Karaniwang Kolektor ng Transistor

Ang isang BJT na karaniwang amplifier ng kolektor ay isang circuit kung saan ang kolektor at ang base ng BJT ay nagbabahagi ng isang karaniwang supply ng input, samakatuwid ang pangalang karaniwang kolektor.

Sa aming nakaraang mga artikulo natutunan namin ang iba pang dalawang mga pagsasaayos ng transistor, katulad ng karaniwang-batayan at ang karaniwang-emitter .

Sa artikulong ito tinatalakay namin ang pangatlo at ang pangwakas na disenyo na tinatawag na pagsasaayos ng karaniwang-kolektor o kahalili alam din ito tagasunod ng emitter.

Ang imahe ng pagsasaayos na ito ay ipinapakita sa ibaba gamit ang karaniwang mga kasalukuyang direksyon ng daloy at mga notasyong boltahe:

Pangunahing Tampok ng Karaniwang Amplifier ng Kolektor

Ang pangunahing tampok at ang layunin ng paggamit ng isang karaniwang pagsasaayos ng kolektor ng BJT ay pagtutugma ng impedance .

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagsasaayos na ito ay nagtataglay ng isang mataas na impedance ng pag-input at isang mababang impedance ng output.

Ang tampok na ito ay talagang kabaligtaran ng iba pang dalawang mga katapat na karaniwang-batayan ng isang mga karaniwang pagsasaayos ng emitter.

Paano Gumagana ang Karaniwang Amplifier ng Kolektor

Mula sa figure sa itaas maaari nating makita na ang pagkarga dito ay naka-attach sa emitter pin ng transistor at ang kolektor ay konektado sa isang pangkaraniwang sanggunian patungkol sa base (input).

Ibig sabihin, ang kolektor ay karaniwan sa parehong input at output output. Sa madaling salita, ang suplay na dumarating sa base at ang kolektor ay kapwa nagbabahagi ng karaniwang polarity. Dito, ang batayan ay nagiging input at ang emitter ang nagiging output.

Nakatutuwang pansinin na, kahit na ang pagsasaayos ay kahawig ng aming dating karaniwang-emitter na pagsasaayos, ang kolektor ay maaaring makita na naka-attach sa 'Karaniwang Pinagmulan'.

Tungkol sa mga tampok sa disenyo, hindi namin kailangang isama ang hanay ng mga karaniwang katangian ng kolektor para sa pagtataguyod ng mga parameter ng circuit.

Para sa lahat ng mga praktikal na pagpapatupad, ang mga katangian ng output ng isang karaniwang pag-configure ng kolektor ay tumpak na maiugnay para sa karaniwang-emitter

Sa madaling salita, maaari lamang nating idisenyo ito sa pamamagitan ng paggamit ng mga katangiang nagtatrabaho para sa network ng karaniwang-emitter .

Para sa bawat pagsasaayos ng karaniwang kolektor, ang mga katangian ng output ay naka-plot sa pamamagitan ng paglalapat ng I AY vs V EC para sa magagamit na I B saklaw ng mga halaga.

Ipinapahiwatig nito na ang parehong karaniwang-emitter at karaniwang-kolektor ay may magkaparehong mga kasalukuyang halaga ng pag-input.

Para sa pagkamit ng pahalang na axis para sa isang karaniwang kolektor, kailangan lang naming baguhin ang polarity ng boltahe ng emitor ng kolektor sa isang karaniwang katangian ng emitter.

Sa wakas, makikita mo na halos walang anumang pagkakaiba sa patayong sukatan ng isang karaniwang-emitter na I C , kung ito ay ipinagpapalit sa I AY sa isang karaniwang katangian ng kolektor, (mula noong ∝ ≅ 1).

Habang nagdidisenyo ng panig sa pag-input, maaari naming mailapat ang mga karaniwang katangian ng emitter na base upang makamit ang mahalagang data.

Mga Limitasyon ng Pagpapatakbo

Para sa anumang BJT ang mga limitasyon ng pagpapatakbo ay tumutukoy sa rehiyon ng pagpapatakbo sa mga katangian nito na nagpapahiwatig ng maximum na matatagalan na saklaw nito at ang punto kung saan maaaring gumana ang transistor na may pinakamaliit na pagbaluktot.

Ipinapakita ng sumusunod na imahe kung paano ito tinukoy para sa mga katangian ng BJT.

Mahahanap mo rin ang mga limitasyong ito ng pagpapatakbo sa lahat ng mga datosheet ng transistor.

Ang ilan sa mga limitasyong ito ng pagpapatakbo ay madaling maunawaan, halimbawa alam natin kung ano ang maximum na kasalukuyang kolektor (tinukoy bilang tuloy-tuloy kasalukuyang kolektor sa mga datasheet), at maximum na boltahe ng kolektor-sa-emitter (karaniwang pinaikling bilang V CEO sa mga datasheet).

Para sa halimbawang ipinakita ng BJT sa nasa itaas na grap, nakita namin ang I C (max) ay tinukoy bilang 50 mA at V CEO bilang 20 V.

Ang guhit na patayong iginuhit na ipinahiwatig bilang V EC (nayon) sa katangian, nagpapakita ng minimum na V ITO na maaaring ipatupad nang hindi tumatawid sa di-linear na rehiyon, na ipinahiwatig ng pangalang 'rehiyon ng saturation'.

Ang V EC (nayon) tinukoy para sa BJTs ay karaniwang sa paligid ng 0.3V.

Ang pinakamataas na posibleng antas ng pagwawaldas ay kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:

Sa imahe sa itaas na katangian, ang ipinapalagay na disipasyon ng lakas ng kolektor ng BJT ay ipinapakita bilang 300mW.

Ngayon ang tanong ay, ano ang pamamaraan kung saan maaari naming mailagay ang kurba para sa disipasyon ng kuryente ng kolektor, na tinukoy ng mga sumusunod na pagtutukoy:

AY

Ipinapahiwatig nito na ang produkto ng V ITO at ako C dapat na katumbas ng 300mW, sa anumang punto sa mga katangian.

Kung ipagpalagay ko C ay may maximum na halagang 50mA, ang pagpapalit nito sa equation sa itaas ay nagbibigay sa amin ng mga sumusunod na resulta:

Sinasabi sa atin ng mga resulta sa itaas na kung ako C = 50mA, pagkatapos V ITO ay magiging 6V sa kurba ng pagwawaldas ng kuryente, tulad ng napatunayan sa Larawan 3.22.

Ngayon kung pipiliin natin si V ITO na may pinakamataas na halaga ng 20V, pagkatapos ay ang I C ang antas ay magiging bilang tinatayang sa ibaba:

Itinataguyod nito ang pangalawang punto sa kurba ng kuryente.

Ngayon kung pipiliin namin ang isang antas ng I C sa kalagitnaan ng daan, sabihin natin sa 25mA, at ilapat ito sa antas ng resulta ng V ITO , pagkatapos makukuha natin ang sumusunod na solusyon:

Ang pareho ay napatunayan din sa Fig 3.22 din.

Ang 3 puntos na ipinaliwanag ay maaaring mabisang mailapat para sa pagkuha ng isang tinatayang halaga ng aktwal na curve. Walang alinlangan maaari naming magamit ang higit pang bilang ng mga puntos para sa pagtantya at makakuha ng mas mahusay na kawastuhan, gayunpaman isang tinatayang magiging sapat lamang para sa karamihan ng mga application.

Ang lugar na makikita sa ibaba I C = Ako CEO ay tinawag na cut-off na rehiyon . Ang rehiyon na ito ay hindi dapat maabot upang matiyak ang isang pagbaluktot na walang bayad na pagtatrabaho ng BJT.

Sanggunian sa Datasheet

Makakakita ka ng maraming mga datasheet na nagbibigay lamang ng I CBO halaga Sa mga ganitong sitwasyon maaari nating mailapat ang formula

Ako CEO = βako CBO. Makakatulong ito sa amin upang makakuha ng isang tinatayang pag-unawa patungkol sa antas ng cut-off sa kawalan ng mga katangian na kurba.

Sa mga kaso kung saan hindi mo ma-access ang mga katangian na kurba mula sa isang naibigay na datasheet, maaaring kinakailangan na kumpirmahin mo na ang mga halaga ng I C, V ITO , at ang kanilang produktong V ITO x ako C manatili sa loob ng saklaw tulad ng tinukoy sa mga sumusunod Eq 3.17.

Buod

Ang karaniwang kolektor ay isang kilalang pagsasaayos ng transistor (BJT) kasama ng iba pang tatlong pangunahing mga bago, at ginagamit tuwing kinakailangan ang isang transistor na maging sa buffer mode, o bilang isang buffer ng boltahe.

Paano Kumonekta sa isang Karaniwang Amplifier ng Kolektor

Sa pagsasaayos na ito ang base ng transistor ay wired para sa pagtanggap ng input na nag-aalok ng supply, ang emitter lead ay konektado bilang output, at ang kolektor ay na-hook up sa positibong supply, tulad na ang kolektor ay naging isang pangkaraniwang terminal sa kabila ng supply ng base trigger Vbb at ang tunay na Vdd positibong supply.

Ang karaniwang koneksyon na ito ay nagbibigay sa iyo ng pangalan bilang karaniwang kolektor.

Ang karaniwang pagsasaayos ng BJT ng kolektor ay tinatawag ding circuit ng tagasunod ng emitter dahil sa simpleng kadahilanan na sinusundan ng boltahe ng emitter ang batayang boltahe na may sanggunian sa lupa, nangangahulugang ang emitter lead ay nagpasimula ng isang boltahe lamang kapag ang batayang boltahe ay nagawang i-cross ang 0.6V marka.

Samakatuwid, kung halimbawa ang base boltahe ay 6V, pagkatapos ang emitter boltahe ay 5.4V, dahil ang emitter ay kailangang magbigay ng isang 0.6V drop o leverage sa base boltahe para sa pagpapagana ng transistor na magsagawa, at samakatuwid ang pangalan na tagasunod ng emitter.

Sa simpleng mga termino, ang boltahe ng emitter ay palaging mas mababa sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng paligid ng 0.6V kaysa sa batayang boltahe sapagkat maliban kung ang biasing drop na ito ay pinananatili ang transistor ay hindi kailanman magsasagawa. Alin naman ay nangangahulugang walang boltahe ang maaaring lumitaw sa emitter terminal, samakatuwid ang boltahe ng emitter ay patuloy na sinusundan ang batayang boltahe na inaayos ang sarili nito sa pamamagitan ng pagkakaiba ng paligid -0.6V.

Paano Gumagana ang Emitter Follower

Ipagpalagay na inilalapat natin ang 0.6V sa base ng isang BJT sa isang karaniwang circuit ng kolektor. Gumagawa ito ng zero boltahe sa emitter, dahil ang transistor ay hindi lamang ganap na nasa estado ng pagsasagawa.

Ngayon ipagpalagay na ang boltahe na ito ay dahan-dahang tumaas sa 1V, maaari nitong payagan ang emitter lead na makagawa ng isang boltahe na maaaring nasa paligid ng 0.4V, katulad din na ang boltahe ng base na ito ay nadagdagan sa 1.6V ay gagawin ang emitter na sundin ang hanggang sa 1V ... Ipinapakita nito kung paano pinapanatili ng emitter ang pagsunod sa base na may pagkakaiba sa paligid ng 0.6V, na kung saan ay ang tipikal o ang pinakamainam na antas ng biasing ng anumang BJT.

Ang isang pangkaraniwang circuit ng kolektor ng kolektor ay magpapakita ng isang boltahe ng pagkakaisa na Makakuha, na nangangahulugang ang nakuha ng boltahe para sa config na ito ay hindi masyadong kahanga-hanga, sa halip na katugma lamang ng input.

Matematika sa itaas ay maaaring ipahayag bilang:

Bersyon ng PNP ng emitter tagasunod circuit, ang lahat ng mga polarities ay baligtad.

Kahit na ang pinakamaliit na mga paglihis ng boltahe sa base ng isang pangkaraniwang transistor ng kolektor ay dinoble sa kabuuan ng emitter lead, na sa isang lawak ay nakasalalay sa pakinabang (Hfe) ng transistor at ang paglaban ng nakakabit na karga).

Ang pangunahing pakinabang ng circuit na ito ay ang tampok na impedance ng mataas na input, na nagpapahintulot sa circuit na gumana nang mahusay anuman ang kasalukuyang pag-input o ang resistensya ng pag-load, ibig sabihin kahit na ang malalaking pag-load ay maaaring mahusay na pinamamahalaan na may mga pag-input na mayroong kaunting kasalukuyang.

Iyon ang dahilan kung bakit ang isang pangkaraniwang kolektor ay ginagamit bilang isang buffer, nangangahulugang isang yugto na mahusay na isinasama ang mga pagpapatakbo ng mataas na pagkarga mula sa isang medyo mahina na kasalukuyang mapagkukunan (halimbawa ng isang TTL o Arduino na mapagkukunan)

Ang mataas na impedance ng pag-input ay ipinahayag kasama ang pormula:

at ang maliit na impedance ng output, kaya maaari itong maghimok ng mga low-resistence load:

Praktikal na nakikita, ang resistor ng emitter ay maaaring makabuluhang mas malaki at samakatuwid ay maaaring balewalain sa pormula sa itaas, na sa wakas ay nagbibigay sa amin ng relasyon:

Kasalukuyang Kita

Ang kasalukuyang nakuha para sa isang pangkaraniwang kolektor ng transistor configure na mataas, dahil ang kolektor na direktang konektado sa positibong linya ay maaaring maipasa ang buong kinakailangang halaga ng kasalukuyang sa naka-attach na load sa pamamagitan ng lead ng emitter.

Samakatuwid kung nagtataka ka kung magkano ang kasalukuyang maaring ibigay ng isang tagasunod sa emitter sa pag-load, sigurado ka na hindi ito magiging isyu dahil ang pag-load ay palaging hinihimok ng isang pinakamainam na kasalukuyang mula sa pagsasaayos na ito.

Halimbawa Mga Circuits ng Application para sa BJT Karaniwang kolektor

Ang ilan sa mga klasikong halimbawa ng tagasunod ng emitter o karaniwang mga circuit ng application ng kolektor ng kolektor ay maaaring makita sa mga sumusunod na halimbawa.

100 amp Variable Voltage Power Supply Circuit

DC Cell Phone Charger Circuit Gamit ang isang Single Transistor

Single Transistor Mataas na Kasalukuyang Battery Charger Circuit