دراسة دارة القاعدة المشتركة لتكبير الإشارة الضعيفة
Base commune
باسم الله الرحمان الرحيم
وصلى الله وسلم على مولانا رسول الله وعلى آله وصحبه أجمعين.
دراسة دارة القاعدة المشتركة لتكبير الإشارة الضعيفة
Base commune
درسنا في الموضوعين السابقين تركيبين أساسين للترانزستور: تركيب الباعث المشترك وتركيب المجمع المشترك. في هذا الموضوع سنتناول تركيب آخر هو تركيب القاعدة المشتركة.
يطبق توتر الدخول في تركيب القاعدة المشتركة على الباعث E، على عكس التركيبين السابقين. في التركيب أسفله يكون توتر الدخول Vin هو التوتر Ve بين طرفي المقاومة RE. أما توتر الخروج فيأخذ من المجمع C مثل تركيب الباعث المشترك. كما يحتوي هذا التركيب على مكثفين de liaisons C1 et C2 أو كما يعرف بـ Condensateur de couplage . بالإضافة إلى مكثف C3 (de découplage) مركب على التوازي مع المقاومة R2.
-في النظام الساكن: نعوض كالعادة كل من المكثفات الثلاث مع مولد التوتر المتردد eg بقاطع تيار مفتوح، فنحصل على دارة مثل دارة انحياز الترانزستور عن طريق مجزئ الجهد. إذ نتبع جميع الخطوات التي وضعت لحساب هاته الدارة في موضوع سابق. وهذا شيء إيجابي حيث دارة واحدة نقوم بحساب انحيازها بشكل سليم، يمكن استخدامها في التراكيب الأساسية للترانزستور. حيث نقاط دخول و خروج الإشارة هي التي تميز بين مختلف التراكيب.
-في النظام المتحرك: نعوض كالعادة كل من المكثفات الثلاث مع مولد التوتر المستمر Vcc بقاطع تيار مغلق.
بالنسبة للترانزستور يمكن تعويضه بـ le modèle T الذي تعودنا عليه.وبعد إعادة ترتيب الدارة نحصل على الشكل المبين على الدارة التالية:
بما أن المكثف في هذا النظام أصبح كقاطع تيار مغلق فإننا بذك قمنا بوضع دارة قصر على المقاومتين R1 و R2 المركبتين على التوازي، وبالتالي ستختفيان من الدارة. فتصبح القاعدة B موصولة مباشرة مع الهيكل. نلاحظ كذلك أن المقاومتين Rch و RC مركبتين على التوازي، إذ يكمن تعويضهما بمقاومة Rc مكافئة لهما. وبعد إعادة ترتيب عناصر الدارة تصبح كالشكل التالي:
المرجو الانتباه إلى القاعدة التي أصبحت مرتبطة بالهيكل وإلى منحى التيار Ie الذي يمر عبر المقاومة r’e نحو الباعث E.
1- حساب كسب التوتر Av
يحسب كسب التوتر Av من العلاقة التالية:
لدينا التوتر Vout هو نفسه التوتر Vc بين طرفي المقاومة Rc.
حسب قانون أوم لدينا:
يأخذ التيار Ic إشارة سالبة، لأن منحاه يوافق منحى التوتر Vc المطبق على المقاومة Rc.
لدينا توتر الدخول Vin هو نفسه التوتر Ve بين طرفي المقاومة RE. بما أن المقاومتين r’e و RE مركبتين على التوازي فإن التوتر Ve هو نفسه التوتر المطبق على المقاومة r’e وحسب قانون أوم لدينا:
يتخذ التيار Ie إشارة سالبة لأن منحاه يوافق منحى التوتر المطبق على المقاومة r’e
إذن
نفترض أن
إذن يمكن اختزالهما من القسمة ليصبح كسب التوتر
هذا الكسب في التوتر شبيه بكسب التوتر للباعث المشترك مع الحمولة ومع مكثف de découplage مركب على التوازي مع المقاومة RE.
يعتبر هذا الكسب في التوتر جد مرتفع لأن المقاومة r’e تكون صغيرة القيمة في جميع الأحوال. وهذا من مميزات تركيب القاعدة المشتركة. مع العلم أن كسب توتر هذا التركيب موجب الإشارة، مما يدل على أن إشارة الخروج تكون على توافق في الطور مع موجة الدخول.
إذا لم نقم بتركيب المكثف de découplage مع المقاومة R2 فإن المقاومة RB وهي المقاومة المكافئة للمقاومتين R1 و R2 المركبتين على التوازي ستظهر في مقام معادلة كسب التوتر ما يعني أن
وبالتالي سيضعف ذلك من كسب التوتر
من جهة أخرى إذا كانت الحمولة Rch أكبر بكثير من المقاومة RC فإن
وبالتالي فإن الحمولة لن تؤثر على كسب التوتر الذي يحسب في هاته الحالة من العلاقة التالية:
2- ثانيا حساب ممانعة الدخول Zin
نلاحظ أن المقاومتين r’e و RE مركبتين على التوازي، إذ يمكن تعويضهما بمقاومة مكافئة لهما لتصبح الدارة على هذا الشكل:
ممانعة الدخول Zin هي الممانعة التي يراها مولد التوتر المتردد وهي بكل بساطة المقاومة المكافئة لـ RE على التوازي مع r’e.
في كثير من الأحوال تكون المقاومة RE كبيرة مقارنة مع المقاومة r’e وبالتالي تكون ممانعة الدخول Zin تساوي تقريبا r’e.
وهي تعتبر ممانعة صغيرة جدا وهذا متناقض لما جاء في دراستنا في مواضيع سابقة حيث يجب على المضخم أن تكون ممانعة دخوله كبيرة مقارنة مع ممانعة خروج القسم الأسبق. لكي لا يؤثر على الإشارة الداخلة إليه من أجل التضخيم. مما يجعل إمكانية استخدام هذا التركيب تبقى محدودة.
3- حساب ممانعة الخروج Zout
ممانعة الخروج هي نفسها ممانعة خروج تركيب الباعث المشترك
لا يقوم تركيب القاعدة المشتركة بتضخيم التيار، ورغم أن لديه كسب في التوتر كبير جدا، إلا أن استعماله يبقى جد محدود وذلك راجع لصغر ممانعة دخوله. حيث يفضل استخدامه مع الترددات العالية.
انتهى
رابط الموضوع على اليوتوب
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق