BJT Emitter-Follower - Arbeits-, Anwendungsschaltungen

In diesem Beitrag lernen wir, wie man eine Transistor-Emitter-Follower-Konfiguration in praktischen elektronischen Schaltungen verwendet. Wir untersuchen dies anhand einiger verschiedener Anwendungsbeispielschaltungen. Ein Emitterfolger ist eine der Standardtransistorkonfigurationen, die auch als gemeinsame Kollektortransistorkonfiguration bezeichnet wird.

Versuchen wir zunächst zu verstehen Was ist ein Emitterfolger-Transisto? r und warum es eine gemeinsame Kollektor-Transistorschaltung genannt wird.

Was ist ein Emitterfolgertransistor?

In einer BJT-Konfiguration wird das Netzwerk als Emitterfolger bezeichnet, wenn das Emitter-Terminal als Ausgang verwendet wird. In dieser Konfiguration ist die Ausgangsspannung aufgrund des inhärenten Basis-Emitter-Abfalls immer einen Schatten niedriger als das Eingangsbasis-Signal.

In einfachen Worten scheint bei dieser Art von Transistorschaltung der Emitter der Basisspannung des Transistors zu folgen, so dass der Ausgang am Emitteranschluss immer gleich der Basisspannung abzüglich des Durchlassabfalls des Basis-Emitter-Übergangs ist.

Wir wissen, dass normalerweise, wenn der Emitter eines Transistors (BJT) mit der Erdungsschiene oder der Nullversorgungsschiene verbunden ist, die Basis typischerweise etwa 0,6 V oder 0,7 V benötigt, um ein vollständiges Umschalten des Geräts über seinen Kollektor zum Emitter zu ermöglichen. Dieser Betriebsmodus des Transistors wird als gemeinsamer Emittermodus bezeichnet, und der 0,6-V-Wert wird als Durchlassspannungswert des BJT bezeichnet. In dieser gängigsten Konfigurationsform ist die Last immer mit dem Kollektoranschluss des Geräts verbunden.

Dies bedeutet auch, dass das Gerät in Vorwärtsrichtung vorgespannt oder in Leitung geleitet oder optimal gesättigt wird, solange die Basisspannung des BJT 0,6 V höher als seine Emitterspannung ist.

In einer Emitterfolger-Transistorkonfiguration, wie unten gezeigt, ist die Last nun auf der Emitterseite des Transistors verbunden, dh zwischen dem Emitter und der Erdungsschiene.

In diesem Fall kann der Emitter kein 0-V-Potential erfassen, und der BJT kann mit normalen 0,6 V nicht eingeschaltet werden.
Angenommen, an seine Basis werden 0,6 V angelegt. Aufgrund der Emitterlast beginnt der Transistor gerade erst zu leiten, was nicht ausreicht, um die Last auszulösen.
Wenn die Basisspannung von 0,6 V auf 1,2 V erhöht wird, beginnt der Emitter zu leiten und lässt 0,6 V seinen Emitter erreichen. Nehmen wir nun an, die Basisspannung wird weiter auf 2 V erhöht. Dies veranlasst den Emitter
Spannung um ca. 1,6V zu erreichen.
Aus dem obigen Szenario ergibt sich, dass der Emitter des Straßenbahnwiderstands immer 0,6 V hinter der Basisspannung liegt, und dies erweckt den Eindruck, dass der Emitter der Basis und damit dem Namen folgt.
Die Hauptmerkmale einer Emitterfolger-Transistorkonfiguration können wie nachstehend erläutert untersucht werden:

1. Die Emitterspannung ist immer um 0,6 V niedriger als die Basisspannung.
2. Die Emitterspannung kann durch entsprechende Variation der Basisspannung variiert werden.
3. Der Emitterstrom entspricht dem Kollektorstrom. Dies
   macht die Konfiguration reich an Strom, wenn der Kollektor direkt ist
   verbunden mit der Versorgungsschiene (+).
4. Die Last wird zwischen dem Emitter und dem Boden, der Basis, angebracht
   wird mit einem hochohmigen Merkmal zugeschrieben, was bedeutet, dass die Basis nicht ist
   anfällig dafür, über den Emitter mit der Erdungsschiene verbunden zu werden,
   erfordert keinen hohen Widerstand, um sich selbst zu schützen, und ist normalerweise
   vor Hochstrom geschützt.

Funktionsweise der Emitter Follower-Schaltung

Die Spannungsverstärkung in einer Emitterfolgerschaltung wird auf Av ≅ 1 angenähert, was ziemlich gut ist.

Im Gegensatz zur Kollektorspannungsantwort ist die Emitterspannung mit dem Eingangsbasissignal Vi in Phase. Dies bedeutet, dass sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangssignale dazu neigen, ihre positiven und negativen Spitzenpegel gleichzeitig zu replizieren.

Wie zuvor verstanden, scheint der Ausgang Vo den Eingangssignalpegeln Vi durch eine gleichphasige Beziehung zu folgen, und dies repräsentiert seinen Namen Emitterfolger.

Die Emitter-Follower-Konfiguration wird aufgrund ihrer hohen Impedanzcharakteristik am Eingang und einer niedrigen Impedanz am Ausgang hauptsächlich für Impedanzanpassungsanwendungen verwendet. Dies scheint das direkte Gegenteil des Klassikers zu sein Konfiguration mit fester Vorspannung . Das Ergebnis der Schaltung ist dem eines Transformators sehr ähnlich, bei dem die Last an die Quellenimpedanz angepasst wird, um ein Höchstmaß an Energieübertragung durch das Netzwerk zu erreichen.

Re Ersatzschaltung des Emitterfolgers

Das Re Das Ersatzschaltbild für das obige Emitterfolgerdiagramm ist unten gezeigt:

Bezugnehmend auf die Umschaltung:

Tag : Die Eingangsimpedanz kann mit folgender Formel berechnet werden:

So : Die Ausgangsimpedanz kann am besten definiert werden, indem zuerst die Gleichung für den Strom ausgewertet wird Einer ::

Ib = Vi / Zb

und anschließend mit (β +1) multiplizieren, um Ie zu erhalten. Hier ist das Ergebnis:

Dh = (β + 1) Ib = (β + 1) Vi / Zb

Das Ersetzen von Zb ergibt:

Dh = (β + 1) Vi / βre + (β + 1) RE

Dh = Vi / [βre + (β + 1)] + RE

schon seit (β +1) ist fast gleich b und βre /. β +1 ist fast gleich βre /. b = Re wir bekommen:

Wenn wir nun ein Netzwerk unter Verwendung der oben abgeleiteten Gleichung aufbauen, wird uns die folgende Konfiguration angezeigt:

Daher könnte die Ausgangsimpedanz durch Einstellen der Eingangsspannung bestimmt werden Wir auf Null und

Zo = RE || re

Schon seit, RE ist normalerweise viel größer als Re wird meistens die folgende Annäherung berücksichtigt:

Also ist es so

Dies gibt uns den Ausdruck für die Ausgangsimpedanz einer Emitterfolgerschaltung.

Verwendung eines Emitterfolgertransistors in einer Schaltung (Anwendungsschaltungen)

Eine Emitterfolgerkonfiguration bietet Ihnen den Vorteil, einen Ausgang zu erhalten, der an der Basis des Transistors steuerbar wird.

Und daher kann dies in verschiedenen Schaltungsanwendungen implementiert werden, die ein kundenspezifisches spannungsgesteuertes Design erfordern.

Die folgenden Beispielschaltungen zeigen, wie typischerweise eine Emitterfolgerschaltung in Schaltungen verwendet werden kann:

Einfache variable Stromversorgung:

Das folgende einfache hochvariable Netzteil nutzt die Emitterfolgercharakteristik und implementiert erfolgreich eine saubere 100 V, 100 Ampere variable Stromversorgung Das kann von jedem neuen Bastler schnell als handliches kleines Tischnetzteil gebaut und verwendet werden.

Einstellbare Zenerdiode:

Normalerweise wird eine Zenerdiode mit einem festen Wert geliefert, der nicht gemäß den Anforderungen einer bestimmten Schaltungsanwendung geändert oder geändert werden kann.
Das folgende Diagramm ist eigentlich ein einfache Handy-Ladeschaltung wird unter Verwendung einer Emitterfolgerschaltungskonfiguration entworfen. Hier kann durch einfaches Ändern der angezeigten Basis-Zenerdiode durch einen 10K-Poti das Design in eine effektive einstellbare Zenerdiodenschaltung umgewandelt werden, eine weitere Anwendungsschaltung für kühle Emitterfolger.

Einfacher Motordrehzahlregler

Schließen Sie einen gebürsteten Motor über den Emitter / die Masse an und konfigurieren Sie ein Potentiometer mit der Basis des Transistors. Sie haben eine einfache, aber sehr effektive Reichweite von 0 bis maximal Motordrehzahlreglerschaltung mit dir. Das Design ist unten zu sehen:

Hi-Fi-Leistungsverstärker:

Haben Sie sich überhaupt gefragt, wie Verstärker eine Sample-Musik in eine verstärkte Version replizieren können, ohne die Wellenform oder den Inhalt des Musiksignals zu stören? Dies wird aufgrund der vielen Emitterfolgerstufen möglich, die in einer Verstärkerschaltung enthalten sind.

Hier ist eine einfache 100 Watt Verstärkerschaltung wobei die Ausgangsleistungsgeräte in einem Source-Follower-Design konfiguriert sind, das einem Mosfet-Äquivalent eines BJT-Emitter-Followers entspricht.

Es kann möglicherweise noch viel mehr solcher Emitter-Follower-Anwendungsschaltungen geben. Ich habe gerade diejenigen benannt, die mir auf dieser Website leicht zugänglich waren. Wenn Sie weitere Informationen dazu haben, können Sie diese gerne durch Ihre wertvollen Kommentare teilen.