సాధారణ ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్ - లక్షణాలు, బయాసింగ్, పరిష్కరించబడిన ఉదాహరణలు

ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌ను కామన్-ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్ అంటారు ఎందుకంటే ఇక్కడ ఉద్గారిణి ఇన్పుట్ బేస్ సిగ్నల్ మరియు అవుట్పుట్ లోడ్ కోసం సాధారణ ప్రతికూల టెర్మినల్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఉద్గారిణి టెర్మినల్ ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ దశలకు రిఫరెన్స్ టెర్మినల్ అవుతుంది (అంటే బేస్ మరియు కలెక్టర్ టెర్మినల్స్ రెండింటికీ సాధారణం).

కామన్ ఎమిటర్ యాంప్లిఫైయర్ అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే ట్రాన్సిస్టర్ కాన్ఫిగరేషన్ pnp మరియు npn ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం క్రింద అంజీర్ 3.13 లో చూడవచ్చు.

ప్రాథమికంగా, ఇక్కడ ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ టెర్మినల్ ఇన్‌పుట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది, కలెక్టర్ అవుట్‌పుట్‌గా కాన్ఫిగర్ చేయబడింది మరియు ఉద్గారిణి రెండింటికీ సాధారణం అవుతుంది (ఉదాహరణకు, ట్రాన్సిస్టర్ NPN అయితే ఉద్గారిణి గ్రౌండ్ లైన్ రిఫరెన్స్‌కు చేరవచ్చు), అందువల్ల దీనికి సాధారణ ఉద్గారిణిగా పేరు వచ్చింది. FET కోసం, సారూప్య సర్క్యూట్‌ను సాధారణ-మూల యాంప్లిఫైయర్ అని పిలుస్తారు.

సాధారణ ఉద్గారిణి లక్షణాలు

లాగానే సాధారణ బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ సాధారణ-ఉద్గారిణి సెటప్ యొక్క స్వభావాన్ని పూర్తిగా వివరించడానికి ఇక్కడ రెండు శ్రేణుల లక్షణాలు మళ్లీ అవసరమవుతాయి: ఒకటి ఇన్పుట్ లేదా బేస్-ఎమిటర్ సర్క్యూట్ మరియు మరొకటి అవుట్పుట్ లేదా కలెక్టర్-ఎమిటర్ సర్క్యూట్ కోసం.

ఈ రెండు సెట్లు క్రింద ఉన్న అంజీర్ 3.14 లో చూపించబడ్డాయి:

ఉద్గారిణి, కలెక్టర్ మరియు బేస్ కోసం ప్రస్తుత ప్రవాహ దిశలు ప్రామాణిక సంప్రదాయ నియమం ప్రకారం సూచించబడతాయి.

కాన్ఫిగరేషన్ మారినప్పటికీ, మా మునుపటి సాధారణ బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో స్థాపించబడిన ప్రస్తుత ప్రవాహానికి సంబంధం ఇప్పటికీ ఎటువంటి మార్పులు లేకుండా ఇక్కడ వర్తిస్తుంది.

దీన్ని ఇలా సూచించవచ్చు: నేను IS = నేను సి + నేను బి మరియు నేను సి = నేను IS .

మా ప్రస్తుత సాధారణ-ఉద్గారిణి కాన్ఫిగరేషన్ కోసం, సూచించిన అవుట్పుట్ లక్షణాలు అవుట్పుట్ కరెంట్ (I) యొక్క గ్రాఫికల్ ప్రాతినిధ్యం సి ) వర్సెస్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (V. ఇది ) ఇన్పుట్ కరెంట్ (I) యొక్క ఎంచుకున్న విలువల కోసం బి ).

ఇన్పుట్ లక్షణాలను ఇన్పుట్ కరెంట్ (I) యొక్క ప్లాటింగ్గా చూడవచ్చు బి ) ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ (V. BE ) ఇచ్చిన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ విలువల కోసం (V. ఇది )

అంజీర్ 3.14 యొక్క లక్షణాలు I యొక్క విలువను సూచిస్తాయని గమనించండి బి మైక్రోఅంపేర్స్‌లో, IC కోసం మిల్లియాంపేర్‌లకు బదులుగా.

I యొక్క వక్రతలు కూడా మనకు కనిపిస్తాయి బి నేను సాధించిన వాటిలాగా ఖచ్చితంగా సమాంతరంగా లేవు IS కామన్-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, కలెక్టర్-టు-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ బేస్ కరెంట్ విలువను ప్రభావితం చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది.

కామన్-ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్ కోసం క్రియాశీల ప్రాంతాన్ని ఎగువ-కుడి క్వాడ్రంట్ యొక్క విభాగంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు, ఇది అత్యధిక మొత్తంలో సరళతను కలిగి ఉంటుంది, అనగా, I కోసం వక్రతలు ఉన్న నిర్దిష్ట ప్రాంతం బి ఆచరణాత్మకంగా సూటిగా మరియు సమానంగా విస్తరించి ఉంటాయి.

Fig. 3.14a లో, ఈ ప్రాంతం V వద్ద నిలువు గీతల రేఖ యొక్క కుడి వైపున చూడవచ్చు సెసేట్ మరియు నేను యొక్క వక్రతపై బి సున్నాకి సమానం. V యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న ప్రాంతం సెసేట్ దీనిని సంతృప్త ప్రాంతం అంటారు.

సాధారణ-ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతంలో కలెక్టర్-బేస్ జంక్షన్ రివర్స్-బయాస్డ్ అవుతుంది, బేస్-ఎమిటర్ జంక్షన్ ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ అవుతుంది.

మీరు గుర్తుంచుకుంటే ఇవి సాధారణ-బేస్ సెటప్ యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతంలో కొనసాగిన అదే కారకాలు. వోల్టేజ్, కరెంట్ లేదా పవర్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం కామన్-ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతం అమలు చేయవచ్చు.

కామన్-ఎమిటర్ కాన్ఫిగరేషన్ కోసం కటాఫ్ ప్రాంతం కామన్-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌తో పోలిస్తే చక్కగా వర్ణించబడదు. అంజీర్ 3.14 యొక్క కలెక్టర్ లక్షణాలలో గమనించండి సి నేను ఉన్నప్పుడే నిజంగా సున్నాకి అనుగుణంగా లేదు బి సున్నా.

సాధారణ-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ కోసం, ఇన్పుట్ కరెంట్ I. IS కలెక్టర్ కరెంట్ రివర్స్ సంతృప్త కరెంట్ I కి సమానంగా ఉంటుంది WHAT , ఆ వక్రరేఖ I. IS అన్ని ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలకు = 0 మరియు వోల్టేజ్ అక్షం ఒకటి.

కలెక్టర్ లక్షణాలలో ఈ వైవిధ్యానికి కారణాన్ని తగిన మార్పులతో అంచనా వేయవచ్చు. (3.3) మరియు (3.6). క్రింద ఇచ్చిన విధంగా:

పైన చర్చించిన దృష్టాంతాన్ని అంచనా వేయడం, ఇక్కడ IB = 0 A, మరియు for కోసం 0.996 వంటి విలక్షణ విలువను భర్తీ చేయడం ద్వారా, దిగువ వ్యక్తీకరించిన విధంగా ఫలిత కలెక్టర్ కరెంట్‌ను సాధించగలుగుతాము:

నేను పరిశీలిస్తే CBO 1 μA గా, ఫలితంగా కలెక్టర్ కరెంట్ I తో ఉంటుంది బి = 0 A 250 (1 μA) = 0.25 mA గా ఉంటుంది, ఇది అంజీర్ 3.14 యొక్క లక్షణాలలో పునరుత్పత్తి చేయబడుతుంది.

మా భవిష్యత్ చర్చలన్నిటిలో, కలెక్టర్ కరెంట్ I షరతు ద్వారా స్థాపించబడింది బి = 0 μA కింది Eq చేత నిర్ణయించబడిన సంజ్ఞామానాన్ని కలిగి ఉంటుంది. (3.9).

పైన పేర్కొన్న విధంగా దాని సూచన దిశలను ఉపయోగించి పైన పేర్కొన్న కొత్తగా స్థాపించబడిన కరెంట్ ఆధారంగా పరిస్థితులను క్రింది అంజీర్ 3.15 లో చూడవచ్చు.

సాధారణ ఉద్గారిణి మోడ్‌లో కనీస వక్రీకరణలతో విస్తరణను ప్రారంభించడానికి, కట్ ఆఫ్ కలెక్టర్ కరెంట్ I చేత స్థాపించబడింది సి = నేను సియిఒ.

దీని అర్థం నేను కింద ఉన్న ప్రాంతం బి యాంప్లిఫైయర్ నుండి శుభ్రమైన మరియు నమోదు చేయని ఉత్పత్తిని నిర్ధారించడానికి = 0 μA ని నివారించాలి.

కామన్ ఎమిటర్ సర్క్యూట్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

ఒకవేళ మీరు కాన్ఫిగరేషన్ లాజిక్ స్విచ్ లాగా పనిచేయాలని కోరుకుంటే, ఉదాహరణకు మైక్రోప్రాసెసర్‌తో, కాన్ఫిగరేషన్ కొన్ని ప్రదర్శిస్తుంది ఆసక్తి యొక్క ఆపరేషన్ పాయింట్లు: మొదట కట్ ఆఫ్ పాయింట్, మరియు మరొకటి సంతృప్త ప్రాంతం.

కటాఫ్ ఆదర్శంగా I వద్ద సెట్ చేయబడవచ్చు సి పేర్కొన్న V కోసం = 0 mA ఇది వోల్టేజ్.

నేను నుండి CEO i అన్ని సిలికాన్ BJT లకు సాధారణంగా చాలా చిన్నది, నేను ఉన్నప్పుడు చర్యలను మార్చడానికి కట్ ఆఫ్ అమలు చేయవచ్చు బి = 0 μA లేదా I. సి = నేను సియిఒ

మీరు సాధారణ బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో గుర్తుంచుకుంటే, ఫలితం V కి దారితీసే సరళ రేఖ సమానమైన ద్వారా ఇన్‌పుట్ లక్షణాల సమితి సుమారుగా స్థాపించబడింది BE = 0.7 V, I యొక్క అన్ని స్థాయిలకు IS ఇది 0 mA కన్నా ఎక్కువ

సాధారణ-ఉద్గారిణి కాన్ఫిగరేషన్ కోసం మేము అదే పద్ధతిని వర్తింపజేయవచ్చు, ఇది అంజీర్ 3.16 లో వర్ణించినట్లుగా సుమారు సమానమైన ఉత్పత్తిని చేస్తుంది.

మూర్తి 3.16 అంజీర్ 3.14 బి యొక్క డయోడ్ లక్షణాలకు పీస్‌వైస్-లీనియర్ సమానం.

ఫలితం మా మునుపటి మినహాయింపుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, దీని ప్రకారం క్రియాశీల ప్రాంతం లేదా ON స్థితిలో ఉన్న BJT కోసం బేస్ ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ 0.7V అవుతుంది మరియు బేస్ కరెంట్‌తో సంబంధం లేకుండా ఇది పరిష్కరించబడుతుంది.

పరిష్కరించిన ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణ 3.2

ఒక సాధారణ-ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్‌ను ఎలా బయాస్ చేయాలి

ఒక సాధారణ-ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్‌ను బయాసింగ్ చేయడం కోసం దీనిని అమలు చేసిన విధంగానే ఏర్పాటు చేయవచ్చు కామన్-బేస్ నెట్‌వర్క్ .

అంజీర్ 3.19 ఎలో సూచించినట్లే మీకు ఎన్‌పిఎన్ ట్రాన్సిస్టర్ ఉందని అనుకుందాం, మరియు క్రియాశీల ప్రాంతంలో బిజెటిని స్థాపించడానికి, దాని ద్వారా సరైన పక్షపాతాన్ని అమలు చేయాలనుకుంటున్నాను.

దీని కోసం మీరు మొదట I ని సూచించాల్సి ఉంటుంది IS ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క చిహ్నంలో బాణం గుర్తుల ద్వారా నిరూపించబడిన దిశ (Fig. 3.19b చూడండి). దీని తరువాత, కిర్చాఫ్ యొక్క ప్రస్తుత న్యాయ సంబంధం ప్రకారం మీరు ఇతర ప్రస్తుత దిశలను ఖచ్చితంగా ఏర్పాటు చేయాలి సి + నేను బి = నేను IS.

తదనంతరం, మీరు I యొక్క దిశలను పూర్తి చేసే సరైన ధ్రువణతలతో సరఫరా మార్గాలను పరిచయం చేయాలి బి మరియు నేను సి Fig. 3.19c లో సూచించినట్లు, చివరకు విధానాన్ని ముగించండి.

అదేవిధంగా పిఎన్‌పి బిజెటి దాని సాధారణ ఉద్గారిణి మోడ్‌లో కూడా పక్షపాతం చూపవచ్చు, దీని కోసం మీరు అంజీర్ యొక్క అన్ని ధ్రువణతలను రివర్స్ చేయాలి. 3.19

సాధారణ అప్లికేషన్:

తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ యాంప్లిఫైయర్

సాధారణ-ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ యొక్క ఉపయోగం యొక్క ప్రామాణిక ఉదాహరణ క్రింద చూపబడింది.

ఎసి-కపుల్డ్ సర్క్యూట్ లెవల్-షిఫ్టర్ యాంప్లిఫైయర్ లాగా పనిచేస్తుంది. ఈ పరిస్థితిలో, బేస్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ డ్రాప్ 0.7 వోల్ట్ల చుట్టూ ఉండాలి.

ఇన్పుట్ కెపాసిటర్ సి ఇన్పుట్ యొక్క ఏదైనా DC మూలకాన్ని తొలగిస్తుంది, అయితే రెసిస్టర్లు R1 మరియు R2 ట్రాన్సిస్టర్ను పక్షపాతం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది ఇన్పుట్ యొక్క మొత్తం శ్రేణికి క్రియాశీల స్థితిలో ఉండటానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అవుట్పుట్ అనేది ఇన్పుట్ యొక్క AC భాగం యొక్క తలక్రిందులుగా ఉండే ప్రతిరూపం, ఇది RC / RE నిష్పత్తి ద్వారా పెంచబడింది మరియు మొత్తం 4 రెసిస్టర్లు నిర్ణయించిన కొలత ద్వారా తరలించబడింది.

RC సాధారణంగా చాలా భారీగా ఉన్నందున, ఈ సర్క్యూట్లో అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ నిజంగా గణనీయమైనది. ఈ ఆందోళనను తగ్గించడానికి, RC చిన్నదిగా నిర్వహించబడుతుంది మరియు యాంప్లిఫైయర్ ఉద్గార అనుచరుడు వంటి వోల్టేజ్ బఫర్‌తో ఉంటుంది.

రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లు

సాధారణ-ఉద్గారిణి యాంప్లిఫైయర్లు కొన్నిసార్లు కూడా ఉపయోగిస్తారు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లు , యాంటెన్నా ద్వారా పొందిన బలహీనమైన సంకేతాలను విస్తరించడం వంటివి. ఇలాంటి సందర్భాల్లో ఇది సాధారణంగా ట్యూన్డ్ సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉన్న లోడ్ రెసిస్టర్ ద్వారా ప్రత్యామ్నాయం అవుతుంది.

బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను కావలసిన ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అంతటా నిర్మాణంలో ఉన్న కొన్ని సన్నని బ్యాండ్‌కు పరిమితం చేయడానికి ఇది సాధించవచ్చు.

అదనంగా, ఇది సర్క్యూట్‌ను పెద్ద పౌన encies పున్యాల వద్ద పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది ఎందుకంటే ట్యూన్డ్ సర్క్యూట్ ఏదైనా ఇంటర్-ఎలక్ట్రోడ్ మరియు రన్-ఎ-వే కెపాసిటెన్స్‌లను ప్రతిధ్వనించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనను నిషేధిస్తుంది. సాధారణ ఉద్గారాలను తక్కువ-శబ్దం యాంప్లిఫైయర్లుగా కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించవచ్చు.