Zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem je jedním z nejběžnějších obvodů zesilovačů v elektronice. Je to zařízení schopné zvýšit amplitudu vstupního signálu a převést ji na zesílený výstup.
Princip fungování zesilovače založeného na tranzistoru se společným emitorem je založen na použití efektu tranzistoru. Uvnitř tranzistoru jsou tři vrstvy polovodičových materiálů-emitor, základna a kolektor. Když je na základnu přiveden malý řídicí signál, tranzistor prochází velkým proudem přes emitor a kolektor a zesiluje signál. Tento typ zesilovače se vyznačuje vysokým ziskem a nízkou hlučností.
Zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem má však své vlastní vlastnosti a nevýhody. Za prvé, vyžaduje instalaci dalších prvků, jako jsou kondenzátory a odpory, aby byl zajištěn stabilní provoz. Také nemůže být použit pro práci s konstantními signály, protože tranzistor má pozitivní zpětnou vazbu.
Zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem je však široce používán v různých elektronických zařízeních, včetně audiovideoaparatury, rádia a telekomunikačního zařízení. Má vysoký výkon a lineárnost, což umožňuje dosáhnout kvalitního zesílení signálů.
Na závěr, zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem je spolehlivé a účinné zařízení, které poskytuje zesílení slabých signálů. Princip jeho fungování je založen na efektu tranzistoru a používá se v mnoha moderních elektronických zařízeních.
Princip fungování zesilovače založeného na tranzistoru se společným emitorem
Princip fungování zesilovače se společným emitorem spočívá v zesílení malého vstupního signálu přiváděného na základnu tranzistoru s velkým ziskem. Výkon signálu se zesiluje a vstupuje do zátěže připojené k kolektoru tranzistoru.
Zvláštností zesilovače se společným emitorem je, že vstupní signál je dodáván prostřednictvím báze-emitorového přechodového odporu tranzistoru. To umožňuje zesilovači pracovat v aktivním režimu, když je tranzistor v režimu nasycení nebo odříznutí.
Při práci zesilovače se společným emitorem se potenciál základny tranzistoru mírně mění, což má za následek změnu kolektorového proudu. Malá změna základního proudu vede k velké změně kolektorového proudu, která zajišťuje zesílení signálu.
Zesilovač se společným emitorem má následující vlastnosti:
- Vysoký zisk napětí;
- Negativní zpětná vazba prostřednictvím sériově připojeného odporového obvodu základny a emitoru;
- Výstupní úroveň je v antifáze ve vztahu ke vstupnímu signálu (inverted output).
Zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem je široce používán v radioelektronice, audio aparátu a dalších oblastech, kde je vyžadováno zesílení signálu s nízkým zkreslením a vysokou přesností.
Zařízení a princip fungování tranzistoru
Emitor je vrstva, která emituje nebo emituje elektrony nebo díry. Základna je vrstva, která řídí tok elektrického proudu. Kolektor je vrstva, která přijímá elektrony nebo díry ze základny.
Princip fungování tranzistoru je založen na použití polovodičových materiálů. Když je tranzistor v aktivním režimu provozu, elektrický proud prochází z emitoru do kolektoru přes základnu. V tomto případě tranzistor funguje jako zesilovač signálu.
Tranzistor funguje především na základě dvou typů polovodičových materiálů-typu P a typu N. V PNP tranzistoru se emitor skládá z materiálu typu N, základna z materiálu typu P a kolektor je opět z materiálu typu N. V NPN tranzistoru se emitor a kolektor mění.
Když je kladné napětí přiváděno na základnu, proud začíná proud proudit z emitoru do základny a ze základny do kolektoru. Současně proud prochází oběma vrstvami tranzistoru a zesiluje se na výstupu.
Hlavní výhodou tranzistoru oproti předchozím elektronickým přístrojům je jeho malá velikost, nízká spotřeba energie a vysoká účinnost zesilování signálů.
| Vrstva | Typ polovodičového materiálu |
|---|---|
| Emitor | N-typ |
| Základ | Typ P |
| Kolektor | N-typ |
Role tranzistoru v zesilovači se společným emitorem
V zesilovači se společným emitorem je tranzistor připojen tak, že emitor je spojen se společným bodem obvodu, základna hraje roli řídicí elektrody a kolektor plní funkci zatížení.
Úlohou tranzistoru je zesílit slabý vstupní signál, který vstupuje na základnu. Pokud je na tranzistoru kladný signál, dochází k jeho zesílení a přenosu na výstup, což zajišťuje zvýšení amplitudy signálu.
V zesilovači se společným emitorem funguje tranzistor v aktivním režimu, kdy je mezi základnou a emitorem přiváděn stejnosměrný proud. Vstupní signál zase způsobuje změny tohoto proudu, což vede ke změnám amplitudy výstupního signálu.
Jednou z funkcí zesilovače založeného na tranzistoru se společným emitorem je jeho schopnost zesilovat signál amplitudou. Také tento typ zesilovače má vysoký vstupní a nízký výstupní odpor, který umožňuje jeho připojení k různým zdrojům signálu.
Funkce zesilovače se společným emitorem
Princip fungování zesilovače se společným emitorem spočívá v zesílení signálu dodávaného na základnu tranzistoru na výstupu. Současně je signál přiváděn na základnu přes kondenzátor, aby blokoval konstantní složku. To umožňuje zesilovači pracovat s proměnnými signály.
Nicméně, zesilovač se společným emitorem má také své vlastní vlastnosti. Za prvé, vstupní odpor zesilovače je malý, takže abyste se vyhnuli ztrátě signálu, doporučuje se použít původní zdroj s nízkým výstupním odporem.
Za druhé, aby zesilovač fungoval, vyžaduje konstantní napájecí napětí. Proto je nutné zajistit stabilizaci napájení, aby se zabránilo zkreslení signálu a zvýšila se stabilita zařízení.
Za třetí, zesilovač se společným emitorem může mít různé konfigurace. Například lze použít oddělovací kondenzátory k blokování konstantní složky signálu nebo se společným kolektorem k zajištění většího výstupního odporu.
Závěrem lze říci, že zesilovač založený na tranzistoru se společným emitorem je výkonné a všestranné zařízení schopné zesilovat analogové i digitální signály. Jeho pracovní vlastnosti a konfigurace závisí na konkrétních požadavcích a úkolech, které je třeba vyřešit.
Parametry zesilovače se společným emitorem
Zisk napětí (Av) je jedním z nejdůležitějších parametrů zesilovače. Určuje, kolikrát je vstupní signál zesílen na výstupu zesilovače. Čím větší je hodnota zisku, tím lépe zesilovač funguje.
Tokový zisk (Ai) určuje, kolikrát je výstupní proud zesilovače větší než vstupní proud. Tento parametr ukazuje, kolik proudu je zesilovačem zesíleno. Čím větší je tato hodnota, tím lépe zesilovač funguje.
Frekvenční charakteristiky velmi důležité jsou také parametry zesilovače se společným emitorem. Určují schopnost zesilovače přenášet signály různých frekvencí. Čím širší je frekvenční rozsah, který je zesilovač schopen přenášet, tím lépe funguje.
Vstupní odpor (Rin) a výstupní odpor (Rot) vliv má i na výkon zesilovače. Vstupní odpor určuje, jak silně je vstupní signál zkreslen, když je připojen k zesilovači, a výstupní odpor ukazuje, jak silně je výstupní signál při připojení zátěže zkreslen.
Úroveň zkreslení - je to parametr, který udává, jak silně je zesílený signál zkreslen, když prochází zesilovačem. Čím menší je úroveň zkreslení, tím lépe zesilovač funguje.
Fázové zesílení (Phase shift) ukazuje, jak moc se mění fáze výstupního signálu ve srovnání s fází vstupního signálu. Ovlivňuje výkon zesilovače při signalizaci velké frekvence.
Je důležité poznamenat, že při navrhování a konfiguraci tohoto zařízení musí být zohledněny všechny parametry zesilovače se společným emitorem.