Gemeenschappelijke emitterversterker

Transistors kunnen in drie worden geconfigureerdverschillende manieren afhankelijk van of de gemeenschappelijke klem tussen de invoer- en uitvoerpoorten basis, collector of emitter is en overeenkomstig gemeenschappelijke basis, gemeenschappelijke verzamelaar en gemeenschappelijke emitter wordt genoemd. Verder kan, door het kiezen van een geschikt voorspanpunt, de inrichting geschikt worden gemaakt voor ofwel versterking ofwel voor schakelen, dwz de transistorschakelingen wanneer gemaakt om te werken tussen afsnijdings- en verzadigingsgebieden zullen geschikt zijn om te worden gebruikt als schakelaars terwijl zij fungeren als versterkers wanneer gemaakt om te werken in hun actieve regio.
Bovendien moet in gedachten worden gehouden dat de transistoren inherent niets anders zijn dan de stroomgestuurde apparaten waarin een kleine verandering in de basisstroom, I_B resulteert in een grote variatie in de collectorstroom, I_C.

Figuur 1 toont een eenvoudige gemeenschappelijke emitterschakeling die gebruik maakt van een npn-transistor waarvan

Collectorklem (uitgangsklem) is verbonden met voedingsspanning V_CC door de collectorweerstand R_C.
Base-terminal is voorzien van het AC-signaal dat moet worden versterkt.
Emitteraansluiting is geaard (vandaar ook aangeduid als geaarde emitterconfiguratie).

In dit soort opstelling, als de ingangsspanning V_ik verhoogt, de basisstroom I_B neemt ook toe, waardoor de collectorstroom I toeneemt_C.

Dit veroorzaakt een toename van de spanningsval over de collectorweerstand, R_C wat resulteert in een verlaagde uitgangsspanning V₀ zoals benadrukt door de volgende relatie

Evenzo als de ingangsspanning afneemt, I_B en vandaar ik_C afnemen, waardoor de spanning over R daalt_C vermindert ook, waardoor de output toeneemtSpanning. Dit geeft aan dat voor de positieve halve cyclus van de ingangsgolfvorm, men een versterkte negatieve halve cyclus zou krijgen terwijl voor de negatieve ingangspuls de uitgang een versterkte positieve puls zou zijn. Vandaar dat er een faseverschuiving van 180 bestaat^O tussen de ingangs- en uitgangsgolfvormen van de gemeenschappelijke emitterversterker waarvoor het ook wordt aangeduid als Inverting Amplifier.

Echter om een onvervormd beeld te krijgenversterkte versie van de ingangsgolfvorm, niets dan getrouwe versterking, transistor moet goed worden vooringesteld door het instellen van een geschikt werkpunt (Q-punt). Dit geeft aan dat praktisch men een toevlucht moet nemen tot een stabiel netwerk (Figuur 2) dat bestand is tegen de veranderingen in temperatuur en andere transistorparameters.

In het circuit dat wordt getoond in figuur 2, zijn de weerstanden R₁ en R₂ worden gebruikt om bias te leveren voor de basis van de transistor (spanningsdeler transistorvoorspanning) terwijl de emitterweerstand R_E wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat de juiste DC-condities worden aangehouden voor het circuit door de hoeveelheid DC-feedback te regelen. Verder maakt de schakeling ook gebruik van de condensatoren C_ik en C_O waar de ontkoppelcondensatoren aan gewend zijnvoorzien in AC-koppeling tussen de versterkertrappen. De waarden van deze capaciteiten zijn zodanig gekozen dat ze een verwaarloosbare reactantie bij de bedrijfsfrequentie bieden. In het bijzonder de waarde van de ingangscapaciteit C_ik moet worden gekozen om gelijk te zijn aan de weerstand van het ingangscircuit bij de laagste frequentie zodat het resulteert in een daling van -3dB op deze frequentie. Bovendien is de waarde van de uitgangscondensator C_O is zo gekozen dat het gelijk is aan de circuitweerstand bij de laagste werkfrequentie.
Verder de emitterspanning V_E wordt gekozen als 10% van de voedingsspanning V_CC om een goed niveau van DC-stabiliteit en de stroom door R te verzekeren₁ welke ben ik₁ wordt gekozen om 10 keer de vereiste basisstroom te zijn. Hier moet worden opgemerkt dat, zelfs ik₂ zal van bijna dezelfde waarde zijn als de basisstroom I_B zal te verwaarlozen zijn. De emitter-bypasscondensator C_E wanneer het in het circuit wordt toegevoegd, verhoogt het de versterking aanzienlijk door de emitterweerstand R kort te sluiten_E voor hoogfrequente signalen, wat resulteert in de reductie van de totale transistorbelasting. De waarde van deze C_E is zodanig gekozen dat de condensator een reactantiewaarde biedt die gelijk is aan 1/10^th van R_E op de laagste werkfrequentie.
Na de ontwerpstrategieën voor de gemeenschappelijke emitterversterker bekend te hebben, zou men geïnteresseerd zijn om de wiskundige uitdrukkingen te kennen voor zijn stroom en de spanningswinsten die worden gegeven als

Deze gemeenschappelijke emitterversterkers worden het meest gebruikt, bijvoorbeeld als laaggeluidsversterkers en radiofrequentieversterkers, omdat ze een gemiddelde ingangsweerstand, gemiddelde uitgangsweerstand, middenspanningsversterking, gemiddelde stroomversterking en een hoge vermogensversterking bieden.