Ortak Kollektör Amplifikatör Devresi ve Uygulamaları

Amplifikatör, bir voltaj veya akım sinyalini yükseltmek için kullanılan elektronik bir devredir. Transistör için giriş bir voltaj veya akım olacaktır ve çıkış, bu giriş sinyalinin güçlendirilmiş bir formu olacaktır. Bir amplifikatör devresi genellikle bir veya daha fazla transistör ile tasarlanır ve buna transistör amplifikatörü denir. Transistör (BJT, FET) bir amplifikatör sistemindeki önemli bir bileşendir. Bu yazıda, ortak toplayıcı amplifikatör devresini tartışacağız.

Transistör amplifikatörleri en çok ses amplifikatörü, Radyo Frekansı, ses ayarlayıcıları gibi günlük yaşam uygulamalarımızda kullanılmaktadır. Optik fiber iletişim , vb.

Ortak Toplayıcı / Verici Takipçi Transistör Amplifikatörü Temelleri

Önceki yazımızda tartıştığımız gibi, var üç transistör konfigürasyonu yaygın olarak sinyal amplifikasyonu için kullanılan, yani ortak taban (CB), ortak toplayıcı (CC) ve ortak yayıcı (CE).

İyi transistör amplifikatörleri esas olarak aşağıdaki parametrelere sahiptir: yüksek kazanç, yüksek giriş empedansı, yüksek bant genişliği, yüksek dönüş hızı, yüksek doğrusallık, yüksek verimlilik, yüksek kararlılık vb.

Ortak Toplayıcı transistör konfigürasyonunda, kollektör terminalini hem giriş hem de çıkış sinyalleri için ortak olarak kullanırız. Bu konfigürasyon aynı zamanda emitör takipçisi konfigürasyonu olarak da bilinir çünkü verici voltajı temel voltajı takip eder. Verici takipçi konfigürasyonu çoğunlukla bir voltaj tamponu olarak kullanılır. Bu konfigürasyonlar, yüksek giriş empedansları nedeniyle empedans eşleştirme uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ortak kollektör amplifikatörleri aşağıdaki devre konfigürasyonlarına sahiptir.

• Giriş sinyali, baz terminaldeki transistöre girer
• Giriş sinyali, verici terminalindeki transistörden çıkar
• Kollektör sabit bir voltaja, yani toprağa, bazen araya giren bir dirençle bağlanır.

Aşağıdaki şekilde basit bir ortak toplayıcı amplifikatör devresi gösterilmektedir. Kollektör direnci Rc birçok uygulamada gereksizdir. Amacıyla transistörü bir amplifikatör olarak çalışmak , yapılandırmasının aktif bölgesinde olmalıdır.

Ortak Toplayıcı Amplifikatörü veya Verici İzleyici Devresi

Bunun için, hareketsiz noktayı transistöre harici devre ile ayarlamamız gerekiyor, Rc ve Rb dirençlerinin değerleri ve DC voltaj kaynakları Vcc ve Vbb buna göre seçildi.

Devrenin durgun koşulları hesaplandıktan ve BJT'nin ileri-aktif operasyon bölgesinde olduğu belirlendikten sonra, h-parametreleri, transistörün küçük sinyal modelini oluşturmak için aşağıda hesaplanır.

Ortak Kollektör Transistör Amplifikatör Özellikleri

Yayıcı devre ile seri olarak yerleştirilen ortak kollektör amplifikatöründeki yük direnci, hem temel akımı hem de kolektör akımlarını alır.

Bir transistörün vericisi, taban ve kollektör akımlarının toplamı olduğundan, taban ve kollektör akımları, yayıcı akımı oluşturmak için her zaman bir araya geldiğinden, bu amplifikatörün çok büyük bir akım kazancına sahip olacağını varsaymak mantıklı olacaktır.

Ortak toplayıcı amplifikatör, diğer transistör amplifikatör konfigürasyonlarından daha büyük olan oldukça büyük bir akım kazancına sahiptir. Aşağıda belirtildiği gibi cc amplifikatörün özellikleri.

Küçük sinyal devresi performansı artık hesaplanabilir. Toplam devre performansı, sessiz ve küçük sinyal performansının toplamıdır. AC model devresi aşağıda gösterilmiştir.

Ortak Kollektör Amplifikatörünün AC Modellemesi

Şu anki kazanç

Akım kazancı, yük akımının giriş akımına oranı olarak tanımlanır.

Ai = il / ib = -ie / ib

H-parametre devresinden, emitör ve temel akımların hfe + 1 sabiti ile bağımlı akım kaynağı üzerinden ilişkili olduğu belirlenebilir. Akım kazancı yalnızca BJT özelliklerine bağlıdır ve diğer devre elemanı değerlerinden bağımsızdır. Değeri şöyle verilir

Ai = hfe + 1

Giriş Direnci

Giriş direnci şu şekilde verilir:

Bu sonuç, bir yayıcı dirençli ortak bir yayıcı amplifikatör için olanla aynıdır. Ortak bir toplayıcı amplifikatöre giriş direnci, yük direnci Re'nin tipik değerleri için büyüktür.

Gerilim Kazancı

Voltaj kazancı, çıkış voltajının giriş voltajına oranıdır. Giriş voltajı tekrar transistör girişindeki voltaj olarak alınırsa, Vb.

Av = Vo / Vb

Av = (vo / il) (il / ib) (ib / vb)

Her terimi eşdeğer ifadesiyle değiştirme

Av = (Re) (Ai) (1 / Ri)

Yukarıdaki denklem, birlikten biraz daha azdır. Gerilim kazancının yaklaşık denklemi şu şekilde verilmiştir:

Toplam voltaj kazancı şu şekilde tanımlanabilir:

Avs = Vo / Vs

Bu oran doğrudan Av voltaj kazancından ve kaynak direnci Rs ile amplifikatör giriş direnci Ri arasındaki voltaj bölünmesinden elde edilebilir.

Uygun denklemlerin ikamelerinden sonra, toplam voltaj kazancı şu şekilde verilir:

Avs = 1- (hie + Rb) / (Ri + Rb)

Çıkış Direnci

Çıkış direnci, amplifikatöre geri bakan amplifikatörün çıkışındaki Thevenin direnci olarak tanımlanır. Devre aşağıda gösterilmiştir, çıkış direncini hesaplamak için AC eşdeğer devresi.

Ortak Toplayıcı Amplifikatör Çıkış Direnci AC Eşdeğer Devresi

Çıkış terminallerine bir voltaj v uygulanırsa, temel akım şu şekilde bulunur:

ib = -v / (Rb + hie)

BJT'ye akan toplam akım,

i = -ib-hfe.ib

çıkış direnci şu şekilde hesaplanır

Ro = v / i = (Rb + hie) / (hfe + 1)

Ortak bir toplayıcı transistör amplifikatörü için çıkış direnci tipik olarak küçüktür.

Uygulamalar

• Bu amplifikatör, empedans eşleştirme devresi olarak kullanılır.
• Anahtarlama devresi olarak kullanılır.
• Birime yakın voltaj kazancı ile birlikte yüksek akım kazancı, bu devreyi harika bir voltaj tamponu yapar
• Devre izolasyonu için de kullanılır.

Bu makale, ortak yayıcı amplifikatör devresinin çalışmasını ve uygulamalarını tartışmaktadır. Yukarıdaki bilgileri okuyarak bu kavram hakkında bir fikir edindiniz.

Ayrıca, bu makaleyle ilgili herhangi bir sorunuz veya uygulamak isteyip istemediğiniz Mühendislik öğrencileri için elektrik ve elektronik projeleri , lütfen aşağıdaki bölümde yorum yapmaktan çekinmeyin. İşte sana soru ortak kollektör amplifikatörünün voltaj kazancı nedir?