امپدانس خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک

امپدانس خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک:
برای تعیین امپدانس خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک باید از دید بار متصل به خروجی ترانزیستور به عقب و به سمت ترمینال امیتر نگاه کنیم.

برای این کار باید ابتدا از مقاومت بار صرف نظر کنیم؛ زیرا می خواهیم مقدار مقاومت موثر در خروجی تقویت کننده برای درایو کردن بار را به دست آوریم. بنابراین مدار معادل AC تقویت کننده از دید خروجی به صورت زیر است.

با توجه به مدار معادل نشان داده شده در تصویر بالا می توان گفت که مقدار امپدانس ورودی در بیس ترانزیستور برابر است با:

بهره جریان مربوط به ترانزیستور برابر باβ است. بنابراین مقدار امپدانس خروجی برابر است با:

حال می توان با مشاهده مدار به این نکته پی برد که مقدار مقاومت امیتر ترانزیستور در واقع با مقدار امپدانس ترانزیستور که در نگاه به سمت امیتر دیده می شود، به صورت موازی قرار گرفته است.

اگر مقدار مقاومت خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک را با استفاده از مقادیر مثال قبل محاسبه کنیم، به مقدارZOUT=49.5Ω می رسیم. این مقدار بسیار کمتر از مقدار محاسبه شده برای به امپدانس ورودی تقویت کننده (ZIN(BASE)) است.

بنابراین، با توجه به مقادیر محاسبه شده می توان به این نکته پی برد که مقدار امپدانس ورودی یک تقویت کننده کلکتور مشترک بسیار بزرگ است، اما در مقابل مقدار امپدانس خروجی این آرایش مقدار بسیار کوچکی دارد و به همین دلیل می تواند بارهای با مقادیر امپدانس کوچک را درایو کند.

درواقع می توان گفت که به دلیل امپدانس ورودی بسیار بزرگ تقویت کننده کلکتور مشترک و امپدانس خروجی بسیار کوچک، از این آرایش به عنوان تقویت کننده بافر با بهره واحد استفاده می شود.

همان طور که گفتیم، با استفاده از مقادیر داده شده در مثال دوم، امپدانس خروجی آرایش تقویت کننده کلکتور مشترک تقریبا برابر با 50 اهم به دست می آید.

حال اگر یک مقاومت با مقدار 10 کیلو اهم را به عنوان بار به خروجی این مدار متصل کنیم، ان گاه امپدانس خروجی مدار در وضعیت جدید به صورت زیر به دست می آید:

اگرچه مقدار مقاومت بار برابر با 10 کیلو اهم است، اما امپدانس معادل خروجی مدار هنوز مقدار کوچکی برابر یا 49٫3 اهم دارد.

دلیل این پدیده این است که مقدار مقاومت بار در مقایسه با مقاومت خروجی بزرگ تر است، اما برای انتقال توان الکتریکی بیشینه لازم است که مقدار مقاومت بار با مقاومت خروجی مدار برابر شود.

از آن جا که تقویت کننده کلکتور مشترک به عنوان یک مدار با بهره ولتاژ واحد در نظر گرفته می شود، در نتیجه بهره توان تقویت کننده باید با بهره جریان تقویت کننده برابر باشد. زیرا توان برابر است با حاصل ضرب ولتاژ در جریان.

به دلیل این که بهره جریان تقویت کننده کلکتور مشترک به صورت نسبت مقدار جریان کلکتور به جریان بیس   تعریف می شود، در نتیجه این بهره در تقویت کننده کلکتور مشترک را می توان به صورت تقریبی برابر باβدر نظر گرفت، زیرا مقدارβ+1 با β تفاوت چندانی ندارد.