Elektr/T_Bi pol/ wtór_e m, 4s, 94 kB

Układ ze wspólnym kolektorem (WK), wtórnik emiterowy

Rys. 1. Wtórnik emiterowy [U.Tietze..]

Napięcie wyjściowe zgodnie z zasadą działania wynosi UWY = UWE – UBEQ ≈ UWE – 0,6V,

skąd

U WY

k

1

u0

(*)

U WE

*Ponieważ potencjał emitera nadąża za potencjałem bazy („wtóruje” mu), układ WK

jest nazywany najczęściej wtórnikiem emiterowym.

W celu dokładniejszego obliczenia WZMOCNIENIA NAPIĘCIOWEGO

posłużymy się równaniem TB

1

dI

g dU

dU

(10)

C

m

BE

CE

rce

Uwzględniając, że:

dU wy

dI

; dU

dU

dU

;

dU

dU

.

C

BE

WE

WY

CE

WY

R E

po podstawieniu do równania (10) mamy: 1

dU

1

g R

R

k

WY

m

E

E

;

(4.28)

u0

dU

1

1

g R

1

WE

m

E

1

R E

g

R

r

g

m

E

ce

m

Po uwzględnieniu warunku RE >> 1/gm ku0 ≈ 1

REZYSTANCJA WEJŚCIOWA. Dla obwodu wejściowego zgodnie z 2pK można zapisać:

dU

dU

dU

;

WE

BE

WY

Podzielimy postronne na dIB

dU

dU

WE

WY

r

r

r

we

be

be

dI

dI

B

C

rwe = rbe + βRE ≈ βRE

(4.29)

* Prądowe sprzężenie zwrotne zwiększa rezystancję wejściową TB.

REZYSTANCJA WYJŚCIOWA. Aby wyznaczyć rwy powrócimy do wyrażenia (4.28):

g R

dU

m

E

WY

k

,

u0

1

g R

dU

m

E

WE

które podzielimy postronne na gm:

dU

R

WY

E

, skąd

g dU

1

g R

m

WE

m

E

1

R E

R

g

1

E

m

r

R

.

(4.30a)

WY

E

1

g R

1

g

m

E

m

R E

g m

Biorąc pod uwagę, ze RE >> 1/gm , to 1

1

U T

r

R

(4.30b)

wy

E

g

g

I

m

m

C

2

REZYSTANCJA WYJŚCIOWA przy uwzględnieniu rezystancji źródła sygnału rg Uwzględniając rg [U.Tietze..] oraz korzystając z równań opisujących TB (10) można znaleźć bardziej dokładny wzór

r

1

g

r

R

(4.30)

wy

E

g m

Przykład liczbowy: Dla IC = 2mA, β = 300, RE = 3kΩ i rg = 40 kΩ wyznaczmy rwe

za pomocą wzoru (4.29), a rwy - (4.30),: r = βR = 300x3kΩ = 900kΩ.

we

E

1

rg

26mV

40k

r

R

3k

140

,

wy

E

g

2mA

300

m

* rwe jest większa od rwy 6428 razy. Z tego powodu wtórnik emiterowy jest nazywany niekiedy transformatorem impedancji.

Ustalania punktu pracy wtórnika emiterowego Gdy wtórnik emitorowi jest sterowany z poprzedzającego go w układzie stopnia, bazę wtórnika łączy się zazwyczaj bezpośrednio z wyjściem tego stopnia, jak pokazano na poniższym rysunku.

Rys.4.29. Przykład

bezpośredniego

sprzężenia wtórnika

emiterowego

[U.Tietze..]

*Przy wybranym rozkładzie potencjałów, aby ustawić przepływ prądu kolektora o (7

0.6)V

wartości np. 2mA, musimy wybrać R

3. k

2

.

E

mA

2

3

Rys.2.16. Wtórnik emiterowi ze

sprzężeniem pojemnościowym

( P.

Horowitz,

W.

Hill:

Sztuka

elektroniki, Część 1, Warszawa,1995):

Najprostszym rozwiązaniem po

ustaleniu punktu pracy

wtórnika jest zastosowanie dzielnika

napięcia

w obwodzie bazy.

Wartości R1i R2 wybiera się tak, aby w przypadku braku sygnały wejściowego potencjał bazy był równy połowie napięcia zasilającego UCC.

PRZYKŁAD PROJEKTOWANIA WTÓRNIKA EMITEROWEGO (Rys. 2.16) dla sygnałów o częstotliwościach akustycznych (od 20Hz do 20 kHz). Wartość spoczynkowego prądu emitera jest równa IE = 1mA, wartość UCC = +15V.

Krok 1. Wybór U . Aby uzyskać maksymalną amplitudę napięcia na wyjściu, bez E

obcinania wierzchołków, wybiera się wartość UE =UCC/2 = 15/2= 7,5V.

Krok 2. Wybór R . Dla spoczynkowej wartości prądu I E

E = 1mA

RE = UE / IE = 7,5V / 1mA = 7,5 kΩ.

Krok 3. Wybór R1 i R2. Najpierw określa się UB = UE + 0,6V= 8,1V. Z wartości potencjału bazy wyznaczamy stosunek 15 R 2

1

,

8 , skąd R2 =1,17R1.

R

R

1

2

Biorąc pod uwagę, że wartość prądu płynącego przez dzielnik napięcia powinna być znacznie większa od wartości prądu wpływającego do bazy tranzystora, czyli wartość

R R

1

2

R

750k

. Zatem zakładamy, że R R

k

75

, skąd

E

1

2

R

R

1

2

17

,

2

75 103

R

140k

1

17

.

1

ostateczne wybiera się R =130kΩ, to R

1

2 = 152kΩ.

Krok 4. Wybór C …..

1

Krok 5. Wybór C …..

2

4