¿Efecto de las relaciones de resistencia del amplificador de emisor común (Rc, Re) de BJT? ¿Cómo seleccionarlo?

Question

De arriba es una parte de un BJT común emisor amplificador con 15V Vcc(todo en mayúsculas ignorado para DC). Yo estaba siguiendo un tutorial que explica cómo los parámetros de instalación paso por paso. A la hora de explicar la DC la polarización de la sección, el tutorial de la primera establece los valores de Q punto Vce i.e VceQ, Rc y Re.

Para un máximo de Vsal swing, debemos elegir VceQ como Vcc/2. Esto puede ser visto por un DC de carga de la línea. Yo creo que es porque el cambio máximo en Vce, lógicamente, el rendimiento de un máximo de giro en la Vsal. En Q punto podemos tomar VceQ = 7.5 V. hasta ahora tan bueno.

A continuación el tutorial elige la proporción de Rc/Re como 3 i.e Rc = 3*Re. Y entonces se va a investigar otros parámetros sin explicar por qué la razón es 3.

Traté de configuración de esta relación primeros 3 y luego 4 y luego de 14. Lo que he encontrado es más la relación de los más oscilaciones de la Vsal.

Ya sabemos Vcc = 15V y en Q punto VceQ = 7.5 V, podemos comprobar Vsal para diferentes Rc/Re proporciones.

Case_1:

Permite primero tomar Rc/Re como 3 como el tutorial sugiere:

Vout_max (cuando Q1 está en cut-off) se convierte en: 15V

Vout_middle (cuando la corriente de polarización es cero) se convierte en: VceQ + (15-VceQ)/4 = 9.5 V

Vout_min (cuando Q1 está en saturación y Vcesat = 0.2) se hace de la siguiente manera:

Vcesat+(15-Vcesat)/4 = 3.9 V

Así que lo que vemos arriba es un Vsal que tiene un punto medio en el 9,5 V cuando no hay corriente de polarización que existe y que oscila hasta 15V y abajo a 3.9 V. Esto corresponde a un total de swing de 11V.

Case_2:

Ahora deja Rc/Re la relación de 14 y volver a hacer el mismo cálculo:

Vout_max (cuando Q1 está en cut-off) se convierte en: 15V

Vout_middle (cuando la corriente de polarización es cero) se convierte en: VceQ + (15-VceQ)/15 = 8V

Vout_min (cuando Q1 está en saturación y Vcesat = 0.2) se hace de la siguiente manera:

Vcesat+(15-Vcesat)/15 = 1.2 V

Aquí lo que vemos arriba es un Vsal que tiene un medio punto en el 8V cuando no hay corriente de polarización que existe y que oscila hasta 15V y abajo a 1.2 v, lo que corresponde a un total de swing de alrededor de 14V.

Aquí está mi pregunta:

1-) Si mi lógica es la de la derecha me parece Rc/Re relación determina la Vsal swing (después de la configuración de VceQ como Vcc/2). Y el Vsal de oscilación aumenta con la Rc/Re proporción. Es ese derecho?

2-) por supuesto, Re no debe ser demasiado pequeño, pero ¿cuál es la regla de oro aquí para Rc/Re proporción? Y ¿por qué?

Answer 1

Ellos, al parecer, establecer el Rc/Re proporción de 3 porque quería una ganancia de voltaje de alrededor de 3. Supuestamente que era deseable para la función de este circuito. Básicamente, el Rc/Re ratio es la ganancia de voltaje suponiendo que el transistor de ganancia es "grande". Grande significa que usted puede aproximarse a la de colector y emisor de las corrientes de ser iguales, lo que también significa que la corriente de base es 0.

Tienes razón en que la Rc/Re proporción también establece la fracción de la tensión de alimentación que la salida puede girar. Como una simplificación, considere la posibilidad de que el transistor puede variar de abrir a corto C a E. Cuando está abierto, el coleccionista (de salida) voltaje Vcc. Cuando corto, es Vcc de salida del divisor de tensión formado por Rc y Re. Cuando Rc/Re es grande, la salida cuando el transistor está totalmente aproxima a 0, y el resultado puede girar la totalidad de 0 a Vcc rango. Cuando Re es una fracción significativa de la Re+Rc, luego come algo de la tensión de salida cuando el transistor está encendido, y el resultado no puede girar como baja a la tierra.

Para una buena operación lineal, desea dejar alrededor de un volt o a través de C-E. La menor oscilación de voltaje de salida es, por tanto, Vcc-1V dividido por el divisor de resistencia, además de la 1 V a través del transistor:

Vomin = [(Vcc - 1V) Re / (Re + Rc)] + 1V

En alta Rc/Re proporciones, este se acerca a la 1 V de salir a través del transistor. Para proporciones más bajas, el voltaje de salida del swing "perdido" para Volver es significativo. Todo esto para decir que, sí, tienes razón, el voltaje de salida de oscilación depende de Rc/Re.

No hay una regla de oro para la configuración de Rc/Re. Esto es, básicamente, la ganancia de voltaje del amplificador. Se establece a lo que tiene que ser por otras razones.

Sin embargo, usted no puede tomar la ganancia infinita desde entonces, otros factores que razonablemente puede ignorar a las modestas ganancias en el camino. Estos otros factores son a menudo difícil de saber. Yo diría, trate de no superar una ganancia de voltaje de aproximadamente 1/5 del transistor de ganancia actual. Claro que esto es una solución de compromiso que cogí en el aire, pero con una razonablemente buena transistor de ganancia, como 50 o más, una ganancia de voltaje de 10 es factible. Más allá de eso, la aproximación que el transistor de ganancia es "grande" y que la mayoría de ignorar la corriente de base se hace menos válida. También lo hace la aproximación de que el Ser de tensión es fijo.

Como se puede ver en alto las ganancias de los parámetros exactos del transistor importa más y más. Desde transistor de ganancia varía ampliamente, por lo general, quieren circuitos para trabajar con un mínimo de ganancia, pero no depender de cualquier ganancia máxima. Dicho de otra manera, queremos a trabajar circuitos con transistores ganancia de algunos mínimo hasta el infinito. Mayor será la ganancia, el más sensible es el circuito es el transistor de la ganancia y otros parámetros.

Como un ejercicio, consulte ¿qué ocurre en el circuito cuando Rc/Re = 3 y el transistor de ganancia es de 50 (una bastante razonable mínimo valor garantizado por una pequeña señal del transistor). Luego de analizar de nuevo con ganancia infinita. Vas a ver tan solo una pequeña diferencia. Ahora haz lo mismo con una ganancia de 30, y vas a ver mucho más de la sensibilidad a la ganancia del transistor.

Answer 2

Como reducir el riesgo de Volver, se puede reducir el voltaje a través de ella. Ahora quiere arreglar Vb en Vbe + V(Re) mediante la selección de R1,R2.

Tan lejos, tan buena ... pero recuerda que Vbe no es precisamente 0.6 o 0.7 V, sino una función de Ib (como es el voltaje a través de un delantero parcializado diodo) y de la temperatura : disminuye por 2mV/K. por Lo que más de una 50K rango de temperatura, Vbe puede variar de 0,1 V. Debido a que se fija Vb, esto hace que las variaciones en V(Re), por ende, es decir, por lo tanto el Ic, por lo tanto V(Rc).

Por lo que V(Re) debe ser grande en comparación con estas variaciones, y por lo general > Vbe a menos que usted está seriamente presionado por el espacio libre (por ejemplo, la fuente 3V). Aquí, pregunto, ¿cómo importante es que el pasado 10% (1dB) de oscilación de voltaje? Yo sugeriría Rc/Re < 10 como una buena regla, y busco 2*Vbe a través de la Re si es posible.