ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 1

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B.

ΣΚΟΠΟΣ Η μελέτη των βασικών χαρακτηριστικών των ενισχυτών κοινού εκπομπού,

κοινού συλλέκτη και κοινής βάσης,. Η μέτρηση των αντιστάσεων εισόδου-εξόδου, της ενίσχυσης τάσης-

ρεύματος-ισχύος και τη διαφορά φάσης των κυκλωμάτων C.E. C.C. και C.B.

Α. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ C.E.

1. ΓενικάΈνας από τους λόγους που χρησιμοποιούνται περισσότερο τα τρανζίστορ

είναι η ενίσχυση. Ο ενισχυτής είναι ένα κύκλωμα που παίρνει ένα σήμα στην είσοδό του και το αποδίδει ενισχυμένο κατά πλάτος στην έξοδό του.

Στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούμε με τη συνδεσμολογία κοινού εκπομπού (C.E.). Μια τέτοια συνδεσμολογία φαίνεται στο Σχ. 1.

Την ανάλυση του κυκλώματος θα την εξετάσουμε σε δύο μέρη:α) D.C. ανάλυσηβ) A.C. ανάλυση

Στην ανάλυση των. συνθηκών λειτουργίας στο D.C. εξετάζουμε τα συνεχή ρεύματα στο συλλέκτη και τη βάση και τη συνεχή τάση μεταξύ συλλέκτη και εκπομπού. Αυτές οι ποσότητες καθορίζουν το σημείο λειτουργίας Q.

Στην ανάλυση των συνθηκών λειτουργίας στο A.C. τοποθετούμε στην είσοδο ένα ημιτονικό σήμα, ρεύμα ή τάση και μετράμε το σήμα στην έξοδο.

2. Ανάλυση συνθηκών D.C.Στην ανάλυση αυτή μπορούμε να λύσουμε τις μαθηματικέ ς εξισώσεις και να

περιγράψουμε έτσι τη συμπεριφορά του τρανζίστορ. Επειδή όμως το τρανζίστορ είναι ένα μη γραμμικό στοιχείο, ο ακριβής υπολογισμός γίνεται

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

2 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

αρκετά δύσκολος. Είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιήσουμε τις χαρακτηριστικές για την επίλυση του κυκλώματος. Ο κατασκευαστής δίνει συνήθως τις χαρακτηριστικές εξόδου αλλά ακόμα και εάν δεν υπάρχουν μπορούμε να τις πάρουμε εργαστηριακά. Πάνω σ’ αυτές τις χαρακτηριστικές θα χαράξουμε την γραμμή φορτίου όπως φαίνεται στο Σχ. 2, για το D.C. Το .φορτίο στο κύκλωμα του Σχ. 2 είναι η ωμική αντίσταση RL.

Για το κύκλωμα εξόδου έχουμε:

Ορίζουμε τα δύο σημεία απ' τα οποία περνάει η γραμμή φορτίου:

Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι η γραμμή φορτίου δεν εξαρτάται από το τρανζίστορ αλλά από το φορτίο και την τροφοδοσία. Το σημείο λειτουργίας που εκλέγεται από τη μελέτη της βαθμίδας θα βρίσκεται πάνω στην ευθεία φόρτου και η θέση του θα καθορίζεται από το ρεύμα βάσης. Στις χαρακτηριστικές που φαίνονται στο Σχ. 2, το Q1 είναι το σημείο λειτουργίας για ρεύμα βάσης 40 μΑ. Αν εκλέξουμε IΒ = 60μA το σημείο λειτουργίας είναι το Q2. Συνήθως όταν το τρανζίστορ λειτουργεί σαν ενισχυτής προσπαθούμε να τοποθετήσουμε το σημείο λειτουργίας στη μέση της ενεργής περιοχής, με σκοπό να πάρουμε μέγιστο σήμα στην έξοδο, χωρίς παραμόρφωση. Το σημείο λειτουργίας επίσης καθορίζει το IcQ

και το VCEQ (D.C. συνιστώσες). Αυτές οι ποσότητες περιγράφουν τη λειτουργία του κυκλώματος χωρίς σήμα A.C. στην είσοδο. Σημειώστε ότι στις χαρακτηριστικές του Σχ. 2 υπάρχει η γραμμή μέγιστης κατανάλωσης ισχύος

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 3

Po(max). Η γραμμή φορτίου θα πρέπει πάντοτε να είναι πιο κάτω από αυτή την καμπύλη διαφορετικά το τρανζίστορ κινδυνεύει να καταστραφεί. Η καμπύλη αυτή χαράζεται από την εξίσωση:

3. Ανάλυση συνθηκών στο A.C.Το τρανζίστορ σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού είναι ενισχυτής A.C.

σήματος. Αν τροφοδοτήσουμε την είσοδο με ημιτονικό σήμα, θα πάρουμε στην έξοδο ημιτονικό με μεγαλύτερο πλάτος. Ο λόγος του σήματος εξόδου προς το σήμα εισόδου ονομάζεται ενίσχυση και συμβολίζεται με το γράμμα Α. Στο Σχ. 3 φαίνονται οι χαρακτηριστικές εξόδου ενός ΝΡΝ τρανζίστορ πάνω στις οποίες είναι χαραγμένες οι κυματομορφές εισόδου και εξόδου. Τ ο σημείο λειτουργίας είναι το Q.

Εάν συνδέσουμε μια ημιτονική τάση Us στην είσοδο, που προκαλεί μια ημιτονική μεταβολή του ρεύματος ib με πλάτος 0,2mA. Η UCE θα μεταβάλλεται και αυτή, με πλάτος περίπου 2,25V. Η ενίσχυση ρεύματος είναι λοιπόν :

Αν η αντίσταση εισόδου είναι 1 ΚΩ, τότε για να πάρουμε μεταβολή ρεύματος 0,2 mA η τάση Us θα πρέπει να είναι :

και η ενίσχυση τάσης είναι :

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

4 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Η ενίσχυση ισχύος είναι :

Ποιοτικά η Λειτουργία του τρανζίστορ είναι η παρακάτω :Με την απουσία. εναλλασσόμενης τάσης, το επίπεδο της τάσης εξόδου θα καθορίζεται από το σημείο Λειτουργίας, στην περίπτωσή μας 4,75V. Αν βάλουμε θετική τάση στην είσοδο, το τρανζίστορ θα γίνει περισσότερο αγώγιμο. Αυτό προκαλεί αύξηση του iB ενώ η UCE μειώνεται επειδή VCC=iC·RL +UCE .

Το αντίθετο συμβαίνει όταν το σήμα εισόδου πάει προς τα αρνητικά.ΑΡΑ : Υ π ά ρ χ ε ι δ ι α φ ο ρ ά φ ά σ η ς 180º μ ε τ α ξ ύ τάσεων εισόδου και εξόδου.

Την ενίσχυση ρεύματος ενός τρανζίστορ την χαρακτηρίζουμε β καιείναι ο λόγος :

Αν και το β εξαρτάται από τη θερμοκρασία είναι πολύ μεγαλύτερο τηςμονάδας.

Γι' αυτό το τρανζίστορ μπορεί να χαρακτηρισθεί σαν ενισχυτήςρεύματος στη διάταξη κοινού εκπομπού C.E.

Γι' αυτό το Λόγο το τρανζίστορ μπορεί να περιγραφεί σαν ένα εξάρτημα που έχει αντίσταση εισόδου Rin και ένα κύκλωμα εξόδου που αποτελείται από μια πηγή ρεύματος βib και την αντίσταση εξόδου RΟ.

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 5

Το πλήρες ισοδύναμο κύκλωμα για όλο τον ενισχυτή φαίνεται στο Σχ. 5.

Το ρεύμα εισόδου θα είναι :

Άρα η πηγή ρεύματος :

Η τάση εςόδου :

συνήθως RL « RO, , οπότε η (10) γίνεται :

Η ενίσχυση τάσης είναι :

Όμως RO » RL , οπότε η (12) γίνεται :

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

6 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Το αρνητικό πρόσημο δείχνει την αναστροφή φάσης κατά 180º. Επίσης η ενίσχυση ρεύματος είναι:

επειδή RO » RL η (14) γίνεται :

Η ενίσχυση ισχύος είναι :

Άρα

Όπως φαίνεται από τις εξισώσεις (13) και (17) μπορούμε να αυξήσουμε την ενίσχυση τάσης ή της ισχύος όσο θέλουμε, αυξάνοντας την τιμή της RL. Αυτό δεν γίνεται όμως διότι μας περιορίζει η περιοχή αποκοπής και κόρου του τρανζίστορ.

4. Πρακτικός ενισχυτής κοινού εκπομπούΈνα πρακτικό κύκλωμα για τον ενισχυτή που περιγράφουμε φαίνεται

στο Σχ. 6.

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 7

Το πλεονέκτημα του παραπάνω κυκλώματος είναι ότι απαιτεί μία πηγή τροφοδοσίας. Εκλέγοντας κατάλληλα τις R1 και R2 πολώνουμε ορθά τη δίοδο βάσης-εκπομπού και ανάστροφα τη δίοδο συλλέκτη-βάσης. Στην πραγματικότητα ο διαιρέτης τάσης R1 αντικαθιστά τη VΒΒ του Σχ. 1.Η συνολική τώρα αντίσταση εισόδου του ενισχυτή στο εναλλασσόμενο σήμα γίνεται:

Οι εξισώσεις ενίσχυσης δεν αλλάζουν.

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

8 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Β. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ C.C.

1. ΓενικάΤο Σχ. 7 είναι το κύκλωμα του ενισχυτή με τρανζίστορ κοινού συλλέκτη.

Αυτό το κύκλωμα ονομάζεται επίσης και ακολουθητής εκπομπού.

Το κύκλωμα αυτό δείχνει όλα τα βασικά εξαρτήματα του ακολουθητή εκπομπού.Όπως έχουμε μάθει στα προηγούμενα η τάση τροφοδοσίας εμφανίζεται σαν

βραχυκύκλωμα για εναλλασσόμενα ρεύματα (A.C.). Ο συλλέκτης (συνδεδεμένος με +VCC) βρίσκεται στο δυναμικό της γης στην A.C. λειτουργία και σχηματίζει το κοινό άκρο για την είσοδο και έξοδο της βαθμίδας.

2. Χαρακτηριστικά πόλωσης (D.C.) ενισχυτή.Εξετάζοντας το κύκλωμα συνεχούς ρεύματος (D.C.) του ενισχυτή έχουμε :

Το ρεύμα όμως του συλλέκτη δίνεται από τη σχέση Ic=α·IE. Καθώς η τιμή του α είναι κοντά στη μονάδα μπορούμε να κάνουμε την προσέγγιση :

και εξ' αιτίας αυτού :

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 9

Το παραπάνω μας επιτρέπει να κατασκευάσουμε την ευθεία φόρτου πάνω στη χαρακτηριστική του δοσμένο υ τρανζίστορ και να διαλέξουμε ένα κατάλληλο σημείο Λειτουργίας (Q - σημείο).

3. Χαρακτηριστικά σήματος (A.C.) του ενισχυτή.Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά του ενισχυτή κοινού συλλέκτη δίνονται

από την ανάλυση της συμπεριφοράς του κατά την εφαρμογή των A.C. σημάτων.Για να αναλύσουμε τα χαρακτηριστικά του A.C. σήματος, του κυκλώματος

αυτού, πρέπει να σχεδιάσουμε και να εξετάσουμε το ισοδύναμο κύκλωμα στις ενδιάμεσες συχνότητες, δηλαδή στις συχνότητες όπου οι διάφορες χωρητικότητες μπορούν να θεωρηθούν αμελητέες (Σχ. 8).

Εδώ η RS είναι η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας σήματος. Η RE είναι n αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ μετρημένη μεταξύ βάσης και εκπομπού και Roc είναι η αντίσταση εξόδου του τρανζίστορ.

Η αντίσταση πόλωσης Rb, έχει μια πολύ υψηλή τιμή και τα αποτελέσματά της στο σήμα μπορούν να θεωρηθούν αμελητέα. Παρατηρήστε ότι ο συλλέκτης είναι συνδεδεμένος με την πηγή διαμέσου της τροφοδοσίας τάσης για την A.C. Λειτουργία. Στο Σχ. 9 φαίνεται το τροποποιημένο κύκλωμα ενισχυτή κοινού συλλέκτη.

Οι επόμενες εξισώσεις χαρακτηρίζουν αυτό το τροποποιημένο ισοδύναμο κύκλωμα.

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

10 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Τάση εισόδου :

Τάση εξόδου:

Συνήθως ROC » Re επομένως :

Αντικαθιστώντας την εξίσωση (25) στην εξίσωση (23) έχουμε:

Λύνοντας ως προς UΟ και διαιρώντας με το VI έχουμε την ενίσχυση τάσης του ενισχυτή :

Επειδή η τιμή του β είναι συνήθως μεταξύ 20 και 100 και επειδή και οι δυο αντιστάσεις, αυτή της εισόδου RiC και της εσωτερικής αντίστασης της γεννήτριας RS είναι μικρές, εμείς μπορούμε να υποθέσουμε ότι :

κι έτσι :

Έτσι η ενίσχυση τάσης του ενισχυτή είναι

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 11

απ' όπου τελικά :

Στο εξής το όνομα ακολουθητής εκπομπού για την διάταξη του κοινού συλλέκτη, θα σημαίνει ότι η τάση εξόδου στον εκπομπό ακολουθεί την τάση εξόδου.

Για να βρούμε την ενίσχυση ρεύματος του κυκλώματος, υπολογίζουμε πρώτα το ρεύμα στο παράλληλο τμήμα Re // ROC :

Η τιμή του ρεύματος εξόδου του διερχόμενου διαμέσου της Re υπολογίζεται θεωρώντας ότι το ρεύμα διαιρείται σε δυο ρεύματα στους παράλληλους κλάδους Re και ROC :

Έτσι η ενίσχυση ρεύματος του ενισχυτή είναι :

Με συνηθισμένες τιμές σ' ένα κύκλωμα τρανζίστορ RΟ » Re έχουμε :

Εξ' αιτίας αυτού βλέπουμε ότι σ' αυτή τη διάταξη, αν και δεν σημειώνεται ενίσχυση τάσης η ενίσχυση ρεύματος είναι ουσιαστική και υπάρχει έτσι μια εξαρτώμενη ενίσχυση ισχύος :

Τα πιο χρήσιμα χαρακτηριστικά του ενισχυτή κοινού συλλέκτη είναι η υψηλή αντίσταση εισόδου και χαμηλή αντίσταση εξόδου. Αυτές υπολογίζονται στις παρακάτω εξισώσεις:

Χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις (23) και (24) και θεωρώντας αμελητέα την τιμή της ROC έχουμε :

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

12 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Έτσι η αντίσταση εισόδου του ενισχυτή θα είναι:

Χρησιμοποιώντας το γεγονός ότι :

έχουμε :

δηλαδή η αντίσταση εισόδου είναι μεγάλη.Ομοίως υπολογίζουμε την τιμή της αντίστασης εξόδου RO, του

ενισχυτή χωρίς την Re εμφανιζόμενη παράλληλα με την Re :

Δηλαδή η αντίσταση εξόδου του ενισχυτή κοινού συλλέκτη είναι πολύ μικρή. Η αντίσταση εξόδου στο ολικό κύκλωμα του ενισχυτή είναι RO // Re , αλλά συνήθως RO « Re , μπορούμε λοιπόν την αντίσταση εξόδου RO να την λάβουμε και σαν αντίσταση εξόδου του ενισχυτή. Για να δοθεί μια πρακτική ιδέα των τιμών των χαρακτηριστικών ενός ενισχυτή, δίνεται το παρακάτω λυμένο παράδειγμα.

Παράδειγμα

Θεωρείται τρανζίστορ σ' έναν ενισχυτή, το οποίο έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά :RC = 1 ΚΩ , β = 50 και οι τιμές του κυκλώματος είναι :Re = 22 ΚΩ , RS = 0. Έχουμε λοιπόν:

Από τους παραπάνω υπολογισμούς και το αριθμητικό παράδειγμα, βλέπουμε, ότι τα κύρια χαρακτηριστικά της διάταξης ακολουθητή εκπομπού, είναι η μεγάλη αντίσταση εισόδου και η χαμηλή αντίσταση εξόδου, κάνοντάς την χρήσιμη σαν βαθμίδα απομόνωσης ή αλλιώς σαν ενισχύτρια buffer.

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 13

Ας υποθέσουμε ότι η αντίσταση εξόδου ενός ενισχυτή (στη διάταξη κοινού εκπομπού) είναι μερικά ΚΩ, και ας υποθέσουμε ότι αυτή η βαθμίδα είναι συνδεδεμένη με μια άλλη βαθμίδα ενισχυτή που έχει μια συγκριτικά χαμηλή αντίσταση εισόδου του 1 ΚΩ. Αυτή η τιμή είναι τυπική για έναν ενισχυτή C.E.

Σ' αυτό το κύκλωμα, η δεύτερη βαθμίδα θα προσθέτει φορτίο στην πρώτη και μ' αυτό τον τρόπο θα ελαττώνει την ενίσχυσή της.

Για ν' αποφύγουμε αυτό το υπερβολικό φόρτωμα της πρώτης βαθμίδας ενίσχυσης, μπορούμε να συνδέσουμε έναν ενισχυτή buffer μεταξύ της εξόδου της πρώτης βαθμίδας και της εισόδου της δεύτερης. Στην περίπτωσή μας η ενισχύτρια buffer είναι ένας ακολουθητής εκπομπού. Η αντίσταση εισόδου αυτής της βαθμίδας δεν φορτίζει την έξοδο της προηγούμενης βαθμίδας και μ' αυτό τον τρόπο δεν ελαττώνει την ενίσχυσή της.

Την ίδια στιγμή ο ακολουθητής εκπομπού παρουσιάζει όλη την τάση που εμφανίζεται στην είσοδο του προς την επόμενη βαθμίδα και έτσι αποφεύγεται η ελάττωση της ενίσχυσης που εμφανίζεται, όταν δυο ενισχυτικές βαθμίδες συνδέονται χωρίς μια buffer.

Το Σχ. 10 δείχνει τον πλήρη ενισχυτή με βαθμίδα buffer.

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

14 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Γ. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ C. B .

1. ΓενικάΤο Σχ. 11 δείχνει το βασικό κύκλωμα του ενισχυτή κοινής βάσης. Δυο πηγές

πόλωσης σ' αυτό το κύκλωμα (VCC και VEE) έχουν τιμές οι οποίες επιτρέπουν στο τρανζίστορ να εργάζεται στην ενεργό περιοχή. Η ακόλουθη σχέση είναι η εξίσωση εξόδου για το κύκλωμα συνεχούς.

Αυτή η εξίσωση επιτρέπει να σχεδιάσουμε την ευθεία φόρτου πάνω στην χαρακτηριστική του τρανζίστορ.

Η ακόλουθη σχέση προσδιορίζει την ευθεία φόρτου για την είσοδο :

Το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ (σημείο Q) προσδιορίζεται όπως ακριβώς στη διαδικασία για το κύκλωμα του κοινού συλλέκτη, όμοια οι D.C. συνθήκες λειτουργίας που συζητήθηκαν στο ίδιο κύκλωμα εφαρμόζονται κατά παρόμοιο τρόπο και εδώ.

Σημείωση :

2. Ανάλυση ενισχυτή για σήματα μικρού πλάτουςΤο ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή για τα A.C. σήματα δείχνεται στο Σχ.12.

Το α ορίζεται ως εξής:

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 15

Rib και Rob είναι οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου τρανζίστορ στη διάταξη κοινής βάσης.

Δεν υπάρχει αντιστροφή φάσης μεταξύ εισόδου και εξόδου σ' αυτόν τον ενισχυτή, όπως συμβαίνει στη διάταξη του κοινού εκπομπού. Έτσι μία αύξηση στην τιμή του VE θα προκαλέσει αύξηση στην τιμή της τάσης εξόδου. Αυτό μπορεί να φανεί από την διεύθυνση της ροής του ρεύματος IC και της τάσης να.

Θα εξετάσουμε τις ιδιότητες του κυκλώματος αυτού στις ενδιάμεσες συχνότητες, δηλαδή στις συχνότητες όπου η αντίδραση των διαφόρων πυκνωτών μπορεί να θεωρηθεί ασήμαντη. Οι εξισώσεις βασίζονται στο ισοδύναμο κύκλωμα.

Η αντίσταση εξόδου του τρανζίστορ RO, είναι γενικά τραγικά μεγαλύτερη σ' αυτή τη διάταξη από την RC και μπορεί να παραλειφθεί :

Αντικαθιστώντας την τιμή του ie :

Και έτσι η ενίσχυση τάσης :

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

16 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Αυτή η εξίσωση είναι όμοια στη μορφή μ' αυτή που βρέθηκε στη διάταξη κοινού εκπομπού, οι μόνες διαφορές είναι η τιμή του συντελεστή ενίσχυσης ρεύματος, η αντίσταση εισόδου και η έλλειψη διαφοράς φάσης.

Εάν η πηγή τάσης παρουσιάζει εσωτερική αντίσταση τότε η σχέση ενίσχυσης τάσης μεταβάλλεται, εξαρτώμενη και από' την Re.Υπολογίζουμε τώρα την ενίσχυση ρεύματος του κυκλώματος :

Δηλαδή :

Η αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ Rib είναι πολύ μικρή συγκρινόμενη με την Re, μερικές δεκάδες OHMS και μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα. Έτσι η ενίσχυση ρεύματος θα είναι περίπου ίση με :

3. Σύγκριση των ενισχυτών με τρανζίστορ στις τρεις διατάξεις.Στα ακόλουθα τα κύρια χαρακτηριστικά των ενισχυτών στις διατάξεις του

κοινού εκπομπού, κοινής βάσης και κοινού συλλέκτη θα συγκριθούν και θα αναλυθούν. Για να δημιουργηθεί μία στάθμη αναφοράς για σύγκριση, όλες οι παράμετροι του τρανζίστορ στις διάφορες διατάξεις θα εκφραστούν με όρους των παραμέτρων της διάταξης κοινού εκπομπού. Αυτοί οι όροι θα είναι:

β - συντελεστής ενίσχυσης ρεύματος στη διάταξη κοινού εκπομπού.Rie - αντίσταση εισόδου στη διάταξη κοινού εκπομπού.ROe - αντίσταση εξόδου στη διάταξη κοινού εκπομπού.RL - φορτίο.RS - εσωτερική αντίσταση της πηγής τάσης.

Μαζί με τις εκφράσεις για τις διάφορες παραμέτρους θα δοθούν και οι τυπικές τους τιμές για RS = 3ΚΩ και για RL = 3ΚΩ. Ο παρακάτω πίνακας μας δίνει τη σύγκριση των ενισχυτών με τρανζίστορ στις τρεις διατάξεις.

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. 17

4. Ενισχυτής κοινής βάσης με μία πηγή τάσης.Ο ενισχυτής κοινής βάσης, το κύκλωμα του οποίου δείχνεται στο Σχ. 13,

χρησιμοποιεί μία πηγή τάσης και σαν τροφοδοσία και σαν πηγή πόλωσης της βάσης.

Ο διαιρέτης τάσης R1, R2 εξασφαλίζει την τάση (πόλωσης) στην βάση να είναι μικρότερη απ' αυτή του συλλέκτη, αλλά θετική σε σχέση με την κοινή γείωση. Έτσι η επαφή συλλέκτη-βάσης θα είναι ανάστροφα πολωμένη και η επαφή βάσης-εκπομπού ορθά πολωμένη, μεταφέροντας το τρανζίστορ στην ενεργό του περιοχή όπως απαιτείται για κανονική λειτουργία, εννοείται δε ότι το ρεύμα βάσης IΒ μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα σε σχέση με τα I1 και Ib και έτσι I1

= I2 . Μπορούμε να προσδιορίσουμε την ευθεία φόρτου και να την σχεδιάσουμε επάνω στις χαρακτηριστικές με τη βοήθεια των παρακάτω εξισώσεων :

Με αντικατάσταση παίρνουμε την ευθεία φόρτου επάνω στις χαρακτηριστικές:

Και για το κύκλωμα εξόδου :

Τμήμα Ηλεκτρονικής Δημ. Μαϊτός

18 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C.E., C.C., C.B. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

Έτσι η ευθεία φόρτου για τις χαρακτηριστικές εξόδου θα είναι:

Για τα A.C. σήματα οι πυκνωτές Cl και C3 εμφανίζονται σαν βραχυκύκλωμα, όσον αφορά δε τις συνεχείς τάσεις, οι πυκνωτές απομονώνουν το κύκλωμα του ενισχυτή από τις διατάξεις εισόδου και εξόδου.Ο πυκνωτής C2 είναι επίσης ένα βραχυκύκλωμα όσον αφορά τα σήματα A.C., έτσι η βάση είναι στο δυναμικό της γης για αυτά τα σήματα και σχηματίζει κοινό άκρο. Βλέπουμε ότι τα κυκλώματα των Σχ. 12 και Σχ. 13 είναι ισοδύναμα για τα A.C. σήματα και η λειτουργία τους είναι πανομοιότυπη.

Δημ. Μαϊτός Τμήμα Ηλεκτρονικής