エミッタ接地アンプ–特性、バイアス、解決例

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この構成は、エミッタが入力ベース信号と出力負荷の共通負端子として使用されるため、エミッタ接地構成と呼ばれます。言い換えると、エミッタ端子は入力段と出力段の両方の基準端子になります(ベース端子とコレクタ端子の両方に共通であることを意味します)。

エミッタ接地増幅器は、最も一般的に使用されるトランジスタ構成であり、pnpトランジスタとnpnトランジスタの両方について以下の図3.13に示されています。



基本的に、ここではトランジスタのベース端子が入力として使用され、コレクタが出力として構成され、エミッタが両方に共通に配線されています(たとえば、トランジスタがNPNの場合、エミッタはグランドラインリファレンスに結合できます)。したがって、それは共通エミッタとしてその名前を取得します。 FETの場合、類似の回路はソース接地増幅器と呼ばれます。

エミッタ接地特性

と同じように 共通基本構成 ここでも、エミッタ接地セットアップの性質を完全に説明するために、2つの範囲の特性が不可欠になります。1つは入力またはベースエミッタ回路用で、もう1つは出力またはコレクタエミッタ回路用です。



これらの2つのセットを以下の図3.14に示します。

エミッター、コレクター、ベースの電流の流れの方向は、標準の従来の規則に従って示されます。

構成は変更されていますが、以前の共通ベース構成で確立された現在のフローの関係は、変更なしでここに適用されます。

これは次のように表すことができます。 IS =私 C +私 B そして私 C = I IS

現在のエミッタ接地構成の場合、示されている出力特性は出力電流(I C )対出力電圧(V この )入力電流の選択された値のセット(I B )。

入力特性は、入力電流(I B )入力電圧(V BE )出力電圧値の特定のセット(V この

特性は、マイクロアンペア単位のIBの値を示します

図3.14の特性がIの値を示していることに注意してください。 B ICのミリアンペアではなく、マイクロアンペアで。

また、Iの曲線が B 私のために達成されたもののように完全に水平ではありません IS コモンベース構成では、コレクターからエミッターへの電圧がベース電流の値に影響を与える可能性があることを意味します。

エミッタ接地構成のアクティブ領域は、最大量の線形性を所有する右上の象限のセクションとして理解できます。つまり、Iの曲線が存在する特定の領域です。 B 実質的にまっすぐで、均等に広がる傾向があります。

図3.14aでは、この領域はVの垂直破線の右側に見られます。 チェザーテ そして私の曲線を越えて B ゼロに等しい。 Vの左側の領域 チェザーテ 飽和領域として知られています。

エミッタ接地増幅器のアクティブ領域内では、コレクタ-ベース接合は逆バイアスされ、ベース-エミッタ接合は順バイアスされます。

あなたが覚えているなら、これらはコモンベースセットアップのアクティブ領域で持続したのとまったく同じ要因でした。エミッタ接地構成のアクティブ領域は、電圧、電流、または電力の増幅のために実装できます。

エミッタ接地構成のカットオフ領域は、ベース接地構成のカットオフ領域と比較して、適切に特徴付けられていないようです。図3.14のコレクター特性では、I C 私がいる間、実際にはゼロに対応していません B はゼロです。

コモンベース構成の場合、入力電流I IS たまたまゼロに近い場合、コレクタ電流は逆飽和電流Iにのみ等しくなります。 、曲線I IS = 0であり、すべての実際のアプリケーションで電圧軸は1でした。

コレクター特性のこの変動の原因は、式を適切に修正することで評価できます。 (3.3)および(3.6)。以下のように:

IB = 0 Aである上記のシナリオを評価し、αを0.996のような一般的な値に置き換えることにより、次のように結果として得られるコレクタ電流を実現できます。

私を考えれば CBO 1μAとして、結果として得られるコレクタ電流はI B = 0 Aは、図3.14の特性に再現されているように、250(1μA)= 0.25mAになります。

今後のすべての議論において、条件Iによって確立されたコレクタ電流 B =0μAは次の式で決定される表記法を持ちます。 (3.9)。

上記の新しく確立された電流に基づく条件は、上記の参照方向を使用して、次の図3.15で視覚化できます。

エミッタ接地モードで最小の歪みで増幅を可能にするために、カットオフはコレクタ電流Iによって確立されます C =私 最高経営責任者(CEO。

それは私のすぐ下のエリアを意味します B アンプからのクリーンで歪みのない出力を確保するために、=0μAは避ける必要があります。

一般的なエミッタ回路のしくみ

構成をロジックスイッチのように機能させたい場合、たとえばマイクロプロセッサを使用する場合、構成はいくつかの 関心のある操作のポイント: 最初はカットオフポイントとして、もう1つは飽和領域として使用します。

カットオフは理想的にはIに設定できます C =指定されたVに対して0mA この 電圧。

私は CEO i 通常、すべてのシリコンBJTで非常に小さいため、次の場合にアクションを切り替えるためにカットオフを実装できます。 B =0μAまたはI C =私 最高経営責任者(CEO

共通の基本構成を覚えている場合、入力特性のセットは、結果Vにつながる同等の直線によってほぼ確立されました。 BE = 0.7 V、すべてのレベルのI IS これは0mAより大きかった

エミッタ接地構成にも同じ方法を適用でき、図3.16に示すようにほぼ同等のものが生成されます。

ダイオード特性の区分的線形等価物

図3.16図3.14bのダイオード特性の区分的線形等価物。

結果は、アクティブ領域またはオン状態内のBJTのベースエミッタ電圧が0.7Vになるという以前の推定に準拠しており、これはベース電流に関係なく固定されます。

解決した実例3.2

エミッタ接地アンプにバイアスをかける方法

3.19

エミッタ接地増幅器に適切にバイアスをかけることは、それが実装されたのと同じ方法で確立することができます。 コモンベースネットワーク 。

図3.19aに示すようにnpnトランジスタがあり、アクティブ領域にBJTを確立するために、それを介して正しいバイアスを適用したいとします。

このためには、最初にIを示す必要があります IS トランジスタの記号の矢印で証明されている方向(図3.19bを参照)。この後、キルヒホッフの現在の法律関係に従って、他の現在の方向性を厳密に確立する必要があります。 C +私 B =私 ISです。

続いて、Iの方向を補完する正しい極性の供給ラインを導入する必要があります B そして私 C 図3.19cに示すように、最後に手順を完了します。

同様の方法で、pnp BJTもその共通エミッタモードでバイアスをかけることができます。このため、図3.19のすべての極性を逆にするだけです。

典型的なアプリケーション:

低周波電圧増幅器

エミッタ接地増幅器回路の使用法の標準的な図を以下に示します。

エミッタ縮退を備えたシングルエンドnpnエミッタ接地増幅器

AC結合回路は、レベルシフターアンプのように機能します。この状況では、ベース-エミッタ間電圧降下は約0.7ボルトであると想定されます。

入力コンデンサCは入力のDCエレメントを取り除き、抵抗R1とR2はトランジスタにバイアスをかけて、入力の全範囲でトランジスタをアクティブ状態にするために使用されます。出力は、入力のACコンポーネントの逆さまの複製であり、RC / REの比率によってブーストされ、4つの抵抗すべてによって決定されたメジャーを通過します。

RCは通常非常に大きいため、この回路の出力インピーダンスは非常に大きくなる可能性があります。この懸念を最小限に抑えるために、RCは可能な限り小さく維持され、アンプにはエミッタフォロワなどの電圧バッファが付属しています。

無線周波数回路

エミッタ接地アンプ 時々使用されます 無線周波数回路 、アンテナを介して取得した弱い信号を増幅するなど。このような場合、通常、同調回路を含む負荷抵抗に置き換えられます。

これは、帯域幅を目的の動作周波数全体で構造化された薄い帯域に制限するために実行できます。

さらに重要な点として、同調回路は、一般に周波数応答を妨げる電極間および暴走容量を共振させることができるため、回路がより大きな周波数で動作することを可能にします。エミッタ接地は、低ノイズアンプとしても広く使用されています。




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