Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Autor Ročník 2, 3 Obor Anotace CZ.1.07/1.5.00/34.0514 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Logické obvody sekvenční, vy_32_inovace_ma_42_03 Ing. Jaroslav Bernkopf 26 41 L/01 Mechanik elektrotechnik Prezentace určená k získání vědomostí o zapojení, vlastnostech a užití tranzistorového zesilovače se společným emitorem http://www.zlinskedumy.cz

Úvod Tranzistorový zesilovač se společným emitorem Elektronické obvody 2

Osnova Zapojení Vlastnosti zesílení vstupní odpor výstupní odpor Užití Elektronické obvody 3

Definice Zesilovač se společným emitorem je obvod, kde tranzistor má uzemněný, tj. společný, emitor. Báze tvoří vstup, kolektor výstup. Elektronické obvody 4

Zapojení Vyjdeme ze základního společného zapojení,... Elektronické obvody 5

Zapojení... ke kterému přidáme vstup a výstup. Ale emitor není uzemněný! Elektronické obvody 6

Zapojení Emitorový rezistor R e bychom mohli vypustit a připojit emitor přímo k zemi. Elektronické obvody 7

Zapojení Pak by ale zesilovač neměl stabilizovaný pracovní bod. Ten by se rozjížděl s časem, teplotou, s napájecím napětím. Elektronické obvody 8

Zapojení Uděláme to jinak. Emitor uzemníme pro střídavé signály (děláme střídavý zesilovač). Pro pomalé změny jako teplota, napájecí napětí, čas necháme rezistor R e na jeho místě. Jak?!?! Elektronické obvody 9

Zapojení Přidáme kondenzátor C e. Ten představuje zkrat pro zpracovávané střídavé signály, ale nebrání rezistoru, aby stabilizoval pracovní bod. Ce Elektronické obvody 10

Zesílení Napěťové zesílení bez kondenzátoru C e je: Je záporné, protože zesilovač obrací fázi: Když napětí na vstupu stoupá, na výstupu klesá. Ce Elektronické obvody 11

Zesílení S kondenzátorem C e je rezistor R e zkratovaný, má nulový odpor. Podle vzorce je tedy zesílení nekonečné? Ce Elektronické obvody 12

Zesílení Nemůže být. Příroda to nedovolí. Od emitorového vývodu tranzistoru vede dovnitř tenký drátek. Ten má nějaký odpor. Polovodič uvnitř tranzistoru má také nějaký odpor. Toto vše se jeví jako (nežádoucí) odpor emitorové elektrody r e. r e Ce Elektronické obvody 13

Zesílení Tento neviditelný odpor r e emitorové elektrody je roven desítkám ohmů. Např. 75 Ω. Zesílení zesilovače pak bude r e Ce Elektronické obvody 14

Zesílení Kondenzátor C e je zkrat pro střídavé signály. Zvyšuje zesílení pro střídavé signály. Na pomalé změny jako teplota, napájecí napětí, čas, kondenzátor C e nemá vliv. Kondenzátor C e nebrání rezistoru R e stabilizovat pracovní bod. r e Ce Elektronické obvody 15

Vstupní odpor Vstupní odpor je takto (bez C e a bez R 1 a R 2 ) ß (ß je proudový zesilovací činitel tranzistoru.) R i Vstupní odpor viděný ve vstupní svorce je to, co je za emitorem, násobené zesilovacím činitelem ß. Ce Elektronické obvody 16

Vstupní odpor Vstupní odpor je takto (bez C e ) ß Znak znamená, že ty věci jsou paralelně. Např. R 1 R 2 znamená paralelní kombinaci R 1 a R 2. Neboli R i Ce Elektronické obvody 17

Vstupní odpor ß Jinými slovy: zistory R 1 a R 2, nezbytné pro nastavení a stabilizaci pracovního bodu, kazí (zmenšují) vstupní odpor. R i Ce Elektronické obvody 18

Vstupní odpor Vstupní odpor je takto (se všemi součástkami) ß Emitorový rezistor R e je zkratovaný kondenzátorem C e, tj. jako kdyby místo něho byl drát. Zbývá jen odpor emitorové elektrody r e. R i r e Ce Elektronické obvody 19

Vstupní odpor ß Vstupní odpor je dán kombinací toho, co je vidět skrz bázi za emitorem, tj. ßr e, a rezistorů R 1 a R 2. R i r e Ce Elektronické obvody 20

Výstupní odpor Výstupní odpor je R o = r k R k kde r k je vnitřní odpor kolektorové elektrody. R k je kiloohmy, r k je megaohmy. V paralelní kombinaci je r k zanedbatelný. r k Výstupní odpor je prakticky roven R k : R o = R k Ce Elektronické obvody 21

Užití V zapojení se společným emitorem pracuje většina tranzistorů v našich mobilech, počítačích, mp3 přehrávačích, televizorech. Tranzistory pracují v zapojení se společným emitorem jako zesilovače (v analogových zařízeních) i jako spínače (v digitálních zařízeních). Elektronické obvody 22

Shrnutí Zesilovač se společným emitorem má vstup do báze výstup z kolektoru uzemněný emitor Zesílení je dáno poměrem kolektorového odporu k odporu v emitoru. Vstupní odpor je kombinací toho, co je skrz bázi vidět v emitoru, a rezistorů a. Výstupní odpor je roven odporu kolektorového rezistoru. Zesílení je velké. Vstupní odpor je dostatečně velký, ale mohl by být větší. Výstupní odpor je docela velký, mohl by být menší. Elektronické obvody 23

Metodický list U kondenzátorů a cívek je správné mluvit o jejich impedanci, nikoliv odporu. Pojem odpor zde užíváme pro zjednodušení. Při výkladu žáky upozorníme na podobnost obou pojmů a rozdíl mezi nimi. Až žáci látku pochopí, převedeme je na správný termín impedance a nadále budeme užívat jen ten. Elektronické obvody 24