Ein Verstärker an einem Bipolartransistor, der in einer gemeinsamen Emitter-Schaltung enthalten ist, ist einer der Haupttypen von Verstärkern, die in der Elektronik verwendet werden. Diese Schaltung bietet eine hohe Verstärkung und ist am häufigsten für den Betrieb mit niederfrequenten Signalen geeignet.
Die Hauptfunktion eines Verstärkers mit einem gemeinsamen Emitter besteht darin, die Amplitude des Eingangssignals zu erhöhen. Dazu wird das Signal über eine Eingangskette mit Widerstand und Kapazität an die Basis des Transistors gesendet. Dieses Signal steuert den Kollektorstrom, was zu einer Signalverstärkung am Ausgang führt.
Ein Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter hat eine Reihe von Vorteilen, die seine breite Anwendung bewirken. Erstens hat es eine hohe Verstärkung und kann die Signalstärke auf das gewünschte Niveau erhöhen. Zweitens zeichnet sich diese Schaltung durch eine geringe Signalverzerrung und eine gute Linearität aus, was sie zu einer idealen Wahl für analoge Signale macht. Darüber hinaus ist ein Bipolar-Transistor-Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter ein stabiles und zuverlässiges Gerät, das über einen weiten Frequenzbereich arbeiten kann.
Die Verwendung eines Verstärkers an einem Bipolartransistor mit einem gemeinsamen Emitter ist in vielen elektronischen Geräten nachweisbar. Es wird in Radios, Tonverstärkern, Fernsehgeräten, Computerlautsprechern und vielen anderen Geräten verwendet. Aufgrund seiner hohen Leistung und Zuverlässigkeit ist der Verstärker mit gemeinsamem Emitter ein fester Bestandteil vieler moderner Technologien und Industrielösungen.
Funktionsprinzip des Verstärkers am Bipolartransistor
Das Funktionsprinzip eines Verstärkers an einem Bipolartransistor besteht darin, die Verstärkungseigenschaften des p-n-Übergangs zu verwenden. Wenn ein Signal an die Basis des Transistors gesendet wird, ändert sich der durch die Basis fließende Strom, wodurch sich der Kollektorstrom ändert. Der Transistor fungiert als Verstärker und erhöht die Signalamplitude.
Ein wichtiges Element der Verstärkerschaltung an einem Bipolartransistor ist ein Kondensator, der zwischen der Basis und der Erde verbunden ist. Dadurch können nur die variablen Komponenten des Eingangssignals durchgelassen werden, wodurch die konstante Komponente blockiert wird. Dadurch kann der Verstärker nur mit variablen Signalen arbeiten, nicht mit einer konstanten Amplitudenausgangsspannung.
Als Ergebnis des Verstärkerbetriebs wird das Eingangssignal von der Basis des Transistors verstärkt und erscheint am Kollektor des Verstärkers. Der Verstärkungspegel wird durch die Parameter des Transistors bestimmt, z. B. durch seine Stromverstärkung. Das verstärkte Signal kann zur weiteren Verarbeitung oder Übertragung über andere Verstärker oder Geräte verwendet werden.
Der gemeinsame Emitter-Bipolar-Transistor-Verstärker wird häufig in einer Vielzahl von Geräten verwendet, einschließlich Audioverstärkern, Radios, Fernsehgeräten und anderen Audio- und Videogeräten. Diese Schaltung hat eine gute Linearität und Stabilität, die es ermöglicht, sie unter verschiedenen Bedingungen und Aufgaben zu verwenden.
Gemeinsamer Emitter: Hauptverstärkerschaltung
Der Betrieb des Verstärkers basiert auf der Verwendung eines Transistors im aktiven Sättigungsmodus. In diesem Modus arbeitet der Transistor als Verstärker mit einer großen Signalverstärkung. In einer gemeinsamen Emitter-Schaltung wird das Eingangssignal an die Basis des Transistors gesendet und das Ausgangssignal wird vom Kollektor entnommen.
Der Vorteil einer Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter ist eine große Verstärkung. Der Transistor arbeitet im aktiven Modus, wo er einen hohen Eingangsimpedanz und einen hohen Ausgangsimpedanz aufweist, was eine effektive Signalverstärkung ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht eine Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter eine Verstärkung sowohl in der Amplitude als auch in der Signalphase.
Das Grundprinzip eines Verstärkers mit einem gemeinsamen Emitter besteht darin, eine positive Rückkopplung zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors zu verwenden. Dies ermöglicht dem Verstärker eine stabile Verstärkung und reduziert die Signalverzerrung.
Ein Verstärker an einem Bipolartransistor, der in einer Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter enthalten ist, ist ein wichtiges Element in vielen elektronischen Geräten, bei denen eine Signalverstärkung erforderlich ist. Es wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, von Audio- und Videotechnik bis hin zu Telekommunikationssystemen und Computern.
Verstärker-Eingangs- und Ausgangsparameter
Die Eingangsparameter des Verstärkers bestimmen seine Fähigkeit, Änderungen des Eingangssignals in entsprechende Änderungen des Ausgangssignals umzuwandeln. Die wichtigsten Eingangsparameter sind der Eingangsimpedanz und der Spannungsübertragungsfaktor.
Der Eingangsimpedanz bestimmt die Fähigkeit des Verstärkers, das Eingangssignal zu signalisieren, ohne es zu verzerren. Je höher der Eingangsimpedanz ist, desto geringer ist die Signalverzerrung am Verstärkereingang. Beachten Sie jedoch, dass je höher der Eingangsimpedanz ist, desto geringer wird das Signal an den Ausgang des Verstärkers gesendet.
Der Spannungsübertragungsfaktor bestimmt, wie stark das Eingangssignal durch den Verstärker verstärkt wird. Je höher der Spannungsübertragungsfaktor ist, desto größer ist die Signalverstärkung am Ausgang des Verstärkers. Ein hoher Spannungsübertragungskoeffizient kann jedoch zu Signalverzerrungen führen.
Die Ausgangsparameter des Verstärkers bestimmen seine Fähigkeit, ein verstärktes Signal an die Last zu senden. Die wichtigsten Ausgangsparameter sind der Ausgangswiderstand und die Gleichstromverschiebung.
Der Ausgangsimpedanz bestimmt, wie viel der Verstärker effektiv ein Signal an die Last liefern kann. Je niedriger der Ausgangsimpedanz ist, desto besser liefert der Verstärker das Signal an die Last. Ein niedriger Ausgangsimpedanz kann jedoch zu Signalverzerrungen führen.
Die Gleichstromverschiebung bestimmt das Vorhandensein des DC-Ausgangsstroms des Verstärkers. Eine große Gleichstromverschiebung kann zu einer Verzerrung des Signals führen, daher ist es ratsam, seinen Wert zu minimieren.
Verwendung eines Verstärkers an einem Bipolartransistor mit einem gemeinsamen Emitter
Die Hauptvorteile eines Verstärkers mit einem gemeinsamen Emitter sind eine hohe Spannungsverstärkung, eine große Bandbreite, ein niedriger Ausgangsimpedanz und die Fähigkeit, bipolare Transistoren mit hoher Leistung zu steuern.
Eine der wichtigsten Anwendungen eines Verstärkers auf einem Bipolartransistor mit einem gemeinsamen Emitter ist ein Audioverstärker, der verwendet wird, um Audiosignale von einer Audioquelle wie einem Mikrofon oder Tonbandgerät auf ein Niveau zu verstärken, das ausreicht, um die Lautsprecher mit Strom zu versorgen. Diese Verstärker werden häufig in Lautsprechersystemen, Computerlautsprechern, Radios und anderen Geräten verwendet, die eine Klangverstärkung erfordern.
Verstärker an gemeinsamen emitterbasierten Bipolartransistoren werden auch in Funksystemen verwendet, um HF-Signale zu verstärken. Diese Verstärker haben eine große Bandbreite und ein geringes Rauschen, was sie ideal zum Empfangen und Übertragen von Funksignalen macht.
Eine weitere Verwendung eines Verstärkers mit einem gemeinsamen Emitter ist seine Verwendung in Signalkreisen oder Verstärkungsstufen, um schwache Signale auf einen für die Verarbeitung oder weitere Übertragung ausreichenden Pegel zu verstärken. Solche Verstärker werden häufig in Video- und Audiogeräten, Telekommunikationssystemen, Radargeräten und anderen Anwendungen verwendet.
| Vorteile | Gebrauch |
|---|---|
| Hohe Spannungsverstärkung | Audioverstärker, Funksysteme |
| Breite Bandbreite | Funksysteme, Signalschaltungen |
| Niedriger Ausgangsimpedanz | Lautsprecher, Computerlautsprecher |
| Verwaltung großer Kapazitäten | Radios, Radargeräte |
Vorteile und Einschränkungen eines Verstärkers mit einem gemeinsamen Emitter
Vorteile:
- Hohe Verstärkung. Der gemeinsame Emitter-Verstärker verfügt über eine hohe Spannungs- und Stromverstärkung, wodurch schwache Signale verstärkt und eine hohe Ausgangsleistung erzielt werden kann.
- Breite Palette von Betriebsfrequenzen. Ein Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter verfügt normalerweise über einen breiten Frequenzbereich, der es ermöglicht, sowohl niederfrequente als auch hochfrequente Signale zu verstärken.
- Störfestigkeit. Der Verstärker mit dem gemeinsamen Emitter hat eine gute Störfestigkeit, da die Verstärkung durch positives Feedback erfolgt, das die Auswirkungen von externen Störungen reduziert.
Beschränkungen:
- Geringe Effizienz. Ein Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter hat einen geringen Wirkungsgrad, da ein Großteil der Eingangsleistung für die Erwärmung des Transistors verbraucht wird.
- Die Notwendigkeit, den Arbeitspunkt zu stabilisieren. Ein Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter erfordert eine Stabilisierung des Arbeitspunkts, da sich die Verstärkung des Transistors ändern und das Ausgangssignal verzerrt werden kann, wenn sich die Parameter des Transistors ändern.
- Abhängigkeit von den Parametern des Transistors. Ein Verstärker mit einem gemeinsamen Emitter ist empfindlich auf Transistorparameter wie Temperatur, Abflussstrom und Verstärkung. Wenn Sie diese Parameter ändern, können sich die Eigenschaften des Verstärkers ändern.
