Felles kollektor

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Typisk NPN emitterfølger med forspenningsnettverk.

En felles kollektor-kopling kalles et transistortrinn hvor kollektor er koplet til et statisk potensial, altså uten signal, gjerne en av spenningsforsyningene. Derav begrepet "felles". Et mere treffende navn, gitt av aktiviteten som trinnet oppviser, er emitterfølger. "Følger" betyr at trinnet ikke har spenningsforsterkning og heller ikke fasedreiing og at utgangssignalet (spenning) er nesten identisk med (altså følger) inngangssignalet. Spenningsforsterkningen er en smule mindre enn 1. Inngangsstrømmen til basis er lavere enn emitterstrømmen med en faktor gitt av strømforsterkningen til transistoren. En kan se på koplingen som en impedansvandler; en ekstern signal-spenningskilde med høy indre motstand blir til en kilde med (nesten) samme spenning, men med langt lavere indre motstand.

I den positive halvbølgen kan transistoren gi på masse strøm til lasten, mens i den negative halvbølgen er det kun Re som driver utgangen; transistoren leder ikke da, og kondensatorens (Cout) likespenning driver strømmen. Strømmen gjennom utgangen er kun gitt av lastens impedans.

Siden halvbølgene oppstår på forskjellig vis har trinnet forholdsvis høy forvrengning av de like harmoniske frekvensene. Dette må ikke ha så mye å si hvis trinnet er en del av en forsterker som har negativ tilbakekobling over hele forsterkeren.

I effektforsterkere blir trinnet ofte brukt i en push-pull-konfigurasjon, for både klasse A og klasse B. Her er emitteren koplet til en PNP-transistors emitter og disse til lasten. PNP-transistorens kollektor er koplet til en negativ spenningsforsyning og den andre siden av lasten til jord. Slik forsvinner Re og Cout og ingen motstand koker bort unødig effekt. Basene forspennes med to Vbe diodespenninger, ca. 1.2 volt tilsammen, ved hjelp av et såkalt bias-trinn. Hver transistor tar hver sin spenning-halvperiode og strømmen gis av lastens impedans. Spenning og strøm er for det meste ikke i fase for en høyttaler, som er effektforsterkerens vanligste last.


Forsterkning[rediger | rediger kilde]

Formelen for strømforsterkningen er:

  • \ Gi=1+hfe

Formelen for spenningsforsterkningen er:

  • \ Gu=\frac{Uut}{Ube+Uut}=\frac{(1+hfe)Re'}{Rbe+(1+hfe)Re'}

hvor Re' er parallellkoplingen av Re og lasten

Typiske egenskaper ved FK-trinnet[rediger | rediger kilde]


- Ingen spenningsforsterkning (FU er tilnærmet lik 1)
- Stor strømforsterkning
- Ingen fasedreiing (fasen inn i trinnet er identisk med fasen ut)
- Stor inngangsresistans ("Rinn = hFE * RE", RE pleier å være høy siden den skal ha halve driftspenningen over seg)
- Liten utgangsresistans
FK-trinnet blir ofte brukt som første trinn i en forsterkerkjede for at inngangsresistansen skal bli stor nok til at signalkilden ikke blir belastet. Det blir også brukt som siste trinn for å få lav utgangsresistans, slik at trinnet kan belastes en del uten at signalet blir dempet for mye.