Podręcznik

4. Wtórnik emiterowy

4.5. Wzmocnienie napięciowe wtórnika emiterowego

- wzmocnienie napięciowe zwykłe k_uo (gdy R_G = 0)

Rys. 6: Co "widzi" baza i sygnał u_b

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 R_E i R_O_{_[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 k_uso (gdy R_G> 0)

Rys. 7: Podział napięcia na wejściu wtórnika

Przy obliczaniu wzmocnienia skutecznego należy uwzględnić dzielnik napięciowy, jaki tworzą na wejściu układu rezystancje R_G i r_we (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 k_uo ≈ 1 (czyli że r_b'e << β(R_E || R_O), 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:

$k_{uso}=k_{uo}⋅\frac{r_{we}}{r_{we}+R_G}=0,99⋅\frac{240kΩ}{240kΩ+10kΩ}=0,96V/V$

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 r_b'e = (β+1) · r_eb'.

[1]) Oczywiście R_E || R_O = R_L, jednak w niniejszym rozdziale, dla lepszego zobrazowania znaczenia poszczególnych rezystancji, z tego oznaczenia na ogół zrezygnowano.