Transistor mắc theo kiểu E chung

0
66

Transistor mắc theo kiểu E chung là một trong những mạch chính được sử dụng trong thiết kế mạch điện tử mang lại nhiều ưu điểm.

Transistor mắc theo kiểu E chung được sử dụng trong nhiều lĩnh vực thiết kế mạch điện tử: như một bộ khuếch đại âm thanh, như một công tắc cơ bản cho các mạch logic, như một bộ khuếch đại tương tự nói chung và trong nhiều ứng dụng khác.

Transistor mắc theo kiểu E chung cung cấp độ lợi điện áp kết hợp với độ lợi dòng điện vừa phải, cũng như trở kháng đầu vào trung bình và đầu ra trung bình. Như vậy, nó được ứng dụng nhiều trong các mạch điện tử.

Cũng cần lưu ý ở kiểu mắc này bộ khuếch đại transistor E chung sẽ đảo ngược tín hiệu ở đầu vào. Do đó, nếu một dạng sóng đang tăng đi vào đầu vào của bộ khuếch đại E chung, nó sẽ làm cho điện áp đầu ra giảm xuống. Nói cách khác, nó có một sự thay đổi về pha 180 ° trên toàn mạch.

Tùy thuộc vào bản thân thiết kế mạch điện tử thực tế, mạch E chung không sử dụng quá nhiều linh kiện điện tử, đôi khi chỉ có hai điện trở hoặc có thể sử dụng bốn điện trở và ba tụ điện.

 Transistor mắc theo kiểu E chung

Khái niệm cơ bản về  transistor mắc theo kiểu E chung

Trong ba kiểu mắc B chung , C chung và E chung được sử dụng trong thiết kế mạch điện tử, E chung được sử dụng rộng rãi nhất vì các thuộc tính chính của nó.

Bộ khuếch đại E chung có tín hiệu được đưa vào cực B và đầu ra sau đó được lấy từ cực C.

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Sơ đồ điển hình Tansistor mắc theo kiểu E chung

Transistor mắc theo kiểu E chung có thể áp dụng như nhau cho cả hai loại transistor NPN và PNP. Trong đó  loại NPN được sử dụng phổ biến hơn.

Tóm tắt đặc điểm transistor mắc theo kiểu E chung

Khi chọn cách mắc transistor để sử dụng trong thiết kế mạch điện tử, cần phải xem xét các thuộc tính khác nhau của ba loại: E chung, C chung và B chung, và thích hợp nhất.

Bảng dưới đây đưa ra tóm tắt về các đặc điểm chính của Transistor mắc theo kiểu E chung.

ĐẶC ĐIỂM 
THAM SỐ Giá trị
  Độ lợi điện áp Trung bình
  Độ lợi dòng điện Trung bình
  Độ khuếch đại công suất Cao
  Mối quan hệ pha đầu vào / đầu ra 180°
  Trở kháng đầu vào Trung bình
  Điện trở đầu ra Trung bình

Từ những đặc điểm này, có thể thấy rằng kiể E chung cung cấp hiệu suất tốt . Một trong những yếu tố chính là nó cung cấp độ lợi điện áp tốt, một thuộc tính được yêu cầu trong thiết kế mạch điện tử cho nhiều ứng dụng.

Mạch cũng tương đối đơn giản cần một vài thành phần điện tử, phụ thuộc vào cách đáp ứng các yêu cầu thiết kế mạch điện tử.

Các mức trở kháng của mạch transistor mắc theo kiểu E chung

Một trong những thuộc tính chính cần được xem xét khi thực hiện bất kỳ thiết kế mạch điện tử nào là mức trở kháng.

Trở kháng đầu vào thường vào khoảng 1kΩ, mặc dù điều này có thể thay đổi đáng kể theo các giá trị và điều kiện của mạch. Trở kháng đầu vào thấp được lấy từ B và E, nơi có đường giao nhau phân cực thuận,

Ngoài ra trở kháng đầu ra có thể tương đối cao. Điều này thay đổi đáng kể tùy theo các giá trị linh kiện điện tử đã chọn và mức dòng điện được phép. Trở kháng đầu ra có thể cao tới 10kΩ hoặc có thể hơn. Mức độ trở kháng xuất phát từ thực tế là đầu ra được lấy từ C nơi có đường giao nhau phân cực ngược.

Bộ khuếch đại transistor E chung

Một yếu tố quan trọng khác cần được xem xét khi bắt đầu thiết kế mạch điện tử là mức khuếch đại có thể đạt được. Có hai dạng độ lợi có thể được xác định: độ lợi dòng điện và độ lợi điện áp.

Độ lợi dòng điện đối với mạch khuếch đại E chung được ký hiệu bằng ký hiệu Hy Lạp β. Đây là tỷ số giữa dòng điện cực C và dòng điện cực B. Đây có thể được coi là tỷ số giữa dòng điện đầu ra và dòng điện đầu vào. Để có được một con số chính xác về độ lợi của một tín hiệu, độ lợi dòng điện đối với những thay đổi đầu vào nhỏ trong dòng điện thường được sử dụng. Sử dụng điều này, độ lợi dòng β, và những thay đổi trong dòng điện đầu vào và đầu ra có liên quan theo công thức sau:

 Transistor mắc theo kiểu E chung

Trong đó
    β = độ lợi dòng điện
    ΔIc = thay đổi trong dòng điện cực C
    ΔIb = thay đổi trong dòng điện cực B

Để xem xét độ lợi điện áp của mạch khuếch đại E chung, cần phải xem các điện trở hoặc trở kháng cho đầu vào và đầu ra.

 Transistor mắc theo kiểu E chung

Trong đó
    Av = độ lợi điện áp
    Rc = điện trở đầu ra cực C
    Rb = điện trở đầu vào cực B

Mối quan hệ pha đầu vào đầu ra của mạch E chung

Bộ khuếch đại trasistor E chung là kiểu duy nhất cho phép nghịch đảo 180 ° giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra.

Lý do cho điều này có thể được nhìn thấy từ thực tế là khi điện áp đầu vào tăng lên, do đó, dòng điện qua B tăng lên. Điều này làm tăng dòng điện qua cực C, tức là nó bật transistor. Điều này dẫn đến điện áp giữa C và E giảm.

Bằng cách này, sự gia tăng điện áp giữa B và E đã dẫn đến giảm điện áp giữa cực C và cực E, hay nói cách khác là pha của hai tín hiệu đã bị đảo ngược.

Các mạch khuếch đại E chung thông dụng trong thực tế

Khi tiến hành thiết kế mạch điện tử cho các ứng dụng khác nhau và để đáp ứng các yêu cầu khác nhau, có thể sử dụng một trong nhiều dạng của mạch transistor E chung.

Trong khi các mạch lý thuyết cơ bản được trình bày ở trên có thể mô tả hoạt động cơ bản của bộ khuếch đại E chung trong khái niệm.

Tuy nhiên, để mạch có thể hoạt động trong một hệ thống thực, cần phải thêm các yếu tố khác như bias, decoupling và những thứ tương tự. Kết quả là, mạch tổng thể cho một bộ khuếch đại E chung sử dụng một số thành phần để đảm bảo rằng nó có thể hoạt động theo kiểu yêu cầu.

Bộ khuếch đại E chung logic đơn giản

Ví dụ đầu tiên là dạng mạch phát thông dụng đơn giản nhất, sử dụng rất ít linh kiện điện tử. Nó thường được sử dụng để điều khiển tải từ đầu ra kỹ thuật số từ giai đoạn trước.

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Mạch khuếch đại transistor E chung thông dụng cơ bản

R1 R1 giới hạn dòng điện Cực và ngăn chặn tiếp giáp BE bị hỏng. Nó phải được tính toán để cung cấp đủ dòng điện qua C với độ lợi dòng điện tối thiểu đối với bóng bán dẫn, và bao gồm một số giới hạn để đảm bảo nó bật đúng cách.
R2 Điện trở này cung cấp một đường dẫn nối đất và giúp tăng tốc độ chuyển đổi của transistor
R3 Đây là điện trở cực góp trong bộ khuếch đại E chung.

Khi điều khiển một bóng bán dẫn đa năng nhỏ từ đầu ra logic 5V, các giá trị có thể là 2k2 cho R1 và 22k cho R2.

Bộ khuếch đại E chung đơn giản để điều khiển rơ le

Mạch đơn giản nhìn thấy ở trên có thể được điều chỉnh để điều khiển một rơ le.

Cần lưu ý về dòng điện cần thiết để chuyển đổi và giữ rơ le, và dòng điện phải đủ để chạy trong cực B để cho phép dòng điện cần thiết chạy trong cực C.

Đối với nhiều rơ le, điện trở R1 có thể vào khoảng 2k2 và R2, 22k, nhưng chúng phải được tính toán trong thiết kế mạch điện tử để cung cấp dòng điện cần thiết.

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Mạch điều khiển rơ le transistor e chung đơn giản

Cần lưu ý rằng khi điện áp đầu vào cao, rơ le được kích hoạt. Đây là khi cực C được bật và điện áp cực C được kéo xuống thấp. Diode để triệt tiêu suất điện động cảm ứng lại khi dòng điện chạy qua cuộn dây rơ le bị tắt. Điều cần thiết là tránh cho transistor bị hư hỏng.

Mạch E chung sử dụng transistor phân cực B đơn

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Mạch E chung sử dụng transistor phân cực B đơn

R1 R1 giới hạn dòng điện cơ bản và ngăn chặn tiếp giáp BE bị hỏng. Nó phải được tính toán để cung cấp đủ dòng điện cực C với độ lợi dòng điện tối thiểu đối với transistor, và bao gồm một số giới hạn để đảm bảo nó bật đúng cách.
R1 Điện trở này cung cấp phân cực cho bóng bán dẫn. Giá trị của nó phải được tính toán để cung cấp dòng điện cực C yêu cầu.
R3 Đây là điện trở cực góp trong bộ khuếch đại E chung. Giá trị của nó được tính toán sao cho ở dòng điện cực C, nó sẽ giảm một nửa điện áp , giả sử thiết kế mạch điện tử đang được sử dụng như một bộ khuếch đại tuyến tính.

Đây là loại mạch E chung phổ biến, rất đơn giản, giảm thiểu số lượng linh kiện điện tử và sử dụng một điện trở duy nhất cho phân cực B. Nó không cung cấp hiệu suất theo yêu cầu của nhiều mạch vì độ lợi của transistor sẽ thay đổi từ một thiết bị khác và điều này sẽ làm thay đổi hoạt động của mạch.

Mạch E chung sử dụng transistor phân cực B đơn (2)

Bằng cách kết nối điện trở phân cực giữa cực C và B, điều này cung cấp sự ổn định cho mạch.

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Mạch phát chung sử dụng bóng bán dẫn phân cực B

Bộ khuếch đại trasistor E chung phân cực DC 

Mạch dưới đây cho thấy thiết kế mạch điện tử cho một bộ khuếch đại E chung với điện trở để cung cấp độ lệch cần thiết cho hoạt động tuyến tính cũng như các tụ điện tách và ghép AC.

 Transistor mắc theo kiểu E chung
Mạch khuếch đại bóng bán dẫn cực E thông dụng cơ bản

Trong mạch có một số thành phần cung cấp các chức năng khác nhau để cho phép mạch tổng thể hoạt động theo kiểu yêu cầu:

R1, R2 Các điện trở này dùng phân cực cho cực B của transistor.
R3 Đây là điện trở cực C trong bộ khuếch đại E chung.
R4 Điện trở này trong bộ khuếch đại E chung cung cấp một phép đo phản hồi DC để đảm bảo rằng các điều kiện DC trong mạch được duy trì.
C1, C2 Các tụ điện này khử AC giữa các giai đoạn. Chúng cần được chọn để cung cấp điện kháng không đáng kể ở các tần số hoạt động.
C3 Đây là một tụ phân dòng. Tác dụng của R4 là làm giảm độ khuếch đại của đoạn mạch. Bỏ qua điện trở cho phép đạt được mức tăng AC lớn hơn.

Mạch E chung thông thường có thể được sử dụng ở nhiều dạng khác nhau. Đôi khi như một đầu ra logic transistor, một bộ khuếch đại được ghép nối trực tiếp và trong nhiều lĩnh vực. Nó được sử dụng rộng rãi, cung cấp độ lợi điện áp và độ lợi dòng điện tốt cùng với trở kháng đầu vào và đầu ra.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here