I föregående kapitel lärde vi känna kollektorkopplingen hos en bipolär transistor. I det här kapitlet tittar vi på emitterkopplingen.
Låt oss kort sammanfatta egenskaperna hos kollektor- och emitterkopplingen i följande tabell:
| Egenskap | Emitterkoppling | Kollektorkoppling |
|---|---|---|
| Fasförskjutning | $\qty{180}{\degree}$ | $\qty{0}{\degree}$ |
| Spänningsförstärkning | $\num{100}\dots\num{300}$ | $\num{0,9}\dots\num{0,98}$ |
| Ingångsimpedans | hög | hög |
| Utgångsimpedans | hög | låg |
Som vi lärde oss i föregående kapitel bestäms namnet på en bipolär transistors grundkopplingar av den anslutning som varken är ingång eller utgång i kopplingen och som därmed utgör den gemensamma referenspunkten för ingångs- och utgångskretsen. I emitterkopplingen är det emittern.
Förstärkarkopplingar med bipolära transistorer namnges efter den anslutning där varken ingången eller utgången är direkt ansluten (jfr figur HAREC-11.18.1).
Figur HAREC-11.18.2 visar en enkel emitterkoppling med spänningsmatning, kollektormotstånd och kopplingskondensatorer.
För drift som linjär spänningsförstärkare behöver transistorn i emitterkopplingen en definierad arbetspunkt (engelska bias, förspänning), som normalt fastställs med en spänningsdelare vid basen.
Kollektormotståndet omvandlar strömmen som flyter genom kollektor-emitter-sträckan till ett spänningsfall, som tas ut vid kollektorn. Transistorns kollektorström flyter (tillsammans med den normalt försumbara basströmsandelen) via emittern genom emittermotståndet till jord. Strömmen genom emittermotståndet ger ett spänningsfall över det och därmed en höjning av emitterpotentialen (emitterspänningen), vilket verkar som motkoppling för basspänningen. Därigenom stabiliseras transistorns arbetspunkt ytterligare, eftersom termiskt betingade ändringar av kollektorströmmen regleras bort.
In- och utkoppling av signalerna vid bas och kollektor sker via så kallade kopplingskondensatorer. Deras uppgift är att hålla likspänningskomponenter, som skulle förändra arbetspunkten, borta från förstärkarsteget.
Avkopplingskondensatorn i matningsspänningen (+) leder bort oönskade HF- och LF-signaler, så att återkopplingseffekter på steget och matningsspänningen undviks.
Fasförskjutningen mellan in- och utsignal är i emitterkopplingen $\qty{180}{\degree}$, eftersom kollektorströmmen vid en positiv halvperiod i ingångsspänningen på basen ökar och spänningsfallet över kollektormotståndet därmed tilltar. Därigenom sjunker spänningen vid utgångskondensatorn. Det blir en negativ halvperiod på förstärkarstegets utgång.
Emitterkopplingens spänningsförstärkning ligger vid lämplig dimensionering i området $100\dots 300$ och är därmed mycket hög jämfört med kollektorkopplingen.
Kondensatorn vid emittern överbryggar emittermotståndet för växelspänning, varvid motkopplingen minskar och växelspänningsförstärkningen ökar, medan likströmsarbetspunkten förblir oförändrad.
Tas emitterkondensatorn däremot bort sjunker kopplingens förstärkningsfaktor betydligt (t. ex. från $\num{100}$ till $\num{10}$). Den definieras då i praktiken bara av förhållandet mellan kollektormotstånd och emittermotstånd.
Drivs en emitterkoppling utan arbetspunktsförinställning med spänningsdelare sker styrningen av transistorn enbart genom den tillförda ingångssignalen. Först när den överstiger cirka $\qty{0,6}{\volt}$ blir transistorns bas-emitter-sträcka ledande. Därmed flyter en kollektorström bara i spänningstopparna, vilket ger ett spänningsfall på utgången. Som utsignal syns matningsspänningen, som sjunker de tider då transistorn kommer in i det ledande området. Så förklaras utsignalens utseende.
