Gemeenschappelijke basis

verschillende voorbeeldtoepassingen worden hieronder in detail beschreven. Hieronder volgt een kort overzicht.

• de ingangsimpedantie van de versterker rin die naar het stralingsknooppunt kijkt, is zeer laag, ongeveer gegeven door

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

waarbij VT de thermische spanning is, en IE de DC-emitter stroom. Bijvoorbeeld, voor VT = 26 mV en IE = 10 mA, nogal typische waarden, Rin = 2,6 Ω. Als IE wordt verminderd om Rin te verhogen, zijn er andere gevolgen zoals lagere transconductantie, hogere outputweerstand en lagere β die ook moeten worden overwogen. Een praktische oplossing voor dit probleem met lage Ingangsimpedantie is het plaatsen van een common-emitter fase bij de ingang om een cascode versterker te vormen.

• omdat de ingangsimpedantie zo laag is, hebben de meeste signaalbronnen een grotere bronimpedantie dan de gemeenschappelijke basisversterker Rin. Het gevolg is dat de bron een stroom levert aan de ingang in plaats van een spanning, zelfs als het een spanningsbron is. (Volgens de stelling van Norton is deze stroom ongeveer iin = vS / RS). Als het uitgangssignaal ook een stroom is, is de versterker een stroombuffer en levert dezelfde stroom als de input. Als de uitgang wordt genomen als een spanning, de versterker is een transresistance versterker en levert een spanning afhankelijk van de belasting impedantie, bijvoorbeeld vout = iin RL voor een weerstand belasting RL veel kleiner in waarde dan de versterker uitgang weerstand Rout. Dat wil zeggen, de spanningsversterking in dit geval (hieronder nader uitgelegd) is

v out = i in R L = v s R L 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}}}}

merk op dat Voor bronimpedanties die RS rE rE de uitgangsimpedantie benadert Rut = RC || .

• voor het speciale geval van bronnen met een zeer lage impedantie werkt de gemeenschappelijke basisversterker wel als een spanningsversterker, een van de onderstaande voorbeelden. In dit geval (uitgelegd in meer detail hieronder), wanneer de RS ≪ opnieuw en RL ≪ Nederlaag, de spanning winst wordt

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

waar gm = IC / VT wordt de transconductance. Merk op dat Voor Lage bronimpedantie, Rout = rO / / RC.

• de opname van rO in het hybride-pi-model voorspelt omgekeerde transmissie van de uitgang van de versterker naar de ingang, dat wil zeggen dat de versterker bilateraal is. Een gevolg hiervan is dat de ingangs – /uitgangsimpedantie wordt beïnvloed door de belasting – | uitgangsimpedantie, waardoor bijvoorbeeld de uitgangsweerstand kan variëren over het bereik rO | | RC ≤ Rout ≤ (β + 1) rO | / RC, afhankelijk van de bronweerstand RS. De versterker kan worden benaderd als unilateraal wanneer verwaarlozing van rO nauwkeurig is (geldig voor lage winsten en lage tot matige belastingsweerstanden), vereenvoudiging van de analyse. Deze benadering wordt vaak gemaakt in discrete ontwerpen, maar kan minder nauwkeurig zijn in RF-circuits, en in geïntegreerde circuits, waar actieve belastingen normaal worden gebruikt.

Spanningsversterkeredit

Figuur 2: klein-signaal model voor het berekenen van verschillende parameters; Thévenin spanningsbron als signaal

voor het geval dat het gemeenschappelijke basiscircuit als spanningsversterker wordt gebruikt, wordt het circuit weergegeven in Figuur 2.

de uitgangsweerstand is groot, ten minste RC / / rO, de waarde die ontstaat bij lage bronimpedantie (RS rE rE). Een grote uitgangsweerstand is ongewenst in een spanningsversterker, omdat het leidt tot een slechte spanningsverdeling bij de uitgang. Niettemin is de spanningsversterking zelfs bij kleine belastingen merkbaar: volgens de tabel is de versterking bij RS = rE av = gm RL / 2. Voor grotere bronimpedanties wordt de versterking bepaald door de weerstandsverhouding RL / RS, en niet door de transistoreigenschappen, wat een voordeel kan zijn wanneer ongevoeligheid voor temperatuur of transistorvariaties belangrijk is.

een alternatief voor het gebruik van het hybride-pi-model voor deze berekeningen is een algemene techniek gebaseerd op tweepoortsnetwerken. Bijvoorbeeld, in een toepassing als deze waar spanning de uitgang is, kan een g-equivalent twee-poort worden geselecteerd voor eenvoud, omdat het een spanningsversterker in de uitgangspoort gebruikt.

voor RS-waarden in de buurt van rE is de versterker een overgang tussen spanningsversterker en stroombuffer. Voor RS >> rE moet de driverweergave als een Thévenin-bron worden vervangen door een weergave met een Norton-bron. Het gemeenschappelijke basiscircuit stopt zich te gedragen als een spanningsversterker en gedraagt zich als een stroomvolger, zoals hierna besproken.

huidige followerdit

Figuur 3: gemeenschappelijk basiscircuit met Norton-stuurprogramma; RC wordt weggelaten omdat een actieve belasting wordt aangenomen met oneindige weerstand tegen de uitgang van kleine signalen

Figuur 3 toont de gemeenschappelijke basisversterker die als huidige volger wordt gebruikt. Het circuit signaal wordt geleverd door een AC Norton bron (stroom is, Norton weerstand RS) aan de ingang, en het circuit heeft een weerstand belasting RL aan de uitgang.

zoals eerder vermeld, is deze versterker bilateraal als gevolg van de uitgangsweerstand rO, die de uitgang met de ingang verbindt. In dit geval is de uitgangsweerstand groot, zelfs in het ergste geval (het is ten minste rO || RC en kan worden (β + 1) rO || RC voor grote RS). Grote outputweerstand is een wenselijk attribuut van een stroombron omdat gunstige stroomverdeling het grootste deel van de stroom naar de belasting stuurt. De huidige winst is bijna eenheid zolang RS rE rE.

een alternatieve analysetechniek is gebaseerd op tweepoortsnetwerken. Bijvoorbeeld, in een toepassing als deze waar stroom de output is, wordt een H-equivalent twee-poort geselecteerd omdat het een stroomversterker in de uitvoerpoort gebruikt.