Mengapa saya memiliki kliping di pengikut emitor ini
Saya mencoba merancang tahap penyangga penguat kelas A (saya tahu itu tidak efisien.)
Saya mulai dari pengikut emitor sederhana dan langkah selanjutnya adalah mengganti resistor RE dengan sumber arus. Saya telah membaca bahwa ini adalah hal yang benar untuk dilakukan, tetapi saya ingin memahami mengapa .
Ini adalah rangkaian sejauh ini (Harap dicatat bahwa saya telah menggunakan trik dalam pertanyaan ini sehingga tegangannya adalah V98 dan V99 atau +/- 9V):
Ini adalah keluarannya:
Saya berjuang untuk memahami mengapa saya mengalami kliping di bagian bawah sinyal. Menurut The Art of Electronics 2rd Edition (halaman 81, 2.2.3.D) :
Arus mengalir dalam satu arah saja. Perhatikan (§2.1.1, aturan 4) bahwa dalam pengikut emitor, transistor npn hanya dapat memperoleh arus (sebagai lawan dari sink). Misalnya, dalam rangkaian yang dibebani yang ditunjukkan pada Gambar 2.17, output dapat berayun ke dalam penurunan tegangan saturasi transistor VCC (sekitar +9,9 V), tetapi tidak bisa lebih negatif dari -5 volt. Itu karena pada ayunan negatif yang ekstrim, transistor tidak dapat melakukan yang lebih baik daripada mati sepenuhnya, yang dilakukannya pada input −4,4 volt (output -5 V, diatur oleh pembagi yang dibentuk oleh resistor beban dan emitor). Ayunan negatif lebih lanjut pada input menghasilkan bias balik dari persimpangan basis-emitor, tetapi tidak ada perubahan lebih lanjut dalam output.
Saya dapat melihat pembatas antara RL dan RE dan jika saya mencoba membuatnya kembali secara terpisah, saya mendapatkan ini:
Jika saya melakukan penyapuan DC, saya memperoleh hasil ini yang menunjukkan bahwa saya harus dapat mengayunkan VE ke -9V:
Saya jelas kehilangan sesuatu yang fundamental.
Saya kira apa yang saya tidak mengerti adalah mengapa \$V_{BE}\$menurun atau, dengan kata lain, mengapa \$V_E\$ tidak bisa turun lebih jauh.
Jawaban
Tegangan output hanya bisa negatif dengan transistor mengurangi arusnya dan membiarkan arus dari resistor 8-ohm Re mengalir melalui beban. Tetapi saat ia melakukannya, arus melalui Re akan turun
Ketika input sekitar -4.5V akan ada sekitar 4.5V di Re dan sekitar -4.5V melintasi beban. Pada titik tersebut akan ada arus nol emitor yang mengalir melalui transistor, membuat basis menjadi negatif lagi tidak akan mempengaruhi tegangan keluaran karena arus transistor sudah nol dan tidak dapat negatif. Di sinilah Anda akan melihat kliping.
Pada arah positif, clipping tidak terjadi karena transistor dapat terus meningkatkan arusnya jika basis bergerak lebih positif hingga emitor mencapai rel suplai positif.
Jika Anda mengganti Re dengan sumber arus, arusnya akan tetap sama bahkan ketika tegangan semakin negatif, kliping masih akan terjadi namun pada titik di mana arus yang melalui transistor adalah nol.
Untuk memastikan bahwa tidak terjadi, sumber arus harus cukup besar untuk mempertahankan tegangan yang dimaksudkan di seluruh beban (misalnya jika Anda ingin mendapatkan +/- 8V pada beban, sumber arus harus minimal 2 Amps = 8 / Re).
Cara normal untuk mencapai ayunan negatif sekaligus positif adalah dengan menambahkan transistor kedua yang diatur untuk menggerakkan sinyal negatif (misalnya pengikut emitor transistor PNP). Maka tidak diperlukan.
Kebanyakan desain bias transistor sehingga mereka hanya sedikit melakukan dengan input nol untuk membuat apa yang disebut tahap keluaran Kelas B (lebih tepatnya itu adalah kelas AB).
Kelas B / AB juga memiliki keuntungan besar karena jauh lebih efisien serta memiliki arus diam yang jauh lebih rendah.
Efisiensi terbaik untuk tahap keluaran yang dibebani secara resistif seperti yang telah Anda tunjukkan adalah di wilayah 12-15% sementara kelas AB dapat mencapai efisiensi ~ 78%.