Электротехника и электроника

Калькулятор усилителя BJT и эмиттерного повторителя

Рассчитайте смещение, усиление с нагрузкой, сопротивления и размах для NPN/PNP.

Ваши данные

Режим расчёта

Тип транзистора

Схема смещения

Напряжение питания · VCC · V

Верхний резистор смещения · R1 · kΩ

Нижний резистор смещения · R2 · kΩ

Резистор коллектора · RC · kΩ

Резистор эмиттера · RE · kΩ

Усиление по постоянному току · β · hFE

Модуль напряжения база-эмиттер · V

Модуль напряжения насыщения коллектор-эмиттер · V

Шунтировать эмиттерный резистор для AC

Сопротивление · RL (AC) · kΩ

Сопротивление · RS · kΩ

Напряжение · VT · mV

Входное напряжение · Vpk · mV

Токи DC — модули; напряжения относительно земли. Конденсаторы AC закорочены; VBE и β постоянны. Только активный режим; без эффекта Эрли и частотных эффектов. RL только для AC; Rout без RL; размах приблизительный.

Ваши результаты

IC: —

VCE: —

Напряжение · Vout,DC: —

Коэффициент усиления напряжения · Av,S: —

Коэффициент усиления напряжения · Av,B: —

Сопротивление · Rin: —

Сопротивление · Rout: —

gm: —

rπ: —

Напряжение · Vout,pk: —

Максимум · Vout,pk: —

Формула—

Сравнение общего эмиттера и нагрузки повторителя

Оцените малосигнальное усиление средней полосы после расчёта смещения. Сравните общий эмиттер, повторитель, нагрузку источника и запас ограничения. Модель не учитывает частотные конденсаторы, выходное сопротивление транзистора, шум и подробные искажения (DC).

Пошаговая инструкция

Выберите полярность, смещение и топологию. Обеспечьте активную рабочую точку перед интерпретацией малого сигнала (DC).
Введите нагрузку переменного тока, сопротивление источника, пик входа и тепловое напряжение. Для общего эмиттера выберите идеальное шунтирование эмиттерного резистора.
Сравните усиление источник–выход и база–выход, входное сопротивление и пик выхода. Проверьте предупреждение ограничения и выходное сопротивление.

Настройки и ограничения

Шунтирование эмиттера: Идеальное шунтирование устраняет эмиттерную обратную связь переменного тока, сохраняя смещение. Усиление растёт, входное сопротивление обычно падает; реальный конденсатор зависит от частоты (DC).
Источник и нагрузка: Сопротивление источника ослабляет сигнал базы. Емкостно связанная нагрузка влияет на усиление и запас, но не участвует в расчёте смещения (DC).
Малосигнальные допущения: Тепловое напряжение и ток смещения задают крутизну. Оценка ограничения сравнивает ожидаемый пик с запасом; она не моделирует искажения.

Разбор примера

Используйте общий пример делителя и сравните общий эмиттер без шунтирования и с ним. Смещение неизменно, усиление и входное сопротивление меняются.

Пример исходных данных

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

Ожидаемый результат
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

Переключитесь на повторитель. Усиление напряжения меньше единицы, но низкое выходное сопротивление полезно для буферизации. Коллекторный резистор в этом режиме не используется.

Вопросы и устранение неполадок

Почему усиление отрицательное?

Общий эмиттер инвертирует сигнал; повторитель нет. Сравнивайте усиление со знаком, не только модуль.

Почему нет малосигнальных результатов?

Отсечка или насыщение делают активную модель недопустимой. Исправьте рабочую точку перед сравнением усиления переменного тока (DC).

Отсутствие ограничения означает малые искажения?

Нет. Нелинейность возникает до жёсткого ограничения. Уменьшите сигнал и проверьте частотный отклик, устойчивость смещения и искажения реальной схемы.