晶体管常见收集器

BJT共集电极放大器是由BJT的基极和集电极共用一个输入电源组成的电路，因此得名共集电极。

在我们之前的文章中，我们已经学习了其他两个晶体管配置，即共用底座和共发射极．

在本文中，我们将讨论第三个也是最终的设计，它被称为共集电极配置或者它也是已知的射极跟随器。

该配置的图像如下所示，使用标准电流流向和电压符号:

公共集电极放大器的主要特点

使用BJT公共收集器配置的主要特性和目的是阻抗匹配．

这是由于这种配置具有高输入阻抗和低输出阻抗的事实。

这个特性实际上与另外两个对等特性相反，即共用基共用发射器配置。

普通集电极放大器如何工作

从上图中我们可以看到，这里的负载与晶体管的发射极引脚相连，集电极连接到一个与基极(输入)相关的公共参考点上。

这意味着，收集器对输入和输出负载都是通用的。换句话说，到达基极和集电极的电源都具有相同的极性。在这里，基极成为输入而发射极成为输出。

值得注意的是，尽管配置类似于前面的公共发射器配置，但可以看到收集器附加了“公共源”。

关于设计特性，我们不必在建立电路参数时纳入一组共同的集电极特性。

对于所有实际实现，公共集电极配置的输出特性将与公共发射极的属性相同

因此，我们可以简单地利用所采用的特性来设计它共发射极网络．

对于每个公共集电极配置，输出特性通过应用I绘制出来E对V电子商务对于可用的IB范围的值。

这意味着共发射极和共集电极具有相同的输入电流值。

为了实现共发射极的水平轴，我们只需要在共发射极特性中改变集电极-发射极电压的极性即可。

最后，您将看到在共发射器I的垂直尺度上几乎没有任何区别C，如果这个和I交换E在公共收集器特性中，(自≅1)。

在设计输入端时，我们可以利用共发射极的基极特性来获得必要的数据。

限制的操作

对于任何BJT，操作极限是指超出其特性的操作区域，该特性表明其最大可容忍范围和晶体管可以以最小畸变工作的点。

下图显示了如何为BJT特征定义这一点。

你也会在所有晶体管数据表上发现这些操作限制。

其中一些操作限制是很容易理解的，例如，我们知道什么是最大集电极电流(称为连续数据表中的集电极电流)，以及集电极到发射极的最大电压(通常缩写为V首席执行官在数据表)。

对于上图中BJT所示的例子，我们发现IC (max)是50ma和V首席执行官20 V。

用V表示的垂直线CE(坐)在特征上，显示出最小VCE这可以在不跨越非线性区域的情况下实现，用“饱和区域”来表示。

VCE(坐)一般为0.3V左右。

使用下列公式计算可能的最高耗散水平:

在上述特征图中，假设BJT的集电极功耗为300mW。

现在的问题是，我们用什么方法来绘制集电极功耗的曲线，由以下规范定义:

这意味着V的乘积CE和我C必须等于300mW，在任何一点上的特性。

如果想我C的最大值为50mA，将其代入上式得到如下结果:

以上结果告诉我们，如果我C= 50mA，然后VCE在功率耗散曲线上为6V，如图3.22所示。

如果我们选择VCE最大值为20V，然后是IC水平估计如下:

这就建立了能量曲线上的第二个点。

现在，如果我们选择一级IC在中间，假设是25mA，并把它应用到合成的V水平上CE，则解为:

图3.22也证明了这一点。

说明的3个点可以有效地用于得到实际曲线的近似值。毫无疑问，我们可以使用更多的点数进行估计，从而获得更好的精度，然而一个近似值对于大多数应用程序来说就足够了。

在我下面可以看到的区域C=我首席执行官被称为截止区．为了确保BJT的工作不受扭曲，我们不能触及这个区域。

数据表参考

您将看到许多只提供I的数据表国会预算办公室价值。在这种情况下，我们可以应用这个公式

我首席执行官=β我国会预算办公室。这将帮助我们在没有特征曲线的情况下对截断电平有一个近似的理解。

在无法从给定数据表访问特征曲线的情况下，您可能必须确认I的值C,VCE，和它们的乘积VCEx我C保持在以下指定的范围内3.17情商。

总结

在其他三种基本集电极中，公共集电极是一种众所周知的晶体管(BJT)配置，当晶体管需要处于缓冲模式或作为电压缓冲器时使用。

如何连接公共集电极放大器

在这个配置的晶体管连接来接收输入触发供应,发射器连接作为输出,和收集器和积极的供给,这样收集器成为常见的终端在基础引发供应Vbb和实际Vdd积极的供给。

这个公共连接为它提供了公共收集器的名称。

常见的集电极BJT配置也被称为发射极跟随电路，原因很简单，因为发射极电压跟随基极电压参考地，这意味着只有当基极电压能够越过0.6V标记时发射极引线才启动电压。

因此，例如，如果基极电压是6V，那么发射极电压将是5.4V，因为发射极必须提供0.6V的下降或杠杆到基极电压，以使晶体管能够导电，因此称为发射极跟随器。

简单来说，发射极电压总是比基极电压低0.6V左右，因为除非保持偏置下降，晶体管永远不会导电。这又意味着发射极末端不会出现电压，因此发射极电压不断跟随基极电压自身调节，相差约-0.6V。

发射器跟随器的工作原理

让我们假设在公共集电极电路的BJT底部施加0.6V。这将在发射极产生零电压，因为晶体管还没有完全处于导电状态。

现在假设这个电压缓慢增加到1V，这可能允许发射极引线产生大约0.4V的电压，类似地，当这个基极电压增加到1.6V将使发射极跟随到大约1V....这显示了发射器如何以0.6V左右的差异跟随基极，这是任何BJT的典型或最佳偏置水平。

一个普通的集电极晶体管电路将显示一个单位电压增益，这意味着这个配置的电压增益不是太令人印象深刻，而只是与输入相当。

在数学上，上述可以表示为:

PNP版本的发射极跟随器电路，所有极性被反转。

在一个普通集电极晶体管的底部，即使是最小的电压偏差也会在发射极引线上复制，这在一定程度上取决于晶体管的增益(Hfe)和附加负载的电阻。

这种电路的主要优点是它的高输入阻抗特性，这使得电路在不管输入电流或负载电阻的情况下都能高效地工作，这意味着即使是巨大的负载也能在输入电流很小的情况下高效地工作。

这就是为什么使用一个普通的集电极作为缓冲器，这意味着一个有效地集成了来自相对较弱电流源(例如TTL或Arduino源)的高负载操作的阶段。

高输入阻抗用公式表示:

且输出阻抗小，可驱动低阻负载:

从实际情况看，发射极电阻可能会很大，因此在上述公式中可以忽略，这最终给出了关系:

电流增益

普通集电极晶体管配置的电流增益高，因为集电极直接与正极线相连，能够通过发射极引线将所需的全部电流传递到附加的负载上。

因此，如果您想知道一个发射极跟随器将能够提供多少电流给负载，请放心，这不会是一个问题，因为负载将始终与从这个配置的最佳电流驱动。

BJT公共集电极应用电路示例

下面的例子中可以看到一些发射极跟随器或普通集电极晶体管应用电路的经典例子。

100安培可变电压电源电路

单晶体管直流手机充电器电路

单晶体管大电流电池充电电路