Amplificatorul este o rețea cu patru terminale, în care cele două terminale sunt intrarea și cele două ieșiri sunt ieșirile. Schema structurală de pornire a amplificatorului este prezentată în figura 1.
Figura 1 Diagrama structurala a activarii amplificatorului
Elementul principal de amplificare - tranzistorul are numai trei ieșiri, astfel încât unul dintre terminalele tranzistorului trebuie utilizat simultan pentru a conecta sursa de semnal (ca terminal de intrare) și conexiunea de sarcină (ca terminal de ieșire). Un circuit cu o bază comună este un amplificator, unde baza tranzistorului este utilizată atât pentru conectarea semnalului de intrare cât și pentru conectarea încărcăturii. Diagrama funcțională a amplificatorului cu tranzistor, inclusă în schema cu OB, este prezentată în figura 2.
Figura 2 Diagrama funcțională a comutării unui tranzistor cu o bază comună
În această diagramă liniile punctate arată limitele amplificatorului din figura 1. Nu arată circuitele de putere ale tranzistorului. Pentru alimentarea tranzistorului într-un circuit cu o bază comună, oricare dintre circuitele considerate de noi poate aborda: o schemă cu un curent de bază fix. circuit de tensiune fixă pe bază. un circuit cu o stabilizare a colectorului sau un circuit cu stabilizare a emițătorului. Calculul rezistențelor incluse în aceste circuite nu depinde de circuitul de comutare al tranzistorului, iar circuitul cu o bază comună se efectuează exact ca și circuitul cu un emițător comun. Figura 3 prezintă o diagramă schematică a cascadei pe un tranzistor npn bipolar, efectuată în conformitate cu schema cu OB.
Figura 3 Diagrama schematică a comutării unui tranzistor cu o bază comună
În stadiul de amplificare prezentat în figura 3, se utilizează circuitul de stabilizare a curentului emițătorului, care are cele mai bune caracteristici pentru stabilitatea modului tranzistor. Într-o serie de cazuri, stabilizarea colectorului este suficientă. Schema cascadei de câștig cu stabilizarea colectorului și a circuitului de comutare a tranzistorului cu o bază comună este prezentată în figura 4.
Figura 4 Diagrama schematică a includerii unui tranzistor cu OB (stabilizarea modului colector)
O caracteristică distinctivă a circuitului cu o bază comună este o rezistență mică la intrare. Rezistența de intrare a acestei etape de amplificare este rezistența la emițător a tranzistorului. Se poate determina prin următoarea formulă:
Cu un curent emițător de 5 mA, rezistența de intrare a cascadei cu o bază comună este de 5 Ω. Acest lucru impune anumite restricții privind aplicarea acestui sistem. Rezistența sursei de semnal trebuie să fie mică. Acest lucru poate fi util pentru implementarea amplificatoarelor de înaltă frecvență. De multe ori trebuie să utilizați un circuit de intrare cu un transformator de rezistență OBA. Acesta poate fi fie un transformator convențional în bandă largă, fie un filtru cu impedanțe diferite de intrare și ieșire.
Schema curentă a stadiului de amplificare cu câștig de bază comun nu. Mai mult decât atât, raportul de transmisie al acestui circuit este mai mic decât unul! Câștigul curent al circuitului de comutare a tranzistorului cu o bază comună poate fi determinat prin următoarea formulă:
Câștigul de tensiune al stadiului de amplificare, asamblat conform schemei cu o bază comună, coincide cu câștigul de tensiune al circuitului cu un emițător comun. Se poate determina prin următoarea formulă:
Dat fiind că actualul circuitul câștig h21b cu o bază comună aproape de unitate, câștigul de tensiune este egală cu raportul dintre rezistența de sarcină RL la impedanța de intrare a acestui tranzistor rs etapă. Prin urmare, rezultă că dacă încărcați etapa amplificator de la ON, la exact aceeași etapă de amplificare, câștigul primei etape este egal cu una (nu se va amplifica, deoarece RL = RS).
Având în vedere că curentul colectorului din circuitul comun de bază curge de-a lungul rezistenței R1 conectată în paralel la sursa de semnal, se pare că această etapă a amplificatorului este acoperită de feedback-ul negativ 100% paralel cu curentul. Aceasta duce la o creștere a lărgimii de bandă a amplificatorului. Impedanța redusă de intrare a treptei de amplificare nu permite ca semnalul de intrare să fie eliminat de capacitățile parazite ale plăcii de circuite imprimate și ale altor componente ale circuitelor electronice. În plus, o capacitate mică de transfer este Cke. formată prin includerea consecutivă a tranzițiilor emițătorului și colectorului, reduce valoarea capacității parazite de intrare a circuitului cu o bază comună. Toți acești factori conduc la o bandă largă excepțională a caracteristicilor de frecvență amplitudine ale acestei cascade.
Schema de comutare a unui tranzistor cu o bază comună este de obicei folosită în amplificatoare de înaltă frecvență. Pentru a aduce rezistența de intrare și ieșire a tranzistorului la impedanța de undă standard a liniilor de transmisie de 50 ohmi, se folosesc, de obicei, filtre de joasă sau înaltă trecere. Cu rezistența inductivă a bazei și a colectorului tranzistorului în domeniul de frecvență de lucru al amplificatorului, aceste reactivități pot fi incluse în inductanța filtrului, așa cum se arată în figura 5
Figura 5 Schema schematică a stadiului amplificatorului cu un tranzistor cu o bază comună (stabilizarea colectorului)
În circuitul amplificator prezentat în Figura 5, L1 este inductanța pentru traseul de curgere a curentului emițător și inductanță L2 servește ca o cale de curgere pentru curentul de colector, astfel încât rezistența suplimentară, cum ar fi R1 și R2 în circuitul din Figura 3 nu este necesară. Rezistoarele R1 și R2 formează o schemă de stabilizare a colectorului a modului de funcționare. O altă realizare a amplificatorului de înaltă frecvență este realizată de către baza comună este prezentată în figura 6.
Figura 6 Schema schematică a stadiului de amplificare cu tranzistor de bază comun (stabilizarea emițătorului)
În prezent, amplificatoarele cu microunde utilizează în principal MOSFET-uri SiGe, GaAs, GaN, dar circuitele lor de comutare practic coincid cu cele pentru tranzistoarele bipolare. Schema de comutare a unui tranzistor cu o bază comună corespunde unui circuit al unei stații de amplificare cu o poartă comună. În aceste circuite, pentru a stabiliza modul de funcționare al tranzistorului, se utilizează un circuit de stabilizare a sursei (analog de stabilizare a emițătorului). Circuitul fazei amplificatorului cu o poartă comună este prezentat în figura 7.
Figura 7 Diagrama schematică a stadiului amplificatorului cu un tranzistor cu o poartă comună (stabilizarea sursei)
Conform unor scheme similare, o serie de companii străine produc amplificatoare de microunde gata. Limitele amplificatorului sunt prezentate în figurile 6 și 7 cu o linie punctată. De exemplu, Figura 8 prezintă o schemă a unui amplificator de frecvență radio integrat de înaltă frecvență.
Figura 8 Diagrama schematică a unui amplificator de frecvență radio integrat de înaltă frecvență
Astfel de amplificatoare sunt utilizate pe scară largă pentru a crește nivelul de semnal al GPS, GSM, WiFi și alte sisteme de comunicații și Internet wireless. Exemple de astfel de amplificatoare includ amplificatoare de frecvență radio de la MAXIM, VISHAY sau RF Micro Devices.
Împreună cu articolul "Schema cu bază comună (cascadă cu bază comună)" citiți:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: