Amplifiers-based-on-configurations

構成に基づく

任意のトランジスタ増幅器は、トランジスタを使用して、3つの構成のいずれかに接続されている信号を増幅します。 アンプの場合、多段回路での負荷の影響を避け、出力インピーダンスを下げるために、入力インピーダンスを高くして、負荷に最大出力を供給することが望ましい状態です。 より良い出力を得るには、電圧ゲインと電力ゲインも高くする必要があります。

ここで、さまざまな構成を調べて、トランジスタとしてアンプとして機能するのに適した構成を理解しましょう。

CBアンプ

CB構成のトランジスタの組み合わせを使用して形成されるアンプ回路は、CBアンプと呼ばれます。

建設

NPNトランジスタを使用した共通ベースアンプ回路は次のとおりです。入力信号はエミッタベースジャンクションに印加され、出力信号はコレクタベースジャンクションから取得されます。

CB Construction

エミッタのベース接合はV〜EE〜によって順方向にバイアスされ、コレクタのベース接合はV〜CC〜によって逆方向にバイアスされます。 動作点は、抵抗ReおよびR〜c〜を使用して調整されます。 したがって、I〜c〜、I〜b〜、およびI〜cb〜の値は、V〜CC〜、V〜EE〜、R〜e〜、およびR〜c〜によって決定されます。

操作

入力が適用されない場合、静止状態が形成され、出力は存在しません。 V〜be〜はグランドに対して負であるため、入力信号の正の半分の順方向バイアスが減少します。 この結果、ベース電流I〜B〜も減少します。

以下の図は、自己バイアス回路を備えたCBアンプを示しています。

CB Operation

知っているように、

I_C \ cong I_E \ cong \ beta I_B

コレクタ電流とエミッタ電流の両方が減少します。

R〜C〜での電圧降下は

V_C = I_C R_C

このV〜C〜も減少します。

I〜C〜R〜C〜が減少すると、V〜CB〜は増加します。 なぜなら、

V _ \ {CB} = V _ \ {CC}-I_C R_C

したがって、正の半サイクル出力が生成されます。

CB構成では、正の入力は正の出力を生成するため、入力と出力は同相です。 したがって、CBアンプの入力と出力の間で位相反転はありません。

CB構成が増幅のために考慮される場合、低い入力インピーダンスと高い出力インピーダンスを持ちます。 電圧ゲインもCE構成に比べて低くなっています。 したがって、CB構成のアンプは、高周波アプリケーションで使用されます。

CEアンプ

CE構成のトランジスタの組み合わせを使用して形成されるアンプ回路は、CEアンプと呼ばれます。

建設

NPNトランジスタを使用したエミッタ接地アンプ回路は次のとおりです。入力信号はエミッタベース接合に印加され、出力信号はコレクタベース接合から取得されます。

CE Con​​struction

エミッタのベース接合はV〜EE〜によって順方向にバイアスされ、コレクタのベース接合はV〜CC〜によって逆方向にバイアスされます。 動作点は、抵抗R〜e〜およびR〜c〜を使用して調整されます。 したがって、I〜c〜、I〜b〜、およびI〜cb〜の値は、V〜CC〜、V〜EE〜、R〜e〜、およびR〜c〜によって決定されます。

操作

入力が適用されない場合、静止状態が形成され、出力は存在しません。 信号の正の半分が印加されている場合、ベースとエミッタ間の電圧V〜be〜は、グランドに対してすでに正であるため、増加します。

順バイアスが増加すると、それに応じてベース電流も増加します。 I〜C〜=βI〜B〜であるため、コレクタ電流も増加します。

次の回路図は、自己バイアス回路を備えたCEアンプを示しています。

CE操作

コレクタ電流がR〜C〜を流れると、電圧降下が増加します。

V_C = I_C R_C

この結果、コレクタとエミッタ間の電圧が低下します。 なぜなら、

V _ \ {CB} = V _ \ {CC}-I_C R_C

したがって、増幅された電圧はR〜C〜に現れます。

したがって、CEアンプでは、正方向の信号が負方向の信号として表示されるため、入力と出力の間に180 ^ o ^の位相シフトがあることがわかります。

CEアンプは、CBアンプよりも高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを備えています。 電圧ゲインと電力ゲインもCEアンプで高いため、これは主にオーディオアンプで使用されます。

CCアンプ

CC構成のトランジスタの組み合わせを使用して形成されるアンプ回路は、CCアンプと呼ばれます。

建設

NPNトランジスタを使用した共通コレクタアンプ回路は次のようになります。入力信号はベースコレクタ接合に加えられ、出力信号はエミッタコレクタ接合から取り出されます。

CC Construction

エミッタのベース接合はV〜EE〜によって順方向にバイアスされ、コレクタのベース接合はV〜CC〜によって逆方向にバイアスされます。 I〜b〜とI〜e〜のQ値は、R〜b〜とR〜e〜によって調整されます。

操作

入力が適用されない場合、静止状態が形成され、出力は存在しません。 信号の正の半分が印加されている場合、V〜be〜はコレクタまたはグランドに対して正であるため、順バイアスが増加します。 これにより、ベース電流I〜B〜とコレクタ電流I〜C〜が増加します。

次の回路図は、自己バイアス回路を備えたCCアンプを示しています。

CC Operation

その結果、Rでの電圧降下、つまり 出力電圧が増加します。 その結果、正の半サイクルが得られます。 入力と出力は同相なので、位相反転はありません。

CC構成が増幅のために考慮される場合、CCアンプはCEアンプよりも良い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを持ちますが、CCの電圧ゲインは非常に小さく、そのアプリケーションはインピーダンスマッチングのみに制限されます。

CB CE CCアンプの比較

CB、CE、CCアンプの特性の詳細を比較してみましょう。

Characteristic	CE	CB	CC
Input resistance	Low (1K to 2K)	Very low (30-150 OHM)	High (20-500 KOHM)
Output resistance	Large (≈ 50 K)	High (≈ 500 K)	Low (50-1000 KOHM)
Current gain	B high	α < 1	High (1 + β)
Voltage gain	High (≈ 1500)	High (≈ 1500)	Less than one
Power gain	High (≈ 10,000)	High (≈ 7500)	Low (250-500)
Phase between input and output	reversed	same	same

互換性と特徴的な機能により、共通エミッタ構成は主にアンプ回路で使用されます。