Coleccionista común


En electrónica , un amplificador de colector común (también conocido como seguidor de emisor ) es una de las tres topologías básicas de amplificador de transistor de unión bipolar (BJT) de una sola etapa , que normalmente se utiliza como amortiguador de voltaje .

En este circuito, el terminal base del transistor sirve como entrada, el emisor es la salida y el colector es común a ambos (por ejemplo, puede estar vinculado a una referencia de tierra o un riel de suministro de energía ), de ahí su nombre. El circuito de transistor de efecto de campo análogo es el amplificador de drenaje común y el circuito de tubo análogo es el seguidor de cátodo .

El circuito se puede explicar si se considera que el transistor está bajo el control de la retroalimentación negativa. Desde este punto de vista, una etapa de colector común (Fig. 1) es un amplificador con retroalimentación negativa en serie completa . En esta configuración (Fig.2 con β = 1), todo el voltaje de salida V out se coloca en sentido contrario y en serie con el voltaje de entrada V in . Por lo tanto, los dos voltajes se restan de acuerdo con la ley de voltaje de Kirchhoff (KVL) (el sustractor del diagrama de bloques de funciones se implementa solo mediante el bucle de entrada), y su diferencia extraordinaria V diff = V in - V outse aplica a la unión base-emisor. El transistor supervisa continuamente V diff y ajusta su tensión de emisor casi igual (menos V BEO ) para la tensión de entrada haciendo pasar la corriente de colector de acuerdo a través de la resistencia de emisor R E . Como resultado, el voltaje de salida sigue las variaciones de voltaje de entrada desde V BEO hasta V + ; de ahí el nombre "seguidor emisor".

Intuitivamente, este comportamiento también puede entenderse al darse cuenta de que el voltaje base-emisor en el transistor bipolar es muy insensible a los cambios de polarización, por lo que cualquier cambio en el voltaje base se transmite (con una buena aproximación) directamente al emisor. Depende ligeramente de varias perturbaciones (tolerancias de transistores, variaciones de temperatura, resistencia de carga, una resistencia de colector si se agrega, etc.), ya que el transistor reacciona a estas perturbaciones y restablece el equilibrio. Nunca se satura incluso si el voltaje de entrada alcanza el carril positivo.

Un pequeño cambio de voltaje en el terminal de entrada se replicará en la salida (dependiendo ligeramente de la ganancia del transistor y el valor de la resistencia de carga ; consulte la fórmula de ganancia a continuación). Este circuito es útil porque tiene una gran impedancia de entrada.

La baja impedancia de salida permite que una fuente con una gran impedancia de salida controle una pequeña impedancia de carga ; funciona como un amortiguador de voltaje . En otras palabras, el circuito tiene ganancia de corriente (que depende en gran medida de la h FE del transistor) en lugar de ganancia de voltaje, debido a sus características se prefiere en muchos dispositivos electrónicos. Un pequeño cambio en la corriente de entrada da como resultado un cambio mucho mayor en la corriente de salida suministrada a la carga de salida.


Figura 1: Circuito colector común NPN básico (sin tener en cuenta los detalles de polarización ).
Figura 3: Versión PNP del circuito emisor-seguidor, todas las polaridades están invertidas.
Figura 4: Seguidor de voltaje NPN con polarización de fuente de corriente adecuada para circuitos integrados
Figura 5: Circuito de pequeña señal correspondiente a la Figura 3 usando el modelo híbrido-pi para el transistor bipolar a frecuencias lo suficientemente bajas como para ignorar las capacitancias del dispositivo bipolar
Figura 6: Circuito de pequeña señal de baja frecuencia para seguidor de voltaje bipolar con corriente de prueba en la salida para encontrar la resistencia de salida. Resistencia .