Warum verbinden sie das Eingangssignal parallel zur Gleichstromquelle?

Question

Warum verbinden sie das Eingangssignal parallel zur Gleichstromquelle?

Physik
Verstärker
gemeinsamer Emitter

Hiiii

Mein Lehrbuch sagt die Spannung über $BE$ wäre $0.7+v_i$ . Aber das sieht für mich basierend auf der gezeigten Schaltung falsch aus. Es scheint die $v_i$ , $V_{BB}$ , und die Basisdiode sind parallel. Wir verbinden eine Wechselstromquelle parallel zu einer Gleichstromquelle. Ist das nicht ein Widerspruch? Irgendwie sehe ich nicht wirklich, wie das Eingangssignal 0,7 überlagert . Wir sollten keine Spannungsquellen mit unterschiedlichen Werten parallel schalten, oder? Schätzen Sie jede Hilfe. Danke !

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ian Bland

Ihr Lehrbuch zeigt also tatsächlich eine 2-V-Stromschiene, die an der Basis des Transistors angebracht ist? Entweder ist es ein Druckfehler oder Sie haben das falsch aufgesetzt, da es sich sonst um einen Standard-Class-A-Verstärker handelt.

Hiiii

Ja, in der Emittervorspannung verwendet mein Lehrbuch nur den Emitterwiderstand. Basis wird einfach an VBB angeschlossen. Kein Basiswiderstand. Darf ich wissen, wie man einen Widerstand in Reihe mit VBB schaltet, um irgendetwas zu beheben? Ich sehe immer noch nicht wie

v_{i}

$v_i$ überlagert

0.7

$0.7$ :[

Hiiii

@Chu Ich denke, es stört mich, weil ich mich fühle

v_{i}

$v_i$ sollte in Reihe mit gesetzt werden

V B B

$VBB$ , dann kann sich nur das eingangssignal mit dem dc 0,7 überlagern ? Ich weiß, dass mein Denken irgendwo fehlerhaft ist, ich sehe meinen Fehler im Moment nicht klar

Chu

Woher kommt diese Schaltung? VBB legt eine niedrige Impedanz über das Signal. Das Hinzufügen einer Vorspannung und eines Signals an einem Übergang ist kein Problem, solange die DC-Vorspannungsanordnung die Signalquelle nicht übermäßig belastet.

Hiiii

Diese spezielle Schaltung stammt aus der 6. Ausgabe von Malvino. Kann ein Druckfehler sein. Ich habe schon früher ein Paar gesehen. Ich habe noch ein etwas anderes Beispiel, ich werde die Schaltung aktualisieren. Eine Sekunde :)

Hiiii

@Chu Ich habe die Schaltung aktualisiert. Dies liefert korrekte Simulationsergebnisse xD. Ich habe eine wirklich dumme Frage: Wenn ich eine Spannungsquelle an einen Widerstand anschließe, entspricht die Spannung an diesem Widerstand der Versorgungsspannung. In meiner Schaltung verbinde ich

v_{i}

$v_i$ zu BE, erwarte ich die Spannung zu sein

v_{i}

$v_i$ . Warum sehe ich

0.7 + v_{i}

$0.7+v_i$ über BE ?

Hiiii

In der Schaltung lege ich das Signal an

v_{i}

$v_i$ direkt gegenüber

B E

$BE$ . Die Signalspannung sollte erzwingen

B E

$BE$ gleich sein wie

v_{i}

$v_i$ Rechts ?

Chu

Das Signal liegt zwischen Basis und Masse. Wenn Sie das Oszilloskop auf DC eingestellt haben, sehen Sie das DC-Bias-Plus-Signal.

Hiiii

Emitter (E) ist AC-Masse in meinem Stromkreis?

Chu

Ja, aber nicht DC-Masse.

Antworten (3)

Warum verbinden sie das Eingangssignal parallel zur Gleichstromquelle?

Ihr Lehrbuch zeigt also tatsächlich eine 2-V-Stromschiene, die an der Basis des Transistors angebracht ist? Entweder ist es ein Druckfehler oder Sie haben das falsch aufgesetzt, da es sich sonst um einen Standard-Class-A-Verstärker handelt.
Ja, in der Emittervorspannung verwendet mein Lehrbuch nur den Emitterwiderstand. Basis wird einfach an VBB angeschlossen. Kein Basiswiderstand. Darf ich wissen, wie man einen Widerstand in Reihe mit VBB schaltet, um irgendetwas zu beheben? Ich sehe immer noch nicht wie $v_i$ überlagert $0.7$ :[
@Chu Ich denke, es stört mich, weil ich mich fühle $v_i$ sollte in Reihe mit gesetzt werden $VBB$ , dann kann sich nur das eingangssignal mit dem dc 0,7 überlagern ? Ich weiß, dass mein Denken irgendwo fehlerhaft ist, ich sehe meinen Fehler im Moment nicht klar
Woher kommt diese Schaltung? VBB legt eine niedrige Impedanz über das Signal. Das Hinzufügen einer Vorspannung und eines Signals an einem Übergang ist kein Problem, solange die DC-Vorspannungsanordnung die Signalquelle nicht übermäßig belastet.
Diese spezielle Schaltung stammt aus der 6. Ausgabe von Malvino. Kann ein Druckfehler sein. Ich habe schon früher ein Paar gesehen. Ich habe noch ein etwas anderes Beispiel, ich werde die Schaltung aktualisieren. Eine Sekunde :)
@Chu Ich habe die Schaltung aktualisiert. Dies liefert korrekte Simulationsergebnisse xD. Ich habe eine wirklich dumme Frage: Wenn ich eine Spannungsquelle an einen Widerstand anschließe, entspricht die Spannung an diesem Widerstand der Versorgungsspannung. In meiner Schaltung verbinde ich $v_i$ zu BE, erwarte ich die Spannung zu sein $v_i$ . Warum sehe ich $0.7+v_i$ über BE ?
In der Schaltung lege ich das Signal an $v_i$ direkt gegenüber $BE$ . Die Signalspannung sollte erzwingen $BE$ gleich sein wie $v_i$ Rechts ?
Das Signal liegt zwischen Basis und Masse. Wenn Sie das Oszilloskop auf DC eingestellt haben, sehen Sie das DC-Bias-Plus-Signal.

G36 · Answer 1

G36

Die Spannung an der Basis ist $V_{BE} +vi$ weil Sie einen großen Kondensator C1 in Reihe mit dem Eingangssignal hinzufügen. Der große/große Kondensator für das Wechselspannungssignal verhält sich wie eine Gleichspannungsquelle. Und diese Spannungsquelle liefert eine DC-Pegelverschiebung. Verständnis dieser AC-gekoppelten Schaltung

Hiiii

Ohhh, dass C1 auf 0,7 V aufgeladen wurde, also schwebt das Eingangssignal einfach auf diesen 0,7 V. Jetzt glasklar XD Danke!

Hiiii

Ich habe C1 im Geiste für Gleichstrom geöffnet, für Wechselstrom kurzgeschlossen und völlig vergessen, dass es auf 0,7 V aufgeladen ist. Jetzt sehe ich meinen Fehler. Danke noch einmal :)

G36

Die Spannung an der Basis ist dank des Re-Widerstands größer als 0,7 V.

v_{B} = \frac{v_{C C} - v_{B E}}{\frac{R_{B}}{β + 1} + R_{E}} * R_{E} + v_{B E}

$V_B = \frac{V_{cc} - V_{BE}}{\frac{R_B}{\beta +1}+R_E} * R_E + V_{BE}$

Hiiii

Sie haben KVL in der Basisschaltung angewendet, um zu diesem Recht zu gelangen? C1 lädt sich also tatsächlich auf VB auf (die Thevenin-Spannung an der Basis): Spannungsabfall über R_E + Diodenabfall. Eindrucksvoll!

Benutzer59864

« Der große/große Kondensator für das AC-Signal verhält sich wie eine Spannungsquelle » Verdammt! NEIN! Ein ausreichend großer Kondensator in AC-Kleinsignalen wirkt wie ein Kurzschluss , nicht wie eine Spannungsquelle.

G36

@Nasha Aber die Gleichspannungsquelle ist auch ein Kurzschluss für Wechselspannungssignale.

G36

@Hiiii Ja, die KVL VB = Ie*Re + Vbe

Hiiii

Ich sehe nichts Falsches daran, C1 im vorliegenden Zusammenhang als Spannungsquelle zu behandeln. Es verschiebt den Mittelwert des Eingangssignals von 0 auf die Basisspannung, genau wie eine Spannungsquelle. @Nascha

Benutzer59864

@ G36 Ihre Antwort ist irreführend, da die AC- und DC-Analyse nicht gemischt werden kann, da Kondensatoren in AC (kleine Signale) Kurzschlüsse und in DC offene Stromkreise sind , sodass Sie entweder DC oder AC berücksichtigen, nicht beide gleichzeitig. Abgesehen davon, dass die Verwendung des Ausdrucks „ Spannungsquelle “ darauf hindeutet, dass er irgendwo in der Analyse als Spannungsquelle erscheinen sollte, was falsch ist. Tatsächlich ist es umgekehrt: Die Konstantspannungsquellen in der Schaltung führen zu einer konstanten Spannungsdifferenz an den Kondensatorstiften; siehe Ersatzschaltbildanalyse .

G36

@Hiiii Ein anderer Standpunkt (Überlagerung weniger irreführend) allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/…

G36

@Nasha Also, wie würdest du die Tatsache erklären, dass die Spannung an der Basis VB + vi ist? Und erklären Sie die Rolle des C1-Kondensators bei der "Spannungsverschiebung"? Außerdem verhält sich der geladene Kondensator tatsächlich wie eine Gleichspannungsquelle.

glen_geek · Answer 2

Eine praktische Version des Klasse-A-Verstärkers könnte die Basisvorspannung auf diese Weise erzeugen:

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Der 12K- und 2,7K-Widerstand erzeugt etwa 2 V. Der äquivalente Thevenin-Widerstand beträgt 12 K parallel zu 2,7 K (gezeigt als R6). Dieser Widerstand fehlt in Ihrer Wiedergabe des Lehrbuchschemas. Sollte wie im Schaltungsausschnitt rechts gezeigt sein.

Zur Berechnung der statischen Vorspannung können Sie Vbe auf 0,7 V festlegen. Die 1-MHz-Wechselstromquelle ändert jedoch diese Spannung (da diese Spannungsquelle keinen Widerstand hat, wird ihre Spannung an der Basis des Transistors eingeprägt). Der Kondensator vom Emitter zur Erde hat eine sehr niedrige Impedanz bei 1 MHz, wodurch der Emitter nahezu auf einer festen Gleichspannung nahe 1,3 V gehalten wird

Ahh, dieser Basiswiderstand fehlt in meiner Lehrbuchschaltung. Macht jetzt Sinn. C2 verbindet den Emitter mit dem GND für Wechselstrom, sodass das gesamte "Eingangssignal + 0,7 V" über BE erscheint. Sieht aus, als würde ich das endlich verstehen. Ihr seid fantastisch! Danke :)

Benutzer59864 · Answer 3

Ich sehe hier einige Verwirrung, weil zwei Analysedomänen miteinander vermischt werden: AC und DC. Aber das Wichtigste zuerst: Schaltungsvereinfachung.

Ersatzgleichstromkreis

Bei Gleichstrom sind Kondensatoren offene Stromkreise und Wechselspannungsquellen werden durch Kurzschlüsse ersetzt. In der DC-Ersatzschaltung werden Ihre Schaltpläne also auf nur V _cc , R ₁ , R _C , Q ₁ und R _E reduziert :

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

In dieser reduzierten Schaltung können Sie den Basis-Emitter-Übergang tatsächlich als Konstantspannungsquelle von etwa 0,7 VDC betrachten.

Äquivalenter Wechselstromkreis

Bei AC werden konstante (dh DC ) Spannungsquellen auf Null reduziert (dh Kurzschlüsse) und Kondensatoren durch Kurzschlüsse ersetzt. Dies bedeutet, dass die 10-VDC-Quelle und der Basis-Emitter beide durch Kurzschlüsse ersetzt werden, was Ihre Schaltpläne auf die folgende Ersatzschaltung reduziert:

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Alles zusammenfügen

Genau genommen gibt es keine Parallelschaltung zwischen V _i , V _BE oder V _CC , erstens, weil Gleich- und Wechselspannungsquellen getrennt analysiert werden und somit getrennte Effekte haben, aber hauptsächlich, weil Vi _{von V}_CC durch R ₁ getrennt ist und weil die 0,7 VDC der Der Basis-Emitter-Übergang spielt bei Wechselstrom keine ausreichend große Rolle – denken Sie daran, dass dies eine Vereinfachung eines nichtlinearen Netzwerks, auch bekannt als Q ₁ , ist, in dem die nichtlineare Reaktion der Basis-Emitter-Diode aufgrund des kleinen Signals vernachlässigt wird Analyse , dh unter der Annahme, dass die Basis nur relativ kleine Signale sieht, die den Transistor in seinem linearen Bereich halten.

Die DC-Analyse zeigt die Spannungs- und Stromwerte, die Sie mit einem auf DC eingestellten Multimeter messen würden, während die AC-Analyse dasselbe zeigt, jedoch für die AC-Einstellungen. Der Überlagerungssatz (zwischen der AC- und DC-Analyse) erklärt, warum die Spannung an der Basis ist $V_{BE}+v_i(t)$ oder $0.7V + v_i(t)$ .

Tatsache ist, dass die Theorie nicht wirklich auf Ihre Schaltpläne zutrifft, da Q ₁ nicht richtig vorgespannt ist und es keine negative Rückkopplung gibt, wodurch der Transistor außerhalb seines linearen Bereichs arbeitet.

Die DC-Analyse wird noch komplexer, da die Basisspannung vom Kollektorstrom abhängt. Der Wert von R ₁ ist derart, dass der Basisstrom nicht vernachlässigt werden kann und davon abhängt $h_{FE}$ , was es noch schwieriger (wenn auch nicht unmöglich) macht, den Ruhestrom des Kollektors zu berechnen.

Darüber hinaus hängt die Schaltung stark von den Eigenschaften von Q ₁ ab (hauptsächlich seinem Parameter h _FE ) und kann sehr gesättigt sein, dh die Kollektor-Emitter-Spannung könnte unter 0,7 VDC fallen. Dies führt höchstwahrscheinlich zu einem stark verzerrten Ausgangssignal. Siehe die Antwort von glen_geek für eine korrekte Vorspannung des Transistors. _{Sie können auch R 1} zwischen Basis und Kollektor für eine negative Rückkopplung anschließen .