ما هو مكسب الجهد لمكبر الصوت المشترك؟
ترك رسالة
في عالم الدوائر الإلكترونية ، يعد مكبر الصوت المشترك - المعروف أيضًا باسم الباعث - التابع ، لبنة بناء أساسية ذات خصائص فريدة. بصفتي مورد ترانزستور موثوق به ، غالبًا ما يُسألني عن كسب الجهد لمضخم الجهد المشترك. في هذه المدونة ، سوف نتعمق في هذا الموضوع ، واستكشاف ما هو مكسب الجهد ، وكيفية حسابه لمضخم جامع مشترك ، وأهميته في التطبيقات العملية.
فهم كسب الجهد
قبل أن نناقش على وجه التحديد كسب الجهد لمكبر الصوت المشترك ، دعونا أولاً نفهم ما الذي يعنيه مكسب الجهد بشكل عام. كسب الجهد هو مقياس لمقدار مكبر الصوت يمكن أن يزيد من سعة إشارة جهد الإدخال. يتم تعريفه على أنه نسبة جهد الإخراج ($ v_ {out} $) إلى جهد الإدخال ($ v_ {in} $) ، وعادة ما يتم الإشارة إليه بواسطة الرمز $ a_v $. رياضيا ، يمكن التعبير عنها على النحو التالي:
[a_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}}]
يشير كسب الجهد أكبر من 1 إلى أن مكبر الصوت يزيد من سعة الجهد لإشارة الدخل ، في حين أن الكسب أقل من 1 يعني أن جهد الخرج أصغر من جهد الإدخال. إن الربح 1 يعني أن جهد الخرج يساوي جهد الإدخال.
تكوين مكبر الصوت المشترك - المجمع
مكبر للصوت المشترك - هو نوع من دائرة مضخم ترانزستور تقاطع ثنائي القطب (BJT). في هذا التكوين ، يتم توصيل محطة جامع الترانزستور بنقطة مرجعية مشتركة ، وعادة ما تكون الأرض أو جهد إمداد الطاقة الثابتة. يتم تطبيق إشارة الدخل على المحطة الأساسية ، ويتم أخذ الإخراج من محطة باعث.
الميزة الرئيسية لمكبر المجمع المشترك - هو مقاومة المدخلات العالية والمعاوقة المنخفضة للإخراج. هذا يجعلها مفيدة لمطابقة المعاوقة بين المراحل المختلفة للدائرة الإلكترونية ، وكذلك للتطبيقات التخزين المؤقت حيث يحتاج مصدر المقاومة العالي إلى دفع حمل مقاومة منخفض.
حساب كسب الجهد لمكبر صوت جامعي مشترك
لحساب كسب الجهد لمكبر الصوت المشترك ، نحتاج إلى تحليل الدائرة باستخدام مبادئ الترانزستور الأساسية. دعونا نفكر في دائرة مضخمات جامع شائعة بسيطة مع BJT. يمكن استخدام الدائرة الصغيرة المعادلة للإشارة من مضخم التجميع المشترك لهذا التحليل.
يرتبط جهد الإدخال $ v_ {in} $ بالقاعدة - الجهد الثابت $ v_ {be} $ والجهد الإخراج $ v_ {out} $ (وهو جهد الباعث) من خلال العلاقات التالية. ترتبط القاعدة الحالية $ i_b $ و refitter $ i_e $ بواسطة $ i_e = (1 + \ beta) i_b $ ، حيث $ \ beta $ هو الربح الحالي للترانزستور.
جهد الإخراج $ v_ {out} = i_er_e $ ، حيث يكون $ r_e $ هو المقاوم باعث. الجهد الإدخال $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {out} $.
بالنسبة لتحليل الإشارة الصغيرة ، نفترض أن الجهد القاعدة - الجهد الثابت $ V_ {be} $ ثابت تقريبًا (حوالي 0.7 فولت لسيليكون BJT في المنطقة النشطة). يمكن اشتقاق كسب الجهد الصغير - $ a_v $ على النحو التالي:
نحن نعلم أن $ v_ {in} = v_ {be}+v_ {out} $ ، وبما أن $ v_ {be} $ صغير نسبيًا مقارنة بـ $ v_ {out} $ في نظام الإشارة الصغير ، يمكننا أن نتقارب ربح الجهد مثل:
[a_v = \ frac {v_ {out}} {v_ {in}} \ entrex \ frac {v_ {out}} {v_ {out}+v_ {be}} \ ensx 1]
في تحليل أكثر تفصيلاً ، بالنظر إلى الدائرة المكافئة للإشارة الصغيرة مع مقاومة إدخال الترانزستور $ r _ {\ pi} = \ frac {\ beta v_t} {i_c} $ ، حيث $ v_t = kt/q \ etrex26 \ mv $ في درجة حرارة الغرفة و $ i_c $ هو الملموس.
يتم إعطاء كسب الجهد الصغير - الجهد $ a_v $ بواسطة:
[a_v = \ frac {(1 + \ beta) r_e} {r _ {\ pi} + (1 + \ beta) r_e}]
نظرًا لأن $ \ beta $ عادةً ما يكون كبيرًا (على سبيل المثال ، 100 - 300 لـ BJT الشائع) ، و $ (1+ \ beta) r_e \ gg r _ {\ pi} $ ، فإن كسب الجهد $ a_v $ قريب جدًا من 1.
أهمية كسب الجهد في التطبيقات العملية
حقيقة أن كسب الجهد لمكبر المجمع المشترك هو حوالي 1 قد يبدو غير مؤثر للوهلة الأولى. ومع ذلك ، فإن قيمتها تكمن في جوانب أخرى.
مطابقة المقاومة
كما ذكرنا سابقًا ، فإن مكبر الصوت المشترك - هو معاوقة إدخال عالية ومقاومة منخفضة الإخراج. هذا يجعلها مثالية لمطابقة المعاوقة. على سبيل المثال ، في جهاز استقبال الراديو ، يكون للهوائي مقاومة عالية ، وقد يكون للمراحل اللاحقة من المتلقي مقاومة منخفضة. باستخدام مكبر صوت جامعي مشترك كمخزن مؤقت بين الهوائي ومراحل المتلقي ، يمكننا نقل الإشارة بكفاءة دون خسارة كبيرة بسبب عدم تطابق المعاوقة.
التخزين المؤقت
في نظام مضخم المرحلة متعدد المراحل ، يمكن استخدام مكبر صوت جامع مشترك كمرحلة مخزن مؤقت. تقوم مرحلة العازلة بعزل مرحلة واحدة عن أخرى ، مما يمنع تأثير التحميل للمرحلة اللاحقة على المرحلة السابقة. نظرًا لأن كسب الجهد يقترب من 1 ، تظل سعة الإشارة كما هي تقريبًا ، ولكن يتم ضبط خصائص المعاوقة لضمان نقل الإشارة المناسب.
الترانزستورات الخاصة بنا لتطبيقات مكبر الصوت المشتركة
كمورد ترانزستور ، نقدم مجموعة واسعة من الترانزستورات المناسبة لدوائر مضخم التجميع المشترك. يتم اختيار الترانزستورات لدينا بعناية واختبارها لضمان الأداء العالي والموثوقية. سواء كنت بحاجة إلى ترانزستور عالية - $ \ beta $ لتطبيق كسب عالية أو ترانزستور منخفض الضوضاء لدائرة حساسة ، لدينا المنتج المناسب لك.
يمكنك استكشافناالترانزستورخط الإنتاج للعثور على الأنسب الترانزستورات لتصميم مكبر الصوت المشترك الخاص بك. تتوفر الترانزستورات لدينا في مختلف الحزم والمواصفات لتلبية متطلبات التصميم المختلفة.
خاتمة
في الختام ، فإن كسب الجهد لمكبر الصوت المشترك هو حوالي 1 ، والذي قد يبدو كقيمة صغيرة من حيث تضخيم الجهد. ومع ذلك ، فإن قيمتها الحقيقية تكمن في مقاومة المدخلات العالية والمعاوقة المنخفضة للإخراج ، مما يجعلها مفيدة للغاية لمطابقة المقاومة والتخزين المؤقت.
إذا كنت تعمل في مشروع يتطلب مضخمات جامع مشتركة وتحتاج إلى ترانزستورات عالية الجودة ، فنحن هنا للمساعدة. اتصل بنا للحصول على مزيد من المعلومات حول منتجاتنا وبدء مفاوضات المشتريات. نتطلع إلى تزويدك بأفضل حلول الترانزستور لتصميمات الدوائر الإلكترونية الخاصة بك.
مراجع
- سيدرا ، عادل س ، وكينيث سميث. "الدوائر الإلكترونية الدقيقة." مطبعة جامعة أكسفورد ، 2015.
- Boylestad ، Robert L. ، و Louis Nashelsky. "الأجهزة الإلكترونية ونظرية الدائرة." بيرسون ، 2018.
