ट्रांजिस्टर कॉमन कलेक्टर

एक BJT कॉमन कलेक्टर एम्पलीफायर एक सर्किट होता है, जिसमें कलेक्टर और BJT का बेस एक कॉमन इनपुट सप्लाई को साझा करता है, इसलिए इसका नाम कॉमन कलेक्टर होता है।

हमारे पिछले लेखों में हमने अन्य दो ट्रांजिस्टर विन्यासों को सीखा है, अर्थात् आम आधार और यह आम emitter ।

इस लेख में हम तीसरे और अंतिम डिज़ाइन पर चर्चा करते हैं जिसे कहा जाता है आम-कलेक्टर कॉन्फ़िगरेशन या वैकल्पिक रूप से यह भी जाना जाता है अनुकरण करने वाला।

इस कॉन्फ़िगरेशन की छवि को मानक वर्तमान प्रवाह दिशाओं और वोल्टेज संकेतन का उपयोग करके नीचे दिखाया गया है:

आम कलेक्टर एम्पलीफायर की मुख्य विशेषता

मुख्य विशेषता और BJT कॉमन कलेक्टर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने का उद्देश्य है प्रतिबाधा मिलान ।

यह इस तथ्य के कारण है कि इस कॉन्फ़िगरेशन में एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा और एक कम आउटपुट प्रतिबाधा है।

यह विशेषता वास्तव में अन्य दो समकक्षों के विपरीत है-आधार एक आम-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन।

कैसे आम कलेक्टर एम्पलीफायर काम करता है

ऊपर दिए गए आंकड़े से हम देख सकते हैं कि यहां लोड ट्रांजिस्टर के एमिटर पिन के साथ जुड़ा हुआ है और कलेक्टर आधार (इनपुट) के संबंध में एक सामान्य संदर्भ से जुड़ा हुआ है।

मतलब, कलेक्टर इनपुट और आउटपुट लोड दोनों के लिए आम है। दूसरे शब्दों में, आधार और कलेक्टर दोनों के लिए आने वाली आपूर्ति आम ध्रुवीयता साझा करती है। यहां, बेस इनपुट बन जाता है और एमिटर आउटपुट बन जाता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प होगा कि, हालांकि कॉन्फ़िगरेशन हमारे पिछले सामान्य-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन जैसा दिखता है, कलेक्टर को 'कॉमन सोर्स' के साथ संलग्न देखा जा सकता है।

डिजाइन सुविधाओं के संबंध में, हमें सर्किट मापदंडों की स्थापना के लिए सामान्य कलेक्टर विशेषताओं के सेट को शामिल करने की आवश्यकता नहीं है।

सभी व्यावहारिक कार्यान्वयनों के लिए, सामान्य-एमिटर के लिए जिम्मेदार एक सामान्य-कलेक्टर कॉन्फ़िगरेशन की आउटपुट विशेषताएँ सटीक होंगी

वहाँ, हम बस के लिए कार्यरत विशेषताओं का उपयोग करके इसे डिजाइन कर सकते हैं आम-एमिटर नेटवर्क ।

प्रत्येक सामान्य-कलेक्टर कॉन्फ़िगरेशन के लिए, आउटपुट विशेषताओं को I लागू करके प्लॉट किया जाता है है बनाम वी चुनाव आयोग उपलब्ध I के लिए ख मूल्यों की श्रृंखला।

इसका तात्पर्य यह है कि आम-एमिटर और कॉमन-कलेक्टर दोनों में समान इनपुट करंट वैल्यू है।

एक आम-कलेक्टर के लिए क्षैतिज अक्ष प्राप्त करने के लिए, हमें बस कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज की ध्रुवीयता को एक आम-एमिटर विशेषताओं में बदलने की आवश्यकता है।

अंत में, आप देखेंगे कि एक सामान्य-एमिटर I के ऊर्ध्वाधर पैमाने में शायद ही कोई अंतर है सी , अगर यह I के साथ जुड़ा हुआ है है एक आम-संग्राहक विशेषताओं में, (∝। 1 के बाद से)।

इनपुट पक्ष को डिज़ाइन करते समय, हम आवश्यक डेटा प्राप्त करने के लिए सामान्य-एमिटर बेस विशेषताओं को लागू कर सकते हैं।

ऑपरेशन की सीमा

किसी भी BJT के लिए ऑपरेशन की सीमा अपनी विशेषताओं पर परिचालन क्षेत्र को संदर्भित करती है जो इसकी अधिकतम सहनीय सीमा और उस बिंदु को इंगित करती है जहां ट्रांजिस्टर न्यूनतम विकृतियों के साथ काम कर सकता है।

निम्न छवि दिखाती है कि यह BJT विशेषताओं के लिए कैसे परिभाषित किया गया है।

आपको सभी ट्रांजिस्टर डेटशीट पर ऑपरेशन की ये सीमाएं भी मिलेंगी।

ऑपरेशन की इन सीमाओं में से कुछ को आसानी से समझा जा सकता है, उदाहरण के लिए हम जानते हैं कि अधिकतम कलेक्टर वर्तमान क्या है (के रूप में संदर्भित) निरंतर डेटाशीट्स में कलेक्टर वर्तमान), और अधिकतम कलेक्टर-से-एमिटर वोल्टेज (आमतौर पर वी के रूप में संक्षिप्त किया जाता है सीईओ में डेटाशीट्स)।

उदाहरण के लिए BJT ने उपरोक्त ग्राफ में प्रदर्शित किया, हम पाते हैं कि मैं सी (अधिकतम) 50 एमए और वी के रूप में निर्दिष्ट किया गया है सीईओ के रूप में 20 वी।

खड़ी रेखा वी के रूप में संकेतित है EC (गाँव) विशेषता पर, न्यूनतम V प्रदर्शित करता है इस जिसे गैर-रेखीय क्षेत्र को पार किए बिना लागू किया जा सकता है, जिसका नाम 'संतृप्ति क्षेत्र' है।

वी EC (गाँव) BJT के लिए निर्दिष्ट सामान्य रूप से 0.3V के आसपास है।

उच्चतम संभव अपव्यय स्तर की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

उपर्युक्त चारित्रिक छवि में, माना गया BJT की कलेक्टर शक्ति अपव्यय 300mW के रूप में दिखाया गया है।

अब सवाल यह है कि वह कौन सी विधि है जिसके माध्यम से हम कलेक्टर पावर अपव्यय के लिए वक्र को प्लॉट कर सकते हैं, जिसे निम्नलिखित विनिर्देशों द्वारा परिभाषित किया गया है:

है

इसका तात्पर्य है कि V का उत्पाद इस और मैं सी विशेषताओं पर किसी भी बिंदु पर 300mW के बराबर होना चाहिए।

अगर मुझे लगता है सी 50mA का अधिकतम मूल्य है, उपरोक्त समीकरण में इसे प्रतिस्थापित करने से हमें निम्नलिखित परिणाम मिलते हैं:

उपरोक्त परिणाम हमें बताता है कि यदि मैं सी = 50mA, फिर वी इस पावर डिस्चार्जिंग वक्र पर 6V होगा, जैसा कि अंजीर 3.22 में साबित हुआ है।

अब अगर हम वी चुनें इस 20 वी के उच्चतम मूल्य के साथ, फिर आई सी स्तर निम्नानुसार होगा:

यह पावर वक्र पर दूसरा बिंदु स्थापित करता है।

अब अगर हम I के स्तर का चयन करते हैं सी मध्य-मार्ग के आसपास, चलो 25mA पर कहते हैं, और वी के परिणामी स्तर पर इसे लागू करते हैं इस , तो हम निम्नलिखित समाधान प्राप्त करते हैं:

यही बात अंजीर 3.22 में भी साबित होती है।

बताए गए 3 बिंदुओं को वास्तविक वक्र के अनुमानित मूल्य प्राप्त करने के लिए प्रभावी रूप से लागू किया जा सकता है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि हम अनुमान के लिए अधिक अंकों का उपयोग कर सकते हैं और बेहतर सटीकता प्राप्त कर सकते हैं, फिर भी अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए लगभग एक अनुमान पर्याप्त है।

वह क्षेत्र जो नीचे I देखा जा सकता है सी = मैं सीईओ कहा जाता है कटा हुआ क्षेत्र । BJT की विकृति मुक्त कार्य सुनिश्चित करने के लिए इस क्षेत्र तक नहीं पहुंचा जाना चाहिए।

डेटाशीट संदर्भ

आप कई डेटाशीट केवल I प्रदान करते हुए देखेंगे सीबीओ मान। ऐसी स्थितियों में हम फार्मूला लागू कर सकते हैं

मैं CEO = βआई CBO। यह हमें विशेषता घटता के अभाव में कट-ऑफ स्तर के बारे में अनुमानित समझ प्राप्त करने में मदद करेगा।

ऐसे मामलों में जहां आप किसी दिए गए डेटाशीट से विशेषता घटता तक पहुँचने में असमर्थ हैं, आपके लिए यह पुष्टि करना अनिवार्य हो सकता है कि I के मान सी, वी इस , और उनके उत्पाद वी इस x I सी निम्नलिखित में निर्दिष्ट सीमा के भीतर रहें इक 3.17।

सारांश

आम कलेक्टर अन्य तीन बुनियादी लोगों के बीच एक प्रसिद्ध ट्रांजिस्टर (BJT) कॉन्फ़िगरेशन है, और इसका उपयोग तब भी किया जाता है जब किसी ट्रांजिस्टर को बफर मोड में या वोल्टेज बफर के रूप में होना आवश्यक होता है।

कैसे एक आम कलेक्टर एम्पलीफायर कनेक्ट करने के लिए

इस विन्यास में ट्रांजिस्टर का आधार इनपुट ट्रिगर आपूर्ति प्राप्त करने के लिए वायर्ड होता है, एमिटर लीड आउटपुट के रूप में जुड़ा होता है, और कलेक्टर को सकारात्मक आपूर्ति के साथ जोड़ा जाता है, जैसे कि कलेक्टर बेस ट्रिगर आपूर्ति के दौरान एक सामान्य टर्मिनल बन जाता है। Vbb और वास्तविक Vdd सकारात्मक आपूर्ति।

यह सामान्य कनेक्शन इसे आम कलेक्टर के रूप में नाम देता है।

सामान्य कलेक्टर BJT कॉन्फ़िगरेशन को सरल कारण के कारण एमिटर फॉलोअर सर्किट भी कहा जाता है, जो एमिटर वोल्टेज जमीन के संदर्भ में बेस वोल्टेज का अनुसरण करता है, जिसका अर्थ है कि एमिटर लीड केवल वोल्टेज शुरू करता है जब बेस वोल्टेज 0.6V को पार करने में सक्षम होता है निशान।

इसलिए, यदि उदाहरण के लिए बेस वोल्टेज 6 वी है, तो एमिटर वोल्टेज 5.4 वी होगा, क्योंकि एमिटर को ट्रांजिस्टर को सक्षम करने के लिए बेस वोल्टेज को 0.6V ड्रॉप या लीवरेज प्रदान करना है, और इसलिए नाम एमिटर फॉलोअर है।

सरल शब्दों में, एमिटर वोल्टेज हमेशा बेस वोल्टेज की तुलना में लगभग 0.6V के एक कारक से कम होगा क्योंकि जब तक इस बायसिंग ड्रॉप को बनाए रखा जाता है ट्रांजिस्टर कभी भी आचरण नहीं करेगा। जिसका अर्थ है कि एमिटर टर्मिनल पर कोई वोल्टेज दिखाई नहीं देता है, इसलिए एमिटर वोल्टेज लगातार -0.6V के अंतर से बेस वोल्टेज का समायोजन करता है।

कैसे Emitter अनुयायी काम करता है

मान लें कि हम एक आम कलेक्टर सर्किट में BJT के आधार पर 0.6V लागू करते हैं। यह उत्सर्जक पर शून्य वोल्टेज का उत्पादन करेगा, क्योंकि ट्रांजिस्टर बस पूरी तरह से संचालन की स्थिति में नहीं है।

अब मान लें कि यह वोल्टेज धीरे-धीरे 1V तक बढ़ रहा है, इससे एमिटर लेड को वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है जो लगभग 0.4V हो सकता है, इसी तरह यह बेस वोल्टेज बढ़ाकर 1.6V करने पर एमिटर को लगभग 1V तक फॉलो करने की सुविधा मिलेगी ... .this दिखाता है कि एमिटर लगभग 0.6V के अंतर के साथ आधार का पालन कैसे करता है, जो कि किसी भी BJT का विशिष्ट या इष्टतम पूर्वाग्रह स्तर है।

एक आम कलेक्टर ट्रांजिस्टर सर्किट एक एकता वोल्टेज लाभ प्रदर्शित करेगा, जिसका अर्थ है कि इस विन्यास के लिए वोल्टेज लाभ बहुत प्रभावशाली नहीं है, बल्कि इनपुट के साथ सममूल्य पर है।

गणितीय रूप से ऊपर के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

एमिटर के अनुवर्ती अनुवर्ती सर्किट का पीएनपी संस्करण, सभी ध्रुवीयताएं उलट जाती हैं।

यहां तक ​​कि एक आम कलेक्टर ट्रांजिस्टर के आधार पर वोल्टेज विचलन के सबसे छोटे को एमिटर लीड में दोहराया गया है, जो एक हद तक ट्रांजिस्टर के लाभ (Hfe) और संलग्न भार के प्रतिरोध पर निर्भर है)।

इस सर्किट का मुख्य लाभ इसकी उच्च इनपुट प्रतिबाधा सुविधा है, जो इनपुट इनपुट या लोड प्रतिरोध की परवाह किए बिना सर्किट को कुशलतापूर्वक प्रदर्शन करने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि भारी लोड को भी कम से कम वर्तमान वाले इनपुट के साथ कुशलतापूर्वक संचालित किया जा सकता है।

इसीलिए एक सामान्य संग्राहक का उपयोग बफर के रूप में किया जाता है, जिसका अर्थ है एक ऐसा चरण जो अपेक्षाकृत कमजोर वर्तमान स्रोत (उदाहरण के लिए एक टीटीएल या अरुडिनो स्रोत) से उच्च भार संचालन को कुशलतापूर्वक एकीकृत करता है।

उच्च इनपुट प्रतिबाधा सूत्र के साथ व्यक्त की गई है:

और छोटे उत्पादन प्रतिबाधा, तो यह कम प्रतिरोध भार ड्राइव कर सकता है:

व्यावहारिक रूप से, एमिटर रोकनेवाला काफी बड़ा हो सकता है और इसलिए इसे उपरोक्त सूत्र में अनदेखा किया जा सकता है, जो आखिरकार हमें संबंध देता है:

वर्तमान लाभ

एक आम संग्राहक ट्रांजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन के लिए वर्तमान लाभ उच्च है, क्योंकि कलेक्टर को सकारात्मक रेखा से सीधे जोड़ा जा रहा है जो उत्सर्जक लीड के माध्यम से वर्तमान लोड की पूरी आवश्यक राशि संलग्न भार को पारित करने में सक्षम है।

इसलिए यदि आप सोच रहे हैं कि एक एमिटर फॉलोअर कितना लोड प्रदान कर पाएगा, तो यह सुनिश्चित करें कि यह समस्या नहीं होगी क्योंकि लोड हमेशा इस कॉन्फ़िगरेशन से एक इष्टतम वर्तमान के साथ संचालित होगा।

बीजेटी कॉमन कलेक्टर के लिए उदाहरण अनुप्रयोग सर्किट

एमिटर के अनुयायी या आम कलेक्टर ट्रांजिस्टर एप्लिकेशन सर्किट के कुछ क्लासिक उदाहरण निम्नलिखित उदाहरणों में देखे जा सकते हैं।

100 amp चर वोल्टेज बिजली की आपूर्ति सर्किट

डीसी सेल फोन चार्जर सर्किट एक सिंगल ट्रांजिस्टर का उपयोग करना

सिंगल ट्रांजिस्टर हाई करंट बैटरी चार्जर सर्किट