Közös emitteres erősítő feladat. Tudnátok benne segíteni?

Először is nézd meg a felsorolt adatokat, mert az Rt ellenállás kétszer is szerepel, különböző értékkel. Az egyik R1 lenne, valószínűleg a 220 kΩ. Ezt veszem alapul.

a) A bázisosztót úgy méretezik, hogy a rajta folyó áram lényegesen nagyobb legyen, mint a bázisáram. Ezért ez az osztó közelítőleg terheletlennek tekinthető. Így a feszültségosztó képlettel közelítőleg kiszámítható a bázis feszültsége:

UB=Ut·R2/(R1+R2)=12·33/(220+33)=1,56 V

A bázisosztót terheletlennek tekintettük, de valójában nem teljesen az. További számításokkal pontosítható a bázis feszültsége, de szerintem iskolai szinten ez a pontosság elegendő.

b) Az eddig meglevő adatokból az emitteráram számítható ki. Az emitter feszültsége a bázis feszültségénél UEB≈0,6 V feszültséggel kisebb:

UE=UB−UBE

Az emitteráram az emitterfeszültség osztva az emitter ellenállással:

IE=UE/RE=(UB−UBE)/RE=(1,56−0,6)/0,47=2,04 mA

Az emitteráram a bázisáram és a kollektoráram összege:

IE=IB+IC=IC/h21E+IC=IC(1+1/h21E)

Ebből: IC=IE/(1+1/h21E)=IE·h21E/(1+h21E)=2,04·360/(1+360)=2,03 mA

Ilyen nagy áramerősítésnél közelítőleg IC≈IE, ezért számolhatsz egyszerűbben is:

IC≈(UB−UBE)/RE=(1,56−0,6)/0,47=2,04 mA

Az eltérés egészen kicsi.

c) Az erősítő bemeneti ellenállása R1, R2 és h11E párhuzamos eredője:

Rbe=1/(1/R1+1/R2+1/h11E)=1/(1/220+1/33+1/4)=3,51 kΩ

Az erősítő kimeneti ellenállása a kollektor ellenállás és 1/h22E párhuzamos eredője:

1/h22E=1/50=0,02 MΩ=20 kΩ

Rki=RC×1/h22E=RC·1/h22E/(RC+1/h22E)=4,3·20/(4,3+20)=3,54 kΩ

d) A generátor feszültsége az Rg ellenálláson és az erősítő bemeneti ellenállásán leosztódik, így a bázisra jutó jelfeszültség:

Ube=Ug·Rbe/(Rg+Rbe)=10·3,51/(2+3,51)=6,37 mV

A földelt emitteres fokozat feszültségerősítése:

A=–h21E/h11E·(RC×Rt×1/h22E)=–(360/4)·1/(1/4,3×1/220×1/20)=–313,5

A negatív előjel arra utal, hogy a földelt emitteres erősítő fázist fordít. A terhelő ellenálláson megjelenő jel nagysága:

Uki=A·Ube=313,5·6,37=1997 mV≈2 V

A kimeneti jel ellentétes fázisban van a bemeneti jellel, vagyis a közöttük levő fáziseltérés 180°.

Elnézést, a d) pontnál rossz adatot írtam be, ez lesz a jó:

A=–h21E/h11E·(RC×Rt×1/h22E)=–(360/4)·1/(1/4,3×1/3×1/20)=–146,1

Uki=A·Ube=146,1·6,37=930,7 mV

Bevittem az LTspice XVII áramkör szimulátorba. Itt vannak a feszültségek és áramok:

[link]

Itt van a generátor feszültsége és a bemeneti feszültség:

[link]

Ug=10 mV (zöld)

Ube=7,1 mV (piros)

Ez pedig a kimeneti feszültség:

[link]

A pozitív csúcsérték: 0,96 V, a negatív csúcsérték: −1,08 V.

Uki=(0,96+1,08)/2√2=721 mV

Az ábrákon látszik, hogy a földelt emitteres fokozat fázist fordít. Ennek a tranzisztornak az áramerősítése kb. 340 és a többi adata is valószínűleg eltér a példában megadottól. Ezért a számított és az áramkör szimulátor adatai nem egészen egyeznek.