Tranzistor comun colector

Circuitul colector comun NPN

În electronică , tranzistorul colector comun este o configurație de tranzistor de joncțiune bipolară utilizată în mod obișnuit ca tampon de tensiune . În acest dispozitiv, nodul colector al tranzistorului este conectat la sursa de alimentare (un generator de tensiune ), nodul de bază acționează ca o intrare, în timp ce nodul emițător acționează ca o ieșire. Nodul emițătorului „urmărește” potențialul aplicat intrării, de la care numele emițătorului (în engleză emitter follower), utilizat de obicei pentru a se referi la această configurație. Echivalentul FET al colectorului comun este scurgerea comună .

Aplicații

În versiunea PNP a urmăritorului emițătorului, toate polaritățile sunt inversate.

Se poate arăta că circuitul colector comun are un câștig de tensiune de aproximativ 1:

{A_{\mathrm {v} }}={v_{\mathrm {out} } \over v_{\mathrm {in} }}\approx 1

{\ displaystyle {A _ {\ mathrm {v}}} = {v _ {\ mathrm {out}} \ over v _ {\ mathrm {in}}} \ approx 1}

{\ displaystyle {A _ {\ mathrm {v}}} = {v _ {\ mathrm {out}} \ over v _ {\ mathrm {in}}} \ approx 1}

Aceasta înseamnă că semnalele de tensiune aplicate la intrare sunt redate destul de fidel la ieșire (minus o constantă datorită unei căderi tipice a diodelor și în funcție de câștigul tranzistorului unic și de valoarea rezistenței la sarcină ; consultați formula de mai jos). Acest circuit este caracterizat de o impedanță de intrare mare, pentru a nu încărca circuitul în amonte:

r_{\mathrm {in} }\approx \beta _{0}R_{\mathrm {E} }

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {in}} \ approx \ beta _ {0} R _ {\ mathrm {E}}}

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {in}} \ approx \ beta _ {0} R _ {\ mathrm {E}}}

și o rezistență redusă de ieșire , astfel încât să poată conduce cu ușurință sarcini de rezistență redusă:

r_{\mathrm {out} }\approx R_{\mathrm {E} }\|{R_{\mathrm {source} } \over \beta _{0}}

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} \ approx R _ {\ mathrm {E}} \ | {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} \ approx R _ {\ mathrm {E}} \ | {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}

(De obicei rezistența de pe emițător are o valoare mult mai mare decât celelalte și poate fi neglijată în ecuație):

r_{\mathrm {out} }\approx {R_{\mathrm {source} } \over \beta _{0}}

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} \ approx {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}

{\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} \ approx {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}

Acest lucru permite unei surse de impedanță ridicată să conducă o sarcină de impedanță redusă.

Cu alte cuvinte, circuitul are un câștig de curent mare (care depinde în mare măsură de h _FE al tranzistorului) cu un câștig de tensiune aproape unitar. O mică modificare a curentului de intrare are ca rezultat o modificare mare a curentului furnizat sarcinii de ieșire.

Această configurație este adoptată în mod obișnuit în etapele de ieșire ale amplificatoarelor de clasa A, clasa B și clasa AB.

Uneori se folosește un generator de curent constant activ în locul rezistenței de sarcină pentru a îmbunătăți liniaritatea și eficiența.

Caracteristici

La frecvențe joase, folosind modelul hibrid pi, pot fi derivate următoarele caracteristici de semnal mici . (Liniile paralele indică componente paralele .)

	Definiție	Expresie	Expresie aproximativă	Condiții
Câștig în tensiune	${A_{\mathrm {v} }}={v_{\mathrm {out} } \over v_{\mathrm {in} }}$ ${\ displaystyle {A _ {\ mathrm {v}}} = {v _ {\ mathrm {out}} \ over v _ {\ mathrm {in}}}}$ ${\ displaystyle {A _ {\ mathrm {v}}} = {v _ {\ mathrm {out}} \ over v _ {\ mathrm {in}}}}$	${g_{m}R_{\mathrm {E} } \over g_{m}R_{\mathrm {E} }+1}$ ${\ displaystyle {g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ over g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} +1}}$ ${\ displaystyle {g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ over g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} +1}}$	$\approx 1$ ${\ displaystyle \ approx 1}$ ${\ displaystyle \ approx 1}$	$g_{m}R_{\mathrm {E} }\gg 1$ ${\ displaystyle g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ gg 1}$ ${\ displaystyle g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ gg 1}$
Câștig curent	${A_{\mathrm {i} }}={i_{\mathrm {out} } \over i_{\mathrm {in} }}$ ${\ displaystyle {A _ {\ mathrm {i}}} = {i _ {\ mathrm {out}} \ over i _ {\ mathrm {in}}}}$ ${\ displaystyle {A _ {\ mathrm {i}}} = {i _ {\ mathrm {out}} \ over i _ {\ mathrm {in}}}}$	$\beta _{0}+1\$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} +1 \}$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} +1 \}$	$\approx \beta _{0}$ ${\ displaystyle \ approx \ beta _ {0}}$ ${\ displaystyle \ approx \ beta _ {0}}$	$\beta _{0}\gg 1$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} \ gg 1}$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} \ gg 1}$
Rezistența la intrare	$r_{\mathrm {in} }={\frac {v_{in}}{i_{in}}}$ ${\ displaystyle r _ {\ mathrm {in}} = {\ frac {v_ {in}} {i_ {in}}}}$ ${\ displaystyle r _ {\ mathrm {in}} = {\ frac {v_ {in}} {i_ {in}}}}$	$r_{\pi }+(\beta _{0}+1)R_{\mathrm {E} }\$ ${\ displaystyle r _ {\ pi} + (\ beta _ {0} +1) R _ {\ mathrm {E}} \}$ ${\ displaystyle r _ {\ pi} + (\ beta _ {0} +1) R _ {\ mathrm {E}} \}$	$\approx \beta _{0}R_{\mathrm {E} }$ ${\ displaystyle \ approx \ beta _ {0} R _ {\ mathrm {E}}}$ ${\ displaystyle \ approx \ beta _ {0} R _ {\ mathrm {E}}}$	$(g_{m}R_{\mathrm {E} }\gg 1)\wedge (\beta _{0}\gg 1)$ ${\ displaystyle (g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ gg 1) \ wedge (\ beta _ {0} \ gg 1)}$ ${\ displaystyle (g_ {m} R _ {\ mathrm {E}} \ gg 1) \ wedge (\ beta _ {0} \ gg 1)}$
Rezistența de ieșire	$r_{\mathrm {out} }={\frac {v_{out}}{i_{out}}}$ ${\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} = {\ frac {v_ {out}} {i_ {out}}}}$ ${\ displaystyle r _ {\ mathrm {out}} = {\ frac {v_ {out}} {i_ {out}}}}$	$R_{\mathrm {E} }\|\|\left({r_{\pi }+R_{\mathrm {source} } \over \beta _{0}+1}\right)$ ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {E}} \|\| \ left ({r _ {\ pi} + R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0} +1} \ right)}$ ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {E}} \|\| \ left ({r _ {\ pi} + R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0} +1} \ right)}$	$\approx {1 \over g_{m}}+{R_{\mathrm {source} } \over \beta _{0}}$ ${\ displaystyle \ approx {1 \ over g_ {m}} + {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}$ ${\ displaystyle \ approx {1 \ over g_ {m}} + {R _ {\ mathrm {source}} \ over \ beta _ {0}}}$	$(\beta _{0}\gg 1)\wedge (r_{\mathrm {in} }\gg R_{\mathrm {source} })$ ${\ displaystyle (\ beta _ {0} \ gg 1) \ wedge (r _ {\ mathrm {in}} \ gg R _ {\ mathrm {source}})}$ ${\ displaystyle (\ beta _ {0} \ gg 1) \ wedge (r _ {\ mathrm {in}} \ gg R _ {\ mathrm {source}})}$

Variabilele care nu sunt prezentate în tabel sunt:

g _m este transconductanța în siemens , dată de $g$ $m$ $=$ $THE$ $C.$ $/$ $V.$ $T.$ {\ displaystyle g_ {m} = I _ {\ mathrm {C}} / V _ {\ mathrm {T}}} ${\ displaystyle g_ {m} = I _ {\ mathrm {C}} / V _ {\ mathrm {T}}}$ , in care:
- $I_{\mathrm {C} }$ ${\ displaystyle I _ {\ mathrm {C}}}$ ${\ displaystyle I _ {\ mathrm {C}}}$ este curentul colectorului de polarizare (în CC)
- $V_{\mathrm {T} }=kT/q$ ${\ displaystyle V _ {\ mathrm {T}} = kT / q}$ ${\ displaystyle V _ {\ mathrm {T}} = kT / q}$ este tensiunea termică , calculată folosind constanta Boltzmann , sarcina unui electron și temperatura tranzistorului în kelvini . La temperatura camerei aceasta este de aproximativ 25 mV ( calculatorul Google ).
$\beta _{0}=I_{\mathrm {C} }/I_{\mathrm {B} }$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} = I _ {\ mathrm {C}} / I _ {\ mathrm {B}}}$ ${\ displaystyle \ beta _ {0} = I _ {\ mathrm {C}} / I _ {\ mathrm {B}}}$ este câștigul curent la frecvențe joase (denumit în mod obișnuit h _FE ). Acest parametru este tipic tranzistorului și se găsește de obicei pe foaia tehnică a componentelor.
$r_{\pi }=\beta _{0}/g_{m}=V_{\mathrm {T} }/I_{\mathrm {B} }$ ${\ displaystyle r _ {\ pi} = \ beta _ {0} / g_ {m} = V _ {\ mathrm {T}} / I _ {\ mathrm {B}}}$ ${\ displaystyle r _ {\ pi} = \ beta _ {0} / g_ {m} = V _ {\ mathrm {T}} / I _ {\ mathrm {B}}}$
$R_{\mathrm {source} }$ ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {source}}}$ ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {source}}}$ conform lui Thevenin este echivalentul rezistenței văzute de la bază, intrarea etapei, adică rezistența sursei.

Elemente conexe

Conexiuni

( EN ) Configurări de bază ale amplificatorului BJT , la people.deas.harvard.edu . Adus la 3 septembrie 2007 (arhivat dinoriginal la 9 septembrie 2006) .
( EN ) Amplificator comun pentru colectoare NPN , la 230nsc1.phy-astr.gsu.edu .
( EN ) The Common Collector Amplifier , pe phys.ualberta.ca . Adus la 3 septembrie 2007 (arhivat din original la 5 aprilie 2005) .

Portal electronic : accesați intrările Wikipedia referitoare la electronică

V · D · M Amplificatoare cu tranzistor
Tranzistor de joncțiune bipolar	Bază comună · Colector comun · Emițător comun
Tranzistor cu efect de câmp	Sursă comună · Drenaj comun · Poartă comună
Combinații de tranzistoare	Darlington · Sziklai pereche · cascodă · Schottky tranzistor · logică tranzistor-tranzistor · logica Emițător-cuplat