Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электрондық техникада жалпы негізді (жерге қосылған негіз деп те аталады) күшейткіш – үш негізгі бір сатылы биполярлы тоқпен басқарылатын транзистор (BJT) күшейткіш топологиясының бірі, көбінесе ток буфері немесе кернеу күшейткіші ретінде қолданылады. Осы тізбекте транзистордың эмитер ұшы кіріс ретінде, коллектор шығыс ретінде жұмыс істейді, ал база жерге немесе "жалпы" нүктеге қосылады, содан аты да осылай аталады. Өріс эффектілі транзистордың ұқсас тізбегі – жалпы қақпа күшейткіші.
In electronics, a common base (also known as grounded base) amplifier is one of three basic single stage bipolar junction transistor (BJT) amplifier topologies, typically used as a current buffer or voltage amplifier. In this circuit the emitter terminal of the transistor serves as the input, the collector as the output, and the base is connected to ground, or "common", hence its name. The analogous field effect transistor circuit is the common gate amplifier.
Қолданбалар
Бұл схема төмен жиілікті дискретті тізбектерде сирек кездеседі, онда көбінесе кіріс кедергісі өте төмен күшейткіштерде қолданылады, мысалы, жылжымалы катушкалы микрофондарға арналған алдын ала күшейткіш ретінде. Дегенмен, ол интегралды тізбектерде және жоғары жиілікті күшейткіштерде, мысалы, VHF және UHF үшін танымал, себебі оның кіріс сыйымдылығы Миллер эффектісінен зардап тартпайды, бұл ортақ эмиттер тізбегінің өткізу қабілетін төмендетеді, сондай-ақ кіріс және шығыс арасындағы оқшаулау жоғары. Бұл жоғары оқшаулау шығыстан кіріске кері байланыс аз дегенді білдіреді, нәтижесінде жоғары тұрақтылыққа қол жеткізіледі. Бұл тізбек ток буфері ретінде де пайдалы, өйткені оның ток күшейту коэффициенті шамамен бірлікке тең (төмендегі формулаларды қараңыз). Көбінесе ортақ база осылай қолданылады, одан бұрын ортақ эмиттерлік сатысы орналасады. Осы екеуінің үйлесімі каскод тізбегін құрайды, ол жоғары кіріс кедергісі және оқшаулау сияқты екі тізбектің де артықшылықтарына ие.
This arrangement is not very common in low frequency discrete circuits, where it is usually employed for amplifiers that require an unusually low input impedance, for example to act as a preamplifier for moving coil microphones. However, it is popular in integrated circuits and in high frequency amplifiers, for example for VHF and UHF, because its input capacitance does not suffer from the Miller effect, which degrades the bandwidth of the common emitter configuration, and because of the relatively high isolation between the input and output. This high isolation means that there is little feedback from the output back to the input, leading to high stability. This configuration is also useful as a current buffer, since it has a current gain of approximately unity (see formulae below). Often a common base is used in this manner, preceded by a common emitter stage. The combination of these two form the cascode configuration, which possesses several of the benefits of each configuration, such as high input impedance and isolation.
Белсенді жүктемелер
Кернеуді күшейту үшін, 1-суретте көрсетілгендей, осы күшейткіштегі рұқсат етілген шығыс кернеуінің өзгеру диапазоны кедергілік жүктеме RC қолданылғанда кернеу күшейтуге байланысты. Яғни, жоғары кернеу күшейтуі үлкен RC қажет етеді, ал бұл өз кезегінде RC-де үлкен тұрақты ток кернеуінің төмендеуіне әкеледі. Белгілі бір қуат көзі кернеуі үшін, бұл төмендеу неғұрлым үлкен болса, транзистордың VCB-і соғұрлым кішкентай болады және транзистор қанығуға түсу алдында шығыс кернеуінің өзгеруіне рұқсат беріледі, нәтижесінде шығыс сигналының бұрмалануына себеп болады. Мұндай жағдайды болдырмау үшін, ток көпіріші сияқты белсенді жүктемені қолдануға болады. Егер осы таңдау жасалса, жоғарыдағы кестедегі RC мәні белсенді жүктеменің кішкентай сигналдық шығыс кедергісімен алмастырылады, ол әдетте 1-суреттегі белсенді транзистордың rO-сынан кем болмайды. Екінші жағынан, белсенді жүктемедегі тұрақты ток кернеуінің төмендеуі тұрақты, төмен мәнге ие (белсенді жүктеменің қанағаттандыру кернеуі), бұл салыстырмалы күшейту үшін кедергілік RC пайдаланғанда туындайтын тұрақты ток кернеуінің төмендеуінен әлдеқайда аз. Яғни, белсенді жүктеме шығыс кернеуінің өзгеруіне аз шектеу қояды. Белсенді жүктеме болсын, болмасын, жоғары айнымалы ток күшейтуі әлі де жоғары айнымалы ток шығыс кедергісімен байланысты екенін ескеріңіз, бұл үлкен жүктемелерден басқа шығыстағы кернеуді дұрыс бөлуге кедергі келтіреді (RL ≫ Rout). Ток буфері ретінде пайдаланғанда, RC күшейтуге әсер етпейді, бірақ шығыс кедергісіне әсер етеді. Шығыстағы ток бөлінуіне байланысты, буфердің шығыс кедергісі басқарылатын жүктеме RL-ден әлдеқайда үлкен болуы керек, сондықтан жүктемеге үлкен сигнал тогы жеткізілуі мүмкін. Егер кедергі RC қолданылса, 1-суретте көрсетілгендей, үлкен шығыс кедергісі үлкен RC-мен байланысты, бұл да шығыстағы сигналдың өзгеруін шектейді. (Ток жүктемеге жеткізілсе де, әдетте жүктемеге үлкен ток сигналы жүктемеде үлкен кернеудің өзгеруін білдіреді.) Белсенді жүктеме шығыс сигналының өзгеру амплитудасына едәуір аз әсер ететін жоғары айнымалы ток шығыс кедергісін қамтамасыз етеді.
For voltage amplification, the range of allowed output voltage swing in this amplifier is tied to voltage gain when a resistor load RC is employed, as in Figure 1. That is, large voltage gain requires large RC, and that in turn implies a large DC voltage drop across RC. For a given supply voltage, the larger this drop, the smaller the transistor VCB and the less output swing is allowed before saturation of the transistor occurs, with resultant distortion of the output signal. To avoid this situation, an active load can be used, for example, a current mirror. If this choice is made, the value of RC in the table above is replaced by the small signal output resistance of the active load, which is generally at least as large as the rO of the active transistor in Figure 1. On the other hand, the DC voltage drop across the active load has a fixed low value (the compliance voltage of the active load), much less than the DC voltage drop incurred for comparable gain using a resistor RC. That is, an active load imposes less restriction on the output voltage swing. Notice that active load or not, large AC gain still is coupled to large AC output resistance, which leads to poor voltage division at the output except for large loads RL ≫ Rout. For use as a current buffer, gain is not affected by RC, but output resistance is. Because of the current division at the output, it is desirable to have an output resistance for the buffer much larger than the load RL being driven, so large signal currents can be delivered to a load. If a resistor RC is used, as in Figure 1, a large output resistance is coupled to a large RC, again limiting the signal swing at the output. (Even though current is delivered to the load, usually a large current signal into the load implies a large voltage swing across the load as well.) An active load provides high AC output resistance with much less serious impact upon the amplitude of output signal swing.
Кернеуді күшейткіш
Жалпы базалық схема кернеу күшейткіші ретінде қолданылған жағдайда, схема 2-суретте көрсетілген. Шығу кедергісі үлкен, кем дегенде RC || rO, бұл төменгі кіріс кедергісі (RS ≪ rE) болғанда туындайтын мән. Кернеу күшейткішінде үлкен шығу кедергісі қолайсыз, себебі ол шығыстағы кернеуді дұрыс бөлуге кедергі келтіреді. Дегенмен, кернеудің күшейтілуі тіпті кішкентай жүктемелер үшін де байқалады: кестеге сәйкес, RS = rE болса, күшейту Av = gm RL / 2 тең болады. Кіріс кедергісі жоғарырақ болғанда, күшейту транзистордың қасиеттерімен емес, резисторлардың RL / RS қатынасымен анықталады, бұл температураға немесе транзистордың өзгерістеріне сезімталдық маңызды болған жағдайда тиімді болуы мүмкін. Гибридті пи-моделін осы есептеулер үшін қолданудың орнына, екіпортты желілерге негізделген жалпы әдіс бар. Мысалы, кернеу шығыс ретінде қолданылатын осындай жағдайда, g эквивалентті екіпортты қарапайымдық үшін таңдауға болады, өйткені ол шығыс портында кернеу күшейткішін пайдаланады. RS мәндері rE-ге жақын болғанда, күшейткіш кернеу күшейткіші мен ток буфері арасындағы кезеңдік жағдайға ие болады. RS ≫ rE болғанда, Thévenin көзі түріндегі драйверді Norton көзі түрінде бейнелеумен ауыстыру керек. Жалпы базалық схема кернеу күшейткіші сияқты емес, ток көшірмесі сияқты жұмыс істей бастайды, бұл туралы төменде талқыланады.
For the case when the common base circuit is used as a voltage amplifier, the circuit is shown in Figure 2. The output resistance is large, at least RC || rO, the value which arises with low source impedance (RS ≪ rE). A large output resistance is undesirable in a voltage amplifier, as it leads to poor voltage division at the output. Nonetheless, the voltage gain is appreciable even for small loads: according to the table, with RS = rE the gain is Av = gm RL / 2. For larger source impedances, the gain is determined by the resistor ratio RL / RS, and not by the transistor properties, which can be an advantage where insensitivity to temperature or transistor variations is important. An alternative to the use of the hybrid pi model for these calculations is a general technique based upon two port networks. For example, in an application like this one where voltage is the output, a g equivalent two port could be selected for simplicity, as it uses a voltage amplifier in the output port. For RS values in the vicinity of rE the amplifier is transitional between voltage amplifier and current buffer. For RS ≫ rE the driver representation as a Thévenin source should be replaced by representation with a Norton source. The common base circuit stops behaving like a voltage amplifier and behaves like a current follower, as discussed next.
Қазіргі ізденуші
3-суретте токпен басқарушы ретінде қолданылатын жалпы негізді күшейткіш көрсетілген. Тізбек сигналы кірісте АЖ Нортон көзінен (ток IS, Нортон кедергісі RS) беріледі, ал тізбектің шығысында RL жүктеме кедергісі орналасқан. Бұрын айтылғандай, бұл күшейткіш шығыс кедергісі rO салдарынан екі жақты болып табылады, ол шығысты кіріске қосады. Бұл жағдайда шығыс кедергісі ең нашар жағдайда да үлкен болады (кемінде rO || RC және үлкен RS үшін (β + 1) rO || RC болуы мүмкін). Үлкен шығыс кедергісі ток көзі үшін қажетті қасиет, себебі тиімді ток бөлінісі тоқтың көп бөлігін жүктемеге бағыттайды. RS ≫ rE болғанда ток күшейту бірлікке өте жақын. Талдаудың тағы бір әдісі екі порттық желілерге негізделген. Мысалы, осыған ұқсас қолданыста ток шығыс болғандықтан, h эквивалентті екі порттық желі таңдалады, өйткені ол шығыс портында ток күшейткішін пайдаланады.
Figure 3 shows the common base amplifier used as a current follower. The circuit signal is provided by an AC Norton source (current IS, Norton resistance RS) at the input, and the circuit has a resistor load RL at the output. As mentioned earlier, this amplifier is bilateral as a consequence of the output resistance rO, which connects the output to the input. In this case the output resistance is large even in the worst case (it is at least rO || RC and can become (β + 1) rO || RC for large RS). Large output resistance is a desirable attribute of a current source because favorable current division sends most of the current to the load. The current gain is very nearly unity as long as RS ≫ rE. An alternative analysis technique is based upon two port networks. For example, in an application like this one where current is the output, an h equivalent two port is selected because it uses a current amplifier in the output port.