1
Jednostepeni pojačavači sa BJT(nastavak)
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT2
Sadržaj
1. Pojačavač sa zajedničkim emitorom
2. Pojačavač sa zajedničkom bazom
3. Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT3
1. Pojačavač sa zajedničkom bazom
a. Princip radab. DC polarizacijac. Analiza za male signale
i. Ulazna otpornostii. Pojačanjeiii. Izlazna otpornost
d. Analiza u frekvencijskom domenue. Odnosi snagaf. Stabilnost
Pojačavač sa zajedničkom bazom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT4
Pojačavač sa zajedničkom bazom
a) Princip rada:• Tranzistor radi u konfiguraciji ZB
Ulaz – iE, vEB pobuda u emitorskom koluIzlaz – iC, vCB potrošač u kolektorskom koluFaktor strujnog pojačanja ic/ie
za vi=vcb=0; VCB= const. = VCBM
• Tranzistor radi u aktivnom režimu• Pojačava male signale (u okolini radne tačke)• Ne obrće fazu• Pojačanje struje ≈ 1• Pojačavač napona
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT5
Q1
0
Pojačavač sa zajedničkom bazom
a) Princip rada:• Tranzistor radi u konfiguraciji ZB
IC
VCB
IE
VEB
Faktor strujnog pojačanja h21C=ic/ie= αza VCB= const. = VCBM
Ulaz – iE Izlaz – iC
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT6
Pojačavač sa zajedničkom bazom
b) DC polarizacija:
RC
12
0
VCC
12
Q1
RE
12
RB1
12
RB2
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT7
Pojačavač sa zajedničkom bazom
b) DC polarizacija:
0
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZB
RC
12
0
VCC
12
Q1
RE
12
RB1
12
RB2
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT8
Pojačavač sa zajedničkom bazom
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZBb) DC polarizacija:
RC1 2
0
VCC12
Q1RE
1 2
RB11 2
RB21 2
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT9
Pojačavač sa zajedničkom bazom
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZBb) DC polarizacija:
RC1 2
0
VCC12
Q1RE
1 2
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT10
Pojačavač sa zajedničkom bazom
b) DC polarizacija:• Tranzistor radi u konfiguraciji ZB
Vg
Q1RC
1 2
Rg1 2
VCC
12
CS2
Rp
12
RE1 2
0
CS1
VEE
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT11
Pojačavač sa zajedničkom bazom
c) Analiza za male signale
0
CS2
CS1
Q1
Vg
Rp
12 VCC
12
VEE
12
RE1 2
RC1 2
Rg1 2
VEE i VCC kratak spoj; CS1 i CS2 kratak spoj;
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT12
Pojačavač sa zajedničkom bazom
RE
12
RC
12
Q1Rg
1 2
0
Rp
12
Vg
Pojačavač
c) Analiza za male signale
Pobuda Potrošač
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT13
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima
iu
vu
ie
vb
ic
vc
ii
vi
h11b
h12bvc
h21bie
h22b
Ekvivalentna šema ista kao za ZE, samo su he-parametari zamenjeni sa hb-parametrima i RE umesto RB
Pojačavač sa zajedničkom bazom
Rg12
RE
12
0
121 2
RC
12
VgRp
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT14
h11
Rg
Vg
ic=h21 ib
0
RpRB
RC
h11b
h21bie
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12b=0, h22b=0
iu
vu
ie
vb
ic
vc
ii
vi
0 0, za /1 u22 ===∞→= bCibit ivRRhR
Ru=h11b
Ri=
Ao=
RC
(h21bRc/h11b)0
12
12
Ce
eC
b
b
pu
io R
hhR
hh
RvvA
11
21
11
21 ≈=∞→
=e
eb
u
uu h
hhivR
21
1111 1+
=≈=
Pojačavač sa zajedničkom bazom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT15
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12=0, h22=0
Ci RR =
Ru=h11b
Ri=
Ao=
RC
(h21bRc/h11b)0
12
12
Ce
eo R
hhA
11
21≈
e
eb
u
uu h
hhivR
21
1111 1+
=≈=Mala ulazna otpornost
Veliko naponsko pojačanje (kao ZE)
NE obrće fazu
Relativno velika izlazna otpornost (kao ZE)
αβ
β=
+≈
1SSAStrujno pojačanje ≈1
Pojačavač sa zajedničkom bazom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT16
c) Analiza za male signale –zamena T- modelom
Pojačavač sa zajedničkom bazom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT17
0
12
12
c) Analiza za male signale –zamena T-modelom
Ci RR =
Ru=re
Ri=
Ao=
RC
gmRc
CmCe
Ce
eo RgR
rR
hhA ==≈
α
11
21
ee
ebu r
hhhR =+
=≈21
1111 1
Mala ulazna otpornost
Veliko naponsko pojačanje (kao ZE)
NE obrće fazu
Relativno velika izlazna otpornost (kao ZE)
11
≈=+
≈ αβ
βSSAStrujno pojačanje ≈1
Pojačavač sa zajedničkom bazom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT18
Primena:Ograničena zbog veoma male ulazne otpornosti:
Pojačavač sa zajedničkom bazom
uu
uCm
g
u
u
p
g
pu RR
RRgvv
vv
vv
A+
===
• VF signali priključeni preko koaksialnog kabla(da bi se sprečila refleksija signala - prilagođenje po impedansi Zc=50-75Ω)
Strujni bafer – jedinično strujno pojačanje – prilagođenje male u veliku izlaznu otpornost.
( ) 425252510101040)( 33 ≈⋅⋅⋅== −
g
pu v
vA
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT19
1. Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
a. Princip radab. DC polarizacijac. Analiza za male signale
i. Ulazna otpornostii. Pojačanjeiii. Izlazna otpornost
d. Analiza u frekvencijskom domenue. Odnosi snagaf. Stabilnost
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT20
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
a) Princip rada:• Tranzistor radi u konfiguraciji ZC
Ulaz – ib, vBC pobuda u baznom kolu (B-C)Izlaz – iE, vEC potrošač u emitorskom kolu (E-C)Faktor strujnog pojačanja ie/ib
za vi=vec=0; VEC= const. = VECM
• Tranzistor radi u aktivnom režimu• Nije unilateralan h12c≈1• Ne obrće fazu• Pojačanje napona ≈ 1• Pojačanje struje ≈ 1+β
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT21
Q1
0
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
a) Princip rada:• Tranzistor radi u konfiguraciji ZC
IE
VEC
IB
VBC
Faktor strujnog pojačanja h21C=ic/ie= αza VCB= const. = VCBM
Ulaz – iB, vBC
Izlaz – iC, vEC
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT22
Q1
RE
12
RB2
12
RC
12
VCC
12
0
RB1
12
Pojačavač sa zajedničkim kolektoromb) DC polarizacija:
0
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZC
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT23
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZCb) DC polarizacija:
0
Q1
RB1
12
VCC
12
RE
12
RC
12
RB2
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT24
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
• Tranzistor radi u konfiguraciji ZCb) DC polarizacija:
RE
12
RB2
12
VCC
12
0
RB1
12
Q1
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT25
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
b) DC polarizacija:
RB11
2
Q1
0
VCC
12
CS1
VBB
12
Rp
12
Vg
CS2Rg1 2
RE
12
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT26
RB1
12
Q1
0
VCC
12
CS1
VBB
12
Rp
12
Vg
CS2Rg1 2
RE
12
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
c) Analiza za male signale
VEE i VBB kratak spoj;
CS1 i CS2 kratak spoj;
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT27
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Pojačavač
c) Analiza za male signale
Pobuda Potrošač
RB
12
Q1
0
Rp
12Vg
RE
12
Rg1 2
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT28
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima
iu
vu
ib
vb
ie
vc
ii
viRC
12
Rp
12
Vg RB
12
12
12
Rg12
0
h11c
h12cvec
h21cib
h22c
Ekvivalentna šema ista kao za ZE, samo su he-parametari zamenjeni sa hc-parametrima; RE umesto RC
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
RERB
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT29
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12=1, h22=0
1 2
0
RE
12
RB
12
h11c
h21cib
iu
vu
ib
vb
ie
ve
ii
viRu=?
Ri=
Ao=
?
?0
12
12
EeeESSccb
uut RhhRAhh
ivR )1( 21111211 ++≈+==
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
h12cve
ecb
eSS hh
iiA 2121 1+=−≈=
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT30
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12=1, h22=0
1 2
0
RE
12
RB
12
h11c
h21cie
iu
vu
ib
vb
ie
ve
ii
vi
Ri=
Ao≈1
?
0
12
12
11≈<oA
EutButu RhRRRR 21≈≈=
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
h12cve
Eee
Eeo Rhh
RhA)1(
)1(
2111
21
+++
≈
ccEc
c
uu
io hhRh
h
ivvA
211211
21
/0
−−=
==
Ru≈h21eRE
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT31
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12=1, h22=0
1 2
0
RE
12
RB
12
h11c
h21cie
iu
vu
ib
vb
ie
ve
ii
vi
Ri=h11e/h21e
0
12
12
)1(,
)1()/(1
21
11
1121
11
112112 e
e
eBge
egB
cgBcce
eit h
h
hRRh
hRRhRRhhi
vR+
≈<<
+
+≈
+−≈=
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
h12cve
e
eitEiti h
hRRRR21
11≈≈=
Ao≈1
Ru≈h21eRE
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT32
c) Analiza za male signale –zamena h-parametrima; h12=1, h22=0
1 11
11
e
eBgi h
hRRR
+
+=
1≈oA
PEeeu RRhhR )1( 2111 ++≈Velika ulazna otpornost
Naponsko pojačanje ≈1
NE obrće fazu
Mala izlazna otpornost (kao ZE)
β+≈1SSAStrujno pojačanje
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Ri=h11e/h21e
0
12
12
Ao≈1
Ru≈h21eRE
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT33
c) Analiza za male signale –zamena T- modelom
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Rg
αie
vg RBRp
re
Rg
RB
Rp
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT34
c) Analiza za male signale –zamena T-modelom
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
1 β+
+= eBg
i
rRRR
1≈oA
))(1( Peu RrR +++≈ βVelika ulazna otpornost
Naponsko pojačanje ≈1
NE obrće fazu
Mala izlazna otpornost (kao ZE)
β+≈1SSAStrujno pojačanje
Ri=h11e/h21e
0
12
12
Ao≈1
Ru≈βRp
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT35
Domaći:Za pojačavač sa prethodne slike, kod koga je Rg=10k, Rp=1k,
I=5mA, RB=40k, β=100 i VA=100V, naći Rut, Ru, Ao, A i Ri.Kolika je maksimalna vrednost amplitude izlaznog prostoperiodičnog signala pri kojoj tranzistor neće ući u oblast zakočenja? Koliki se napon na izlazu očekuje ako je amplituda napona vbe ograničena na 10mV. Koliko će biti naponsko pojačanje kada je Rp=2k i Rp=500Ω?
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Rešenje:96.7k; 28.3k; 0.735 V/V; 0.8 V/V, 84 W; 5 V; 1.9 V; 0.768 V/V; 0.685 V/V.
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT36
Primena:Kao bafer između generatora (pojačavača) sa velikom unutrašnjom otpornošću i potrošača sa malom otpornošću.
Obično izlazni stepen u pojačavačkom lancu koji se vezuje za potrošač male otpornosti.
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT37
Rezime:1. Zajednički emitor
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Rg
vi
Rp
vg vu
Ru
Ri
)1( eBBu rRrRR βπ +==
)( )( pCmpCom RRgRRrgA −≈−=
CCoi RRrR ≈=
)(
)(
g
pCu
pCmgB
Bu
RrRR
A
RRgRrR
rRA
+−≅
+−=
π
π
π
β
β−≡−= umSS RgA
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT38
Rezime:1.a Zajednički emitor sa otpornikom u emitoru
Jednostepeni pojačavači sa BJT
Rg
vi
Rp
vg vu
Ru
Ri
) )(1( EeBu RrRR ++= β
1
)(
Em
pCm Rg
RRgA
+−≈=
Ci RR ≈
) )(1(
)(
Eeg
pCu RrR
RRA
+++−≅
ββ
RECE
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT39
Rezime:2. Zajednička baza
Jednostepeni pojačavači sa BJT
Rg
vi
Rp
vg vu
Ru
Ri
)( pCm RRgA =
Ci RR ≈
)(
eg
pCu rR
RRA
+≅α
α≡SSA
eu rR =
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT40
Rezime:3. Zajednički kolektor
Jednostepeni pojačavači sa BJT
Rg
vi
Rp
vg vu
Ru
Ri
1 <≈+
=ep
p
rRR
A
β++≈
1Bg
ei
RRrR
1
peBg
p
Bg
Bu
RrRR
RRR
RA++
+
+≅
ββ+≡1 SSA
) )(1( peBu RrRR ++≈ β
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT41
Rezime:
• Tranzistori rade u aktivnom režimu: BE direktno; CE inverzno; Ic=Isexp(vbe/VT); Ib=Ic/ββ=α/(1-α); α=β/(1+β)
• Za male signale tranzistor se ponaša kao naponom kontrolisani strujni izvor sa gm=IC/VT. Otpornost između B-E sa strane baze rπ=β/gm [kΩ]
• Pri DC polarizaciji važno je da Ic što manje zavisi od β.
Jednostepeni pojačavači sa BJT
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT42
Rezime:• Konfiguracija sa zajedničkim emitorom:
E je na masi za naizmenični signal; Ulazni signal se dovodi na B;Izlazni signal uzima se sa C;Obrće fazu;Veliko pojačanje napona;Relativno velika ulazna otpornost;Relativno velika izlazna otpornost; Otpornost RE povećava ulaznu otpornost na račun smanjenja naponskog pojačanja
Jednostepeni pojačavači sa BJT
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT43
Rezime:• Konfiguracija sa zajedničkom bazom:
B je na masi za naizmenični signal; Ulazni signal se dovodi na E;Izlazni signal uzima se sa C;Ne obrće fazu;Veliko pojačanje napona;Veoma mala ulazna otpornost;Relativno velika izlazna otpornost (strujni bafer)
Jednostepeni pojačavači sa BJT
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT44
Rezime:• Konfiguracija sa zajedničkim kolektorom:
C je na masi za naizmenični signal; Ulazni signal se dovodi na B;Izlazni signal uzima se sa E;Ne obrće fazu;Pojačanje napona ≈ 1Velika ulazna otpornost;Mala izlazna otpornost (naponski bafer)
Jednostepeni pojačavači sa BJT
23. novembar 2010. Jednostepeni pojačavači sa BJT45
Idealni operacioni pojačavač
Sledećeg časa
Jednostepeni MOSFET pojačavači