KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 16.
Tranzystor pracuje w układzie wspólnego emitera. Podstawowym zadaniem zaznaczonego na rysunku kondensatora C w tym układzie jest
Ilustracja przedstawia schemat elektroniczny, który jest związany z egzaminem zawodowym dla technika elektronika,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W układzie wspólnego emitera kondensator na wyjściu jest zwykle kondensatorem sprzęgającym: przepuszcza składową zmienną sygnału, a blokuje składową stałą wynikającą z punktu pracy tranzystora. Dzięki temu kolejny stopień/obciążenie nie jest polaryzowane napięciem stałym z kolektora.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz tranzystorowy w układzie wspólnego emitera (WE) pracuje z ustalonym punktem pracy (polaryzacją DC), aby mógł liniowo wzmacniać małe sygnały zmienne. Na kolektorze (wyjściu stopnia) występuje więc pewne napięcie stałe wynikające z polaryzacji, na które "nakłada się" użyteczny sygnał zmienny (AC).

Podstawowym zadaniem kondensatora C zaznaczonego na wyjściu (typowo włączonego szeregowo między wyjściem stopnia a obciążeniem lub następnym stopniem) jest odseparowanie składowej stałej napięcia wyjściowego. Kondensator stanowi dla składowej stałej przerwę (nie przewodzi DC), a dla składowej zmiennej ma reaktancję zależną od częstotliwości, dzięki czemu sygnał AC może zostać przekazany dalej.

  • Dlaczego nie "minimalizacja wpływu tętnień napięcia zasilającego"?
    To jest rola kondensatorów filtrujących/odsprzęgających zasilanie, które są włączane między szynę zasilania a masę (często blisko stopnia). Kondensator sprzęgający na wyjściu nie usuwa tętnień u źródła; co najwyżej nie przeniesie DC na obciążenie, ale nie jest to podstawowa metoda walki z tętnieniami zasilania.
  • Dlaczego nie "ograniczenie od góry pasma przenoszenia"?
    Kondensator sprzęgający najczęściej współtworzy dolną częstotliwość graniczną (ogranicza przenoszenie niskich częstotliwości), bo przy małych częstotliwościach jego reaktancja rośnie. Ograniczenie "od góry" zwykle wynika z pojemności pasożytniczych i pojemności międzyelektrodowych tranzystora oraz pojemności obciążenia.
  • Dlaczego nie "realizacja pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego"?
    Ujemne sprzężenie zwrotne wymaga wyraźnej ścieżki z wyjścia na wejście (np. rezystor w emiterze, dzielnik rezystorowy, sieć RC między stopniami). Kondensator sprzęgający na wyjściu, w typowym połączeniu szeregowym, nie tworzy samodzielnie pętli sprzężenia zwrotnego.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli kondensator jest włączony szeregowo w torze sygnałowym między stopniami, najczęściej jest to kondensator sprzęgający (odcina DC). Jeśli jest między zasilaniem a masą – najczęściej filtruje/odsprzęga. Jeśli jest równolegle do rezystora w emiterze – zwykle "obejściowy" (wpływa na wzmocnienie AC).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Układ wspólnego emitera (WE) to konfiguracja BJT, w której emiter jest wspólny dla wejścia i wyjścia (zwykle połączony z masą przez rezystor). Sygnał podaje się na bazę, a wyjście odbiera z kolektora. Daje wzmocnienie napięciowe i odwraca fazę.
Kondensator sprzęgający na wyjściu odcina składową stałą (DC) wynikającą z polaryzacji punktu pracy, a przepuszcza składową zmienną (AC) sygnału. Dzięki temu następny stopień lub obciążenie nie dostaje napięcia stałego z kolektora tranzystora.
Separacja DC chroni obciążenie i kolejne stopnie przed niepożądaną polaryzacją. Napięcie stałe mogłoby przesunąć punkt pracy następnego układu, spowodować nasycenie/odcięcie, a w zastosowaniach audio nawet uszkadzać głośnik przez stały prąd.
Tak, ale typowo wpływa głównie na dolną granicę pasma. Zbyt mała pojemność powoduje tłumienie niskich częstotliwości, bo reaktancja kondensatora rośnie przy małej częstotliwości. Górna granica częściej wynika z pojemności pasożytniczych i obciążenia.
Kondensator sprzęgający jest zwykle włączony szeregowo w torze sygnału (między stopniami lub na wejściu/wyjściu). Kondensator filtrujący/odsprzęgający jest włączony między zasilaniem a masą (równolegle do układu) i ma zmniejszać zakłócenia oraz tętnienia na linii zasilania.
Przy spadku pojemności pojawia się "zanik basu" lub słabe przenoszenie wolnych zmian sygnału. Przy przerwie sygnał może w ogóle nie przechodzić. Przy zwarciu kondensatora składowa stała może przejść na obciążenie, powodując przesunięcie punktu pracy lub przydźwięk.
Składowa stała (DC) to "poziom napięcia" wynikający z polaryzacji układu, praktycznie niezmienny w czasie. Składowa zmienna (AC) to użyteczna informacja – wahania napięcia/prądu wokół tego poziomu. Kondensator sprzęgający usuwa DC, zostawiając AC.
Bo w elektronice bardzo często spotyka się kondensatory "na zasilaniu" i uczniowie kojarzą je z redukcją tętnień. Jednak kondensator na wyjściu stopnia WE najczęściej nie jest elementem filtracji zasilania, tylko sprzęganiem sygnału i separacją DC między stopniami.
Sam kondensator wyjściowy w typowym połączeniu szeregowym nie tworzy pętli sprzężenia zwrotnego, bo nie podaje części sygnału z wyjścia na wejście. Sprzężenie zwrotne realizuje się zwykle rezystorami lub sieciami RC prowadzącymi sygnał z wyjścia do emitera/bazy.
Ćwicz rozpoznawanie połączenia kondensatora na schemacie: szeregowo w torze (sprzęganie), do masy przy zasilaniu (odsprzęganie), równolegle do rezystora emitera (obejście). Do tego powtórz, że kondensator blokuje DC i ma reaktancję zależną od częstotliwości.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 51% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że w układzie wspólnego emitera kondensator na wyjściu jest zwykle kondensatorem sprzęgającym: przepuszcza składową zmienną sygnału, a blokuje składową stałą wynikającą z punktu pracy tranzystora.

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "Sztuka elektroniki" (The Art of Electronics), rozdziały o wzmacniaczach tranzystorowych i kondensatorach sprzęgających, wydania polskie/różne
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdział o wzmacniaczu BJT w konfiguracji wspólnego emitera i sprzęganiu sygnałów

Materiały:

  • Podręcznik elektroniki analogowej: rozdział o wzmacniaczach tranzystorowych BJT
  • Notatki/lekcje o kondensatorach: sprzęganie, odsprzęganie, stała czasowa RC
  • Zadania praktyczne: analiza schematów WE i wskazywanie roli elementów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego