Входное сопротивление транзистора: Входное и выходное сопротивления усилителя (БТ, BJT)

Входное и выходное сопротивления усилителя (БТ, BJT)

Добавлено 26 января 2018 в 06:04

Сохранить или поделиться

Входное сопротивление усилителя значительно варьируется в зависимости от конфигурации схемы, как показано на рисунке ниже. Оно также зависит от смещения. Здесь не учитывается, что входной импеданс является комплексной величиной и зависит от частоты. Для схем с общим эмиттером и общим коллектором он равен сопротивлению базы, умноженному на коэффициент β. Сопротивление базы по отношению к транзистору может быть как внутренним, так и внешним. Для схемы с общим коллектором:

\(R_{вх} = \beta R_Э\)

Для схемы с общим эмиттером немного сложнее. Нам необходимо знать внутреннее сопротивление эмиттера rЭ. Оно вычисляется по формуле:

\(r_Э = KT/I_Э m\)

где

  • K=1.38×10-23 Дж·К−1 – постоянная Больцмана;
  • T – температура в Кельвинах, берем ≅300;
  • – ток эмиттера;
  • m
    – для кремния изменяется от 1 до 2.

\(r_Э = 0,026 В/I_Э = 26 мВ/I_Э\)

Таким образом, Rвх для схемы с общим эмиттером равно:

\(R_{вх} = \beta r_{Э}\)

Например, входное сопротивление усилителя на транзисторе с β = 100, на схеме с общим эмиттером и смещением 1 мА равно:

\(r_Э = 26 мВ/ 1 мА = 26 \;Ом\)

\(R_{вх} = \beta r_Э = 100 \cdot 26 = 2600 \;Ом\)

Для более точного определения Rвх для схемы с общим коллектором необходимо учитывать RЭ:

\(R_{вх} = \beta (R_Э + r_Э)\)

Формула выше также применима и для схемы с общим эмиттером с резистором эмиттера.

Входной импеданс схемы с общей базой равен Rвх = rЭ.

Высокий входной импеданс схемы с общим коллектором согласовывается с источниками с высоким выходным сопротивлением. Одним из таких источников с высоким импедансом является керамический микрофон. Схема с общей базой иногда используется в RF (радиочастотных) схемах для согласования с источником с низким импедансом, например, с коаксиальным кабелем 50 Ом. С источниками со средним импедансом хорошо согласуется схема с общим эмиттером. Примером может служить динамический микрофон.

Выходные сопротивления трех основных типов схем приведены на рисунке ниже. Средний выходной импеданс схемы с общим эмиттером сделал ее самой популярной в использовании. Низкое выходное сопротивление схемы с общим коллектором хорошо подходит для согласования, например, для бестрансформаторного соединения с 4-омным динамиком.

Характеристики схем усилителей на биполярных транзисторах

Подведем итоги

Смотрите рисунок выше.

Оригинал статьи:

Теги

Биполярный транзисторВходной импедансВыходной импедансКаскад с общей базойКаскад с общим коллекторомКаскад с общим эмиттеромКаскодный усилительКоэффициент усиления по напряжениюКоэффициент усиления по токуОбучение
Электроника

Сохранить или поделиться

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.


Входное сопротивление — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Входное сопротивление — транзистор

Cтраница 1

Входное сопротивление транзистора и в закрытом, и в открытом состояниях весьма велико, поскольку затвор отделен от истока, стока и подложки диэлектриком.  [1]

Входное сопротивление транзистора — параметр, который зависит не только от температуры, но и от тока эмиттера, коллекторного напряжения и схемы включения.  [2]

Входное сопротивление транзистора

по первой гармонике считаем чисто вещественным и не зависящим от амплитуды высокочастотного напряжения и смещения.  [3]

Входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, обычно составляет несколько сотен ом.  [4]

Входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ гвх dU3s / dI3 ( при С / КБ const) очень мало и составляет единицы — десятки ом, так как небольшое изменение напряжения эмиттера значительно влияет на высоту потенциального барьера эмиттерного перехода, включенного в прямом направлении, и, следовательно, на ток эмиттера.  [5]

Входное сопротивление транзистора Т1 очень маленькое. Для его увеличения в цепь базы введен резистор R, сопротивление которого определяет входное сопротивление предусилителя. Такое схемное решение позволяет сохранить неизменным входное сопротивление в широком диапазоне частот, хотя и ухудшает отношение сигнал / шум.  [7]

Входное сопротивление транзистора, помимо выходных характеристик транзистора, определяет крутизну характеристики прямой передачи и усиление по мощности. Для улучшения этих параметров входное сопротивление необходимо уменьшать. Кроме сопротивления г 2 во входное сопротивление входит еще ряд составляющих: сопротивление в невыпрямляющем контакте базы, сопротивление в контакте эмиттера ( которое практически всегда достаточно мало), сопротивление тела эмиттера ( которое обычно также мало), сопротивление базовой области на участке между эмиттерным и коллекторным переходами при протекании тока в направлении, параллельном переходам Гбь и сопротивление собственно эмиттерного перехода.  [8]

Входное сопротивление транзистора зависит от схемы включения его. Для маломощных сплавных германиевых транзисторов типично значение Лцб22н — 30 ом, для маломощных сплавных кремниевых 35 — 100 ом, для маломощных диффузионно-сплавных германиевых 7 — 50 ом.  [9]

Входное сопротивление транзистора 1 шунтирует сопротивление нагрузки транзистора Т2 ( Ri) и ввиду его малости значительно уменьшает коэффициент усиления Д 2, а следовательно, коэффициент стабилизации.  [10]

Входное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером значительно больше, чем в схеме с общей базой.  [11]

Входные сопротивления транзисторов, шунтируя резонансные контуры, уменьшают их добротность, что снижает избирательность приемника.  [12]

Входное сопротивление транзистора с изолированным затвором может иметь очень большую величину, определяемую сопротивлением изоляции. Входное сопротивление транзистора со сплавным или диффузионным затвором будет ограничено сопротивлением запертого перехода.  [13]

Входные сопротивления транзисторов в большинстве случаев имеют малые значения ( 1000 — 3000 Ом), поэтому для разделительных конденсаторов усилителей на транзисторах требуются большие значения емкости. Например, для усилителей звуковых частот емкость составляет несколько микрофарад.  [14]

Входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с ОЭ, сравнительно мало, но гораздо больше, чем в схеме с ОБ.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Входное сопротивление транзистора с общим коллектором

Онлайн калькулятор номиналов элементов схем ОБ и ОК, построенных на
биполярных транзисторах.

Усилительные каскады, выполненные по схеме с общим эмиттером, мы рассмотрели на прошлой странице, осталось всего-то ничего:

усилительный каскад с общей базой (ОБ) и каскад с общим коллектором (ОК) – он же эмиттерный повторитель, он же повторитель напряжения. .

1. Каскад на транзисторе с общей базой (ОБ).


Рис.1 Рис.2

На Рис.1 изображена схема ОЭ с предыдущей страницы.
Если верхний вывод блокирующей ёмкости Сэ оторвать от эмиттера и подключить к базе транзистора, а входной сигнал через разделительный конденсатор Ср1 подать на освободившийся эмиттер (Рис.2), то каскад ОЭ преобразуется в классическую схему каскада с общей базой (ОБ).
Расчёт схемы с ОБ по постоянному току производится точно также, как мы это делали на предыдущей странице для каскада ОЭ:
1. Iб = (Uб – Uбэ)/[(Rэ + rэ) x (1 + β)] , где Uбэ фиксируется подбором номиналов резисторов делителя Rб1 и Rб2 ,

2. Iделит = (3. 10)Iб ;
3. Iк = Iб x β ;
4. Uк = Eк – Iк x Rк ;
5. Rвых = Rк ll (rэ + rк ) ;
6. Uэ = (0,1. 0,2)Eк – для достижения приемлемого эффекта термостабилизации.

А вот по переменному току каскады имеют существенные различия. Схема каскада с общей базой (ОБ), изображённая на Рис.2, обладает следующими характеристиками по переменному току:

7. Rвх = rэ , где rэ (Ом) = 25,6/Iэ (мА) – активное сопротивление эмиттера ;
8. Ki = β / (β +1) ;
9. Ku ≈ Rк x β / [r

э x (β +1)] ;

Итак, подытожим основные отличия данного каскада ОБ от каскадов ОЭ:
1. Усилительные каскады на транзисторе с общей базой не инвертируют сигнал;
2. Коэффициент передачи по току каскада c ОБ меньше единицы;
3. Входное сопротивление каскада ОБ значительно ниже входного сопротивления каскада ОЭ.

Крайне низкое входное сопротивление транзисторного каскада с общей базой Rвх (единицы – десятки Ом) уже не позволяет пренебрежительно относиться к выходному сопротивлению предыдущего каскада Rи. К тому же, если данный резистор выполнить внешним, появляется возможность гибкой регулировки усиления каскада.

Формула для коэффициента передачи схемы каскада ОБ с учётом выходного сопротивления источника сигнала (либо внешнего резистора), принимает следующий вид:

2. Каскад на транзисторе с общим коллектором (ОК) – эмиттерный повторитель.

Главным отличительным свойством каскада с ОК являются: высокое входное и низкое выходное сопротивления. Основная его область применения – согласование источника с высоким импедансом с низкоомной нагрузкой. Исходя из этого, было бы не очень правильно упускать из расчётов выходное сопротивление источника сигнала.

На Рис.3 изображена схема эмиттерного повторителя.


Рис.3

Приведём формулы:
Rвх = [(Rэ + rэ) x (1 + β)] ll Rб1 ll Rб2 ;
Iб = (Uб – Uбэ)/[(Rэ1 + rэ) x (1 + β)] , где Uб
фиксируется подбором номиналов резисторов делителя Rб1 и Rб2, а Uбэ = 0,6. 0,7В для кремниевого транзистора и 0,3. 0,4 – для германиевого;
Uэ = Uб – Uбэ ;
Iделит = (3. 10)Iб ;
Rвых = rэ +Rи / (1 + β) ;
Ku = Rэ / [ Rэ + rэ + Rи /(1 + β)] ;
Ki = β +1 .

Итак, что мы имеем? Эмиттерный повторитель не инвертирует сигнал, коэффициент передачи по напряжению каскада меньше единицы, усиление происходит только по току.
Ну и по традиции калькулятор.

РАСЧЁТ КАСКАДОВ ОБ и ОК НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ.

Коэффициент передачи тока h31э не постоянен и имеет сложную зависимость от частоты и тока коллектора. В зависимости от типа транзистора максимум коэффициента передачи может наступать при токах коллектора: от 1-2 мА для маломощных транзисторов, до нескольких сотен миллиампер – для мощных.

Расчёт разделительных ёмкостей Сp1 и Сp2, а также блокирующей емкости Сб производится точно также, как в случае с каскадами ОЭ.
Т.е. следует задаться номиналами их реактивных сопротивлений Xс = 1/2πƒС (на минимальной рабочей частоте), как минимум, в 10 раз (а лучше в 100) меньшими, чем значения приведённых ниже величин:
XCp1 , где Rвх – входное сопротивление каскада, посчитанное в калькуляторе,
XCp2 , где Rвх посл – входное сопротивление последующего каскада,
X .

И ещё раз повторю калькулятор для расчёта характеристического сопротивления конденсатора.

Усилитель представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. Структурная схема включения усилителя приведена на рисунке 1.


Рисунок 1 Структурная схема включения усилителя

Основной усилительный элемент — транзистор имеет всего три вывода, поэтому один из выводов транзистора приходится использовать одновременно для подключения источника сигнала (как входной вывод) и подключения нагрузки (как выходной вывод). Схема с общим коллектором — это усилитель, где коллектор транзистора используется как для подключения входного сигнала, так и для подключения нагрузки. Функциональная схема усилителя с транзистором, включенным по схеме с общим коллектором приведена на рисунке 2.


Рисунок 2 Функциональная схема включения транзистора с общим коллектором

На данной схеме пунктиром показаны границы усилителя, изображенного на рисунке 1. На ней не показаны цепи питания транзистора. Учитывая, что источник питания обладает нулевым сопротивлением для переменного тока, подключение вывода транзистора к источнику питания (стабилизатору напряжения) эквивалентно подключению к общему проводу. Основным преимуществом усилителя с общим коллектором является его большое входное сопротивление, поэтому схема с общим коллектором обычно применяется на низких частотах. С этим связан выбор схемы питания транзистора. Для питания транзистора в схеме с общим коллектором обычно используются стабилизированные по току схемы: схема с коллекторной стабилизацией и схема с эмиттерной стабилизацией. Расчет резисторов, входящих в эти схемы не зависит от схемы включения транзистора и для схемы с общим коллектором проводится точно так же как и для схемы с общим эмиттером. Схема с общим коллектором не инвертирует сигнал и не усиливает его по напряжению, поэтому она часто называется эмиттерным повторителем На рисунке 3 показана принципиальная схема усилительного каскада на биполярном npn-транзисторе, выполненного по схеме с общим коллектором.


Рисунок 3 Схема включения транзистора с общим коллектором (коллекторная стабилизация)

В данной схеме резистор R2 одновременно является резистором нагрузки и элементом коллекторной стабилизации. То, что резистор подключен к эмиттеру транзистора, ситуации не меняет. Ток коллектора все равно протекает через этот резистор и падение напряжения прикладывается к эмиттеру транзистора. Глубина обратной связи по постоянному току определяется соотношением сопротивления резистора R1 и входного сопротивления транзистора.

Схема каскада с общим коллектором и эмиттерной стабилизацией обладает лучшими характеристиками по стабильности параметров. В ней глубина обратной связи по постоянному току приближается к 100%. Принципиальная схема включения транзистора с общим коллектором и эмиттерной стабилизацией приведена на рисунке 4.


Рисунок 4 Схема включения транзистора с общим коллектором (эмиттерная стабилизация)

Отличительной особенностью схемы с общим коллектором является высокое входное сопротивление. Его можно определить по формуле, подобной формуле (4) схемы с общим эмиттером. Однако в данном случае ко входу будет пересчитываться сопротивление цепи эмиттера, которое значительно больше внутреннего сопротивления эмиттера транзистора rэ.

В схеме, приведенной на рисунке 3, в качестве сопротивления Rэ используется резистор R2, а в схеме, приведенной на рисунке 4, — резистор R3. При номинале сопротивления этого резистора 1 кОм и h21э, равным 100, входное сопротивление транзистора будет равно 100 кОм! При таком сопротивлении, расчитывая транзисторный каскад, следует учитывать влияние сопротивления цепи смещения, так как по нему тоже протекает входной ток. Пути протекания входного тока в схеме с общим коллектором показаны на рисунке 5.


Рисунок 5 Протекание тока по входным цепям эмиттерного повторителя

Как видно из данной схемы, входной ток протекает не только через базу транзистора и резистор R2, но и через резистор R1, источник питания и возвращается к источнику сигнала. В результате входное сопротивление эмиттерного повторителя будет определяться как параллельное включение входного сопротивления транзистора и резистора R1:

Например, при питании усилителя от источника напряжения 5 В, и токе коллектора 1 mA, для получения на выходе максимального динамического диапазона нужно напряжение на эмиттере задать равным 2,5 В. Тогда сопротивление R2 = 2,5кОм, ток базы транзистора iб = 1мА/100 = 10мкА. Сопротивление . Входное сопротивление каскада .

Присущая схеме с ОК обратная связь не только увеличивает входное сопротивление, но и уменьшает выходное. Его можно приблизительно считать равным сопротивлению эмиттера транзистора:

Более точно выходное сопротивление схемы с общим коллектором можно определить как параллельное соединение сопротивления эмиттера транзистора и резистора R2:

Высокое входное сопротивление схемы с общим коллектором определило то, что она обычно применяется в качестве входного каскада усилителей, обычно низкочастотных, где паразитные емкости схемы не оказывают влияние на параметры схемы. Низкое выходное сопротивление позволяет применять эмиттерный повторитель для согласования выходного и входного сопротивлений промежуточных каскадов. В высокочастотных усилителях низкое выходное сопротивление позволяет применять этот каскад в качестве выходного.

  1. Шило В. Л. «Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре» под ред. Е.И. Гальперина — М.: «Сов. радио» 1974
  2. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
  3. КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ http://alnam.ru/

Вместе со статьей «Схема включения транзистора с общим коллектором» читают:

(эмиттерный повторитель)

Схема усилительного каскада с ОК приведена на рис.12.3 ,а. Для схем с ОК коллектор через очень малое внутреннее сопротивление источника питания по переменному сигналу (емкость источника питания велика) соединен с землей, при этом вывод коллектора является общим для входной и выходной цепей усилителя. Резистор нагрузки включен в эмиттерную цепь..

При этом из схемы каскада с ОК можно увидеть, что

.

а)

б)

Рис.12.3. Принципиальная и эквивалентная схема усилителя на БТ с ОК

Поскольку для переменного тока сопротивление прямосмещенного перехода очень мало ( единицы Ом), то выходное напряжение приблизительно равно входному. В связи с этим каскад с ОК называют эмиттерным повторителем. Поскольку Rэ не зашунтирован конденсатором (как в схеме с ОЭ), в усилителе с ОБ действует глубокая отрицательная ОС по постоянному току. Температурная стабилизация в каскаде ОК обеспечивается резистором Rэ.

Начальный ток смещения в режиме покоя, т.е. при задают с помощью R1, R2 и Rэ таким, чтобы рабочая точка в режиме покоя находилась примерно посередине линейного участка входной характеристики. Разделительные конденсаторы и выполняют те же функции, что и в каскаде с ОЭ.

Расчет каскада по постоянному току проводят по аналогии с каскадом с ОЭ. Исходя из эквивалентной схемы, представленной на рис. 3.10,б. можно отметить следующие характеристики усилителя с ОК

1. Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОК

относительно входного генератора равен

. (12.17)

2) Коэффициент усиления по току равен , (12.18)

где ; (12.19)

.

Следовательно KI равен

. (12.20)

Анализ выражения показывает, что каскад с ОК имеет коэффициент усиления по току больше, чем каскады с ОЭ и ОБ.

3) Входное сопротивление каскада ОК определяется параллельным соединением резисторов R1, R2 и сопротивлением входной цепи транзистора rвх

. (12.21)

Входное сопротивление цепи транзистора равно

. (12.22)

Очевидно ,что сопротивление входной цепи транзистора rвх и входное сопротивление всего каскада с ОК больше чем в схеме с ОЭ и достигает 200…300 кОм.

Высокое входное сопротивление является одним из главных преимуществ каскада с ОК. Это требуется в случае применения каскада в качестве согласующего устройства при работе от источника входного сигнала с большим внутренним сопротивлением.

4) Выходное сопротивление каскада с ОК представляет собой сопротивление схемы со стороны эмиттера и определяется

. (12.23)

Выходное сопротивление каскада с ОК мало порядка десятков Ом (10…50 Ом) и сильно зависит от внутреннего сопротивления источника сигнала. Малое выходное сопротивление очень важно при использовании каскада в качестве согласующего устройства для работы на низкоомную нагрузку.

В целом усилитель с ОК характеризуется: высоким входным сопротивлением (порядка сотен килоом), зависящим от сопротивления нагрузки; низким выходным сопротивлением (порядка единиц Ом), зависящим от внутреннего сопротивления источника сигнала; высоким коэффициентом усиления по току; коэффициентом усиления по напряжению, меньшим единицы; совпадением по фазе входного и выходного напряжений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9364 – | 7302 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Сравнение схем включения транзисторов | Основы электроакустики

Сравнение схем включения транзисторов

 

Схемы включения биполярных транзисторов.  Сравнительные данные свойств транзисторов в схемах с ОБ, ОК и ОЭ приведены в табл. 132. В схеме с общей базой эмиттерный переход включен в прямом направлении, поэтому при незначительных изме­нениях напряжения ДUэ сильно меняется ток ДIэ, вследствие чего входное сопротивление транзистора rвх = ДUэ/ДIэ при UK=const мало (десятки омов). Коллекторный переход включен в обратном направлении, поэтому изменения напряжения на этом переходе ДUк незначительно влияют на изменения тока ДIк, вследствие чего вы­ходное сопротивление гвых = ДUк/ДIк при Iэ=const велико (до не­скольких мегаомов). Большое различие входных и выходных сопро­тивлений затрудняет согласование каскадов в многокаскадных уси­лителях. 

Таблица 132

Параметры

Сравнительные показатели свойств транзисторов в схемах

с общей базой

с общим эмитте­ром

с общим коллек­тором

Коэффициенты передачи по току

0,6 — 0,95

 

Десятки — сотни

Больше, чем в схеме с ОЭ

усиления по напря

жению

Тысячи

Меньше, чем в схеме с ОБ

0,7 — 0,99

усиления по мощности

Менее чем на  схеме с ОЭ

Большое (тысячи)

Меньше, чем в схеме с ОЭ

Сопротивление:

 

 

 

входное

 

 

Малое (единицы — десятки омов)

Большое (десятки —тысячи омов)

Большое (сотни килоомов)

 

выходное

 

Большое (тысячи омов — единицы мегаомов)

Сотни омов, —

десятки килоомов

Единицы омов — десятки килоомов

Сдвиг фаз

180°

В схеме с ОБ входным (управляющим) является ток Iэ, а выходным — ток Iк. Последний всегда меньше тока эмиттера, так как часть инжектируемых носителей заряда рекомбинирует в базе, по­этому а=ДIк/ДIэ<1. Коэффициент усиления по напряжению Kн в схеме велик, поскольку изменения токов на входе ДIэ и выходе ДIк почти одинаковы, а rВЫх>rвх. Коэффициент усиления по мощности также велик (Kм=аKн=1000). Эмиттерный переход включается в проводящем направлении, поэтому изменения тока 13, а следователь­но, и тока Iк происходят без фазового сдвига (Ф=0°).

В схеме с общим эмиттером управляющим служит ток базы Is — Is — Iк. Поскольку большинство носителей зарядов, инжектиру­емых эмиттером, достигает коллекторной области [Iк= (0,9 ч-0,99) Iэ] и лишь незначительная часть рекомбинирует в базе, ток базы мал: Iб=(0,01-0,1) Iэ. При этих условиях Kтэ = ДIк/ДIб>Kтб=ДIк/ДIэ и составляет 10 — 150. Усиление по напряжению примерно такое же, как и в схеме с ОБ. Благодаря высокому коэффициенту передачи тока эта схема обеспечивает большое (Kм до 10000) уси­ление по мощности.

Напряжение в схеме с ОЭ на входе U3 и выходе UK одного по­рядка, поэтому гВх=ДUэ/ДIэ здесь больше, чем в схеме с ОБ, и до­стигает десятков — тысяч омов. В этой схеме напряжение коллектор­ного источника Ек частично приложено к эмиттерному переходу, по­этому изменения ДUк вызывают большие изменения тока ДIк, вслед­ствие чего rвых=ДUк/ДIк при Iб=const меньше, чем в схеме с ОБ, что облегчает согласование каскадов в многокаскадных усилителях.

В схеме с ОЭ положительные полуволны подводимого напряже­ния сигнала действуют в противофазе с напряжением смещения, по­этому ток Iэ, а следовательно, и Iк уменьшаются; отрицательные полуволны сигнала действуют согласованно с напряжением смеще­ния, и токи 1д и Iк возрастают. В результате напряжение сигнала, снимаемое с нагрузки в выходной цепи, будет (по отношению к об­щей точке схемы) противофазным с напряжением подводимого сиг­нала (т. е. ф=180°).

В схеме с общим коллектором входным является ток Iб, а вы­ходным Iэ. Так как во входной цепи проходит малый ток базы, входное сопротивление rВX=ДUвх/ДIвх достигает десятков килоомов, Выходное напряжение в схеме приложено к эмиттерному переходу, поэтому малые изменения этого напряжения вызывают большие изменения Iэ, вследствие чего rВых=ДUвых/ДIвых мало (десятки омов).

Напряжение подводимого сигнала Uвх и выходное напряжение Uвых в схеме действуют встречно, т. е. U36 = Uвx — Uвых. Для полу­чения на эмиттерном переходе требуемого напряжения необходимо скомпенсировать выходное напряжение, что достигается при Uвх>Uвых. В этих условиях схема с ОК не дает усиления по напря­жению (Kн<1). Коэффициент передачи по току Kт=ДIэ/ДIб =ДIэ/(ДIэ — ДIк) = 1/(1 — а) здесь несколько больше, чем в схеме с ОЭ. Отсутствие усиления по напряжению приводит к снижению усиления по мощности против схем с ОБ и ОЭ.

В схеме отрицательные полуволны подводимого напряжения сигнала Uвх действуют встречно напряжению смещения, поэтому результирующее прямое напряжение на эмиттерном переходе и ток Iэ=Iб+Iк уменьшаются. При этом напряжение сигнала, снимаемое с нагрузки в цепи эмиттера, повторяет фазу напряжения подводи­мого сигнала, т. е. Ф=0 (эмиттерный повторитель). 

Схема с ОИ является инвертирующим усилителем, способным усиливать сигналы по напряжению и току и обладает сравнительно небольшими междуэлектродными емкостями, (Сзи=1-20 пФ; Сзс=0,5-8 пФ; Сси<Сзи). Входная емкость СВх.и = Сзи+СэС, проход­ная Спр.и = Сзс, выходная СВых.и=Сзс+ССи. Крутизна S характе­ристики Iс=Ф(Uз) представляет собой внешнюю проводимость пря­мой передачи и для транзисторов малой мощности составляет 0,5 — 10 мСм. Выходное сопротивление сравнительно велико (обычно многократно превышает сопротивление нагрузки), поэтому коэф­фициент усиления каскада &»5Rн достигает десятков единиц. Вход­ное сопротивление (если пренебречь областями очень низких и вы­соких частот) .носит емкостной характер; входная емкость Свх= — Сэя+SRнСзс. Поскольку междуэлектродные емкости малы, на па­раметры схемы существенно влияют емкости монтажа См= 1-5-3 пФ. Общая шунтирующая емкость С0=СЕ1+См определяет частоту верхнего среза fв.ср=1/(2пС0Rн).

Схема с ОЗ подобно схеме с ОБ не изменяет полярности сиг­нала и обеспечивает его-усиление по напряжению аналогично уси­лению сигнала в схеме с ОИ. Входное сопротивление гвх= U3m/Iит вследствие потребления от источника сигнала сравнительно боль­шого тока Iст=Iит=SUзот оказывается незначительным. Выходное сопротивление rвых~rси(1+SRи) из-за влияния отрицательной об­ратной связи по току (элементом которой является внутреннее со­противление источника сигнала RИ) велико. Влияние емкостной составляющей входной проводимости мало (так как она шунтиро­вана сравнительно большой активной проводимостью gВх=1/rвх=S), поэтому каскад с ОЗ более широкополосен, чем схема с ОИ.

Схема с ОС не меняет фазу входного сигнала на выходе (истоковый повторитель), значительно усиливает ток (но не может усиливать напряжение), обладает высоким активным входным со­противлением, малой входной емкостью СВх = Сзс+С3и(1 — K), где K. = Ucm/UC3m=SRн/(1+SRн), и небольшим выходным сопротивле­нием r=l/S (близким к входному сопротивлению схемы с, ОЗ), большой широкополосностью благодаря малой входной емкости.

Схемы составных транзисторов. Составной транзистор пред­ставляет собой комбинацию двух (и более) транзисторов, соеди­ненных таким образом, что число внешних выводов этой комбинированной схемы равно числу выводов одиночного транзистора. Составной транзистор, выполненный по схеме сдвоенного эмиттер-ного повторителяне изменяет полярности сигнала, об­ладает большим коэффициентом передачи тока hzi=hziVihziVz, име­ет большое входное и малое выходное сопротивления.

Составной транзистор в виде усилителя на разноструктурных (р-n-р и n-р-n) транзисторах содержит два каскада с ОЭ с глубокой последовательной ООС по напряжению. Поскольку каждый каскад изменяет полярность сигнала, в целом схема пред­ставляет собой неинвертирующий усилитель. С выхода схемы напряжение подается на вход (эмиттер первого транзистора) в про-тивофазе с входным сигналом, подводимым к цепи базы. Приве­денный составной транзистор обладает свойствами эмиттерного повторителя. Его коэффициент усиления меньше единицы, а из-за ОС входное сопротивление велико, выходное мало. Точкой малого выходного сопротивления является коллектор транзистора V2, так как от него начинается цепь ОС по напряжению, поэтому вывод коллектора транзистора V2 играет роль эмиттера составного тран­зистора, а вывод эмиттера V2 — роль его коллектора. При выбранных структурах транзисторов, VI и V2 схема обладает свой­ствами р-n-р-транзистора.

Составной транзистор, выполненный по каскодной схеме представляет собой усилитель, в котором транзистор VI включен по схеме с ОЭ, a V2 — по схеме с ОБ. Схема эквивалент­на одиночному транзистору, включенному по схеме с ОЭ с пара* метрами, близкими к параметрам транзистора VI. Последний обла­дает высоким выходным сопротивлением, что обеспечивает транзи« стору V2 получение широкой полосы частот

Полное сопротивление усилителя | Биполярные переходные транзисторы

Входное сопротивление значительно различается в зависимости от конфигурации схемы, показанной на рисунке ниже. Это также зависит от смещения. Здесь не рассматривается входной импеданс, комплексный и зависящий от частоты. Для схем с общим эмиттером и общим коллектором это время базового сопротивления β. Базовое сопротивление может быть как внутренним, так и внешним по отношению к транзистору.

Для обычного коллектора:

 R  в  = βR  E  

Немного сложнее для схемы с общим эмиттером.Нам нужно знать внутреннее сопротивление эмиттера r EE .

Это дает:

 r  EE  = KT/I  E  м, где: K=1,38×10  -23  ватт-сек/  o  C, постоянная Больцмана T= температура в градусах Кельвина ≅300. I  E  = ток эмиттера m = изменяется от 1 до 2 для кремния R  E  ≅ 0,026 В/I  E  = 26 мВ/I  E  

Таким образом, для схемы с общим эмиттером Rin равно

 Rin = βr  EE  

Например, входное сопротивление конфигурации a, β = 100, CE со смещением 1 мА составляет:

   r  EE  = 26 мВ/1 мА = 0.26 Ом  Rin = βr  EE  = 100(26) = 2600 Ом 

Более того, более точный Рин для простого коллекционера должен был включать Re’

 Rin = β(R  E  + r  EE  ) 

Приведенное выше уравнение также применимо к схеме с общим эмиттером и резистором эмиттера.

Входной импеданс для конфигурации с общей базой равен Rin = r EE .

Высокий входной импеданс схемы с общим коллектором соответствует источникам с высоким импедансом.Кристаллический или керамический микрофон является одним из таких источников с высоким импедансом. Схема с общей базой иногда используется в ВЧ (радиочастотных) цепях для согласования с источником с низким импедансом, например, с коаксиальным кабелем сопротивлением 50 Ом. Для источников со средним импедансом хорошо подходит общий эмиттер. Например, динамический микрофон.

Выходные импедансы трех основных конфигураций перечислены на рисунке ниже. Умеренный выходной импеданс схемы с общим эмиттером делает ее популярным выбором для общего использования.Низкое выходное сопротивление общего коллектора хорошо используется при согласовании импедансов, например, при бестрансформаторном согласовании с 4-омным динамиком. По-видимому, не существует простых формул для выходного импеданса. Однако Р. Виктор Джонс разрабатывает выражения для выходного сопротивления. [РВЖ]

Характеристики усилителя

, адаптированные из Руководства по транзисторам GE, рисунок 1.21.

ОБЗОР:

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Гибридный эквивалент транзистора CE

На рисунке показан транзистор, подключенный по схеме с общим эмиттером, а также показана гибридная эквивалентная схема такого транзистора.

В конфигурации транзистора с общим эмиттером входной сигнал подается между выводами базы и эмиттера транзистора, а выходной сигнал появляется между выводами коллектора и эмиттера. Входное напряжение (V be ) и выходной ток (i c ) определяются следующими уравнениями:

V be = h , т.е. c

i e = h fe .i b + h oe .V c

Гибридное выражение

Выражение может быть получено из общих гибридных формул, полученных в этой статье «Гибридный эквивалент транзистора», путем добавления второй буквы нижнего индекса «e» (которая обозначает общий эмиттер) с h-параметрами и как обсуждается ниже.

Коэффициент усиления по току

Задается соотношением А.С сопротивление нагрузки. Его величина равна параллельной комбинации сопротивлений R c и R L . Так как h fe транзистора — положительное число, то A i усилителя с общим эмиттером — отрицательное.

Входное сопротивление

Сопротивление входных клемм усилителя (т.е. базы транзистора) определяется соотношением

R i = h , т.е. + h re .A i .r L = h т.е. – ((h re .h fe )/(h oe + (1/r L )))

Входное сопротивление усилительного каскада (называемое входным сопротивлением каскада R равно ) зависит от устройства смещения. Для схемы с фиксированным смещением входное сопротивление каскада равно

R = = R i //R B

.

Коэффициент усиления по напряжению

Задается соотношением

A v = A i .r 1 /R i

Поскольку коэффициент усиления по току (A i ) усилителя с общим эмиттером отрицателен, следовательно, коэффициент усиления по напряжению (A v ) также отрицателен. Это означает, что между входом и выходом существует разность фаз 180 o . Другими словами, входной сигнал инвертируется на выходе усилителя с общим эмиттером. Коэффициент усиления по напряжению с точки зрения h-параметров определяется соотношением.

A v = h fe .r 1 /(h т.е. + ∆h.R L )

, где

ΔH = H IE .H OE — H Re .h Fe

20 Устойчивость к выходу

Сопротивление, глядя на выходные клеммы усилителя. Соотношение,

R O = (R S + H IE ) / (R S .h OE + ΔH)

, где

R S = Сопротивление источника, и

∆h = h т.е. .h oe – h re .h fe

Выходное сопротивление стадии,

R OE = R OE = R O // R L // R L

Общее усиление напряжения

Удается соотношением,

A V = (A v .R равно )/(R s + R равно )

Общий коэффициент усиления по току

Задается соотношением s /(R s + R равно )

Пример

h-параметры транзистора, используемого в схеме с общим эмиттером, равны h , т. е. = 1.0 кОм, h re = 1,0 x 10 -4 , h fe = 50 и h oe = 100 мкмос. Нагрузочный резистор для транзистора 1кОм в цепи коллектора. Питание транзистора осуществляется от источника сигнала сопротивлением 1000 Ом. Определить значение входного и выходного импеданса, коэффициенты усиления по напряжению и току в каскаде усилителя.

Решение

Указанные данные:

H IE = 1kω = 1000Ω
H Re = 1,0 x 10 -4
H OE = 100 μMHOS = 100 x 10 -6 MHOS
R c = 1 кОм = 1000 Ом
R s = 1000 Ом

Входное сопротивление усилительного каскада

Мы знаем, что к выходу усилителя не подключена нагрузка (т.е. R L = 0), поэтому значение сопротивления нагрузки переменного тока,

r L = Rc = 1000 Ом

, мы также знаем, что коэффициент усиления по току транзистора,

A i = — (h fe /(1 + h oe .r L ) = -(50 / (1 + (100 х 10 -6 ) х 1000) = -45,5

А входное сопротивление транзистора,

R i = h т.е. + h re .A i .r L = 1000 + [(1,0 x 10 -4 ) x (-45.5) x 1000] = 995 Ом

Входное сопротивление усилительного каскада равно

R равно = R i = 995 Ом Анс.

Выходное сопротивление усилителя стадии

Мы знаем, что:

ΔH = H IE .h OE — H Re .h Fe

= [1000 x (100 х 10 -5 )] – (1,0 x 10 -4 ) x 50 = 95 x 10 -3 = 0,095

Выходное сопротивление транзистора, смотрящего прямо в коллектор.

R e = (R s + h т.е. )/(R s .h oe + ∆h)

= (2/1000 х 1000) -6 )] + 0,95 = 2000/(0,1 + 0,95)

= 10300 Ом

А выходное сопротивление усилительного каскада,

R oe = R o

3 = 7 0 L /

3 // r

8 / 1000 = 910 Ом Ответ.

Коэффициент усиления по току каскада усилителя

Мы знаем, что коэффициент усиления по току каскада усилителя,

A равен = A i .R s /(R s + R т.е. ) = (-45,5) x ( 1000)/(1000 + 995) = -22,8 Ans.

Стадия усиления по напряжению

Мы знаем, что коэффициент усиления по напряжению транзистора,

A v = A i .r L /R i 9040.08 = (- x

8) 995 = -45,7

Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада,

А vs = А v .R т.е. /(R s + R т.е.7) x 995/(1000 +995) = -22,8 Ans

Каково входное сопротивление транзистора? – Restaurantnorman.com

Каково входное сопротивление транзистора?

Входное сопротивление определяется как отношение входного напряжения к входному току. Он рассчитывается из эквивалентной схемы переменного тока как эквивалентное сопротивление на входе, где все источники тока заменены на разомкнутые, а все источники напряжения заменены на короткие.

Как найти входное сопротивление транзистора?

Обобщенная формула для входного сопротивления любой цепи: ZIN = VIN/IIN.Цепь смещения постоянного тока устанавливает рабочую точку постоянного тока «Q» транзистора, а в качестве входного конденсатора C1 действует как разомкнутая цепь и блокирует любое постоянное напряжение, при постоянном токе (0 Гц) входное сопротивление (ZIN) цепи будет чрезвычайно высоко.

Каково входное сопротивление неинвертирующего усилителя?

Реальный неинвертирующий операционный усилитель Вместо этого входной импеданс имеет высокое, но конечное значение, выходной импеданс имеет низкое, но ненулевое значение. Неинвертирующая конфигурация по-прежнему остается такой же, как и представленная на рисунке 1.

Что такое неинвертирующий вход?

Неинвертирующий усилитель — это усилитель, в котором выход находится в фазе относительно входа. Если выход схемы остается в пределах шин питания усилителя, то выходное напряжение, деленное на коэффициент усиления, означает, что разницы между двумя входами практически нет.

Зачем нужен высокий входной импеданс?

Благодаря высокому импедансу он потребляет очень мало тока. Задача усилителя заключается в преобразовании низкоэнергетического сигнала, управляемого напряжением, в выходной сигнал с более высоким напряжением.Цепи с низким импедансом могут быть опасны из-за высокого потребляемого тока. Операционные усилители избегают этого благодаря очень высокому входному сопротивлению.

Какое значение имеет входное сопротивление?

Причина создания высокого входного импеданса заключается в том, что «цепь может управляться любым источником», чтобы избежать эффекта нагрузки. Это гарантирует, что источник обеспечивает максимальный ток. Причина обеспечения низкого выходного импеданса заключается в том, что «схема может управлять любой нагрузкой», даже если импеданс нагрузки мал по величине.

Какое наиболее распространенное входное сопротивление?

Большинство бытовых электронных устройств имеют довольно высокое входное сопротивление, обычно в диапазоне 100 000 Ом. Линейные входы на современном профессиональном оборудовании могут находиться в диапазоне 10 000 Ом, а более старое профессиональное оборудование может иметь входы на 600 Ом, предназначенные для согласования.

Что такое входное сопротивление операционного усилителя?

Входной импеданс операционного усилителя — это импеданс, воспринимаемый управляющим устройством. Чем ниже входное сопротивление операционного усилителя, тем больший ток должен обеспечивать источник сигнала.

В чем разница между инвертирующим и неинвертирующим входом?

Это трехконтактное устройство с двумя входами и одним выходом. Из двух входных клемм одна инвертирующая, а другая неинвертирующая… Сравнительная таблица.

База сравнения Инвертирующий усилитель Неинвертирующий усилитель
Выражается как Отрицательная полярность Положительная полярность

Что произойдет, если импеданс слишком высок?

Все усилители и динамики имеют импеданс.Если импеданс динамика слишком низкий, усилителю придется работать слишком много (т. е. выдавать слишком большой ток) и, возможно, перегреться. Если импеданс динамика слишком высок, усилитель не сможет обеспечить полную мощность, но это не будет опасно для оборудования.

Основы транзисторов — входное сопротивление

Автор: Леонард Кругман

Рис.3-10. Упрощенная эквивалентная схема транзистора для анализа входного сопротивления r 1 .

Входное сопротивление транзистора с заземленной базой, показанное на рис. 3-9, теперь может быть вычислено с точки зрения параметров транзистора и параметров разомкнутой цепи транзистора с четырьмя выводами. Поскольку входное сопротивление с точки зрения генератора сигналов составляет r 1 , рис. 3-9 можно упростить, как показано на рис. 3-10. Эта последовательная цепь выражается E g = i 1 (R g + r 1 ) или

Подстановка i в уравнение 3-3 1

[3-10]
 
[3-11]

тогда

[3-12]*

и по параметрам холостого хода

[3-13]*
Рис.3-11. Зависимость входного сопротивления от сопротивления нагрузки для типичного транзистора с точечным контактом (заземленная база).
Влияние изменения сопротивления нагрузки на входное сопротивление лучше всего можно оценить, изучив рис. 3-11 и 3-12, которые иллюстрируют характеристики r 1 по сравнению с R L для типичных точечных и переходных транзисторов соответственно. Для типичного точечного транзистора r 11 = 250 Ом, r 12 = 100 Ом, r 21 = 24000 Ом и r 22 = 12000 Ом.Для типичного переходного транзистора r 11 = 550 Ом, r 12 = 500 Ом, r 21 = 1

0 Ом и r

22 = 2000000 Ом. Обратите внимание, что в случае транзистора с точечным контактом входное сопротивление транзистора изменяется от 50 до 250 Ом при изменении сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности. Входное сопротивление переходного транзистора изменяется от 75 до 550 Ом, поскольку сопротивление нагрузки изменяется от состояния короткого замыкания до состояния разомкнутой цепи.
Рис.3-12. Входное сопротивление в зависимости от сопротивления нагрузки для типичного переходного транзистора (заземленная база).

Что такое входное и выходное сопротивление в BJT? – Sandralamorgese.com

Что такое входное и выходное сопротивление в BJT?

Входной/выходной импеданс усилителя BJT

Входной импеданс определяется как отношение входного напряжения к входному току. Он рассчитывается из эквивалентной схемы переменного тока как эквивалентное сопротивление на входе, где все источники тока заменены на разомкнутые, а все источники напряжения заменены на короткие.

Каково входное сопротивление биполярного транзистора?

При использовании в качестве усилителя с заземленным эмиттером входное сопротивление выглядит как диод, смещенный в прямом направлении: При использовании с резистором между эмиттером и землей без питания коллектора входное сопротивление, когда соединение база-эмиттер смещено в прямом направлении, представляет собой резистор эмиттера.

Как найти входное сопротивление усилителя BJT?

Обобщенная формула для входного сопротивления любой цепи: ZIN = VIN/IIN.Цепь смещения постоянного тока устанавливает рабочую точку постоянного тока «Q» транзистора, а в качестве входного конденсатора C1 действует как разомкнутая цепь и блокирует любое постоянное напряжение, при постоянном токе (0 Гц) входное сопротивление (ZIN) цепи будет чрезвычайно высоко.

Что такое выходное сопротивление в BJT?

До сих пор в этом курсе мы предполагали, что коллектор BJT действует как идеальный источник тока, когда транзистор работает в прямом активном режиме. Когда источник тока идеален, его выходное сопротивление равно бесконечности.) …

Что такое входное сопротивление и выходное сопротивление транзистора?

Входное и выходное сопротивление усилителя представляет собой отношение напряжения к току, протекающему через эти клеммы. Входной импеданс может зависеть от источника питания, питающего усилитель, в то время как выходной импеданс также может изменяться в зависимости от импеданса нагрузки RL на выходных клеммах.

Что подразумевается под входным сопротивлением?

Входное сопротивление — это сопротивление источника тока или источника напряжения, управляющего цепью.

Почему низкое входное сопротивление у BJT в качестве усилителя?

Подробное решение. Концепция: входное сопротивление BJT меньше, чем у FET. Это связано с тем, что полевой транзистор использует обратное смещение между выводами затвора и стока, что обеспечивает высокий входной импеданс.

Как рассчитать входное сопротивление?

Входное сопротивление, ri, представляет собой сопротивление между входными клеммами при заземлении любого из входов. На рис. 13.3, если ВП заземлен, то ri = RD‖RN. Значение ri находится в диапазоне от 107 Ом до 1012 Ом в зависимости от типа входа.Иногда указывается синфазное входное сопротивление ric.

Почему входное сопротивление транзистора низкое, а выходное сопротивление высокое?

За счет него небольшое изменение эмиттерного тока. Это означает, что небольшое изменение напряжения сигнала на входе транзистора вызывает большое изменение тока эмиттера. Это показало, что входное сопротивление транзистора низкое. Это показывает, что выходное сопротивление транзистора велико.

Что такое выходное и входное сопротивление?

Выходной импеданс относится к импедансу или противодействию протеканию тока компонента, который часто имеет электрический источник для «управления» компонентом нагрузки.Между тем, входное сопротивление относится к сопротивлению компонента нагрузки току, протекающему от источника электрического тока.

Что такое входное сопротивление и выходное сопротивление?

Входное сопротивление — это сопротивление входных клемм. Концептуально это означает, что если изменить напряжение на входных клеммах (только), входной ток изменится на . Δii=ΔviRi. Точно так же, если изменить напряжение на выходных клеммах (только), выходной ток изменится на .Δio=ΔvoRo.

Что такое смещение в усилителе BJT?

256 ◆BJT Усилители 6–1 РАБОТА УСИЛИТЕЛЯ Смещение транзистора осуществляется исключительно на постоянном токе. Целью смещения является установление Q-точки, вокруг которой могут возникать изменения тока и напряжения в ответ на входной сигнал переменного тока.

Каково общее напряжение база-эмиттер BJT?

BJT смещен в активной области источником постоянного напряжения V BE. например, Q-точка устанавливается на (IC, V CE) = (1,5 мА, 5 В) с I B = 15 мкА (β F = 100) Суммарное напряжение база-эмиттер составляет: v BE= V BE+ v be коллектор-эмиттер напряжение составляет: v CE= V CC– i CR CЭто уравнение линии нагрузки.Lecture12-Модель малых сигналов-BJT 4

Что такое малосигнальная модель BJT с гибридным пи?

• Модель малого сигнала гибридного пи является внутренним представлением BJT. • Параметры слабого сигнала контролируются точкой Q и не зависят от геометрии биполярного транзистора. Транскондуктивность: Входное сопротивление: Выходное сопротивление:

Каково выходное сопротивление общего эмиттера?

Небольшой выходной импеданс схемы с общим эмиттером делает ее популярным выбором для общего использования.Низкое выходное сопротивление общего коллектора хорошо используется при согласовании импедансов, например, при бестрансформаторном согласовании с 4-омным динамиком.

Каково входное сопротивление BJT? – Theburningofrome.com

Каково входное сопротивление BJT?

Важные моменты

ФЕТ БДЖТ
Устройство, управляемое напряжением: напряжение между затвором и истоком управляет током, проходящим через устройство. Устройство с регулируемым током: Базовый ток контролирует величину тока коллектора
Высокое входное сопротивление Низкое входное сопротивление
Медленнее при переключении Быстрее при переключении

Каков диапазон входного сопротивления конфигурации с общей базой?

Каков диапазон входного сопротивления конфигурации с общей базой? 18. более высокий коэффициент усиления по току. меньшее входное напряжение требуется, чтобы включить его….Упражнение :: Усилители BJT – Общие вопросы.

А. Вольт
С. Симен
Д. Нет шт.

Что такое усилитель BJT с общей базой?

Усилитель с общей базой представляет собой тип конфигурации BJT или биполярного переходного транзистора, в котором входные и выходные сигналы совместно используют базовую клемму транзистора, отсюда и название с общей базой (CB). Это означает, что его переход база-эмиттер должен быть смещен в прямом направлении.

Что такое входное сопротивление транзистора с общей базой?

Сводка характеристик транзисторного усилителя с общей базой

Общие базовые характеристики
Параметр Характеристики
Соотношение фаз вход/выход
Входное сопротивление Низкий
Выходное сопротивление Высокий

Как найти входное сопротивление биполярного транзистора?

Обобщенная формула для входного сопротивления любой цепи: ZIN = VIN/IIN.Цепь смещения постоянного тока устанавливает рабочую точку постоянного тока «Q» транзистора, а в качестве входного конденсатора C1 действует как разомкнутая цепь и блокирует любое постоянное напряжение, при постоянном токе (0 Гц) входное сопротивление (ZIN) цепи будет чрезвычайно высоко.

Что такое входное сопротивление и выходное сопротивление?

Выходной импеданс относится к импедансу или противодействию протеканию тока компонента, который часто имеет электрический источник для «управления» компонентом нагрузки. Между тем, входное сопротивление относится к сопротивлению компонента нагрузки току, протекающему от источника электрического тока.

Какой BJT-усилитель имеет наибольшее входное сопротивление и наименьшее усиление по напряжению?

CE
Усилитель BJT с самым высоким входным сопротивлением и наименьшим коэффициентом усиления по напряжению. СЕ. КБ.

Каково входное сопротивление конфигурации с общим эмиттером?

Основная причина этого заключается в том, что входной импеданс конфигурации с общим эмиттером очень низок, поскольку он подключен к PN-переходу с прямым смещением, а выходной импеданс высок, поскольку он подключен к PN-переходу с обратным смещением, а выходной импеданс высок.

Что такое общая базовая конфигурация?

В конфигурации с общей базой эмиттер является входной клеммой, коллектор — выходной клеммой, а базовая клемма подключается как общая клемма как для входа, так и для выхода. Таким образом, базовая клемма транзистора является общей как для входных, так и для выходных клемм, и поэтому она называется конфигурацией с общей базой.

Почему низкое входное сопротивление на общих основаниях?

Низкий импеданс! Таким образом, усилитель с общей базой ведет себя как активный источник напряжения в соответствии с тем, как ток коллектор-эмиттер реагирует на изменения приложенного входного напряжения, и это дает ему более низкий импеданс, чем можно было бы ожидать, просто глядя на него. статически.

Как найти входное сопротивление усилителя с общим эмиттером?

Методы улучшения входного импеданса

Методы улучшения входного импеданса

 

Среди трех конфигураций (CB, CC и CE) схема повторителя с общим коллектором или эмиттером имеет высокое входное сопротивление. Обычно это от 200 кОм до 300 кОм. Одноступенчатая схема эмиттерного повторителя может обеспечить входное сопротивление до 500 кОм.Однако входное сопротивление с учетом смещающих резисторов составляет

На рисунке показана прямая связь двух каскадов эмиттерного повторителя значительно меньше. Поскольку Ri’ = R1ll R2llRi, входное сопротивление схемы может быть улучшено прямым соединением двух каскадов усилителя эмиттерного повторителя. Входное сопротивление может быть увеличено с использованием двух методов:

• Использование прямого сцепления (подключение Darlington)

• Использование процессы Bootstrap

1.Транзисторы Дарлингтона

На рисунке показана прямая связь двух каскадов эмиттерного повторителя усилителя. Это каскадное соединение двух эмиттерных повторителей называется соединением Дарлингтона. Эквивалентная схема h-параметра (AC) для конфигурации с общим эмиттером.Эту же схему можно перерисовать, сделав коллектор общим, чтобы получить приблизительную эквивалентную схему h-параметра для конфигурации с общим коллектором.





Анализ второго этапа :




9

Анализ первого этапа :

Нагрузочное сопротивление первой стадии представляет собой входное сопротивление второго этапа I.e. Ri2. Поскольку Ri2 велико, обычно оно не удовлетворяет требованию hoe Ri2< 0.1, и, следовательно, мы должны использовать точный метод анализа для анализа первой стадии.

 

На рисунке показана эквивалентная схема h-параметра для конфигурации с общим эмиттером.


Эту же схему можно перерисовать, сделав коллектор общим, чтобы иметь эквивалентную схему h-параметров для общего коллектора для конфигурации.














Открытие, что Darlington Connection улучшает входное сопротивление, а также текущее усиление схемы

Общее усиление напряжения





Мы знаем, что общий коэффициент усиления по напряжению в многокаскадном усилителе является произведением индивидуального коэффициента усиления по напряжению


 

Как мы знаем, входное сопротивление Ri1 >> Ri2, мы можем пренебречь членами 3 и 4 в приведенном выше уравнении.

 

Из уравнения Yo транзистора определяется как


Глядя на рисунок, мы видим, что Ri1 первого каскада является сопротивлением истока для второго каскада, т.е. RS2= RO1

6 ключевой пункт:

В приведенном выше анализе мы предположили, что H-параметр T1 и T2 идентичны,

из вышеуказанного анализа мы видели, что Darlington подключение два транзистора улучшают коэффициент усиления по току и входное сопротивление схемы.

 

2. Бутстрап эмиттерный повторитель

 

В эмиттерных повторителях эффект смещения входного сопротивления усилителя уменьшается. Чтобы решить эту проблему, схема эмиттерного повторителя изменена, как показано на рисунке. Здесь используются два дополнительных компонента: сопротивление R и конденсатор C. Конденсатор подключается между эмиттером и соединением R1, R2 и R3.

 

Для постоянного тока сигнал, конденсатор C действует как разомкнутая цепь, и поэтому сопротивления R1, R2 и R3 обеспечивают необходимое смещение, чтобы транзистор оставался в активной области.

Для сигнала переменного тока конденсатор действует как короткое замыкание. Его значение выбрано таким, чтобы обеспечить очень низкое реактивное сопротивление, близкое к короткому замыканию, на самой низкой рабочей частоте. Следовательно, для переменного тока нижняя часть R3 эффективно подключена к выходу (эмиттеру), тогда как верхняя часть R3 находится на -входе.(база). Другими словами, R3 подключен между входным узлом и выходным узлом. Для такого соединения эффективное входное сопротивление определяется теоремой Миллера. Два компонента:


R3 — импеданс между выходным и входным напряжением, а K — коэффициент усиления по напряжению.

 


 

Поскольку для эмиттерного повторителя Av приближается к единице, то RM2 становится чрезвычайно большим.


 

Описанный выше эффект, когда Av стремится к единице, называется начальной загрузкой. Название происходит от того факта, что если на одном конце резистора R3 изменяется напряжение, другой конец резистора R3 проходит через ту же самую разность потенциалов; это как если бы R3 вытягивал себя за шнурки.


Эффективная нагрузка эмиттерного повторителя может быть определена как


Из-за наличия конденсатора сопротивления смещения R1 и R2 приходятся на выходную сторону, шунтируя эффективное сопротивление нагрузки.Сопротивление RM2 очень велико, поэтому им часто пренебрегают.


Задача

1. Для схемы, показанной на рисунке, рассчитайте RLeff, Ri и Ri’


2. Проанализируйте следующую схему для следующих значений резисторов и h-параметров 907 302

Решение

Анализ второго этапа





6


На на практике нам нужен усилитель, который может усиливать сигнал от очень слабый источник, такой как микрофон, до уровня, подходящего для работы другого преобразователя

, такого как громкоговоритель.Это достигается путем каскадирования количества каскадов усилителя, известного как многокаскадный усилитель

 

Необходимость каскадирования

 

с источником и выходным сопротивлением с нагрузкой. Во многих случаях эти основные требования к усилителю не могут быть выполнены с помощью однокаскадного усилителя из-за ограничений параметров транзистора/полевого транзистора.В таких ситуациях более одного каскада усилителя включаются каскадно, так что входной и выходной каскады обеспечивают согласование импеданса с некоторым усилением, а оставшиеся промежуточные каскады обеспечивают большую часть усиления.

Мы можем сказать, что,

·        Когда усиления однокаскадного усилителя недостаточно, или,

 

·        Когда входной или выходной импеданс имеет неправильную величину, для конкретного применения два или подключено больше каскадов усилителя, в каскаде.Такой усилитель с двумя или более каскадами также известен как многокаскадный усилитель.

 

Двухкаскадный каскадный усилитель


В i1 вход первой ступени, а V o2 выход второй сцена.

 

Так,В о2 i1 — общий коэффициент усиления по напряжению двухкаскадного усилителя.



6 N-Stage Cascaded усилитель


Результирующее усиление напряжения многоступенчатого усилителя — это продукт роста напряжения различные этапы.

 

Av = Avl Av2 … Avn Усиление в децибелах

Во многих ситуациях оказывается очень удобным сравнивать две степени в логарифмической шкале, а не в линейной. Единица этой логарифмической шкалы называется децибел (сокращенно дБ). Число N децибел, на которое мощность P2 превышает мощность P1, определяется как

децибел, дБ обозначает коэффициент мощности. Отрицательные значения числа дБ означают, что мощность P2 меньше эталонной мощности P1, а положительное значение числа дБ означает, что мощность P2 больше эталонной мощности P1.

 

Для усилителя P1 может представлять входную мощность, а P2 может представлять выходную мощность. Оба могут быть заданы как


 

Где Ri и Ro — входное и выходное сопротивления усилителя соответственно. Тогда

 т. е. Ri = Ro = R, тогда


Коэффициент усиления многокаскадного усилителя в дБ в дБ, как показано ниже

20 log10 Av = 20 log10Avl + 20 log10Av2 +…      + 20 log10Avn

 

Таким образом, общий коэффициент усиления напряжения в дБ многокаскадного усилителя равен коэффициенту усиления напряжения отдельных каскадов в децибелах.Это может быть дано как

AVDB = AVLDB + AV2DB + … + AVNDB

Преимущества представления усиления в децибелах

Логарифмическая шкала предпочтительна над линейной шкалой для представляющих напряжение и усиление мощности по следующим причинам:

 

·        В многокаскадных усилителях это позволяет добавлять отдельные усиления каскадов для расчета общего усиления.

 

·        Это позволяет нам обозначать как очень малые, так и очень большие линейные величины, масштабируемые значительно малыми цифрами.

 

·        Например, коэффициент усиления по напряжению 0,0000001 может быть представлен как -140 дБ, а коэффициент усиления по напряжению 1 00 000 может быть представлен как 100 дБ.

·        Много раз выходной сигнал усилителя подается на громкоговорители для воспроизведения звука, воспринимаемого человеческим ухом. Важно отметить, что ухо реагирует на интенсивность звука в пропорциональном или логарифмическом масштабе, а не в линейном масштабе. Таким образом, использование единицы дБ более подходит для представления коэффициентов усиления усилителя.

 

Методы соединения Многокаскадные усилители

В многокаскадном усилителе выходной сигнал предыдущего каскада должен быть соединен с входной цепью последующего каскада. Для этой межступенчатой ​​муфты могут использоваться различные типы соединительных элементов

. Это:

1. Резистивно-емкостная связь 2 Трансформаторная связь 3. Прямая связь

Резистивно-емкостная связь

На рисунке показан усилитель с резистивно-емкостной связью на транзисторах.Выходной сигнал первой ступени подается на вход следующей ступени через разделительный конденсатор и резистивную нагрузку на выходной клемме первой ступени


Связь не влияет на точку покоя следующей ступени, так как разделительный конденсатор Cc блокирует постоянный ток напряжение первой ступени от достижения базы второй ступени. Сеть RC носит широкополосный характер. Таким образом, он дает широкополосную частотную характеристику без пиков на любой частоте и, следовательно, используется для покрытия полного диапазона A.F полос усилителя. Однако его частотная характеристика падает на очень низких частотах из-за разделительных конденсаторов, а также на высоких частотах из-за шунтирующих конденсаторов, таких как паразитная емкость.


Трансформаторная связь

 

На рисунке показан усилитель с трансформаторной связью на транзисторах. Выходной сигнал первого каскада подается на вход следующего каскада через согласующий трансформатор импеданса


Этот тип связи используется для согласования импеданса между выходным и входным каскадом каскада.Обычно он используется для согласования большего выходного сопротивления усилителя мощности ЗЧ с нагрузкой с низким импедансом, такой как громкоговоритель. Как известно, трансформатор блокирует постоянный ток, обеспечивая постоянный ток. изоляция между двумя этапами. Следовательно, трансформаторная связь не влияет на точку покоя следующей ступени. Частотная характеристика усилителя с трансформаторной связью хуже, чем у усилителя с RC-связью. Его индуктивность рассеяния и межобмоточные емкости не позволяют усилителю одинаково хорошо усиливать сигналы разных частот.Межобмоточная емкость соединенного трансформатора может вызвать резонанс на определенной частоте, что заставляет усилитель давать очень высокий коэффициент усиления на этой частоте. Поместив шунтирующие конденсаторы на каждую обмотку трансформатора, мы можем получить резонанс на любой желаемой частоте ВЧ. Такие усилители называются перестраиваемыми усилителями напряжения. Они обеспечивают высокий коэффициент усиления на желаемой частоте, т. е. усиливают избирательные частоты. По этой причине усилители с трансформаторной связью используются в радио- и телеприемниках для усиления ВЧ-сигналов.Как постоянный ток сопротивление обмотки трансформатора очень низкое, почти все постоянное. напряжение, подаваемое Vcc, доступно на коллекторе. Благодаря отсутствию коллекторного сопротивления исключаются ненужные потери мощности в резисторе.


Прямая связь

 

На рисунке показан усилитель с прямой связью на транзисторах. Выходной сигнал первой ступени напрямую подключен к входу следующей ступени. Эта прямая связь позволяет бездействующему d.в. ток коллектора первого каскада проходит через базу следующего каскада, влияя на его условия смещения усилителя.

 

Параметры транзистора, такие как VBE и β, изменяются в зависимости от температуры, вызывая изменение тока и напряжения коллектора.

0 comments on “Входное сопротивление транзистора: Входное и выходное сопротивления усилителя (БТ, BJT)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.