Amplificatore di emettitore comune

I transistor possono essere configurati in tremodi diversi a seconda che il terminale comune tra le porte di ingresso e di uscita sia di base, collettore o emettitore e sia denominato base comune, collettore comune e emettitore comune, di conseguenza. Inoltre, scegliendo un opportuno punto di polarizzazione, si può rendere il dispositivo adatto per l'amplificazione o per la commutazione, cioè i circuiti a transistor quando sono fatti funzionare tra regioni di cut-off e di saturazione saranno adatti per essere usati come interruttori mentre agiscono come amplificatori quando realizzati operare nella loro regione attiva.
Inoltre, si deve tenere presente che i transistor non sono intrinsecamente altro che i dispositivi a corrente controllata in cui un piccolo cambiamento nella corrente di base, I_B produce una grande variazione nella corrente del collettore, I_C.

La figura 1 mostra un circuito emettitore comune semplice che utilizza un transistor npn di cui

Il terminale di raccolta (terminale di uscita) è collegato alla tensione di alimentazione V_CC attraverso il resistore di collettore R_C.
Il terminale di base è dotato del segnale AC che deve essere amplificato.
Il terminale dell'emettitore è messo a terra (quindi indicato anche come configurazione dell'emettitore di terra).

In questo tipo di sistemazione, come la tensione di ingresso V_io aumenta, la corrente di base I_B aumenta anche quale inverso aumenta la corrente del collettore I_C.

Ciò provoca un aumento della caduta di tensione attraverso il resistore del collettore, R_C che si traduce in una diminuzione della tensione di uscita V₀ come sottolineato dalla seguente relazione

Allo stesso modo in cui la tensione di ingresso continua a diminuire, I_B e quindi io_C diminuzione, a causa della quale la caduta di tensione su R_C diminuisce anche aumentando così l'uscitavoltaggio. Ciò indica che per il semiciclo positivo della forma d'onda di ingresso, si otterrebbe un semiciclo negativo amplificato mentre per l'impulso di ingresso negativo, l'uscita sarebbe un impulso positivo amplificato. Quindi esiste uno sfasamento di 180^o tra l'input e le forme d'onda di uscita del amplificatore emettitore comune per cui è indicato anche come Inverting Amplifier.

Tuttavia, per ottenere un non distortoversione amplificata della forma d'onda in ingresso, nient'altro che fedele amplificazione, il transistor deve essere polarizzato correttamente impostando un punto operativo adeguato (punto Q). Ciò indica che praticamente si deve ricorrere a una rete stabile (Figura 2) che sarà resistente ai cambiamenti di temperatura e ad altri parametri dei transistor.

Nel circuito mostrato dalla figura 2, i resistori R₁ e R₂ vengono utilizzati per fornire bias per la base del transistor (polarizzazione del transistor partitore di tensione) mentre il resistore di emettitore R_E viene utilizzato per garantire che vengano mantenute le condizioni DC corrette per il circuito regolando la quantità di retroazione CC. Inoltre il circuito impiega anche i condensatori C_io e C_o quali sono i condensatori di disaccoppiamento utilizzatifornire l'accoppiamento AC tra gli stadi dell'amplificatore. I valori di queste capacità sono scelti in modo tale da fornire reattanze trascurabili alla frequenza di funzionamento. In particolare, il valore della capacità di ingresso C_io dovrebbe essere scelto per essere uguale alla resistenza del circuito di ingresso alla frequenza più bassa in modo tale da provocare una caduta di -3 dB a questa frequenza. Inoltre, il valore del condensatore di uscita C_o viene scelto in modo tale che sia uguale alla resistenza del circuito alla frequenza operativa più bassa.
Inoltre la tensione di emissione V_E viene scelto per essere il 10% della tensione di alimentazione V_CC per garantire un buon livello di stabilità DC e corrente attraverso R₁ quale sono io₁ viene scelto per essere 10 volte la corrente base richiesta. Qui è da notare che, anche io₂ sarà quasi dello stesso valore della corrente di base I_B sarà trascurabile. Il condensatore di bypass dell'emettitore C_E quando aggiunto al circuito, aumenta considerevolmente il suo guadagno cortocircuitando la resistenza dell'emettitore R_E per i segnali ad alta frequenza, che si traduce nella riduzione del carico complessivo del transistor. Il valore di questo C_E è scelto in modo tale che il condensatore offra un valore di reattanza uguale a 1/10^esimo di R_E alla più bassa frequenza operativa.
Avendo conosciuto le strategie di progettazione per l'amplificatore di emettitore comune, si sarebbe interessati a conoscere le espressioni matematiche per la sua corrente e i guadagni di tensione che vengono dati come

Questi amplificatori a emettitore comune sono i più usati, ad esempio ad esempio quelli bassiamplificatori di rumore e amplificatori a radiofrequenza, in quanto offrono media resistenza di ingresso, media resistenza di uscita, media tensione di guadagno, medio guadagno di corrente e alto guadagno di potenza.