1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Lecture Electrical Engineering: Lecture 25 - Dr. Nasim Zafar

43 60 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 788,78 KB

Nội dung

The main contents of the chapter consist of the following: Characteristic parameters, the basic structure, configurations, common-emitter amplifier, emitter directly connects to ground, emitter connects to ground by resistor RE

COMSATS Institute of Information Technology Virtual campus Islamabad Dr. Nasim Zafar Electronics 1 ­ EEE 231  Fall Semester – 2012 Basic Single­Stage BJT Amplifiers Lecture No.  25 Ø Contents: Nasim Zafar Lecture No. 25 Reference: Single­Stage BJT Amplifier Chapter­5.7 Microelectronic Circuits         Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith.  Nasim Zafar Introduction Ø Ø Ø The large­signal operation of  the BJT amplifier,  discussed in  lecture 20 (Section 5.3), identifies the region over which a  properly biased transistor can be operated as a linear amplifier  for small signals Methods for dc biasing the BJT were studied in lecture 22  (Section 5.5), and a detailed study of the small­signal  amplifier operation was also presented (Section 5.6).  We are now ready to consider practical transistor amplifiers,  and we will do so in this lecture for circuits suitable for  Nasim Zafar discrete­circuit fabrication.  Introduction (contd.) Ø There are basically three configurations for implementing  single­stage BJT amplifiers: Ø v The common­emitter v The common­base and  v The common­collector configurations All three will be discussed in this lecture, using the same basic  structure, with the same biasing arrangements Nasim Zafar Introduction (contd.) Ø Ø Ø The basic circuit that we shall use, to implement the various  configurations of BJT amplifiers, is shown in slide 8, Ref.  Sedra­Smith (Figure 5.59).  Among the various biasing schemes possible for discrete BJT  amplifiers, we have selected for simplicity and effectiveness,  the one employing constant­current biasing (Section 5.5) Slide 8 indicates the dc currents in all branches and the dc  voltages at all nodes.  Nasim Zafar Introduction (contd.) Ø Ø Ø We would want to select a large value for RB in order to keep  the input resistance at the base large (slide 8).  However, we also want to limit the dc voltage drop across RB  and the variability of this dc voltage, resulting from the  variation in β values The dc voltage VB determines the allowable signal swing at  the collector Nasim Zafar The Basic Structure Basic structure of the circuit used to realize single­stage,  discrete­circuit BJT amplifier configurations Nasim Zafar Characterizing BJT Amplifiers Ø Ø Ø To study the BJT amplifier circuits, it is important to know  how to characterize the performance of amplifiers as circuit  building blocks.  During the introduction to this subject, the initial material was  limited to unilateral amplifiers.  A number of the amplifier circuits however, are not unilateral;  that is, they have internal feedback that may cause their input  resistance to depend on the load resistance. Similarly, internal  feedback may cause the output resistance to depend on the  value of the resistance of the signal source feeding the  Nasim Zafar Characterizing BJT Amplifiers v For nonunilateral amplifiers, we present here a general  set of parameters and equivalent circuits that we will  employ in  characterizing and comparing transistor  amplifiers.  Nasim Zafar 10 Summary of CE Amplifier with RE Ø Ø Ø Ø The input resistance Rin is increased by the factor  (1+gmRe) The voltage gain from base to collector is reduced by the  factor (1+gmRe) For the same nonlinear distortion, the input signal vi can be  increased by the factor (1+gmRe) The overall voltage gain is less dependent on the value of β Nasim Zafar 29 Summary of CE Amplifier with RE Ø Ø Ø The reduction in gain is the price for obtaining the other  performance improvements Resistor RE introduces the negative feedback into the  amplifier The high frequency response is significantly improved Nasim Zafar 30 The Common­Base (CB) Amplifier Nasim Zafar 31 The Common­Base Amplifier Nasim Zafar 32 Characteristics of CB Amplifier • • Input resistance Voltage gain Rin Av re g m ( RC // RL ) ( RC // RL ) Rsig re Gv • Overall voltage gain Rout • Output resistance • Short­circuit current gain RC Ais Nasim Zafar 33 Summary of the CB Amplifier Ø Very low input resistance Ø High output resistance Ø Short­circuit current gain is nearly unity Ø High voltage gain Ø Non­inverting amplifier Ø Excellent high­frequency performance Nasim Zafar 34 The Common­Collector (CC) Amplifier    or Emitter­Follower Nasim Zafar 35       The Common­Collector Amplifier   or  Emitter­Follower Nasim Zafar 36       The Common­Collector Amplifier   or  Emitter­Follower Nasim Zafar 37 Characteristics of CC Amplifier Ø Ø Input resistance Rib Voltage gain Av (1 (1 (1 Gv Ø Overall voltage gain Rout Ø Output resistance • Short­circuit current gain )(re ro // RL ) )(ro // RL ) )(re ro // RL ) RB // Rib (1 )(ro // RL ) RB // Rib Rsig (1 )(re ro // RL ) re Ais Nasim Zafar RB // Rsig (1 ) 38 Summary for CC Amplifier or  Emitter­Follower Ø High input resistance Ø Low output resistance Ø Voltage gain is smaller than but very close to unity Ø Large current gain Ø The last or output stage of cascade amplifier Ø Frequency response is excellent well Nasim Zafar 39 Summary and Comparisons Ø Ø Ø Ø The CE configuration is the best suited for realizing the  amplifier gain.  Including RE provides performance improvements at the  expense of gain reduction The CB configuration only has the typical application in  amplifier. Much superior high­frequency response The emitter follower can be used as a voltage buffer and  exists in output stage of a multistage amplifier.  Nasim Zafar 40 Example: 5.41 Ø • • Consider the circuit of Fig. 5.59 for the case VCC = VEE =10  V, I = 1 mA, RB=100 kΩ, RC=8 kΩ, and β =100 Find all dc currents and voltages. What are the allowable  signal swings at the collector in both directions? How do these  values change as β is changed to 50? To 200?  Evaluate the values of the BJT small­signal parameters at the  bias point (with β = 100). The Early voltage VA = 100 V Nasim Zafar 41 Example: 5.41 Nasim Zafar 42 Example: 5.41 Nasim Zafar 43 ...Basic Single­Stage BJT Amplifiers Lecture No.  25 Ø Contents: Nasim Zafar Lecture No. 25 Reference: Single­Stage BJT Amplifier Chapter­5.7 Microelectronic Circuits         Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith.  Nasim Zafar. .. Frequency response is rather poor Nasim Zafar 25 The Common­Emitter Amplifier  with a Resistance in the Emitter Nasim Zafar 26 The Common­Emitter Amplifier  with a Resistance in the Emitter Nasim Zafar 27 Characteristics of the CE Amplifier with a ... emitter Nasim Zafar 20 The Common­Emitter (CE) Amplifier Nasim Zafar 21 Common­Emitter Amplifier Equivalent circuit obtained by replacing the transistor  with its hybrid­pi model Nasim Zafar 22

Ngày đăng: 12/02/2020, 13:47