فاز سیگنال ورودی و سیگنال خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک

فاز سیگنال ورودی و سیگنال خروجی تقویت کننده کلکتور مشترک:
همانند آرایش تقویت کننده امیتر مشترک، در این آرایش نیز سیگنال ورودی به ترمینال بیس ترانزیستور اعمال می شود و سیگنال خروجی از ترمینال امیتر ترانزیستور دریافت می شود.

اما چون فقط یک پیوند P-N بایاس مستقیم بین ترمینال های بیس و امیتر ترانزیستور وجود دارد، در نتیجه هر سیگنال ورودی که به بیس ترانزیستور اعمال شود، مستقیما از طریق پیوند به ترمینال امیتر هدایت می شود.

بنابراین سیگنال خروجی که در امیتر ظاهر می شود، در فازی یکسان با سیگنال ورودی اعمال شده به بیس ترانزیستور قرار دارد.

چون سیگنال خروجی تقویت کننده از بار متصل به امیتر گرفته می شود، این آرایش از تقویت کننده های ترانزیستوری را مدار تعقیب کننده امیتر (Emitter Follower) نیز می نامند؛ زیرا خروجی امیتر مقدار تغییرات سیگنال ولتاژ بیس را ردیابی و تعقب می کند و فقط به اندازه 0٫7 ولت (VBE) از آن کمتر است.

بنابراین سیگنال ولتاژ ورودی و سیگنال ولتاژ خروجی در یک فاز قرار دارند و اختلاف فاز ولتاژ بین ورودی و خروجی صفر است.

همان طور که قبلا نیز اشاره شد، پیوند P-N امیتر مانند دیود بایاس مستقیم عمل می کند و برای سیگنال های ورودی AC کوچک، دیود پیوند امیتر دارای مقاومتی برابر باr‘e=25mv/Ie است که در آن 25mv ولتاژ حرارتی پیوند در دمای اتاق است وIe جریان امیتر است. در نتیجه با افزایش جریان امیتر، مقاومت امیتر به صورت معکوس با آن کاهش می یابد.

جریان بیس که از طریق مقاومت پیوند داخلی امیتر-بیس جاری می شود، از طریق مقاومت خارجی متصل به امیتر به سمت خارج از مدار جریان می یابد. این دو مقاومت که به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند، در واقع تشکیل یک شبکه مقسم ولتاژ می دهند و منجر به ایجاد افت ولتاژ می شوند.

چون مقدار مقاومتr‘e کوچک و مقاومت امیتر بسیار بزرگ تر است (معمولا در بازه کیلو اهم)، دامنه ولتاژ خروجی تقویت کننده کمتر از ولتاژ ورودی به دست می آید. اما در عمل، دامنه ولتاژ خروجی (مقدار پیک تا پیک) در حدود 98 تا 99 درصد از ولتاژ ورودی است.

این مقدار در اکثر کاربردها به اندازه کافی بزرگ است، به نحوی که می توان ترانزیستور را تقویت کننده با بهره واحد در نظر گرفت.

می توان بهره ولتاژVA تقویت کننده کلکتور مشترک را با استفاده از فرمول مقسم ولتاژ به صورت زیر محاسبه کرد. توجه کنید که ولتاژ بیس را برابر با ولتاژ ورودی فرض می کنیم.

چون شرط زیر برقرار است:

بنابراین بهره ولتاژ را به صورت زیر به دست می آید:

بنابراین تقویت کننده کلکتور مشترک، نمی تواند منجر به تقویت ولتاژ ورودی شود و به این دلیل عبارت مناسب تر برای توصیف این آرایش، مدار تعقیب کننده ولتاژ است.

از آن جا که ولتاژ خروجی مقدار ورودی را تعقیب می کند و در فاز یکسان با سیگنال ورودی قرار دارد، تقویت کننده کلکتور مشترک یک تقویت کننده بهره ولتاژ واحد غیر معکوس کننده است.