Common Emitter Amplifier

Transistoren können in drei konfiguriert werdenes gibt unterschiedliche Möglichkeiten, je nachdem, ob der gemeinsame Anschluss zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen Basis, Kollektor oder Emitter ist und entsprechend als Basis, Kollektor und gemeinsamer Emitter bezeichnet wird. Durch Wahl eines geeigneten Vorspannungspunktes kann man die Vorrichtung ferner entweder für eine Verstärkung oder für ein Schalten geeignet machen, dh die Transistorschaltungen, die zwischen Sperr- und Sättigungsbereichen arbeiten, sind geeignet, als Schalter verwendet zu werden, während sie, wenn sie hergestellt werden, als Verstärker dienen in ihrer aktiven Region tätig sein.
Außerdem ist zu beachten, dass die Transistoren an sich nichts anderes sind als die stromgesteuerten Bauelemente, bei denen sich der Basisstrom I geringfügig ändert_B führt zu einer großen Variation des Kollektorstroms, I_C.

Fig. 1 zeigt eine einfache gemeinsame Emitterschaltung, die einen NPN-Transistor verwendet, dessen

Kollektoranschluss (Ausgangsanschluss) ist mit der Versorgungsspannung V verbunden_CC durch den Kollektorwiderstand R_C.
Der Basisanschluss wird mit dem AC-Signal versorgt, das verstärkt werden muss.
Das Emitter-Terminal ist geerdet (daher auch als geerdete Emitter-Konfiguration bezeichnet).

Bei dieser Art von Anordnung ist als Eingangsspannung V_ich erhöht sich der Basisstrom I_B erhöht sich auch, was den Kollektorstrom I erhöht_C.

Dies bewirkt einen Anstieg des Spannungsabfalls über dem Kollektorwiderstand R_C was zu einer verringerten Ausgangsspannung V führt₀ wie durch die folgende Beziehung betont

Ähnlich wie die Eingangsspannung weiter abnimmt, gilt I_B und damit ich_C abnehmen, aufgrund dessen der Spannungsabfall über R abfällt_C nimmt ebenfalls ab, wodurch die Ausgabe erhöht wirdStromspannung. Dies zeigt an, dass für die positive Halbwelle der Eingangswellenform eine negative Halbwelle verstärkt würde, während für den negativen Eingangsimpuls die Ausgabe ein verstärkter positiver Impuls sein würde. Daher gibt es eine Phasenverschiebung von 180^O zwischen den Eingangs- und Ausgangswellenformen der gemeinsamer Emitterverstärker für die es auch als invertierender Verstärker bezeichnet wird.

Um jedoch einen unverzerrten zu erhaltenverstärkte Version der Eingangswellenform, nichts als treue Verstärkung, der Transistor muss durch Einstellen eines geeigneten Arbeitspunkts (Q-Punkt) richtig vorgespannt werden. Dies zeigt an, dass man praktisch auf ein stabiles Netzwerk zurückgreifen muss (Abbildung 2), das resistent gegen Temperaturänderungen und andere Transistorparameter ist.

In der in Fig. 2 gezeigten Schaltung sind die Widerstände R₁ und R₂ werden verwendet, um eine Vorspannung für die Basis des Transistors bereitzustellen (Spannungsteiler-Transistorvorspannung), während der Emitterwiderstand R_E wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Gleichstrombedingungen für die Schaltung durch Regulierung des Betrags der Gleichstromrückführung aufrechterhalten werden. Ferner verwendet die Schaltung auch die Kondensatoren C_ich und C_O welche Entkopplungskondensatoren verwendet werdenAC-Kopplung zwischen den Verstärkerstufen bereitstellen. Die Werte dieser Kapazitäten werden so gewählt, dass sie bei der Betriebsfrequenz eine vernachlässigbare Reaktanz liefern. Insbesondere der Wert der Eingangskapazität C_ich sollte so gewählt werden, dass er gleich dem Widerstand der Eingangsschaltung bei der niedrigsten Frequenz ist, so dass es bei dieser Frequenz zu einem Abfall von -3 dB kommt. Außerdem ist der Wert des Ausgangskondensators C_O wird so gewählt, dass es dem Schaltungswiderstand bei der niedrigsten Betriebsfrequenz entspricht.
Weiterhin ist die Emitterspannung V_E wird als 10% der Versorgungsspannung V gewählt_CC um eine gute Gleichstromstabilität und den Strom durch R sicherzustellen₁ Welches ist ich₁ wird so gewählt, dass es zehnmal so groß ist wie der erforderliche Basisstrom. Hier ist darauf hinzuweisen, auch ich₂ wird fast den gleichen Wert wie der Basisstrom I haben_B wird vernachlässigbar sein. Der Emitter-Überbrückungskondensator C_E Wenn es in die Schaltung eingefügt wird, erhöht es seine Verstärkung beträchtlich, indem der Emitterwiderstand R kurzgeschlossen wird_E für Hochfrequenzsignale, was zu einer Verringerung der Gesamttransistorlast führt. Der Wert dieses C_E wird so gewählt, dass der Kondensator einen Reaktanzwert bietet, der 1/10 entspricht^th von R_E bei der niedrigsten Betriebsfrequenz.
Wenn man die Entwurfsstrategien für den gemeinsamen Emitterverstärker kennt, wäre man interessiert, die mathematischen Ausdrücke für seinen Strom und die Spannungsgewinne zu kennen, die als angegeben sind

Diese gemeinsame Emitterverstärker sind am weitesten verbreitet, zum Beispiel als niedrigRauschverstärker und Hochfrequenzverstärker, da sie einen mittleren Eingangswiderstand, einen mittleren Ausgangswiderstand, eine mittlere Spannungsverstärkung, eine mittlere Stromverstärkung und eine hohe Leistungsverstärkung bieten.