Bendras emiteris

Bendras emiteris – tranzistorinio signalo stiprintuvo tipas. Pavadinimas kilęs iš to, jog šioje schemoje tranzistoriaus emiterio išvadas dažnai įžeminamas ar sujungiamas su metalinėmis masėmis.

Bendro emiterio schema kintamajai srovei sustiprinti. Emiteris sujungtas su žeme per rezistorių R_E, tačiau kintamosios srovės atžvilgiu jis sujungtas su žeme tiesiogiai per C_E (kintamąją srovę kondensatorius praleidžia)

Bendro emiterio schemai būdinga nelabai didelė įėjimo varža bei vidutinė išėjimo varža. Naudojant šią schemą pasiekiamas didžiausias galingumo sustiprinimas, todėl ji palyginus su kitais jungimo būdais yra labiau paplitusi. Schema sustiprina tiek srovę, tiek ir įtampą.

Darbo režimo nustatymas

Stiprintuvas normaliai dirbti gali tik tada, jei ramybės būvyje tranzistoriumi teka nedidelė (paprastai keleto miliamperų) ramybės srovė. Tuomet nežymiai pakeitus bazės srovę (keičiant įėjimo signalo įtampą), šis pokytis bus daug stipriau atspindėtas kolektoriaus srovės pokytyje (galingumo sustiprinimas). Jei ramybės srovės nebūtų, schema negalėtų stiprinti silpnų signalų, nes tranzistorius ima bent kiek atsidaryti tik bazės įtampai viršijus maždaug 0,6 V ribą.

Tranzistoriaus kolektoriaus srovė šioje schemoje lygi jo bazės srovei, padaugintai iš srovės stiprinimo koeficiento bendro emiterio schemoje:

$\beta _{0}=I_{\mathrm {C} }/I_{\mathrm {B} }$

Paprasčiausiai schemai pakaktų vieno reikiamą bazės srovę nustatančio rezistoriaus R1, tačiau tada bazės srovė (taigi ir kolektoriaus srovė) labai priklauso nuo aplinkos temperatūros. Darbo stabilumui padidinti įvedamas ir R2, suformuojant šioje vietoje įtampos daliklį.

Pateikiamoje schemoje tranzistoriaus emiteris su žeme sujungtas per rezistorių R_E, šuntuotą kondensatoriumi C_E (vidutinių ir aukštų dažnių kintamąją srovę šis kondensatorius praleidžia). Šis rezistorius įveda neigiamą grįžtamąjį ryšį, padidindamas schemos darbo stabilumą kintant aplinkos temperatūrai (labiau atsidarius tranzistoriui, R_E ima tekėti stipresnė srovė, bet tada jam krinta didesnė įtampa. Jei daugiau maitinimo šaltinio įtampos tenka R_E, mažiau jos tenka tranzistoriui, taip susilpninant ir juo tekančią srovę.

Įėjimo signalo pastovi dedamoji darbo režimui įtakos neturi, nes ją „nukerta“ C_in.

Charakteristikos (nedideliam įėjimo signalo pokyčiui)

(Lygiagrečios linijos nusako lygiagrečiai sujungtų rezistorių bendrą varžą)

Įtampos stiprinimo koeficientas:

Su C_E:

$-g_{m}(R_{\mathrm {C} }\|R_{\mathrm {load} })\,$

Be C_E:

${-\beta _{0}(R_{\mathrm {C} }\|R_{\mathrm {load} }) \over r_{\pi }+(1+\beta _{0})R_{\mathrm {E} }}$

Įėjimo varža:

Su C_E:

$R_{1}\|R_{2}\|r_{\pi }\,$

Be C_E:

$R_{1}\|R_{2}\|(r_{\pi }+(1+\beta _{0})R_{\mathrm {E} })\,$

Srovės stiprinimo koeficientas:

$A_{\mathrm {vm} }{r_{\mathrm {in} } \over R_{\mathrm {load} }}$

Išėjimo varža:

$R_{\mathrm {C} }\,$

čia:

• $g_{m}=I_{\mathrm {C} }/V_{\mathrm {T} }$, kur:
  • $I_{\mathrm {C} }$ yra tranzistoriaus kolektoriaus srovė ramybės būvyje (nesant stiprinamo signalo).
  • $V_{\mathrm {T} }=kT/q$ yra „terminis potencialas“, kambario temperatūroje lygus maždaug 25 mV (žr. Google kalkuliatorių).
• $\beta _{0}=I_{\mathrm {C} }/I_{\mathrm {B} }$ yra tranzistoriaus srovės stiprinimo koeficientas bendro emiterio schemoje (dar neretai žymimas h_FE). Jis specifinis kiekvienam tranzistoriui (reikšmė svyruoje nuo 10-15 iki kelių šimtų). Kiekvienam tranzistoriaus tipui garantuojama gamintojo dokumentacijoje nurodyta minimali reikšmė (norint galima ir išmatuoti).
• $r_{\pi }=\beta _{0}/g_{m}=V_{\mathrm {T} }/I_{\mathrm {B} }$
• $R_{\mathrm {load} }$ yra apkrovos varža, kuri laikoma lygiagrečia R_C.