Sähkö ja elektroniikka

BJT-vahvistimen ja emitteriseuraajan laskuri

Laske toimintapiste, kuormitettu vahvistus, resistanssit ja signaalivaihtelu NPN/PNP-vahvistimille.

Syötetyt arvot

Laskentatapa

Transistorityyppi

Esijännityskytkentä

Syöttöjännite · VCC · V

Ylempi esijännitysvastus · R1 · kΩ

Alempi esijännitysvastus · R2 · kΩ

Kollektorivastus · RC · kΩ

Emitterivastus · RE · kΩ

Tasavirtavahvistus · β · hFE

Kanta-emitterijännitteen itseisarvo · V

Kollektori-emitterikyllästysjännitteen itseisarvo · V

Ohita emitterivastus vaihtosignaalille

Resistanssi · RL (AC) · kΩ

Resistanssi · RS · kΩ

Jännite · VT · mV

Tulojännite · Vpk · mV

DC-virrat ovat itseisarvoja; jännitteet suhteessa maahan. AC-kondensaattorit ovat oikosulkuja; vakio VBE ja β. Vain aktiivinen toimintapiste; ei Early- tai taajuusvaikutuksia. RL vaikuttaa vain AC:hen; Rout ei sisällä RL:ää; vaihtelu on likimääräinen.

Tulokset

IC: —

VCE: —

Jännite · Vout,DC: —

Jännitevahvistus · Av,S: —

Jännitevahvistus · Av,B: —

Resistanssi · Rin: —

Resistanssi · Rout: —

gm: —

rπ: —

Jännite · Vout,pk: —

Enimmäisarvo · Vout,pk: —

Kaava—

Vertaa yhteisemitterivahvistusta emitteriseuraajan kuormitukseen

Arvioi keskikaistan piensignaalivahvistus tasavirtabiasin jälkeen. Vertaa yhteisemitteriä, emitteriseuraajaa, lähteen kuormitusta ja leikkautumisvaraa. Malli ei sisällä taajuusriippuvia kondensaattoreita, transistorin lähtövastusta, kohinaa tai yksityiskohtaista säröä (DC).

Vaihe vaiheelta

Valitse napaisuus, bias ja topologia. Varmista aktiivinen tasavirtatoimintapiste ennen piensignaalitulosten tulkintaa (DC).
Syötä vaihtovirtakuorma, lähdevastus, tulohuippu ja lämpöjännite. Valitse yhteisemitterille emitterivastuksen ideaalinen ohitus.
Vertaa lähde-lähtö- ja kanta-lähtövahvistusta, tulovastusta ja lähtöhuippua. Tarkista leikkautumisvaroitus ja lähtövastus.

Asetukset ja rajoitukset

Emitterin ohitus: Ideaalinen ohitus poistaa vaihtovirran emitteritakaisinkytkennän mutta säilyttää tasavirtabiasin. Vahvistus kasvaa ja tulovastus yleensä laskee; todellinen kondensaattori riippuu taajuudesta (DC).
Lähde ja kuorma: Lähdevastus vaimentaa kantasignaalia. Kapasitiivisesti kytketty vaihtovirtakuorma vaikuttaa vahvistukseen ja varaan, mutta ei tasavirtabiasiin (DC).
Piensignaalioletukset: Lämpöjännite ja biasvirta määräävät transkonduktanssin. Leikkautumisarvio vertaa ennustettua huippua käytettävissä olevaan varaan; se ei simuloi säröä.

Esimerkkitehtävä

Käytä yhteistä jakoesimerkkiä ja vertaa yhteisemitteriä ilman ohitusta ja sen kanssa. Bias pysyy samana, vahvistus ja tulovastus muuttuvat.

Esimerkkisyöte

NPN; VCC = 12 V; R1 = 47 kΩ; R2 = 10 kΩ
RC = 4.7 kΩ; RE = 1 kΩ; β = 100
VBE = 0.7 V; VCE(sat) = 0.2 V; VT = 25.85 mV
RL = 10 kΩ; RS = 1 kΩ; Vin,pk = 10 mV

Odotettu tulos
CE / CE+Cb / EF	Gsource	Rin	Vout,pk	Rout
CE	−2.744393 V/V	7.634495 kΩ	27.443927 mV	4.7 kΩ
CE + Cb	−98.277923 V/V	1.615793 kΩ	982.779227 mV	4.7 kΩ
EF	0.864522 V/V	7.579523 kΩ	8.645220 mV	27.924813 Ω

Vaihda emitteriseuraajaan. Jännitevahvistus jää alle yhden, mutta matalampi lähtövastus voi auttaa puskuroinnissa. Kollektorivastusta ei käytetä seuraajatilassa.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi vahvistus on negatiivinen?

Yhteisemitteri invertoi signaalin; emitteriseuraaja ei. Vertaa etumerkillistä vahvistusta, älä vain itseisarvoa.

Miksi piensignaalitulokset puuttuvat?

Sulku tai kyllästys tekee aktiivisen alueen mallista epäkelvon. Korjaa tasavirtatoimintapiste ennen vaihtovirtavahvistuksen vertailua (DC).

Tarkoittaako hyväksytty leikkautumistesti pientä säröä?

Ei. Epälineaarisuutta esiintyy ennen kovaa leikkautumista. Pienennä signaalia ja tarkista todellisen kytkennän vaste, biasvakaus ja särö.