KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 14.
Który układ wzmacniający z tranzystorem bipolarnym charakteryzuje się stosunkowo dużym wzmocnieniem napięciowym i dużym wzmocnieniem prądowym?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ OE (wspólny emiter) jest typową konfiguracją wzmacniacza BJT dającą jednocześnie duże wzmocnienie napięciowe oraz duże wzmocnienie prądowe. Dla porównania, OC zwykle ma wzmocnienie napięciowe bliskie 1 (bufor), a OB ma duże wzmocnienie napięciowe, lecz wzmocnienie prądowe mniejsze od 1.

Pełne wyjaśnienie:

W konfiguracjach wzmacniaczy z tranzystorem bipolarnym (BJT) kluczowe jest, która elektroda jest "wspólna" (połączona z punktem odniesienia dla sygnału zmiennego). Od tego zależą typowe wartości wzmocnienia napięciowego, prądowego, a także impedancje wejścia i wyjścia.

Odpowiedź "OE" (wspólny emiter) jest poprawna, ponieważ układ ze wspólnym emiterem jest klasycznym stopniem wzmacniającym, który w praktyce zapewnia znaczne wzmocnienie napięciowe (zmiana prądu kolektora wywołuje dużą zmianę napięcia na obciążeniu w kolektorze) oraz duże wzmocnienie prądowe (zależne m.in. od wzmocnienia prądowego tranzystora). To właśnie dlatego OE jest najczęściej kojarzony z "prawdziwym" wzmacnianiem sygnału.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do warunku z treści?

  • "OC" (wspólny kolektor) to tzw. wtórnik emiterowy. Jego typową cechą jest wzmocnienie napięciowe bliskie jedności (nie daje dużego wzmocnienia napięciowego), za to potrafi zapewnić korzystne dopasowanie impedancji i "wzmocnienie" prądowe w sensie zdolności obciążania następnego stopnia.
  • "OB" (wspólna baza) ma zwykle dobre właściwości dla wysokich częstotliwości i może dawać wzmocnienie napięciowe, ale jego wzmocnienie prądowe (w typowym ujęciu) jest mniejsze od 1, więc nie spełnia warunku "dużego wzmocnienia prądowego".
  • "OG" jest skrótem spotykanym w odniesieniu do konfiguracji z innym typem tranzystora (np. polowego), więc nie jest właściwą odpowiedzią dla klasycznych konfiguracji BJT opisanych jako OE/OB/OC.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu jednocześnie wymagane jest duże wzmocnienie napięciowe i prądowe, najczęściej chodzi o stopień OE. Gdy pojawia się "bufor" lub dopasowanie impedancji (bez dużego wzmocnienia napięciowego) – typowo OC. Gdy mowa o pracy na wysokich częstotliwościach i małej impedancji wejściowej – często OB.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
OE oznacza układ ze wspólnym emiterem. Emiter jest punktem wspólnym (odniesieniem) dla sygnału zmiennego, a sygnał wyjściowy pobiera się zwykle z kolektora. To najczęściej stosowana konfiguracja, gdy potrzebne jest wyraźne wzmocnienie napięciowe.
W OE mała zmiana prądu bazy powoduje większą zmianę prądu kolektora, a ta z kolei wywołuje dużą zmianę napięcia na obciążeniu w obwodzie kolektora. Dzięki temu uzyskuje się jednocześnie istotne wzmocnienie prądowe (zależne od tranzystora) i napięciowe (zależne od obciążenia).
OC to układ ze wspólnym kolektorem (wtórnik emiterowy). Zwykle nie zwiększa znacząco napięcia (wzmocnienie napięciowe bliskie 1), ale poprawia dopasowanie impedancji i pozwala sterować większym obciążeniem. Często działa jako bufor między stopniami.
OB (wspólna baza) charakteryzuje się małą impedancją wejściową i często dobrymi właściwościami dla wyższych częstotliwości. Może zapewniać wzmocnienie napięciowe, ale typowo nie daje dużego wzmocnienia prądowego, dlatego rzadziej jest wybierany jako uniwersalny stopień wzmacniający.
Jeśli w treści pojawia się wymaganie dużego wzmocnienia napięciowego oraz dużego wzmocnienia prądowego w jednym stopniu, najczęściej pasuje OE. OC kojarz z buforem (prawie brak wzmocnienia napięcia), a OB z zastosowaniami specjalnymi, np. dla wysokich częstotliwości.
Tak, OC może zapewniać znaczną zdolność "wzmacniania" prądu w sensie dostarczenia większego prądu do obciążenia, ale zwykle nie spełnia warunku dużego wzmocnienia napięciowego. Dlatego przy pytaniach wymagających obu wzmocnień jednocześnie OC zazwyczaj odpada.
Najczęstszy błąd to wybór OC, bo "dobrze przenosi prąd", mimo że napięciowo prawie nie wzmacnia. Drugi błąd to mylenie OB z OE, bo oba mogą dawać wzmocnienie napięciowe. Warto zapamiętać: OB nie daje typowo dużego wzmocnienia prądowego.
W praktyce ważne są m.in. charakterystyki tranzystora, takie jak jego typowe wzmocnienie prądowe oraz punkt pracy (polaryzacja). Równie istotne są elementy zewnętrzne: rezystory w emiterze i kolektorze oraz obciążenie, bo wpływają na to, jak prąd kolektora zamienia się na napięcie wyjściowe.
OB wybiera się, gdy liczą się cechy inne niż jednoczesne duże wzmocnienie prądowe i napięciowe, np. praca przy wyższych częstotliwościach, specyficzne dopasowanie impedancji lub szczególne wymagania dotyczące stabilności. W typowych przedwzmacniaczach sygnałowych częściej spotkasz OE.
Ucz się porównawczo: dla OE/OB/OC wypisz w tabeli wzmocnienie napięciowe, prądowe oraz impedancję wejścia/wyjścia. Następnie rozwiązuj krótkie testy, w których z opisu wymagania (np. "bufor", "duże wzmocnienie napięciowe") dopasowujesz konfigurację.
info

Około 44% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Układ OE (wspólny emiter) jest typową konfiguracją wzmacniacza BJT dającą jednocześnie duże wzmocnienie napięciowe oraz duże wzmocnienie prądowe."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics" (3rd edition), rozdziały o wzmacniaczach BJT i konfiguracjach CE/CB/CC, Cambridge University Press, 2015
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits" (7th edition), część dotycząca wzmacniaczy BJT (CE/CB/CC), Oxford University Press, 2014
  • Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, "Electronic Devices and Circuit Theory" (11th edition), rozdział o wzmacniaczach tranzystorowych BJT (CE/CB/CC), Pearson, 2012

Materiały:

  • Podręczniki do elektroniki analogowej opisujące konfiguracje BJT (OE/OB/OC) i ich własności
  • Notatki z zajęć o wzmacniaczach małosygnałowych i modelach małosygnałowych tranzystora
  • Zadania i testy z rozpoznawania konfiguracji i porównywania wzmocnień

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego