Circuito amplificador de coletor comum e suas aplicações

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O amplificador é um circuito eletrônico usado para amplificar um sinal de tensão ou corrente. A entrada do transistor será uma tensão ou corrente e a saída será uma forma amplificada desse sinal de entrada. Um circuito amplificador é geralmente projetado com um ou mais transistores é chamado de amplificador de transistor. O transistor (BJT, FET) é o principal componente de um sistema amplificador. Neste artigo, discutiremos o circuito amplificador de coletor comum.

Os amplificadores de transistor são mais comumente usados ​​em nossas aplicações do dia-a-dia, como um amplificador de áudio, rádio frequência, sintonizadores de áudio, Comunicação de fibra ótica etc.




Noções básicas de amplificador transistor seguidor de coletor / emissor comum

Como discutimos em nosso artigo anterior, existem três configurações de transistor que são comumente usados ​​para amplificação de sinal, ou seja, base comum (CB), coletor comum (CC) e emissor comum (CE).

Bons amplificadores de transistor têm essencialmente os seguintes parâmetros: alto ganho, alta impedância de entrada, alta largura de banda, alta taxa de variação, alta linearidade, alta eficiência, alta estabilidade, etc.



Na configuração do transistor de coletor comum, usamos o terminal do coletor como comum para os sinais de entrada e saída. Essa configuração também é conhecida como configuração de seguidor de emissor porque a tensão do emissor segue a tensão de base. A configuração do seguidor de emissor é usada principalmente como um buffer de tensão. Essas configurações são amplamente utilizadas em aplicações de casamento de impedância por causa de sua alta impedância de entrada.

Os amplificadores de coletor comuns têm as seguintes configurações de circuito.


  • O sinal de entrada entra no transistor no terminal de base
  • O sinal de entrada sai do transistor no terminal do emissor
  • O coletor é conectado a uma tensão constante, ou seja, aterramento, às vezes com um resistor intermediário

Um circuito amplificador de coletor comum simples é mostrado na figura abaixo. O resistor coletor Rc é desnecessário em muitas aplicações. A fim de transistor de trabalho como um amplificador , deve estar na região ativa de sua configuração.

Amplificador de coletor comum ou circuito seguidor de emissor

Amplificador de coletor comum ou circuito seguidor de emissor

Para isso definimos o ponto quiescente precisa ser definido com o circuito externo ao transistor, os valores dos resistores Rc e Rb, e as fontes de tensão DC, Vcc e Vbb, escolheram em conformidade.

Uma vez que as condições quiescentes do circuito tenham sido calculadas e determinado que o BJT está na região de operação ativa para frente, os parâmetros h são calculados abaixo para formar o modelo de pequeno sinal do transistor.

Características comuns do amplificador do coletor e transistor

O resistor de carga no amplificador coletor comum sendo colocado em série com o circuito emissor recebe a corrente de base e as correntes de coletor.

Como o emissor de um transistor é a soma das correntes de base e coletoras, visto que as correntes de base e coletor sempre se somam para formar a corrente do emissor, seria razoável supor que este amplificador terá um ganho de corrente muito grande.

O amplificador de coletor comum tem ganho de corrente bastante grande, maior do que qualquer outra configuração de amplificador de transistor. As características do amplificador cc conforme mencionado abaixo.

Parâmetro Características
Ganho de tensãoZero
Ganho atualAlto
Ganho de potênciaMédio
Relação de fase de entrada ou saídaGrau zero
Resistência de entradaAlto
Resistência de saídaBaixo

O desempenho do circuito de sinal fraco agora pode ser calculado. O desempenho total do circuito é a soma do desempenho quiescente e de sinal fraco. O circuito do modelo AC é mostrado abaixo.

Modelagem AC do Amplificador Coletor Comum

Modelagem AC do Amplificador Coletor Comum

Ganho atual

O ganho de corrente é definido como a relação entre a corrente de carga e a corrente de entrada.

Ai = il / ib = -ie / ib

A partir do circuito de parâmetro h, pode ser determinado que as correntes do emissor e da base estão relacionadas através da fonte de corrente dependente pela constante hfe + 1. O ganho de corrente depende apenas das características do BJT e independente de quaisquer outros valores do elemento do circuito. Seu valor é dado por

Ai = hfe + 1

Resistência de entrada

A resistência de entrada é dada por

Este resultado é idêntico ao de um amplificador emissor comum com um resistor emissor. A resistência de entrada para um amplificador de coletor comum é grande para valores típicos de resistência de carga Re.

Ganho de tensão

O ganho de tensão é a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada. Se a tensão de entrada for novamente considerada a tensão na entrada do transistor, Vb.

Av = Vo / Vb

Av = (vo / il) (il / ib) (ib / vb)

Substituindo cada termo por sua expressão equivalente

Av = (Re) (Ai) (1 / Ri)

A equação acima é um pouco menor que a unidade. A equação de aproximação do ganho de tensão é dada por

O ganho de tensão geral pode ser definido como

Avs = Vo / Vs

Esta relação pode ser derivada diretamente do ganho de voltagem Av, e uma divisão de voltagem entre a resistência da fonte Rs e a resistência de entrada do amplificador Ri

Após as substituições de equações apropriadas, o ganho de tensão geral é dado por

Avs = 1- (hie + Rb) / (Ri + Rb)

Resistência de saída

A resistência de saída é definida como a resistência de Thévenin na saída do amplificador olhando de volta para o amplificador. O circuito é mostrado abaixo, o circuito equivalente CA para calcular a resistência de saída.

Circuito AC Equivalente de Resistência de Saída do Amplificador de Coletor Comum

Circuito AC Equivalente de Resistência de Saída do Amplificador de Coletor Comum

Se uma tensão v é aplicada aos terminais de saída, a corrente de base é considerada

ib = -v / (Rb + hie)

A corrente total que flui para o BJT é dada por

i = -ib-hfe.ib

a resistência de saída é calculada como

Ro = v / i = (Rb + hie) / (hfe + 1)

A resistência de saída para um amplificador transistor coletor comum é normalmente pequena.

Formulários

  • Este amplificador é usado como um circuito de casamento de impedância.
  • É usado como circuito de comutação.
  • O alto ganho de corrente combinado com o ganho de tensão próximo à unidade torna este circuito um ótimo buffer de tensão
  • Ele também é usado para isolamento de circuito.

Este artigo discute o funcionamento do circuito amplificador de emissor comum e suas aplicações. Ao ler as informações acima, você tem uma ideia sobre esse conceito.

Além disso, qualquer dúvida sobre este artigo ou se você deseja implementar Projetos elétricos e eletrônicos para estudantes de engenharia , sinta-se à vontade para comentar na seção abaixo. Aqui está a pergunta para você, qual é o ganho de tensão do amplificador de coletor comum?