この投稿では、実際の電子回路でトランジスタエミッタフォロワ構成を使用する方法を学び、いくつかの異なるアプリケーション回路の例を通してこれを研究します。エミッタフォロワは、コレクタ接地トランジスタ構成とも呼ばれる標準的なトランジスタ構成の1つです。
最初に理解してみましょう エミッタフォロワトランジストとは rとそれが共通コレクタトランジスタ回路と呼ばれる理由。
エミッタフォロワトランジスタとは
エミッタ端子を出力として使用するBJT構成では、ネットワークはエミッタフォロワと呼ばれます。この構成では、ベースからエミッタへの固有のドロップにより、出力電圧は常に入力ベース信号よりもわずかに低くなります。
簡単に言えば、このタイプのトランジスタ回路では、エミッタはトランジスタのベース電圧に追従しているように見え、エミッタ端子の出力は常にベース電圧からベース-エミッタ接合の順方向降下を引いたものに等しくなります。
通常、トランジスタ(BJT)のエミッタがグランドレールまたはゼロ電源レールに接続されている場合、コレクタからエミッタへのデバイスの完全な切り替えを可能にするには、ベースに通常約0.6Vまたは0.7Vが必要です。トランジスタのこの動作モードはエミッタ接地モードと呼ばれ、0.6Vの値はBJTの順方向電圧値と呼ばれます。この最も一般的な構成形式では、負荷は常にデバイスのコレクター端子に接続されています。
これは、BJTのベース電圧がエミッタ電圧より0.6V高い限り、デバイスが順方向にバイアスされるか、オンになって導通するか、最適に飽和することも意味します。
ここで、以下に示すエミッタフォロワトランジスタ構成では、負荷はトランジスタのエミッタ側、つまりエミッタとグランドレールの間に接続されます。
これが発生すると、エミッタは0Vの電位を取得できず、BJTは通常の0.6Vでオンにできません。
エミッタ負荷のために0.6Vがベースに印加されたとすると、トランジスタは導通を開始するだけで、負荷をトリガーするのに十分ではありません。
ベース電圧が0.6Vから1.2Vに増加すると、エミッターが導通し始め、0.6Vがエミッターに到達できるようになります。ここで、ベース電圧がさらに2Vに増加すると、エミッターにプロンプトが表示されます。
約1.6Vに達する電圧。
上記のシナリオから、トラムシスターのエミッターは常にベース電圧より0.6V遅れていることがわかります。これにより、エミッターがベースに追従しているように見えるため、名前が付けられています。
エミッタフォロワトランジスタ構成の主な特徴は、以下に説明するように調べることができます。
- エミッタ電圧は常にベース電圧より約0.6V低くなります。
- エミッタ電圧は、それに応じてベース電圧を変えることによって変えることができます。
- エミッタ電流はコレクタ電流に相当します。この
コレクターが直接の場合、構成に電流が豊富になります
供給(+)レールに接続されています。 - エミッターと地面、ベースの間に取り付けられている負荷
高インピーダンス機能に起因します。つまり、ベースは
エミッタを介してアースレールに接続されやすい、
それ自体を保護するために高い抵抗を必要とせず、通常は
大電流から保護されています。
エミッタフォロワ回路のしくみ
エミッタフォロワ回路の電圧利得はAv≅1と概算され、これは非常に良好です。
コレクタ電圧応答とは対照的に、エミッタ電圧は入力ベース信号Viと同相です。つまり、入力信号と出力信号の両方が、正と負のピークレベルを同時に複製する傾向があります。
前に理解したように、出力Voは、同相関係を通じて入力信号レベルViに「追従」しているように見えます。これは、その名前のエミッタフォロワを表しています。
エミッタフォロワ構成は、入力でのインピーダンスが高く、出力でのインピーダンスが低いため、主にインピーダンス整合アプリケーションに使用されます。これは古典の正反対のようです 固定バイアス構成 。回路の結果は、変圧器から取得したものと非常によく似ており、ネットワークを介した最高レベルの電力伝送を実現するために、負荷がソースインピーダンスに一致します。
再 エミッタフォロワの等価回路
ザ・ 再 上記のエミッタフォロワ図の等価回路を以下に示します。
再回路を参照すると:
日 :入力インピーダンスは、次の式を使用して計算できます。
そう :出力インピーダンスは、最初に電流の式を評価することで最もよく定義できます。 1 :
Ib = Vi / Zb
続いて(β+ 1)を掛けてIeを求めます。結果は次のとおりです。
Ie =(β+ 1)Ib =(β+ 1)Vi / Zb
Zbを置き換えると、次のようになります。
Ie =(β+ 1)Vi /βre+(β+ 1)RE
つまり、Vi / [βre+(β+ 1)] + RE
以来 (β+ 1) ほぼ等しい b そして βre / β+ 1 ほぼ等しい βre / b = 再 我々が得る:
ここで、上記の導出式を使用してネットワークを構築すると、次の構成が表示されます。
したがって、出力インピーダンスは、入力電圧を設定することによって決定できます。 私達 ゼロにそして
Zo = RE || re
以来、 RE 通常よりもはるかに大きい 再 、次の近似が主に考慮されます。
だから≅re
これにより、エミッタフォロワ回路の出力インピーダンスの式が得られます。
回路でエミッタフォロワトランジスタを使用する方法(アプリケーション回路)
エミッタフォロワ構成には、トランジスタのベースで制御可能になる出力が得られるという利点があります。
したがって、これは、カスタマイズされた電圧制御設計を必要とするさまざまな回路アプリケーションで実装できます。
次のいくつかの回路例は、一般的にエミッタフォロワ回路を回路で使用する方法を示しています。
シンプルな可変電源:
次の単純な高可変電源は、エミッタフォロワの特性を活用し、きちんとした実装に成功しています 100V、100アンペアの可変電源 これは、新しい愛好家なら誰でも、便利な小さなベンチ電源ユニットとしてすばやく構築して使用できます。
調整可能なツェナーダイオード:
通常、ツェナーダイオードには固定値が付いており、特定の回路アプリケーションのニーズに応じて変更または変更することはできません。
次の図は実際には シンプルな携帯電話の充電回路 エミッタフォロワ回路構成を使用して設計されています。ここでは、示されたベースツェナーダイオードを10Kポットに変更するだけで、設計を効果的な調整可能なツェナーダイオード回路、別のクールエミッタフォロワアプリケーション回路に変換できます。
シンプルなモータースピードコントローラー
ブラシ付きモーターをエミッター/グラウンドに接続し、トランジスターのベースでポテンショメーターを構成すると、シンプルでありながら非常に効果的な0から最大の範囲が得られます。 モータースピードコントローラー回路 あなたと。デザインは以下のとおりです。
ハイファイパワーアンプ:
アンプが波形や音楽信号の内容を乱すことなく、サンプル音楽を増幅バージョンに複製する方法について疑問に思ったことはありませんか?これは、増幅器回路内に含まれる多くのエミッタフォロワステージによって可能になります。
これが簡単です 100ワットのアンプ回路 ここで、出力パワーデバイスは、BJTエミッタフォロワと同等のMOSFETであるソースフォロワ設計で構成されていることがわかります。
そのようなエミッタフォロワアプリケーション回路はもっとたくさんあるかもしれません。私はこのウェブサイトから簡単にアクセスできるものに名前を付けました。これについてもっと情報があれば、貴重なコメントを通してお気軽に共有してください。
前:10段シーケンシャルラッチスイッチ回路 次へ:携帯電話のディスプレイをArduinoとインターフェースする方法