Warum erhöht das Hinzufügen eines Kondensators die Spannungsverstärkung? [Duplikat]

Ich versuche, ein bisschen Intuition im Umgang mit Transistorverstärkern zu bekommen. Ich habe mir kürzlich dieses Tutorial angesehen und wollte eine etwas ausführlichere Erklärung darüber, warum das Hinzufügen der blau eingekreisten Kappe die Verstärkung stark erhöht.

Mir ist bewusst, dass Kappen das Gleichstromsignal blockieren, sodass das Hinzufügen der Kappe das Wechselstromsignal gegen Masse kurzschließt, aber warum erhöht dies die Verstärkung drastisch?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zeichnen Sie das Kleinsignal-Ersatzschaltbild und vergleichen Sie die Formel für die AC-Verstärkung. Beachten Sie, wie C1 Re oberhalb einer bestimmten Frequenz grundsätzlich kurzschließt.
Ist die Idee, dass die Emitterspannung der Basis folgt, für Sie intuitiv? Wenn ja, hier ist eine einfache Erklärung: Wackeln Sie an der Basis nach oben. Der Emitter wackelt nach oben. Der Emitterstrom ist dann das Verhältnis dieses Wackelns zur Impedanz des Widerstands parallel zum Kondensator. Je größer Sie den Kondensator machen, desto kleiner ist diese Impedanz und desto größer ist der resultierende Emitterstrom für ein bestimmtes Wackeln. Dieser Emitterstrom fließt durch den 680-Ohm-Widerstand. Je größer der Strom, desto größer der Spannungsabfall an den 680 Ohm.
@rusty_old_jfet Wenn Sie einen Kommentar schreiben, heißt es "Vermeiden Sie die Beantwortung von Fragen in Kommentaren" . Bitte schreiben Sie Ihre Antworten in das Feld Ihre Antwort .
wenn Emitter Zeq < Re , erhöht sich die Verstärkung aufgrund des steigenden AC - Emitterstroms und damit der Ausgangsspannung . Obergrenze abhängig von Ib und damit rBE
Vielleicht möchten Sie sich auch diese Frage ansehen: electronic.stackexchange.com/questions/271061/…

Antworten (3)

Bei einem Transistor mit angemessener Stromverstärkung, der als Verstärker mit gemeinsamem Emitter konfiguriert ist, kann die AC-Verstärkung durch das Verhältnis des Kollektorwiderstands zum Emitterwiderstand angenähert werden. Der Kondensator über dem Emitterwiderstand reduziert den effektiven Emitterwiderstand bei Frequenzen, bei denen die kapazitive Reaktanz kleiner ist als der Emitterwiderstand. Beachten Sie, dass das Eingangssignal Vin grundsätzlich über diesem Emitterwiderstand Re erscheint, sodass der Emitterstrom durch Vin/Re gegeben ist. Dieser Strom ist wiederum für eine angemessen hohe Transistorstromverstärkung derselbe wie der Kollektorstrom. Somit ist das Ausgangssignal dieser Strom multipliziert mit dem Kollektorwiderstand Rc, der Vin(Rc/Re) ist. Daher ist, wie bereits erwähnt, die Spannungsverstärkung Rc/Re. Der Kondensator reduziert den Effektivwert von Re und erhöht somit die AC-Verstärkung.

Wolltest du das ein wenig erweitern? Der Grund, warum ich frage, ist, dass die Wechselstromimpedanz des Kondensators bei wahrscheinlichen Frequenzen nicht erwähnt wird (in diesem Fall muss der angezeigte Wert mit ziemlicher Sicherheit größer gemacht werden, um diese Frage zu vermeiden) und dass wenig re ( R e ≈ 1 G M ), was in diesem Fall ein wesentlicher Faktor ist.
Ich stimme Jonks Kommentar zu und möchte hinzufügen, dass ich Annäherungen meiner Meinung nach nicht verwenden würde, um Anfängern Schaltungen zu erklären. Eine Annäherung kann nur unter bestimmten Bedingungen durchgeführt werden, die von Anfängern oft nicht erkannt/verstanden werden, sodass die Verwendung einer Annäherung sie oft in die falsche Richtung lenkt! Erste Priorität für Anfänger ist es, ohne Annäherungen vollständig zu verstehen, was passiert (die Schaltung zu analysieren) . Als Antwort auf Ihre Frage würde ich fragen: Was ist eine angemessene Stromverstärkung? und wenn du eine Zahl sagst, würde ich fragen, warum?
@Bimpelrekkie, die Annahme „idealer“ Bedingungen beim Lernen von etwas Neuem ist ein gültiger pädagogischer Ansatz, sonst verzetteln sich Anfänger so sehr mit Kleinigkeiten, dass sie das Ziel aus den Augen verlieren und das Interesse verlieren.
@Chu Wahr und falsch, denke ich. Hier gibt es keine einheitliche, helle Linie. Manchmal ist es das Allerbeste, jemanden mit dem zu beginnen, wohin er geht, auch wenn Sie es nicht sofort bearbeiten. Zum Beispiel denke ich, dass es eine gute Sache ist, jemandem zu sagen, dass Sue in einem Experiment möglicherweise ein Magnetfeld als Ergebnis einer Ladungsbewegung sieht, während Bob möglicherweise überhaupt kein Magnetfeld sieht, wenn er genau dasselbe Experiment betrachtet, wenn Bob in einem anderen ist Bezugsrahmen. BEVOR wir über Relativität sprechen. Es hilft, im Voraus zu wissen, dass das, was Sie lernen, (manchmal) bereits falsch ist, bevor Sie überhaupt anfangen.
@jonk, einverstanden. Aber bei Klassengrößen >100 wende ich eher die Regel an: Was ist das? Wie benutze ich es? Was ist die Theorie dahinter? Ein bisschen wie Fahrradfahren lernen, wo nur die Ingenieure die letzte Frage stellen.
@Chu Ja, ich bekomme Probleme mit der Klassengröße. Breite Verteilung von Talenten, Fähigkeiten usw. (Ich habe an der größten Universität in meinem Bundesstaat Oregon gelehrt, mit einer Klassengröße von etwa 75.) Ich glaube, ich wollte die Dinge nur klarstellen, indem ich darauf hinwies, was Kleinigkeiten sind und was nicht hängt vom Thema, der Richtung und der Zielgruppe ab. Im Fall dieser speziellen Frage des OP ist es schwer zu wissen. Aber ich denke, Bimpelrekkie und Sie haben beide gleichzeitig Recht. "Entwickeln Sie genügend zusätzliche Modelldetails, um zu wissen, was vereinfacht wird und warum." Das ignoriert eine noch tiefere Modellierung. Also könntet ihr beide Recht haben.

Lassen Sie uns den Verstärker in zwei Teilen untersuchen: Spannungs-Strom-Wandler, Ansteuerung eines Strom-Spannungs-Wandlers.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ohne den Kondensator wird die Transkonduktanz des NPN durch den Emitterwiderstand Re degeneriert. Sie können zeigen, dass die Transkonduktanz entartet ist

G M , D e G e N = G M 1 + G M R e ≃ 1 R E

Die Verstärkung eines CE-Verstärkers mit Emitter-Entartung beträgt ungefähr

A v = − G M , D e G e N R C ≃ − R C R E

Mit dem Bypass-Kondensator wird die Transkonduktanz im Durchlassband von Re nicht beeinflusst, da sie umgangen wird (Wechselstrom geerdet). Lassen Sie mit dem Rohen G M des NPN (viel größer). Was einen ungefähren Gewinn von hat,

A v = − G M R C

Warum erhöht das Hinzufügen eines Kondensators die Spannungsverstärkung? [Duplikat]
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v