エミッターフォロワー回路:基本と作成方法
エレクトロニクス プロジェクトでインピーダンス マッチングが必要ですか?または、入力から少量の電流を引き出すことができるトランジスタを備えた回路が必要ですか?つまり、電流と電力のゲインを提供できる入門コースが必要です。これがあなたの状況に関係しているなら、あなたは正しい場所にいます。そして、上記の問題を処理するための理想的な増幅回路がエミッタフォロア回路です。
そして最高の部分は:
エミッターフォロワーがどのように機能するかを包括的に説明します。また、回路の作成方法、そのアプリケーションなどの詳細も表示されます。
始めましょう!
エミッタフォロワー回路とは?
エミッタフォロワーレギュレータ
出典:ウィキメディア コモンズ
エミッターフォロワーは、BJT 構成でエミッター端子を出力として使用することで得られるネットワークです。また、この構成の入力ベース信号は通常、出力電圧よりわずかに高くなります。これは、固有のベースからエミッタへのドロップが原因で発生します。
したがって、このタイプの単一トランジスタ回路のエミッタ負荷は、トランジスタのベース電圧に従うと言えます。そして、エミッタ端子の出力が常にベース電圧からベース - エミッタ接合の順方向降下を引いたものに等しくなるようにこれを行います。
通常、BJT をゼロ電源レールに接続すると、ベースには約 0.7V または 0.6V が必要になります。また、デバイスのコレクタからエミッタへのスイッチングを完了するには電圧が必要です。したがって、このトランジスタの動作モードは標準エミッタ モードです。
NPN 構造バイポーラ接合トランジスタ
出典:ウィキメディア コモンズ
また、0.6 または 0.7 V の値は BJT の順方向電圧値です。興味深いことに、この構成の負荷は常にデバイスのコレクタ端子に接続されています。
さらに、デバイスが最適に飽和、順方向バイアス、またはオンになることも意味します。ただし、これは、BJT のベース電圧がエミッタ電圧より 0.6 V 高い場合にのみ適用されます。
エミッタ フォロア トランジスタの主な特長
- コレクタ電流源はエミッタ電流と同じです。したがって、コレクタを正の電源レールに直接接続すると、通常、構成は電流が豊富になります。
- グランドとエミッタの間に負荷を接続すると、ベースは高インピーダンスになりません。また、ベース回路が広範囲の高電流から保護されていることも意味します。したがって、保護のために高い抵抗は必要ありません。さらに、ベース端子はエミッターを介してグラウンド レールに接続しても脆弱ではありません。
- ベース-エミッタ接合電圧を変化させると、エミッタ電圧が変化します。
エミッターフォロワー回路の動作原理は?
エミッタフォロワー図
出典:ウィキメディア コモンズ
通常、適切なエミッタ フォロワ回路の電圧ゲインは約 1、つまり Av @ 1 です。ただし、コレクタ電圧応答に関しては、エミッタ電圧は通常、入力ベース信号 (Vi) と同相です。 /P>
つまり、出力信号と入力信号が正と負のピーク レベルを瞬時に再現することを意味します。また、Vo (出力信号レベル) が Vi 入力信号レベルに追従することに気付くでしょう。これは、「エミッター フォロワー」という名前を表す同相関係を介して行われます。
したがって、エミッタフォロワ構成は、出力で低インピーダンス、入力で高インピーダンス機能を備えています。また、インピーダンス整合のフォーマットを使用できます。さらに、この機能は固定バイアス入力回路構成とは逆です。
エミッタフォロア回路の作り方
エミッタフォロア回路図
出典:ウィキメディア コモンズ
エミッタフォロア回路を構築する前に、要因を考慮する必要があります。たとえば、トランジスタを流れる電流を考慮する必要があります。また、AC 信号の周波数カットオフが入力に入り、DC 電圧がトランジスタのコレクタに供給されます。
とはいえ、回路に必要なコンポーネントは次のとおりです。
- ワイヤー
- 負荷抵抗器
- 抵抗器 (3.3KΩ)
- 出力が +15V、-15V、アースの電源
- NPN トランジスタ (2N3904)
- サギング電圧源
歩数
ステップ 1
エミッタフォロア回路を参照してください。その間、次のことを行ってください:
- トランジスタを適切に配置します。次に、コレクターを +15V に接続します。また、ピンの順序が異なる場合があるため、トランジスタのドキュメントを確認してください。
- エミッターを 3.3KΩ 抵抗器で -15V に接続します。
- トランジスタのベースに移動し、サグ信号を接続します。
- 次に、負荷をトランジスタのエミッタに固定します。
ステップ 2
NPN トランジスタのコレクタとベースに正しい範囲の電圧を供給することが重要です。したがって、電圧信号をトランジスタのフロアに置くと、トランジスタは負荷電流の流れを許可します。その結果、トランジスタの内部電流の流れは、次のことが起こるまで調整されます:
- ベースの電圧は、エミッタの電圧よりも 0.6 V 高くする必要があります。
- ほとんどの電流 (約 99%) はコレクターから供給されます。そのため、エミッタから出る電流の約 1% のみがベースから流れます。
したがって、最初の条件は、エミッタ フォロワの出力信号が入力に追従する理由を説明しています。
2 番目の条件は、エミッター フォロワーがサグを軽減する方法の内訳を示します。つまり、エミッタフォロワは負荷に大電流を供給することができます。その過程で、サギング電圧信号からいくらかの電流を引き出します。
これが可能になるのは、エミッタ電流のわずか 1% がベースから来るからです。また、同様の負荷インピーダンス電流引き込みの場合、電圧源は少量 (1/100) しか低下しません。つまり、エミッタフォロワは、電圧源のテブナン抵抗を 100 分の 1 に減らします。
ステップ 3
何らかの理由で、エミッタフォロワー内のトランジスタが上記の条件を満たすように変更できない場合は、クリッピングを行う必要があります。とはいえ、トランジスタのペアは、出力電圧が回路の右側に電流を送る場合にのみ調整できます。そして、トランジスタから電流が供給されると、出力電圧が上昇します (VOUT ）。増加は、ベース電圧が 0.6V 低くなるまで続きます。
ただし、電流はトランジスタのエミッタからしか流れないことを覚えておく必要があります。そして、トランジスタが VOUT を減らす方法はありません 風を完全に遮断することなく。そのため、電流がトランジスタを離れると、分圧器が残ります。また、分圧器には 2 つの抵抗 (3.3KΩ) があります。両方の抵抗器は -15V とグランドの間にあります。
この段階で、分圧器は出力電圧を 7.5V に調整します。また、トランジスタは VOUT を下げることができないため、信号は -7.5V でクリップします。
そうは言っても、信号の上部にクリッピングがあることに気付くでしょう。結局のところ、トランジスタは電流をコレクタからエミッタに移動させるだけです。さらに、コレクターの電圧よりも大きいエミッターの電圧を出力することはできません。
さらに、入力信号に関係なく、出力は +15V を超えることはできません。そのため、クリッピングが発生します。
CE とエミッタ フォロワー回路の違いは何ですか?
| 共通エミッタ | エミッタフォロワー回路 |
| 電圧ゲインを作成するのに役立つシンプルなデバイスです。 | このデバイスは電圧バッファとして有効です。また、荷物を運ぶのにも役立ちます。 |
| 共通エミッターから出力を取ると、ほぼ 2 倍のゲインが得られます。 | エミッタフォロワ回路の出力を取ると、信号がほぼ同相になります。利益はほぼ 1 です。 |