Podręcznik
4. Wtórnik emiterowy
4.5. Wzmocnienie napięciowe wtórnika emiterowego
- wzmocnienie napięciowe zwykłe kuo (gdy RG = 0)
Rys. 6: Co "widzi" baza i sygnał ub
Od strony bazy B tranzystora (wejście wtórnika) w kierunku jego emitera E (wyjście) „widać” układ rezystancji, pokazany na rys. 6.
Uwzględniono na nim pozorne, (β+1)-krotne zwiększenie rezystancji RE i RO[1]
A więc napięcie na wyjściu wtórnika jest równe:
\(u_o=u_b⋅\frac{(β+1)⋅(R_E∥R_O)}{r_{b"e}+(β+1)⋅(R_E∥R_O)}\)
Stąd wzmocnienie zwykłe wtórnika emiterowego wynosi:
\(k_{uo}=\frac{u_o}{u_b}=\frac{(β+1)⋅(R_E∥R_O)}{r_{b"e}+(β+1)⋅(R_E∥R_O)}\)
\(k_{uo}≈\frac{β⋅(R_E∥R_O)}{rb"e+β⋅(R_E∥R_O)}=\frac{R_L}{r_{eb"}+R_L}\)
i najczęściej jest bardzo bliskie 1 V/V (choć oczywiście zawsze od jedności mniejsze).
RZYKŁAD 4
Wzmocnienie napięciowe zwykłe wtórnika z przykładu 2 wynosi:
\(k_{uo}=\frac{1,2kΩ}{12,5Ω+1,2kΩ}≈0,99V/V\)
- wzmocnienie napięciowe skuteczne kuso (gdy RG > 0)
Rys. 7: Podział napięcia na wejściu wtórnika
Przy obliczaniu wzmocnienia skutecznego należy uwzględnić dzielnik napięciowy, jaki tworzą na wejściu układu rezystancje RG i rwe (rys. 7).
Napięciowe wzmocnienie skuteczne jest więc równe:
\(k_{uso}=\frac{u_o}{e_g}=\frac{r_{we}}{r_{we}+R_G}⋅k_{uo}\)
Jeśli przyjmie się założenie, że kuo ≈ 1 (czyli że rb'e << β(RE || RO), można napisać:
\(k_{uso}=\frac{R_B∥[(β+1)⋅(R_E∥R_O)]}{R_G+R_B∥[(β+1)⋅(R_E∥R_O)]}\)
\(k_{uos}≈\frac{R_B∥[β⋅(R_E∥R_O)]}{R_G+R_B∥[β⋅(R_E∥R_O)]}\)
PRZYKŁAD 5
Obliczmy wzmocnienie napięciowe skuteczne wtórnika emiterowego z przykładu 2:
Wzmocnienie skuteczne wtórnika jest bardzo duże, ale zauważmy, że stosunek rezystancji źródła sygnału do rezystancji obciążenia to tylko 10:1. Jednak, gdyby nie zastosowano wtórnika i dołączono obciążenie bezpośrednio do źródła, na obciążeniu odłożyłaby się tylko 1/11 sygnału.
Oczywiście bardzo dociekliwy czytelnik-aptekarz może samodzielnie (i na własną odpowiedzialność) wyprowadzić pełny, niezawierający żadnych przybliżeń, wzór na skuteczne wzmocnienie napięciowe wtórnika emiterowego, czyli z uwzględnieniem rezystancji rb'e = (β+1) · reb'.
[1]) Oczywiście RE || RO = RL, jednak w niniejszym rozdziale, dla lepszego zobrazowania znaczenia poszczególnych rezystancji, z tego oznaczenia na ogół zrezygnowano.