Gemeenschappelijke-collectorversterker

Een gemeenschappelijke-collectorversterker (ook wel bekend als emitter-volger) is in de elektrotechniek een van de drie basisconfiguraties voor enkelvoudige-stage bipolaire (BJT) transistorversterkers.

Figuur 1: Basis NPN gemeenschappelijke-collector schakeling.

De drie configuraties zijn:

  1. Gemeenschappelijke-emitterversterker
  2. Gemeenschappelijke-basisversterker
  3. Gemeenschappelijke-collectorversterker

In deze schakeling is de basis van de transistor de ingang, wordt de emitter gebruikt als uitgang en is de collector gemeenschappelijk (wordt gekoppeld aan een voeding). Deze schakeling is analoog aan de gemeenschappelijke-drain bij gebruik van een veldeffecttransistor. Bij deze schakeling is er geen fase inversie aanwezig.

SpanningsversterkingBewerken

 
Figuur 2: Afleiding voor de spanningsversterking
 
Figuur 3: Gemeenschappelijke-collector versterker

Zoals in alle versterkers is de spanningsversterking gelijk aan:

 

De capacitieve reactanties zijn negeerbaar aan de werkfrequentie. Voor de emittervolger zoals weergegeven in figuur 2

 

en

 

Daarom is de spanningsversterking gelijk aan

 

de   stroom deelt zichzelf weg, dus herleidt de basis naar emitter spanningsversterking zich tot

 

waarbij

 

als er geen belasting is, dan is

 .

Hieruit volgt dat de versterking altijd kleiner of gelijk is aan 1.

Als   dan is de goede benadering gelijk aan  

IngangsweerstandBewerken

De emitter-volger heeft als karakteristiek een hoge ingangsweerstand waardoor deze gebruikt kan worden als buffer bij een laagohmige belasting.

Het afleiden van de ingangsweerstand, kijkend naar de basis van de gemeenschappelijke-collector versterker, is gelijkwaardig met de gemeenschappelijke-emitter versterker. Echter wordt in de gemeenschappelijke-collector de emitter weerstand nooit omzeild omdat de uitgang langs   gaat, die gelijkstaat aan   in parallel met  .

 

Omdat  

 

De term   deelt zichzelf weg; hieruit volgt,

 

Als  , dan is de ingangsweerstand aan de basis gelijk aan

 

De instelweerstanden in figuur 3 staan parallel met   kijkend van de ingangsbron; dus de totale ingangsweerstand is gelijk aan

 

UitgangsweerstandBewerken

Na het verwijderen van de belasting, kijkend naar de emitter van de emitter-volger, is de uitgangsweerstand gelijk aan:

 

  is de weerstand van de ingangsbron. De uitgangsweerstand is zeer klein bij deze schakeling, zodat de emitter-volger zeer nuttig is bij belastingen met een kleine weerstand.

StroomversterkingBewerken

De stroomversterking is gelijk aan:

 

met  

VermogensversterkingBewerken

De vermogensversterking is het product van de stroom- en spanningsversterking. Voor de emitter-volger is de spanningsversterking ongeveer gelijk aan 1.

 

Omdat  , is de vermogenversterking gelijk aan:

 

ReferentiesBewerken

  • Floyd, Thomas L. (2007), Electronic Devices (Conventional Current Version): Eight Edition