Společná základna

několik příkladů aplikací je podrobně popsáno níže. Následuje stručný přehled.

• zesilovač vstupní impedance Rin pohledu do vysílače uzlu, je velmi nízká, vzhledem k tomu, že přibližně

R v = r E = V T I E , {\displaystyle R_{\text{v}}=r_{E}={\frac {V_{T}}{I_{E}}},}

kde VT je tepelné napětí, a TEDY je vysílač DC proudu. Například pro VT = 26 mV a IE = 10 mA, spíše typické hodnoty, Rin = 2,6 Ω. Je-li IE snížena na zvýšení Rin, je třeba vzít v úvahu i další důsledky, jako je nižší transkondukce, vyšší výstupní odpor a nižší β. Praktickým řešením tohoto problému s nízkou vstupní impedancí je umístit na vstup společný emitorový stupeň a vytvořit zesilovač cascode.

• protože vstupní impedance je tak nízká, většina zdrojů signálu má větší impedanci zdroje než zesilovač Rin se společnou základnou. Důsledkem je, že zdroj dodává na vstup spíše proud než napětí, i když se jedná o zdroj napětí. (Podle Nortonovy věty je tento proud přibližně iin = vS / RS). Pokud je výstupním signálem také proud, zesilovač je vyrovnávací paměť proudu a dodává stejný proud jako vstup. V případě, že výstup je brán jako napětí, zesilovač je transrezistenčního zesilovač a dodává napětí závislé na zatížení impedance, například vout = vv RL pro odpor zátěže RL mnohem menší hodnotu, než zesilovač výstupní odpor Rout. To znamená, že zisk napětí v tomto případě (podrobněji vysvětleno níže) je

v out = i v R L = V s R L R S ⇒ A v = V out v S = R L R s. {\displaystyle v_{\text{z}}=i_{\text{v}}R_{L}=v_{s}{\frac {R_{L}}{R_{S}}}\Rightarrow A_{v}={\frac {v_{\text{z}}}{v_{S}}}={\frac {R_{L}}{R_{S}}}.}

Všimněte si, že pro zdrojové impedance tak, že RS rE rE výstupní impedance se blíží rout = RC || .

• pro zvláštní případ zdrojů s velmi nízkou impedancí funguje zesilovač se společnou základnou jako napěťový zesilovač, jeden z níže uvedených příkladů. V tomto případě (podrobněji vysvětleno níže), když R ≪ znovu a RL ≪ Rout, napětí zisk se stává

v = v v S = R L r E ≈ g m, R L , {\displaystyle A_{v}={\frac {v_{\text{z}}}{v_{S}}}={\frac {R_{L}}{r_{E}}}\approx g_{m}R_{L},}

kde gm = IC / VT je transkonduktanci. Všimněte si, že pro nízkou impedanci zdroje, Rout = rO || RC.

• zahrnutí rO do modelu hybrid-pi předpovídá zpětný přenos z výstupu zesilovačů na jeho vstup, to znamená, že zesilovač je bilaterální. Jedním z důsledků toho je, že vstupní/výstupní impedance je ovlivněna zatížení/zdroj ukončení impedance, tedy, například, výstupní odpor Rout se může lišit v rozmezí rO || RC ≤ Rout ≤ (β + 1) rO || RC, v závislosti na zdroj odpor RS. Zesilovač může být aproximován jako jednostranný, pokud je zanedbání rO přesné (platí pro nízké zisky a nízké až střední odpory zátěže), což zjednodušuje analýzu. Tato aproximace se často provádí v diskrétních provedeních, ale může být méně přesná v RF obvodech a v konstrukcích integrovaných obvodů, kde se normálně používají aktivní zátěže.

Napětí amplifierEdit

Obrázek 2: Malý-signál model pro výpočet různých parametrů; Thévenin zdroj napětí jako signál

Pro případ, kdy společné-základna obvodu je použit jako zesilovač napětí, v obvodu je znázorněn na Obrázku 2.

výstupní odpor je velký, alespoň RC / / rO, hodnota, která vzniká při nízké impedanci zdroje (RS ≪ rE). Velký výstupní odpor je v napěťovém zesilovači nežádoucí, protože vede ke špatnému rozdělení napětí na výstupu. Zisk napětí je však znatelný i při malých zátěžích: podle tabulky je u RS = rE zisk Av = gm RL / 2. U větších zdrojových impedancí je zisk určen poměrem rezistorů RL / RS, a nikoli vlastnostmi tranzistorů, což může být výhoda tam, kde je důležitá necitlivost na změny teploty nebo tranzistoru.

alternativou k použití modelu hybrid-pi pro tyto výpočty je obecná technika založená na dvouportových sítích. Například v aplikaci, jako je tato, kde je výstupem napětí, lze pro jednoduchost zvolit dvouport ekvivalentní g, protože ve výstupním portu používá napěťový zesilovač.

pro hodnoty RS v blízkosti rE je zesilovač přechodný mezi napěťovým zesilovačem a proudovou vyrovnávací pamětí. U RS >> rE by reprezentace ovladače jako zdroje Thévenin měla být nahrazena reprezentací se zdrojem Norton. Společný základní obvod se přestane chovat jako napěťový zesilovač a chová se jako sledovač proudu, jak je popsáno dále.

Aktuální followerEdit

Obrázek 3: Společný základ obvodu s Norton řidiče; RC je vynechán, protože aktivní zatížení se předpokládá, že s nekonečně malé-výstupní signál odpor

Obrázek 3 ukazuje společné základní zesilovač používá jako současný následovník. Obvodový signál je poskytován zdrojem AC Norton (proud je, Norton resistance RS) na vstupu a obvod má na výstupu odporovou zátěž RL.

jak již bylo zmíněno, tento zesilovač je bilaterální v důsledku výstupního odporu rO, který spojuje výstup se vstupem. V tomto případě je výstupní odpor velký i v nejhorším případě (je to alespoň rO / / RC a může se stát (β + 1) rO / / RC pro velké RS). Velký výstupní odpor je žádoucím atributem zdroje proudu, protože příznivé rozdělení proudu posílá většinu proudu do zátěže. Současný zisk je téměř jednota, pokud RS rE rE.

alternativní analytická technika je založena na dvouportových sítích. Například v aplikaci, jako je tato, kde proud je výstup, je vybrán dvouport ekvivalentní h, protože používá proudový zesilovač ve výstupním portu.