วงจรแอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไปทำงานและลักษณะของมัน

มี แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ประเภทต่างๆ ดำเนินการโดยใช้อินพุตสัญญาณ AC นี่คือการแลกเปลี่ยนระหว่างค่าบวกและค่าลบดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีหนึ่งในการนำเสนอตัวปล่อยทั่วไป วงจรเครื่องขยายเสียง เพื่อทำหน้าที่ระหว่างค่าสูงสุดสองค่า กระบวนการนี้เรียกว่าแอมพลิฟายเออร์ไบซิงและเป็นการออกแบบแอมพลิฟายเออร์ที่สำคัญเพื่อสร้างจุดทำงานที่แน่นอนของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ซึ่งพร้อมรับสัญญาณดังนั้นจึงสามารถลดความผิดเพี้ยนของสัญญาณเอาต์พุตได้ ในบทความนี้เราจะพูดถึงการวิเคราะห์แอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไป

เครื่องขยายเสียงคืออะไร?

แอมพลิฟายเออร์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณอินพุตที่อ่อนแอในแง่ของแรงดันกระแสหรือกำลังไฟ กระบวนการเพิ่มความแรงของสัญญาณที่อ่อนแอเรียกว่าการขยายสัญญาณ ข้อ จำกัด ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในระหว่างการขยายคือขนาดของสัญญาณควรเพิ่มขึ้นเท่านั้นและไม่ควรมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างสัญญาณดั้งเดิม ทรานซิสเตอร์ (BJT, FET) เป็นส่วนประกอบหลักในระบบเครื่องขยายเสียง เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียงขั้นตอนแรกคือการเลือกการกำหนดค่าที่เหมาะสมซึ่งจะใช้อุปกรณ์ดังกล่าว จากนั้นทรานซิสเตอร์ควรจะเอนเอียงเพื่อให้ได้ Q-point ที่ต้องการ สัญญาณถูกนำไปใช้กับอินพุตและเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง

Common Emitter Amplifier คืออะไร?

แอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปเป็นสามขั้นตอนพื้นฐานขั้นพื้นฐาน ทรานซิสเตอร์ขั้วต่อสองขั้ว และใช้เป็นเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้า อินพุตของแอมพลิฟายเออร์นี้นำมาจากเทอร์มินัลฐานเอาต์พุตจะถูกรวบรวมจากเทอร์มินัลตัวรวบรวมและเทอร์มินัลตัวปล่อยเป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งสองขั้ว สัญลักษณ์พื้นฐานของแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปแสดงอยู่ด้านล่าง

Common Emitter Amplifier

การกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไป

ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีการใช้การกำหนดค่าทรานซิสเตอร์สามชนิดเช่นตัวปล่อยทั่วไปฐานทั่วไปและตัวสะสมทั่วไปในนั้นสิ่งที่ใช้บ่อยที่สุดคือตัวปล่อยทั่วไปเนื่องจากคุณสมบัติหลัก

แอมพลิฟายเออร์ประเภทนี้รวมถึงสัญญาณที่กำหนดให้กับเทอร์มินัลฐานจากนั้นเอาต์พุตจะได้รับจากเทอร์มินัลตัวรวบรวมของวงจร แต่ตามชื่อที่แนะนำแอตทริบิวต์หลักของวงจรตัวปล่อยเป็นที่คุ้นเคยสำหรับทั้งอินพุตและเอาต์พุต

การกำหนดค่าทรานซิสเตอร์ตัวปล่อยทั่วไปใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ การกำหนดค่านี้เหมาะสมกับทั้งทรานซิสเตอร์เช่นทรานซิสเตอร์ PNP และ NPN แต่ทรานซิสเตอร์ NPN มักใช้บ่อยที่สุดเนื่องจากการใช้ทรานซิสเตอร์เหล่านี้อย่างแพร่หลาย

ในการกำหนดค่า Emitter Amplifier ทั่วไป Emitter ของ BJT เป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตดังที่แสดงด้านล่าง การจัดเรียงจะเหมือนกันสำหรับไฟล์ ทรานซิสเตอร์ PNP แต่อคติจะตรงข้ามกับทรานซิสเตอร์ NPN ของ w.r.t

การกำหนดค่าเครื่องขยายเสียง CE

การทำงานของ Common Emitter Amplifier

เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้กับทางแยกฐานตัวปล่อยความลำเอียงไปข้างหน้าข้ามทางแยกนี้จะเพิ่มขึ้นในช่วงครึ่งรอบบน สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการไหลของอิเล็กตรอนจากตัวปล่อยไปยังตัวเก็บรวบรวมผ่านฐานดังนั้นจึงเพิ่มกระแสสะสม กระแสตัวสะสมที่เพิ่มขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงมากขึ้นใน RC ตัวต้านทานโหลดตัวเก็บรวบรวม

การทำงานของ CE Amplifier

ครึ่งรอบที่เป็นลบจะลดแรงดันไบแอสไปข้างหน้าข้ามทางแยกฐานตัวปล่อย แรงดันไฟฟ้าฐานตัวเก็บรวบรวมที่ลดลงจะลดกระแสของตัวสะสมในตัวต้านทานตัวสะสมทั้งหมด Rc ดังนั้นตัวต้านทานโหลดที่ขยายจะปรากฏบนตัวต้านทานตัวเก็บรวบรวม วงจรเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไปแสดงไว้ด้านบน

จากรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าสำหรับวงจร CE ที่แสดงในรูป (b) จะเห็นว่ามีการกะระยะ 180 องศาระหว่างรูปคลื่นอินพุตและเอาต์พุต

การทำงานของ Common Emitter Amplifier

แผนภาพวงจรด้านล่างแสดงการทำงานของวงจรเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไปและ ประกอบด้วยตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า การให้น้ำหนักใช้ในการจ่ายแรงดันไบอัสพื้นฐานตามความจำเป็น การให้น้ำหนักตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ามีตัวแบ่งศักย์ที่มีตัวต้านทานสองตัวเชื่อมต่อกันในลักษณะที่ใช้จุดกึ่งกลางสำหรับการจ่ายแรงดันไบอัสพื้นฐาน

วงจรแอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไป

มีความแตกต่างกัน ประเภทของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ในแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปซึ่งเป็นตัวต้านทาน R1 ใช้สำหรับอคติไปข้างหน้าตัวต้านทาน R2 ใช้สำหรับการพัฒนาไบแอสตัวต้านทาน RL ถูกใช้ที่เอาต์พุตเรียกว่าความต้านทานต่อโหลด ตัวต้านทาน RE ใช้สำหรับเสถียรภาพทางความร้อน ตัวเก็บประจุ C1 ใช้เพื่อแยกสัญญาณ AC ออกจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและตัวเก็บประจุเรียกว่า ตัวเก็บประจุแบบมีเพศสัมพันธ์ .

รูปแสดงให้เห็นว่าไบแอสเทียบกับเกนคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์แอมพลิฟายเออร์ทั่วไปถ้าตัวต้านทาน R2 เพิ่มขึ้นแสดงว่าไบแอสไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นและ R1 & ไบแอสเป็นสัดส่วนผกผันซึ่งกันและกัน กระแสสลับ ถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ของวงจรเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไปจากนั้นจะมีการไหลของกระแสไฟฟ้าฐานขนาดเล็ก ดังนั้นจึงมีการไหลของกระแสจำนวนมากผ่านตัวเก็บรวบรวมด้วยความช่วยเหลือของความต้านทาน RC แรงดันไฟฟ้าใกล้กับความต้านทาน RC จะเปลี่ยนไปเนื่องจากค่าสูงมากและมีค่าตั้งแต่ 4 ถึง 10kohm ดังนั้นจึงมีกระแสไฟฟ้าจำนวนมากในวงจรตัวเก็บรวบรวมซึ่งขยายจากสัญญาณอ่อนดังนั้นทรานซิสเตอร์ตัวปล่อยทั่วไปจึงทำงานเป็นวงจรขยาย

แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายสัญญาณอิมิตเตอร์ทั่วไป

อัตราขยายปัจจุบันของแอมพลิฟายเออร์อีซีแอลทั่วไปถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของกระแสสะสมต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสพื้นฐาน แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับถูกกำหนดให้เป็นผลคูณของกระแสไฟฟ้าและอัตราส่วนของความต้านทานขาออกของตัวสะสมต่อความต้านทานอินพุตของวงจรฐาน สมการต่อไปนี้แสดงนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของแรงดันไฟฟ้าและอัตราขยายปัจจุบัน

β = ΔIc / ΔIb

Av = β Rc / Rb

องค์ประกอบของวงจรและหน้าที่

องค์ประกอบวงจรแอมพลิฟายเออร์อิมิตเตอร์ทั่วไปและฟังก์ชันต่างๆจะกล่าวถึงด้านล่าง

วงจรไบซิง / ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า

ความต้านทาน R1, R2 และ RE ที่ใช้ในการสร้าง วงจรการให้น้ำหนักแรงดันไฟฟ้าและการรักษาเสถียรภาพ . วงจรการให้น้ำหนักจำเป็นต้องสร้างจุด Q ในการทำงานที่เหมาะสมมิฉะนั้นส่วนหนึ่งของครึ่งรอบที่เป็นลบของสัญญาณอาจถูกตัดออกในเอาต์พุต

ตัวเก็บประจุอินพุต (C1)

ตัวเก็บประจุ C1 ใช้เพื่อจับคู่สัญญาณกับขั้วฐานของ BJT หากไม่มีอยู่ความต้านทานแหล่งสัญญาณ Rs จะเจอ R2 และด้วยเหตุนี้มันจะเปลี่ยนอคติ C1 อนุญาตให้เฉพาะสัญญาณ AC เท่านั้นที่จะไหล แต่แยกแหล่งสัญญาณจาก R2

ตัวเก็บประจุบายพาสตัวส่ง (CE)

ตัวเก็บประจุบายพาสอีซีแอลใช้คู่ขนานกับ RE เพื่อให้มีเส้นทางรีแอกแตนซ์ต่ำไปยังสัญญาณ AC ที่ขยาย หากไม่ได้ใช้สัญญาณ AC ที่ขยายตามผ่าน RE จะทำให้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมด้วยเหตุนี้จึงทำให้แรงดันไฟฟ้าขาออกลดลง

ตัวเก็บประจุแบบคลัป (C2)

ตัวเก็บประจุแบบ coupling C2 จับคู่ขั้นตอนหนึ่งของการขยายไปยังขั้นต่อไป เทคนิคนี้ใช้เพื่อแยกการตั้งค่า DC bias ของวงจรคู่ทั้งสอง

กระแสวงจรเครื่องขยายเสียง CE

ฐานปัจจุบัน iB = IB + ib โดยที่

IB = กระแสไฟฟ้าฐาน DC เมื่อไม่มีการใช้สัญญาณ

ib = ฐาน AC เมื่อใช้สัญญาณ AC และ iB = กระแสฐานทั้งหมด

สะสม iC ปัจจุบัน = IC + ic โดยที่

iC = ปัจจุบันตัวรวบรวมทั้งหมด

IC = ตัวเก็บสัญญาณเป็นศูนย์ในปัจจุบัน

ic = AC Collector current เมื่อใช้สัญญาณ AC

Emitter Current iE = IE + เช่นโดยที่

IE = กระแสตัวปล่อยสัญญาณเป็นศูนย์

คือ = กระแสไฟ AC เมื่อใช้สัญญาณ AC

iE = กระแสรวมของอีซีแอล

การวิเคราะห์ Common Emitter Amplifier

ขั้นตอนแรกในการวิเคราะห์ AC ของวงจรแอมพลิฟายเออร์ Common Emitter คือการวาดวงจรเทียบเท่า AC โดยการลดแหล่งจ่ายไฟ DC ทั้งหมดให้เหลือศูนย์และทำให้ตัวเก็บประจุทั้งหมดสั้นลง รูปด้านล่างแสดงวงจรเทียบเท่า AC

วงจรเทียบเท่า AC สำหรับเครื่องขยายเสียง CE

ขั้นตอนต่อไปในการวิเคราะห์ AC คือการวาดวงจรพารามิเตอร์ h โดยการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ในวงจรเทียบเท่า AC ด้วยโมเดลพารามิเตอร์ h รูปด้านล่างแสดงวงจรเทียบเท่าพารามิเตอร์ h สำหรับวงจร CE

h-Parameter Equivalent Circuit สำหรับ Common Emitter Amplifier

ประสิทธิภาพของวงจร CE โดยทั่วไปสรุปได้ดังนี้:

• ความต้านทานอินพุตอุปกรณ์ Zb = hie
• อิมพีแดนซ์อินพุตของวงจร Zi = R1 || R2 || Zb
• ความต้านทานขาออกของอุปกรณ์ Zc = 1 / จอบ
• อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของวงจร Zo = RC || ZC ≈ RC
• การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของวงจร Av = -hfe / hie * (Rc || RL)
• กำไรกระแสวงจร AI = hfe RC. Rb / (Rc + RL) (Rc + hie)
• กำลังขยายวงจร Ap = Av * Ai

การตอบสนองความถี่เครื่องขยายเสียง CE

แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับของเครื่องขยายเสียง CE จะแตกต่างกันไปตามความถี่สัญญาณ เป็นเพราะรีแอคแตนซ์ของตัวเก็บประจุในวงจรเปลี่ยนแปลงตามความถี่สัญญาณและส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าขาออก เส้นโค้งที่ลากระหว่างแรงดันไฟฟ้าและความถี่สัญญาณของเครื่องขยายเสียงเรียกว่าการตอบสนองความถี่ รูปด้านล่างแสดงการตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียง CE ทั่วไป

การตอบสนองความถี่

จากกราฟด้านบนเราสังเกตว่าแรงดันไฟฟ้าลดลงที่ความถี่ต่ำ (FH) ในขณะที่ค่าคงที่ในช่วงความถี่กลาง (FL ถึง FH)

ที่ความถี่ต่ำ ( รีแอคแตนซ์ของตัวเก็บประจุแบบ coupling C2 ค่อนข้างสูงและด้วยเหตุนี้สัญญาณส่วนเล็กมากจะผ่านจากขั้นตอนของเครื่องขยายเสียงไปยังโหลด

ยิ่งไปกว่านั้น CE ไม่สามารถตัด RE ได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากมีรีแอคแตนซ์ขนาดใหญ่ที่ความถี่ต่ำ ปัจจัยทั้งสองนี้ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงที่ความถี่ต่ำ

ที่ความถี่สูง (> FH) รีแอคแตนซ์ของตัวเก็บประจุแบบ coupling C2 มีขนาดเล็กมากและทำงานเป็นไฟฟ้าลัดวงจร สิ่งนี้จะเพิ่มผลการโหลดของขั้นตอนเครื่องขยายเสียงและทำหน้าที่ลดแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

ยิ่งไปกว่านั้นที่ความถี่สูงค่ารีแอคแตนซ์แบบคาปาซิทีฟของทางแยกตัวปล่อยฐานต่ำซึ่งจะเพิ่มกระแสพื้นฐาน ความถี่นี้จะลดปัจจัยการขยายปัจจุบันβ เนื่องจากสองสาเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าจะลดลงที่ความถี่สูง

ที่ความถี่กลาง (FL ถึง FH) แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงคงที่ ผลกระทบของตัวเก็บประจุแบบ coupling C2 ในช่วงความถี่นี้เช่นเพื่อรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ดังนั้นเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นในช่วงนี้ค่ารีแอคแตนซ์ของ CC จะลดลงซึ่งมีแนวโน้มที่จะเพิ่มเกน

อย่างไรก็ตามในเวลาเดียวกันรีแอคแตนซ์ที่ต่ำกว่าหมายความว่าสูงกว่าเกือบจะยกเลิกซึ่งกันและกันส่งผลให้มีความยุติธรรมสม่ำเสมอที่ความถี่กลาง

เราสามารถสังเกตการตอบสนองความถี่ของวงจรแอมพลิฟายเออร์ใด ๆ ได้คือความแตกต่างของประสิทธิภาพโดยการเปลี่ยนแปลงภายในความถี่ของสัญญาณอินพุตเนื่องจากแสดงแถบความถี่ที่เอาต์พุตยังคงมีเสถียรภาพอยู่พอสมควร แบนด์วิดท์ของวงจรสามารถกำหนดเป็นช่วงความถี่ได้ทั้งเล็กหรือใหญ่ระหว่าง amongH & &L

ดังนั้นจากสิ่งนี้เราสามารถกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าสำหรับอินพุตไซน์ใด ๆ ในช่วงความถี่ที่กำหนดได้ การตอบสนองความถี่ของการนำเสนอลอการิทึมคือ Bode diagram เครื่องขยายเสียงส่วนใหญ่มีการตอบสนองความถี่แบนที่อยู่ในช่วง 20 Hz - 20 kHz สำหรับเครื่องขยายเสียงช่วงความถี่เรียกว่าแบนด์วิดท์

จุดความถี่เช่นƒL & ƒHเกี่ยวข้องกับมุมล่างและมุมบนของแอมพลิฟายเออร์ซึ่งเป็นอัตราขยายของวงจรที่ความถี่สูงและความถี่ต่ำ จุดความถี่เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าจุดเดซิเบล ดังนั้น BW จึงสามารถกำหนดเป็น

BW = fH - ฉ

dB (เดซิเบล) คือ 1/10 ของ B (เบล) เป็นหน่วยที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่คุ้นเคยในการวัดอัตราขยายและกำหนดไว้เช่น 20log10 (A) ในที่นี้ 'A' คืออัตราขยายทศนิยมที่พล็อตบนแกน y

เอาต์พุตสูงสุดสามารถรับได้ผ่านศูนย์เดซิเบลซึ่งสื่อสารไปยังฟังก์ชันขนาดของเอกภาพมิฉะนั้นจะเกิดขึ้นเมื่อ Vout = Vin เมื่อไม่มีการลดลงที่ระดับความถี่นี้ดังนั้น

VOUT / VIN = 1 ดังนั้น 20log (1) = 0dB

เราสามารถสังเกตได้จากกราฟด้านบนผลลัพธ์ที่จุดตัดความถี่สองจุดจะลดลงจาก 0dB เป็น -3dB และยังคงลดลงในอัตราคงที่ การลดลงของอัตราขยายนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อส่วนการเปิดออกของเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ ในวงจรตัวกรองและแอมพลิฟายเออร์พื้นฐานทั้งหมดอัตราการปิดนี้สามารถกำหนดเป็น 20dB / ทศวรรษซึ่งเท่ากับอัตรา 6dB / อ็อกเทฟ ดังนั้นลำดับของวงจรจะคูณด้วยค่าเหล่านี้

จุดตัดความถี่ -3dB เหล่านี้จะอธิบายความถี่ที่สามารถลดค่า o / p ได้เป็น 70% ของค่าสูงสุด หลังจากนั้นเราสามารถพูดได้อย่างถูกต้องว่าจุดความถี่เป็นความถี่ที่การได้รับของระบบลดลงเหลือ 0.7 ของค่าสูงสุด

Common Emitter Transistor Amplifier

แผนภาพวงจรของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์อีซีแอลทั่วไปมีการกำหนดค่าทั่วไปและเป็นรูปแบบมาตรฐานของวงจรทรานซิสเตอร์ในขณะที่ต้องการการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า แอมพลิฟายเออร์อีซีแอลทั่วไปจะถูกแปลงเป็นแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้าน การกำหนดค่าประเภทต่างๆในทรานซิสเตอร์ แอมพลิฟายเออร์เป็นฐานทั่วไปและทรานซิสเตอร์ตัวสะสมทั่วไปและรูปจะแสดงในวงจรต่อไปนี้

Common Emitter Transistor Amplifier

ลักษณะทั่วไปของ Emitter Amplifier

• แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไปอยู่ในระดับปานกลาง
• กำลังรับสูงในเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไป
• มีความสัมพันธ์เฟส 180 องศาในอินพุตและเอาต์พุต
• ในแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปตัวต้านทานอินพุตและเอาท์พุตมีค่าปานกลาง

กราฟลักษณะระหว่างอคติและอัตราขยายแสดงอยู่ด้านล่าง

“ตัวถอดรหัส 3 ถึง 8 บิต ”

ลักษณะเฉพาะ

แรงดันไบแอสทรานซิสเตอร์

Vcc (แรงดันไฟฟ้า) จะกำหนด Ic สูงสุด (กระแสตัวสะสม) เมื่อทรานซิสเตอร์เปิดใช้งาน Ib (กระแสฐาน) สำหรับทรานซิสเตอร์สามารถพบได้จาก Ic (กระแสตัวเก็บรวบรวม) และค่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงβ (เบต้า) ของทรานซิสเตอร์

VB = VCC R2 / R1 + R2

ค่าเบต้า

บางครั้ง 'β' เรียกว่า 'hFE' ซึ่งเป็นอัตราขยายกระแสไปข้างหน้าของทรานซิสเตอร์ภายในการกำหนดค่า CE เบต้า (β) เป็นอัตราส่วนคงที่ของสองกระแสเช่น Ic และ Ib ดังนั้นจึงไม่มีหน่วย ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยภายในกระแสฐานจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากภายในกระแสของตัวสะสม

ทรานซิสเตอร์ประเภทเดียวกันและหมายเลขชิ้นส่วนจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากภายในค่า 'β' ตัวอย่างเช่นทรานซิสเตอร์ NPN เช่น BC107 มีค่าเบต้า (ค่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงอยู่ระหว่าง 110-450 ตามแผ่นข้อมูลดังนั้นทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งอาจมีค่า 110 เบต้าในขณะที่อีกตัวหนึ่งอาจมีค่าเบต้า 450 อย่างไรก็ตามทั้งสองทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ NPN BC107 เนื่องจาก Beta เป็นคุณสมบัติของโครงสร้างของทรานซิสเตอร์ แต่ไม่ใช่หน้าที่ของมัน

เมื่อขั้วต่อฐานหรือตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์เชื่อมต่ออคติไปข้างหน้าแรงดันไฟฟ้าของตัวปล่อย ‘Ve’ จะเป็นทางแยกเดียวที่แรงดันตกแตกต่างจากแรงดันไฟฟ้าของขั้วฐาน กระแสของตัวปล่อย (Ie) ไม่ใช่อะไร แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานตัวปล่อย สามารถคำนวณได้ง่ายๆผ่านกฎของโอห์ม ค่า 'Ic' (กระแสของตัวเก็บรวบรวม) สามารถประมาณได้เนื่องจากมีค่าใกล้เคียงกับกระแสตัวปล่อยโดยประมาณ

ความต้านทานอินพุตและเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไป

ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ระดับอิมพีแดนซ์เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักที่ต้องพิจารณา โดยปกติค่าของอิมพีแดนซ์อินพุตจะอยู่ในพื้นที่1kΩในขณะที่ค่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและค่าของวงจร ความต้านทานของอินพุตที่น้อยลงจะเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าอินพุตถูกกำหนดให้ข้ามขั้วทั้งสองของฐานและตัวปล่อยที่คล้ายทรานซิสเตอร์เนื่องจากมีทางแยกที่เอนเอียงไปข้างหน้า

นอกจากนี้อิมพีแดนซ์ o / p ยังค่อนข้างสูงเนื่องจากมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญอีกครั้งตามค่าของค่าส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่เลือกและระดับปัจจุบันที่อนุญาต อิมพีแดนซ์ o / p ต่ำสุด10kΩมิฉะนั้นอาจสูง แต่ถ้าท่อระบายน้ำปัจจุบันอนุญาตให้ดึงกระแสไฟฟ้าในระดับสูงได้ความต้านทาน o / p จะลดลงอย่างมาก ระดับอิมพีแดนซ์หรือความต้านทานมาจากความจริงที่ว่าเอาต์พุตถูกใช้จากเทอร์มินัลตัวรวบรวมเนื่องจากมีทางแยกแบบย้อนกลับ

แอมพลิฟายเออร์ Emitter ทั่วไปขั้นตอนเดียว

แอมพลิฟายเออร์อิมิตเตอร์ทั่วไปแบบขั้นตอนเดียวแสดงอยู่ด้านล่างและองค์ประกอบวงจรที่แตกต่างกันพร้อมฟังก์ชั่นจะอธิบายไว้ด้านล่าง

วงจรการให้น้ำหนัก

วงจรเช่นการให้น้ำหนักและการคงตัวสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยความต้านทานเช่น R1, R2 & RE

ความจุอินพุต (Cin)

ความจุอินพุตสามารถแสดงด้วย 'Cin' ซึ่งใช้เพื่อรวมสัญญาณไปยังขั้วฐานของทรานซิสเตอร์

หากไม่ได้ใช้ความจุนี้ความต้านทานของแหล่งสัญญาณจะเข้าใกล้ตัวต้านทาน ‘R2’ เพื่อเปลี่ยนไบแอส ตัวเก็บประจุนี้จะอนุญาตให้จ่ายสัญญาณ AC ได้

ตัวเก็บประจุบายพาสตัวส่ง (CE)

การเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุบายพาสอีซีแอลสามารถทำได้แบบขนานกับ RE เพื่อให้เลนรีแอกแตนซ์ต่ำไปยังสัญญาณ AC ที่ขยาย หากไม่ได้ใช้งานสัญญาณ AC ที่ขยายจะไหลไปทั่ว RE เพื่อทำให้แรงดันตกคร่อมดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า o / p ได้

ตัวเก็บประจุแบบคลัป (C)

ตัวเก็บประจุแบบมีเพศสัมพันธ์นี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อรวมสัญญาณที่ขยายไปยังอุปกรณ์ o / p เพื่อให้สามารถจ่ายสัญญาณ AC ได้

กำลังทำงาน

เมื่อให้สัญญาณ AC อินพุตที่อ่อนแอไปยังขั้วฐานของทรานซิสเตอร์แล้วกระแสไฟฟ้าฐานจำนวนเล็กน้อยจะจ่ายเนื่องจากการกระทำของทรานซิสเตอร์นี้ AC สูง กระแสจะไหลตลอดโหลดตัวสะสม (RC) ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าสูงจึงสามารถมองเห็นได้ตลอดทั้งโหลดตัวเก็บรวบรวมและเอาต์พุต ดังนั้นสัญญาณที่อ่อนแอจะถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลฐานซึ่งปรากฏในรูปแบบขยายภายในวงจรตัวรวบรวม แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงเช่น Av คือความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินพุตและเอาต์พุตที่ขยาย

การตอบสนองความถี่และแบนด์วิดท์

สามารถสรุปแรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงเช่น Av สำหรับความถี่อินพุตต่างๆได้ ลักษณะของมันสามารถวาดได้ทั้งสองแกนเช่นความถี่บนแกน X ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าอยู่บนแกน Y กราฟของการตอบสนองความถี่สามารถบรรลุได้ซึ่งแสดงไว้ในลักษณะ ดังนั้นเราจึงสังเกตได้ว่าอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์นี้สามารถลดลงได้ที่ความถี่สูงและต่ำมากอย่างไรก็ตามมันยังคงมีเสถียรภาพในย่านความถี่กลางที่หลากหลาย

สามารถกำหนด fL หรือความถี่ตัดต่ำได้เมื่อความถี่ต่ำกว่า 1 ช่วงของความถี่สามารถกำหนดได้ว่าอัตราขยายของเครื่องขยายเสียงจะเพิ่มเป็นสองเท่าของความถี่กลาง

fL (ความถี่คัทออฟด้านบน) สามารถกำหนดได้เมื่อความถี่อยู่ในช่วงสูงซึ่งอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์เท่ากับ 1 / √2เท่าของอัตราขยายของความถี่กลาง

แบนด์วิดท์สามารถกำหนดเป็นช่วงความถี่ระหว่างความถี่ตัดต่ำและความถี่ตัดบน

BW = fU - ฉ

ทฤษฎีการทดลองแอมพลิฟายเออร์ทั่วไป

จุดประสงค์หลักของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ CE NPN นี้คือการตรวจสอบการทำงานของมัน

เครื่องขยายเสียง CE เป็นหนึ่งในการกำหนดค่าหลักของเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ ในการทดสอบนี้ผู้เรียนจะออกแบบและตรวจสอบเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ NPN CE พื้นฐาน สมมติว่าผู้เรียนมีความรู้เกี่ยวกับทฤษฎีของเครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์เช่นการใช้วงจรเทียบเท่า AC ดังนั้นผู้เรียนจึงคาดว่าจะออกแบบกระบวนการของตนเองเพื่อทำการทดลองในห้องปฏิบัติการเมื่อการวิเคราะห์ก่อนการทดลองเสร็จสมบูรณ์แล้วเขาสามารถวิเคราะห์และสรุปผลการทดลองในรายงานได้

ส่วนประกอบที่ต้องการ ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ NPN - 2N3904 & 2N2222), VBE = 0.7V, Beta = 100, r’e = 25mv / IE ในการวิเคราะห์ Pre-lab

ก่อนห้องปฏิบัติการ

ตามแผนภาพวงจรคำนวณพารามิเตอร์ DC เช่น Ve, IE, VC, VB & VCE ด้วยเทคนิคโดยประมาณ ร่างวงจรเทียบเท่า ac และคำนวณ Av (แรงดันไฟฟ้า), Zi (อิมพีแดนซ์อินพุต) & Zo (อิมพีแดนซ์เอาต์พุต) ยังร่างรูปคลื่นคอมโพสิตที่คาดเดาได้ในจุดต่างๆเช่น A, B, C, D & E ภายในวงจร ที่จุด 'A' สมมติว่า Vin เช่นจุดสูงสุด 100 mv คลื่นไซน์ 5 kHz

สำหรับแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้าให้วาดวงจรด้วยอิมพีแดนซ์อินพุตแหล่งแรงดันไฟฟ้าซึ่งขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ o / p

วัดค่าอิมพีแดนซ์อินพุตเช่น Zi ผ่านการใส่ตัวต้านทานทดสอบภายในชุดผ่านสัญญาณอินพุตไปยังเครื่องขยายเสียงและวัดว่าสัญญาณของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะปรากฏที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงมากแค่ไหน

ในการกำหนดความต้านทานขาออกให้ถอดตัวต้านทานโหลดออกชั่วขณะและคำนวณแรงดันไฟฟ้า ac o / p ที่ไม่ได้โหลด หลังจากนั้นใส่ตัวต้านทานโหลดกลับวัดแรงดันไฟฟ้า ac o / p อีกครั้ง ในการกำหนดอิมพีแดนซ์เอาต์พุตสามารถใช้การวัดเหล่านี้ได้

ทดลองในห้องทดลอง

ออกแบบวงจรตามนั้นและตรวจสอบการคำนวณข้างต้นทั้งหมด ใช้ DC coupling และ dual-trace บนออสซิลโลสโคป หลังจากนั้นก็ทำการวัดแรงดันไฟฟ้า o / p อีกครั้ง ประเมินผลลัพธ์โดยใช้การคำนวณก่อนห้องปฏิบัติการของคุณ

ข้อดี

ข้อดีของเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไปมีดังต่อไปนี้

• แอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปมีอิมพีแดนซ์อินพุตต่ำและเป็นแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้าน
• อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์นี้สูง
• แอมพลิฟายเออร์นี้มีกำลังรับสูงสุดเมื่อรวมกับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและอัตราขยายกระแสไฟฟ้า
• อัตราขยายปัจจุบันของแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปสูง

ข้อเสีย

ข้อเสียของเครื่องขยายสัญญาณตัวปล่อยทั่วไปมีดังต่อไปนี้

• ในความถี่สูงแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไปจะไม่ตอบสนอง
• แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงนี้ไม่เสถียร
• ความต้านทานเอาต์พุตสูงมากในแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้
• ในแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้มีความไม่เสถียรทางความร้อนสูง
• ความต้านทานเอาต์พุตสูง

การใช้งาน

แอปพลิเคชันของเครื่องขยายสัญญาณตัวปล่อยทั่วไปมีดังต่อไปนี้

• แอมพลิฟายเออร์อิมิตเตอร์ทั่วไปใช้ในแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้าความถี่ต่ำ
• โดยทั่วไปแล้วเครื่องขยายเสียงเหล่านี้จะใช้ในวงจร RF
• โดยทั่วไปเครื่องขยายเสียงจะใช้ในเครื่องขยายเสียงรบกวนต่ำ
• วงจรอิมิตเตอร์ทั่วไปเป็นที่นิยมเนื่องจากเหมาะสำหรับการขยายแรงดันไฟฟ้าโดยเฉพาะที่ความถี่ต่ำ
• เครื่องขยายสัญญาณแบบ Common-emitter ยังใช้ในวงจรตัวรับส่งคลื่นความถี่วิทยุ
• การกำหนดค่าตัวส่งสัญญาณทั่วไปที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ

บทความนี้กล่าวถึง การทำงานของเครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไป วงจร. เมื่ออ่านข้อมูลข้างต้นคุณมีความคิดเกี่ยวกับแนวคิดนี้ นอกจากนี้คำถามใด ๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้หรือหากคุณต้องการ เพื่อดำเนินโครงการไฟฟ้า โปรดอย่าลังเลที่จะแสดงความคิดเห็นในส่วนด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณอะไรคือฟังก์ชั่นของแอมพลิฟายเออร์ตัวปล่อยทั่วไป?