Yhteinen kanta

alla on kuvattu useita esimerkkisovelluksia. Seuraavassa lyhyt katsaus.

• emitterisolmuun katsova vahvistimen tuloimpedanssi Rin on hyvin pieni, kun otetaan huomioon suurin piirtein

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

missä VT on lämpöjännite ja IE on TASAVIRTALÄHETTIMEN virta. Esimerkiksi VT = 26 mV ja IE = 10 mA, melko tyypilliset arvot, Rin = 2,6 Ω. Jos IE vähenee rin: n lisäämiseksi, on muitakin seurauksia, kuten pienempi transkonduktanssi, suurempi lähtövastus ja alempi β, joka on myös otettava huomioon. Käytännöllinen ratkaisu tähän matalan tuloimpedanssin ongelmaan on sijoittaa tuloon yhteinen emitterivaihe cascode-vahvistimen muodostamiseksi.

• koska tuloimpedanssi on niin alhainen, useimmilla signaalilähteillä on suurempi lähdeimpedanssi kuin yleispohjaisella vahvistimella Rin. Seurauksena on, että lähde antaa virran tuloon jännitteen sijaan, vaikka se olisi jännitelähde. (Nortonin lauseen mukaan tämä virta on suunnilleen iin = vS / RS). Jos lähtösignaali on myös virta, vahvistin on nykyinen puskuri ja tuottaa saman virran kuin tulo. Jos lähtö otetaan jännitteenä, vahvistin on transresistanssivahvistin ja tuottaa kuormitusimpedanssista riippuvan jännitteen, esimerkiksi vout = iin RL vastuskuormalle RL, joka on arvoltaan paljon pienempi kuin vahvistimen ulostulovastus Rout. Toisin sanoen jännitevahvistus tässä tapauksessa (selitetty tarkemmin alla) on

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

huomaa, että lähdeimpedansseille sellainen, että RS ≫ rE Lähtöimpedanssi lähestyy Rout = RC || .

• hyvin matalaimpedanssilähteiden erikoistapauksessa yhteispohjavahvistin toimii jännitevahvistimena, yksi jäljempänä esitetyistä esimerkeistä. Tässä tapauksessa (selitetty tarkemmin alla), kun RS ≪ rE ja RL ≪ Rout, jännitevahvistus on

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

missä GM = IC / VT on transkonduktanssi. Huomaa, että matalan lähteen impedanssi, Rout = rO | / RC.

• Ro: n sisällyttäminen Hybridi-pi-malliin ennustaa käänteistä välitystä vahvistimien ulostulosta sen tuloon, eli vahvistin on kahdenvälinen. Yksi seuraus tästä on, että tulo – /lähtöimpedanssiin vaikuttaa kuorman/lähteen päättymisimpedanssi, joten esimerkiksi lähtöresistanssi Rout voi vaihdella alueella ro || RC ≤ Rout ≤ (β + 1) ro || RC, riippuen lähderesistanssista RS. Vahvistin voidaan approksimoida yksipuoliseksi, kun Ro: n laiminlyönti on tarkka (pätee alhaisiin hyötyihin ja alhaisiin tai kohtalaisiin kuormitusvastuksiin), yksinkertaistaen analyysiä. Tämä lähentämisestä usein tehdään diskreetti malleja, mutta voi olla vähemmän tarkka RF-piirejä, ja integroitujen piirien malleja, joissa aktiivisia kuormia normaalisti käytetään.

Jännitevahvistimet

kuva 2: pienen signaalin malli eri parametrien laskemiseen; Thévenin jännitelähde signaalina

siinä tapauksessa, kun yhteinen-base piiri käytetään jännitteen vahvistin, piiri on esitetty kuvassa 2.

lähtövastus on suuri, vähintään RC | / ro, arvo, joka syntyy matalan lähdeimpedanssin (RS ≪ rE) myötä. Suuri lähtövastus ei ole toivottavaa jännitevahvistimessa, koska se johtaa heikkoon jännitteen jakautumiseen ulostulossa. Jännitevahvistus on kuitenkin tuntuva pienilläkin kuormituksilla: taulukon mukaan RS = rE: llä vahvistuminen on Av = gm RL / 2. Suuremmissa lähdeimpedansseissa voitto määräytyy vastussuhteen RL / RS, eikä transistorin ominaisuuksien perusteella, mikä voi olla etu, jossa lämpötilan tai transistorin vaihtelut ovat tärkeitä.

vaihtoehtona Hybridi-pi-mallin käytölle näissä laskelmissa on yleinen kaksiporttisiin verkkoihin perustuva tekniikka. Esimerkiksi tällaisessa sovelluksessa, jossa jännite on lähtö, voitaisiin yksinkertaisuuden vuoksi valita g-ekvivalentti kaksiportti, koska se käyttää jännitteenvahvistinta lähtöporttiin.

RS-arvoissa rE: n läheisyydessä vahvistin on siirtymävaihe jännitevahvistimen ja virtapuskurin välillä. RS >> rE kuljettajan esitys Théveninin lähteenä olisi korvattava representaatiolla Nortonin lähteellä. Yhteinen peruspiiri lakkaa käyttäytymästä kuin jännitevahvistin ja käyttäytyy kuin nykyinen seuraaja, kuten Seuraavaksi.

nykyinen seuraaja

kuva 3: yhteinen peruspiiri Norton-ajurin kanssa; RC jätetään pois, koska aktiivisen kuormituksen oletetaan olevan ääretön pienen signaalin ulostulovastus

Kuvassa 3 esitetään yleinen kantavahvistin, jota käytetään virran seuraajana. Piirin signaalin tarjoaa AC Norton-lähde (nykyinen on, Norton resistance RS) tulossa, ja piirissä on vastuskuorma RL ulostulossa.

kuten aiemmin mainittiin, tämä vahvistin on kahdenvälinen ulostulovastuksen ro seurauksena, joka yhdistää ulostulon tuloon. Tällöin lähtövastus on suuri myös pahimmassa tapauksessa (se on vähintään rO || RC ja voi tulla (β + 1) ro || RC suurille RS). Suuri lähtövastus on nykyisen lähteen toivottava ominaisuus, koska suotuisa nykyinen jako lähettää suurimman osan virrasta kuormalle. Nykyinen voitto on hyvin lähellä yhtenäisyyttä niin kauan kuin RS ≫ rE.

vaihtoehtoinen analyysitekniikka perustuu kaksiporttisiin verkkoihin. Esimerkiksi tällaisessa sovelluksessa, jossa virta on lähtö, valitaan h-ekvivalentti kaksiportti, koska se käyttää virtavahvistinta lähtöporttiin.