aj výstupné obvody. Vstupný signál sa aplikuje medzi základňou a emitorom, zatiaľ čo výstup je prevzatý z kolektora a emitora.

Zosilňovač spoločného emiča ponúka niekoľko výhod. Poskytuje súčasný aj napätie, vďaka čomu je vhodný pre rôzne aplikácie, ako sú zvukové zosilňovače, vysokofrekvenčné zosilňovače a obvody spracovania signálu. Fázový vzťah medzi vstupnými a výstupnými signálmi je 180 stupňov, čo znamená, že keď sa zvyšuje vstupný signál, výstupný signál klesá a naopak.

Čo je zisk napätia?

Zisk napätia je základný parameter v obvodoch zosilňovača. Je definovaný ako pomer výstupného napätia k vstupnému napätiu. Matematicky sa dá vyjadriť ako:
[A_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}}]
kde (a_v) je zisk napätia, (v_ {out}) je výstupné napätie a (v_ {in}) je vstupné napätie.

V kontexte spoločného zosilňovača emiča, zisk napätia naznačuje, do akej miery je signál vstupného napätia amplifikovaný na výstupe. Napríklad, ak je zisk napätia spoločného zosilňovača emitora 100, znamená to, že výstupné napätie je 100 -násobkom vstupného napätia. Vysoký zisk napätia je často žiaduci v aplikáciách, kde je potrebné posilniť slabý vstupný signál na použiteľnú úroveň.

Výpočet zisku napätia spoločného zosilňovača emiča

Zisk napätia spoločného zosilňovača emitora sa môže vypočítať pomocou rôznych metód v závislosti od úrovne detailov a potrebnej presnosti.

Zjednodušený model

V zjednodušenom modeli, za predpokladu lineárnej operácie tranzistora a zanedbávania niektorých neinolátorov, sa zvyšok napätia spoločného zosilňovača emiča s nepopieraným odporom emiča ((R_E)) môže priblížiť ako:
[A_v = -\ frac {r_c} {r_e+r_e}]
kde (r_c) je odporový odpor, (r_e), odpor s emitorom s malým signálom a (r_e) je emiter rezistor. Záporné znamenie označuje fázový posun 180 -stupňov medzi vstupnými a výstupnými signálmi.

Odpor emitoru malého signálu (R_E) sa dá vypočítať pomocou vzorca:
[r_e = \ frac {v_t} {i_e}]
kde (v_t) je tepelné napätie (približne 26 mV pri teplote miestnosti) a (i_e) je pokojný emitorový prúd.

Ak je emitorový rezistor (R_E) obídený kondenzátorom (ktorý ho škrty pri frekvencii signálu), zisk napätia sa zjednoduší na:
[A_v = -\ frac {r_c} {r_e}]

Hybridný model

Pre presnejší výpočet je možné použiť hybridný - π model tranzistora. Hybridný - π model zohľadňuje vnútorné kapacity a odporu tranzistora. Pomocou tohto modelu sa vzorec zosilnenia napätia stáva zložitejším a zahŕňa parametre, ako je transkondukcia ((G_M)) tranzistora, vstupná impedancia a impedancia zaťaženia.

Transcondukcia (G_M) je daná:
[g_m = \ frac {i_c} {v_t}]
kde (i_c) je zberateľský prúd.

Zisk napätia pomocou modelu hybrid - π možno vyjadriť ako:
[A_v = -g_m (r_c || r_l)]
kde (r_l) je odpor zaťaženia pripojený k výstupu zosilňovača.

Faktory ovplyvňujúce zisk napätia

Niekoľko faktorov môže ovplyvniť zisk napätia spoločného zosilňovača emiča:

Tranzistorové parametre

• β (zisk prúdu): Aktuálny zisk tranzistora ((\ beta)) ovplyvňuje vstupnú impedanciu a celkový výkon zosilňovača. Vyšší (\ beta) vo všeobecnosti vedie k vyššej vstupnej impedancii, ktorá môže zase ovplyvniť zisk napätia.
• Skoré napätie ((v_a)): Skoré napätie je parameter, ktorý zodpovedá variácii zberateľského prúdu s napätím zberateľa. Vyššie skoré napätie vedie k konštantnejšiemu zberateľskému prúdu a môže zlepšiť zisk linearity a napätia zosilňovača.

Komponenty obvodu

• Zberateľský rezistor ((R_C)): Zvýšenie hodnoty odporu kolektora (R_C) vo všeobecnosti zvyšuje zisk napätia, ako je zrejmé z vzorcov zisku. Veľmi veľký (R_C) však môže viesť k saturácii tranzistora.
• Emitor Resisor ((R_E)): Ako už bolo spomenuté, prítomnosť nepodporného odporu emiča (R_E) znižuje zisk napätia. Obchádzanie emitorového odporu pomocou kondenzátora môže výrazne zvýšiť zisk.
• Odolnosť za zaťaženie ((R_L)): Odolnosť voči záťaži pripojenému k výstupu zosilňovača ovplyvňuje zisk napätia. Vyšší odpor zaťaženia vo všeobecnosti vedie k vyššiemu zvýšeniu napätia.

Teplota

Teplota môže mať významný vplyv na zisk napätia spoločného zosilňovača emitora. Tepelné napätie (V_T) sa zvyšuje s teplotou, ktorá ovplyvňuje odpor so žiaričkou s malým signálom (R_E). Aktuálny zisk (\ beta) tranzistora sa môže meniť s teplotou, čo vedie k zmenám v zisku napätia.

Dôležitosť v aplikáciách

Zisk napätia spoločného zosilňovača emiča je v rôznych aplikáciách rozhodujúci:

Zvukové zosilnenie

V audio zosilňovačoch je potrebný vysoký zisk napätia na zosilnenie slabých zvukových signálov zo zdrojov, ako sú mikrofóny alebo hudobné prehrávače, na úroveň, ktorá dokáže riadiť reproduktory. Schopnosť spoločného zosilňovača emitorov poskytovať napätie aj prúdový zisk ho robí na tento účel vhodný.

Amplifikácia rádiových frekvencií (RF)

V RF obvodoch sa na zosilnenie rádiových frekvenčných signálov používajú spoločné zosilňovače emitorov. Zisk napätia pomáha pri posilňovaní slabých RF signálov prijatých anténami na úroveň, ktorú je možné spracovať v nasledujúcich štádiách rádiového prijímača.

Spracovanie signálu

V aplikáciách na spracovanie signálu sa na zvýšenie amplitúdy malých - amplitúdových signálov na ďalšie spracovanie, ako je filtrovanie, modulácia alebo demodulácia, zisk napätia spoločného zosilňovača emitora.

Naše ponuky ako dodávateľ tranzistora

V našej spoločnosti chápeme dôležitosť vysokokvalitných tranzistorov na dosiahnutie požadovaného zisku napätia spoločného - zosilňovače emitorov. Ponúkame širokú škálu tranzistorov s rôznymi špecifikáciami a charakteristikami, aby sme uspokojili rôzne potreby našich zákazníkov.

Naše tranzistory sú starostlivo vybrané a testované, aby sa zabezpečila ich výkon a spoľahlivosť. Či už potrebujete tranzistory pre nízke a zvukové zosilňovače s nízkym výkonom alebo vysokofrekvenčné RF aplikácie, máme pre vás správne produkty. Môžete preskúmať našeTranzistorPonuky na nájdenie toho, čo sa najlepšie hodí pre váš projekt.

Ak sa snažíte optimalizovať zisk napätia svojho spoločného zosilňovača emiča, náš tím technickej podpory je pripravený vám pomôcť. Môžeme vám pomôcť zvoliť príslušné tranzistory a poskytnúť usmernenie o návrhu obvodov na dosiahnutie požadovaného výkonu.

Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu

Ak máte záujem o nákup tranzistorov pre vaše projekty zosilňovača, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli obstarávaniu. Náš predajný tím túži prediskutovať vaše požiadavky a poskytnúť vám konkurenčné ceny a vynikajúce služby. Či už ste malá škála, fandom alebo veľkým výrobcom, sme odhodlaní uspokojiť vaše potreby tranzistora.

Odkazy

• Sedra, AS, & Smith, KC (2015). Mikroelektronické obvody. Oxford University Press.
• Boylestad, RL a Nashelsky, L. (2013). Elektronické zariadenia a teória obvodov. Pearson.