Bendras kolektorius

Bendro kolektoriaus schema.

Bendras kolektorius (arba emiterinis kartotuvas) – tranzistorinio signalo stiprintuvo tipas. Pavadinimas kilęs iš to, jog šioje schemoje tranzistoriaus kolektoriaus išvadas dažnai įžeminamas ar sujungiamas su metalinėmis masėmis.

Apkrovos rezistorius R_E šioje schemoje įjungiamas emiterio grandinėje. Tranzistoriui atsidarant, šiam rezistoriui tenka vis didesnė įtampa. Ši įtampa sumažina potencialų skirtumą tarp tranzistoriaus bazės ir emiterio (esant tam pačiam įėjimo signalo žemės atžvilgiu lygiui), taip sukurdama gilų neigiamą grįžtamąjį ryšį. Dėl šio ryšio stiprintuvo išėjimo įtampa beveik lygi jo įėjimo įtampai (įtampos ši schema nesustiprina). Tačiau ji gali daug kartų sustiprinti srovę, taigi ir galingumą.

Schemos įėjimo varža labai didelė, nes R_E tenkanti įtampa beveik lygi įėjimo įtampai, taigi įėjimo srovę sukeliantis šių įtampų skirtumas labai mažas. Išėjimo varža yra maža.

Turėdama didelę įėjimo ir mažą išėjimo varžą, ši schema naudojama kuomet negalima daug apkrauti signalų šaltinio arba kai reikalinga maža išėjimo varža. Tokį stiprintuvą įjungus tarp dviejų bendro emiterio kaskadų, antroji bendro emiterio kaskada nebeapkrauna pirmosios, todėl galima gauti didesnį stiprinimo koeficientą nei naudojant tris bendro emiterio kaskadas.

Rezistoriais R1 ir R2 nustatomas tranzistoriaus darbo režimas (ramybės srovė), panašiai kaip bendro emiterio schemoje. Charakteristikos tiesiškumui padidinti vietoje R_E kartais jungiamas aktyvus srovės šaltinis.

Charakteristikos

(Lygiagrečios linijos nusako lygiagrečiai sujungtų rezistorių bendrą varžą)

Įtampos stiprinimo koeficientas:

${(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} }) \over r_{\pi }+(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} })}$

Šio reiškinio reikšmė artima vienetui.

Įėjimo varža:

$R_{1}\|R_{2}\|(r_{\pi }+(1+\beta _{0})(R_{\mathrm {E} }\|R_{\mathrm {load} }))\,$

Srovės stiprinimo koeficientas:

$A_{\mathrm {vm} }{r_{\mathrm {in} } \over R_{\mathrm {load} }}$

Išėjimo varža:

$R_{\mathrm {E} }\|{r_{\pi }+R_{1}\|R_{2}\|R_{\mathrm {source} } \over 1+\beta _{0}}$

čia:

• $g_{m}=I_{\mathrm {C} }/V_{\mathrm {T} }$, kur:
  • $I_{\mathrm {C} }$ yra tranzistoriaus kolektoriaus srovė ramybės būvyje (nesant stiprinamo signalo).
  • $V_{\mathrm {T} }=kT/q$ yra „terminis potencialas“, kambario temperatūroje lygus maždaug 25 mV (žr. Google kalkuliatorių).
• $\beta _{0}=I_{\mathrm {C} }/I_{\mathrm {B} }$ yra tranzistoriaus srovės stiprinimo koeficientas bendro emiterio schemoje (dar neretai žymimas h_FE). Jis specifinis kiekvienam tranzistoriui (reikšmė svyruoje nuo 10-15 iki kelių šimtų). Kiekvienam tranzistoriaus tipui garantuojama gamintojo dokumentacijoje nurodyta minimali reikšmė (norint galima ir išmatuoti).
• $r_{\pi }=\beta _{0}/g_{m}=V_{\mathrm {T} }/I_{\mathrm {B} }$
• $R_{\mathrm {load} }$ yra apkrovos varža, kuri laikoma lygiagrečia R_C.