Basierend auf Konfigurationen
Jeder Transistorverstärker verwendet einen Transistor, um die Signale zu verstärken, die in einer der drei Konfigurationen angeschlossen sind. Für einen Verstärker ist es ein besserer Zustand, eine hohe Eingangsimpedanz zu haben, um einen Belastungseffekt in mehrstufigen Schaltungen und eine niedrigere Ausgangsimpedanz zu vermeiden, um der Last eine maximale Leistung zu liefern. Die Spannungsverstärkung und die Leistungsverstärkung sollten ebenfalls hoch sein, um eine bessere Ausgabe zu erzielen.
Lassen Sie uns nun verschiedene Konfigurationen untersuchen, um zu verstehen, welche Konfiguration für einen Transistor als Verstärker besser geeignet ist.
CB-Verstärker
Die Verstärkerschaltung, die unter Verwendung einer CB-konfigurierten Transistorkombination gebildet wird, wird als CB-Verstärker bezeichnet.
Konstruktion
Die gemeinsame Basisverstärkerschaltung unter Verwendung eines NPN-Transistors ist wie nachstehend gezeigt, wobei das Eingangssignal am Emitter-Basisübergang angelegt und das Ausgangssignal vom Kollektor-Basisübergang entnommen wird.
Der Emitter-Basisübergang ist durch V EE in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und der Kollektor-Basisübergang ist durch V CC in Rückwärtsrichtung vorgespannt . Der Arbeitspunkt wird mit Hilfe der Widerstände Re und R c eingestellt . Somit werden die Werte von I c , I b und I cb durch V CC , V EE , R e und R c bestimmt .
Operation
Wenn keine Eingabe angelegt wird, werden die Ruhebedingungen gebildet und es ist keine Ausgabe vorhanden. Da V be in Bezug auf Masse negativ ist, wird die Vorwärtsvorspannung für die positive Hälfte des Eingangssignals verringert. Infolgedessen wird auch der Basisstrom I B verringert.
Die folgende Abbildung zeigt den CB-Verstärker mit Selbstvorspannungsschaltung.
Wie wir das wissen,
$$ I_C \ cong I_E \ cong \ beta I_B $$
Sowohl der Kollektorstrom als auch der Emitterstrom werden verringert.
Der Spannungsabfall über R C beträgt
$$ V_C = I_C R_C $$
Dieses V C wird ebenfalls verringert.
Wenn I C R C abnimmt, nimmt V CB zu. Es ist weil,
$$ V_ {CB} = V_ {CC} - I_C R_C $$
Somit wird eine positive Halbzyklusausgabe erzeugt.
In der CB-Konfiguration erzeugt ein positiver Eingang einen positiven Ausgang und daher sind Eingang und Ausgang in Phase. Es gibt also keine Phasenumkehr zwischen Eingang und Ausgang in einem CB-Verstärker.
Wenn die CB-Konfiguration für die Verstärkung berücksichtigt wird, hat sie eine niedrige Eingangsimpedanz und eine hohe Ausgangsimpedanz. Die Spannungsverstärkung ist im Vergleich zur CE-Konfiguration ebenfalls gering. Daher werden CB-konfigurierte Verstärker bei Hochfrequenzanwendungen verwendet.
CE-Verstärker
Die Verstärkerschaltung, die unter Verwendung einer CE-konfigurierten Transistorkombination gebildet wird, wird als CE-Verstärker bezeichnet.
Konstruktion
Die gemeinsame Emitterverstärkerschaltung unter Verwendung eines NPN-Transistors ist wie nachstehend gezeigt, wobei das Eingangssignal am Emitterbasisübergang angelegt und das Ausgangssignal vom Kollektorbasisübergang entnommen wird.
Der Emitter-Basisübergang ist durch V EE in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und der Kollektor-Basisübergang ist durch V CC in Rückwärtsrichtung vorgespannt . Der Arbeitspunkt wird mit Hilfe der Widerstände R e und R c eingestellt . Somit werden die Werte von I c , I b und I cb durch V CC , V EE , R e und R c bestimmt .
Operation
Wenn keine Eingabe angelegt wird, werden die Ruhebedingungen gebildet und es ist keine Ausgabe vorhanden. Wenn eine positive Hälfte des Signals angelegt wird, wird die Spannung zwischen Basis und Emitter V be erhöht, da sie in Bezug auf Masse bereits positiv ist.
Mit zunehmender Vorwärtsvorspannung steigt auch der Basisstrom entsprechend an. Da I C = βI B ist , steigt auch der Kollektorstrom an.
Das folgende Schaltbild zeigt einen CE-Verstärker mit Selbstvorspannungsschaltung.
Wenn der Kollektorstrom durch R C fließt , steigt der Spannungsabfall an.
$$ V_C = I_C R_C $$
Infolgedessen nimmt die Spannung zwischen Kollektor und Emitter ab. Weil,
$$ V_ {CB} = V_ {CC} - I_C R_C $$
Somit erscheint die verstärkte Spannung über R C .
Da in einem CE-Verstärker das positive Signal als negatives Signal erscheint, versteht es sich daher, dass zwischen Eingang und Ausgang eine Phasenverschiebung von 180 ° liegt .
Der CE-Verstärker hat eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrigere Ausgangsimpedanz als der CB-Verstärker. Die Spannungsverstärkung und die Leistungsverstärkung sind auch bei CE-Verstärkern hoch und werden daher hauptsächlich bei Audioverstärkern verwendet.
CC-Verstärker
Die Verstärkerschaltung, die unter Verwendung einer CC-konfigurierten Transistorkombination gebildet wird, wird als CC-Verstärker bezeichnet.
Konstruktion
Die gemeinsame Kollektorverstärkerschaltung unter Verwendung eines NPN-Transistors ist wie nachstehend gezeigt, wobei das Eingangssignal am Basiskollektorübergang angelegt und das Ausgangssignal vom Emitterkollektorübergang entnommen wird.
Der Emitter-Basisübergang ist durch V EE in Vorwärtsrichtung vorgespannt, und der Kollektor-Basisübergang ist durch V CC in Rückwärtsrichtung vorgespannt . Die Q-Werte von I b und I e werden durch R b und R e eingestellt .
Operation
Wenn keine Eingabe angelegt wird, werden die Ruhebedingungen gebildet und es ist keine Ausgabe vorhanden. Wenn eine positive Hälfte des Signals angelegt wird, wird die Vorwärtsvorspannung erhöht, da V be in Bezug auf Kollektor oder Masse positiv ist. Damit werden der Basisstrom I B und der Kollektorstrom I C erhöht.
Das folgende Schaltbild zeigt einen CC-Verstärker mit Selbstvorspannungsschaltung.
Folglich wird der Spannungsabfall über R e dh die Ausgangsspannung erhöht wird. Als Ergebnis wird ein positiver Halbzyklus erhalten. Da der Eingang und der Ausgang in Phase sind, erfolgt keine Phasenumkehr.
Wenn die CC-Konfiguration für die Verstärkung berücksichtigt wird, obwohl der CC-Verstärker eine bessere Eingangsimpedanz und eine niedrigere Ausgangsimpedanz als der CE-Verstärker aufweist, ist die Spannungsverstärkung von CC sehr gering, was seine Anwendungen nur auf die Impedanzanpassung beschränkt.
Vergleich zwischen CB CE CC-Verstärkern
Vergleichen wir die charakteristischen Details von CB-, CE- und CC-Verstärkern.
| Charakteristisch | CE | CB | CC |
|---|---|---|---|
| Eingangswiderstand | Niedrig (1K bis 2K) | Sehr niedrig (30-150 Ω) | Hoch (20-500 KΩ) |
| Ausgangswiderstand | Groß (≈ 50 K) | Hoch (≈ 500 K) | Niedrig (50-1000 KΩ) |
| Stromverstärkung | B hoch | α <1 | Hoch (1 + β) |
| Spannungsverstärkung | Hoch (≈ 1500) | Hoch (≈ 1500) | Weniger als eins |
| Leistungsgewinn | Hoch (≈ 10.000) | Hoch (≈ 7500) | Niedrig (250-500) |
| Phase zwischen Eingang und Ausgang | rückgängig gemacht | gleich | gleich |
Aufgrund der Kompatibilität und der charakteristischen Merkmale wird die Common-Emitter-Konfiguration hauptsächlich in Verstärkerschaltungen verwendet.