Basato sulle configurazioni

Qualsiasi amplificatore a transistor, utilizza un transistor per amplificare i segnali che è collegato in una delle tre configurazioni. Per un amplificatore è meglio avere un'impedenza di ingresso elevata, al fine di evitare l'effetto di caricamento nei circuiti multistadio e un'impedenza di uscita inferiore, al fine di fornire la massima potenza al carico. Anche il guadagno di tensione e il guadagno di potenza dovrebbero essere elevati per produrre un output migliore.

Studiamo ora diverse configurazioni per capire quale configurazione si adatta meglio al funzionamento di un transistor come amplificatore.

Amplificatore CB

Il circuito amplificatore formato utilizzando una combinazione di transistor configurata CB è chiamato amplificatore CB.

Costruzione

Il circuito dell'amplificatore di base comune che utilizza il transistor NPN è come mostrato di seguito, il segnale di ingresso viene applicato alla giunzione di base dell'emettitore e il segnale di uscita viene preso dalla giunzione di base del collettore.

La giunzione di base dell'emettitore è polarizzata in avanti da V EE e la giunzione di base del collettore è polarizzata inversamente da V CC . Il punto di lavoro viene regolato con l'aiuto dei resistori Re e R c . Quindi i valori di I c , I b e I cb sono decisi da V CC , V EE , R e e R c .

Operazione

Quando non viene applicato alcun input, si formano le condizioni di quiescenza e non è presente alcun output. Poiché V be è negativo rispetto a massa, la polarizzazione diretta viene ridotta, per la metà positiva del segnale di ingresso. Di conseguenza, anche la corrente di base I B viene ridotta.

La figura seguente mostra l'amplificatore CB con circuito di auto-polarizzazione.

Come sappiamo,

$$ I_C \ cong I_E \ cong \ beta I_B $$

Sia la corrente del collettore che quella dell'emettitore vengono diminuite.

La caduta di tensione su R C è

$$ V_C = I_C R_C $$

Anche questo V C viene diminuito.

Man mano che I C R C diminuisce, V CB aumenta. È perchè,

$$ V_ {CB} = V_ {CC} - I_C R_C $$

Pertanto, viene prodotto un output positivo di mezzo ciclo.

Nella configurazione CB, un ingresso positivo produce un'uscita positiva e quindi ingresso e uscita sono in fase. Quindi, non c'è inversione di fase tra ingresso e uscita in un amplificatore CB.

Se la configurazione CB è considerata per l'amplificazione, ha una bassa impedenza di ingresso e un'alta impedenza di uscita. Anche il guadagno di tensione è basso rispetto alla configurazione CE. Quindi gli amplificatori configurati CB vengono utilizzati nelle applicazioni ad alta frequenza.

Amplificatore CE

Il circuito amplificatore formato utilizzando una combinazione di transistor configurata CE è chiamato amplificatore CE.

Costruzione

Il circuito dell'amplificatore dell'emettitore comune che utilizza il transistor NPN è come mostrato di seguito, il segnale di ingresso viene applicato alla giunzione di base dell'emettitore e il segnale di uscita viene preso dalla giunzione di base del collettore.

La giunzione di base dell'emettitore è polarizzata in avanti da V EE e la giunzione di base del collettore è polarizzata inversamente da V CC . Il punto di lavoro viene regolato con l'aiuto dei resistori R e e R c . Quindi i valori di I c , I b e I cb sono decisi da V CC , V EE , R e e R c .

Operazione

Quando non viene applicato alcun input, si formano le condizioni di quiescenza e non è presente alcun output. Quando viene applicata la metà positiva del segnale, la tensione tra base ed emettitore V be viene aumentata perché è già positiva rispetto a massa.

All'aumentare della polarizzazione diretta, anche la corrente di base aumenta di conseguenza. Poiché I C = βI B , aumenta anche la corrente del collettore.

Il seguente schema elettrico mostra un amplificatore CE con circuito di auto polarizzazione.

La corrente del collettore quando scorre attraverso R C , la caduta di tensione aumenta.

$$ V_C = I_C R_C $$

Di conseguenza, la tensione tra collettore ed emettitore diminuisce. Perché,

$$ V_ {CB} = V_ {CC} - I_C R_C $$

Pertanto, la tensione amplificata appare attraverso R C .

Pertanto, in un amplificatore CE, poiché il segnale ad andamento positivo appare come un segnale ad andamento negativo, si comprende che vi è uno sfasamento di 180 o tra ingresso e uscita.

L'amplificatore CE ha un'impedenza di ingresso elevata e un'impedenza di uscita inferiore rispetto all'amplificatore CB. Anche il guadagno di tensione e il guadagno di potenza sono alti nell'amplificatore CE e quindi questo viene utilizzato principalmente negli amplificatori audio.

Amplificatore CC

Il circuito dell'amplificatore formato utilizzando una combinazione di transistor configurata CC è chiamato amplificatore CC.

Costruzione

Il circuito dell'amplificatore del collettore comune che utilizza il transistor NPN è come mostrato di seguito, il segnale di ingresso viene applicato alla giunzione del collettore di base e il segnale di uscita viene preso dalla giunzione del collettore dell'emettitore.

La giunzione di base dell'emettitore è polarizzata in avanti da V EE e la giunzione di base del collettore è polarizzata inversamente da V CC . I valori Q di I b e I e sono regolati da R b e R e .

Operazione

Quando non viene applicato alcun input, si formano le condizioni di quiescenza e non è presente alcun output. Quando viene applicata la metà positiva del segnale, la polarizzazione diretta viene aumentata perché V be è positivo rispetto al collettore o alla massa. Con questo, la corrente di base I B e la corrente del collettore I C. vengono aumentate.

Il seguente schema circuitale mostra un amplificatore CC con circuito di auto-polarizzazione.

Di conseguenza, la caduta di tensione ai capi di R e, cioè la tensione di uscita, aumenta. Di conseguenza, si ottiene un mezzo ciclo positivo. Poiché l'ingresso e l'uscita sono in fase, non vi è alcuna inversione di fase.

Se la configurazione CC è considerata per l'amplificazione, sebbene l'amplificatore CC abbia una migliore impedenza di ingresso e un'impedenza di uscita inferiore rispetto all'amplificatore CE, il guadagno di tensione di CC è molto inferiore, il che limita le sue applicazioni solo all'adattamento di impedenza.

Confronto tra amplificatori CB CE CC

Confrontiamo i dettagli caratteristici degli amplificatori CB, CE e CC.

Caratteristica CE CB CC
Resistenza in ingresso Basso (da 1 K a 2 K) Molto basso (30-150 Ω) Alto (20-500 KΩ)
Resistenza di uscita Grande (≈ 50 K) Alta (≈ 500 K) Basso (50-1000 KΩ)
Guadagno attuale B alto α <1 Alto (1 + β)
Guadagno di tensione Alto (≈ 1500) Alto (≈ 1500) Meno di uno
Guadagno di potenza Alto (≈ 10.000) Alto (≈ 7500) Basso (250-500)
Fase tra ingresso e uscita invertito stesso stesso

A causa della compatibilità e delle caratteristiche caratteristiche, la configurazione a emettitore comune viene utilizzata principalmente nei circuiti amplificatori.