Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem je jedním z hlavních typů zesilovačů používaných v elektronice. Je široce používán v různých zařízeních, jako jsou rádia, Televizory, Audio zesilovače a další. Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem poskytuje zesílení výkonu a amplitudy signálu.
Hlavním prvkem zesilovače se společným emitorem je tranzistor. Tranzistor je polovodičové zařízení schopné zesilovat a regulovat elektrický proud. V zesilovači se společným emitorem se používá jako klíčový prvek zodpovědný za zesílení vstupního signálu.
V zesilovači se společným emitorem je tranzistor připojen tak, že emitor je spojen se společným bodem napájecího obvodu, základna se vstupním signálem a kolektor se zátěží. Když je na základnu přiveden vstupní signál, tranzistor zesiluje signál a přenáší jej na zatížení, čímž zvyšuje jeho amplitudu a výkon.
Princip fungování zesilovače na tranzistoru se společným emitorem
Základní princip fungování zesilovače na tranzistoru se společným emitorem je založen na změně elektronické vodivosti polovodičových materiálů pod vlivem elektrického signálu.
Zesilovač se skládá ze tří základních prvků: tranzistoru, napájecího zdroje a zátěže. Tranzistor řídí proud přicházející z napájecího zdroje a zatížení převádí zesílený signál na zvuk, světlo nebo jinou formu energie.
Práce zesilovače se společným emitorem začíná přiváděním vstupního signálu na základnu tranzistoru. Tento signál řídí elektronický proud protékající základnou, což způsobuje změnu proudu protékajícího emitorem a kolektorem tranzistoru.
Zesilovač se společným emitorem zvyšuje amplitudu vstupního signálu a přenáší jej na výstup. To je možné díky zesílení proudu tranzistorem. Proud z potrubí tranzistoru je úměrný vstupnímu proudu a může být mnohem větší než jeho amplituda správným výběrem komponent obvodu.
Aby bylo dosaženo maximálního výkonu, musí být zesilovač se společným emitorem vyvážen mezi zesílením a stabilitou. Příliš velké zesílení může způsobit zkreslení signálu a příliš malé zesílení může způsobit, že zesilovač bude nerentabilní.
- Vysoký zisk
- Široký rozsah pracovních frekvencí
- Jednoduchost schématu
- Nízká impedance vstupu
- Vysoká úroveň zkreslení při velké amplitudě signálu
- Velké rozměry a velká spotřeba energie
Použití zesilovače na tranzistoru se společným emitorem zahrnuje oblasti, jako jsou audio zesilovače, rádiové systémy, televizní technologie atd.
Struktura a princip činnosti
Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem je elektronické zařízení, které se používá ke zvýšení amplitudy elektrického signálu. Skládá se ze tří hlavních prvků: tranzistoru připojeného ve schématu se společným emitorem a odpovídající mřížky zpětné vazby.
Tranzistor v zesilovači plní funkci klíče, který řídí průchod nebo blokování elektrického signálu. V zesilovači se společným emitorem je tranzistorový emitor společný pro vstupní a výstupní signál a základna a kolektor jsou připojeny k obvodu prostřednictvím odporů. Tato konfigurace umožňuje dosáhnout zesílení signálu v zesilovači.
Princip působení zesilovače na tranzistoru se společným emitorem je založen na tom, že změny ve vstupním signálu se odrážejí na kolektorovém proudu. Vstupní signál přiváděný na základnu tranzistoru mění jeho vodivost. Zvýšení vodivosti vede ke zvýšení kolektorového proudu, a tedy ke zvýšení výstupního signálu.
Hlavním cílem použití zesilovače se společným emitorem je zesílení slabých signálů a vytvoření stabilního výstupního signálu se zvýšeným výkonem. Zisk zesilovače je dán charakteristikami tranzistoru a odpory v obvodu zpětné vazby.
Výhody zesilovače na tranzistoru se společným emitorem:
- Vysoký zisk
- Široký rozsah pracovních frekvencí
- Nízký vstupní odpor
- Vysoká spolehlivost a stabilita provozu
- Nízká hlučnost
Zesilovače na tranzistorech se společným emitorem jsou široce používány v různých oblastech elektroniky, včetně audio zesilovačů, rádiových vysílačů a dalších zařízení, kde je nutné zesílit elektrický signál.
Výhody zesilovače na tranzistoru se společným emitorem
- Vysoký zisk: Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem poskytuje vysoký zisk signálu, což umožňuje zesilovači zesílit slabé vstupní signály na výrazně vyšší úroveň.
- Široký frekvenční rozsah: Zesilovač se společným emitorem má široký frekvenční rozsah, který mu umožňuje zesilovat signály v různých audio systémech i komunikačních systémech.
- Nízký vstupní odpor: Zesilovač se společným emitorem má nízký vstupní odpor, který mu umožňuje efektivně přijímat vstupní signál a minimalizovat ztráty signálu.
- Vysoký výstupní odpor: Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem má vysoký výstupní odpor, který mu umožňuje efektivně se připojit k výstupnímu zatížení bez ztráty signálu.
- Jednoduchost a nízké náklady: Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem má jednoduchou strukturu a vyžaduje relativně malý počet komponent, díky čemuž je jeho výroba cenově dostupnější a nákladově výhodnější.
Celkově je zesilovač na tranzistoru se společným emitorem spolehlivým a efektivním zesilovačem, který má široké uplatnění v mnoha různých oblastech, včetně audio systémů, komunikačních systémů, elektronických spotřebičů a dalších.
Použití zesilovače na tranzistoru se společným emitorem
Mnoho zařízení používá zesilovač na tranzistoru se společným emitorem k zesílení signálů. Je široce používán v rádiových komunikacích, audio zesilovačích, fonokorektorech a lze jej také použít k zesílení nízkoproudých signálů v různých elektronických zařízeních.
Rádiové spojení: Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem se používá v různých rádiových přijímačích a vysílačích. Zesiluje nízkoproudé signály s vysokým ziskem a umožňuje přenášet a přijímat signály na velké vzdálenosti.
Audio zesilovače: Zesilovače na tranzistorech se společným emitorem se používají v audio zesilovačích, které zesilují slabě přesné zvukové signály na úroveň potřebnou k pohonu reproduktorů. Díky vysokému zisku mohou tyto zesilovače poskytovat kvalitní zvuk a dostatečně silný zvuk.
Fonokorektory: Zesilovače na tranzistorech se společným emitorem se také používají ve fonokorrektorech, které zesilují slabě přesné signály z gramofonových desek a udržují je v souladu s úrovní zvukových signálů jiných zdrojů. Ty umožňují kvalitní reprodukci zvuku z desek.
Zesilovač na tranzistoru se společným emitorem je důležitou součástí různých elektronických zařízení, která vyžadují zesílení slaboproudých signálů před jejich dalším zpracováním nebo přehráváním. Díky svým vlastnostem tyto zesilovače poskytují kvalitní zesílení signálů a mají širokou škálu aplikací.
Výpočet a návrh zesilovače na tranzistoru se společným emitorem
Prvním krokem je výběr vhodného tranzistoru pro použití v zesilovači. Důležitými parametry tranzistoru jsou maximální proud kolektoru (Ic), proudový zisk (β) a maximální výkon, který vydrží. Vzhledem k těmto parametrům se volí vhodný tranzistor.
Dále je třeba určit hodnoty odporů, které se používají ve schématu. Rezistory R1 a R2 tvoří dělič napětí, který určuje posun pracovního bodu tranzistoru. Hodnota R1 je zvolena tak, aby proud báze tranzistoru byl asi 1/10 proudu kolektoru. Hodnota R2 je definována jako rozdíl mezi napájecím napětím a základním napětím dělený základním proudem.
Pro stanovení hodnoty odporu zatížení (Rl) je nutné vzít v úvahu požadovaný zisk a maximální proud kolektoru tranzistoru. Hodnota Rl je zvolena tak, aby proud kolektoru byl menší než maximální hodnota a zisk zůstal v požadovaném rozsahu.
Po výběru hodnot odporů můžete začít vypočítávat kapacity. Jednou z hlavních nádob v zesilovači OE je kapacita mezi kolektorem a emitorem (Cce). Hodnota Cce je definována tak, aby byla dostatečně velká, aby zpomalila proudový tranzistor, který prochází, ale ne příliš velká, aby nezhoršila šířku pásma zesilovače.
Navíc, pro vytvoření stabilního provozního režimu, je mezi základnou a emitorem tranzistoru připojena kompenzační kapacita (Cb). Hodnota Cb se obvykle pohybuje kolem deseti procent kapacity Cce.
Důležitým bodem je zaznamenání zdroje signálu a odporu výstupu. Při připojení zdroje signálu je nutné jej spárovat se vstupem zesilovače přes kapacitu (Ce). Také ke snížení zkreslení signálu by měl být použit výstupní odpor (Re).
Výpočet a návrh zesilovače na tranzistoru se společným emitorem je důležitým úkolem pro dosažení požadovaných charakteristik zesilovače. Stanovení hodnot odporů a kapacit, zohlednění požadavků na provozní parametry a sladění signálu umožňuje dosáhnout efektivního a kvalitního zesílení signálu.