Stromverstärker und Puffer.

Pufferverstärker.

Der Pufferverstärker ist eine Schaltung, die die elektrische Impedanz von einer Schaltung in eine andere umwandelt. Der Hauptzweck eines Puffers besteht darin, das Laden einer vorhergehenden Schaltung durch die nachfolgende zu verhindern. Zum Beispiel kann ein Sensor die Fähigkeit haben, eine Spannung oder einen Strom zu erzeugen, die einer bestimmten physikalischen Größe entsprechen, die er erfasst, aber er kann nicht die Energie haben, um Schaltkreise anzusteuern, mit denen er verbunden ist. In solchen Situationen kann ein Puffer verwendet werden. Ein Puffer, wenn er zwischen dem Sensor und der nachfolgenden Schaltung angeschlossen ist, treibt die Schaltung leicht in Bezug auf Strom oder Spannung entsprechend dem Sensorausgang an.Puffer werden in Spannungspuffer und Strompuffer eingeteilt. Die Symbole des idealen Spannungspuffers und des Strompuffers sind in Fig 1 bzw. Fig 2 dargestellt.

Voltage buffer.

Eine Schaltung, die eine Spannung von einer Schaltung mit hoher Ausgangsimpedanz zu einer Schaltung mit niedriger Eingangsimpedanz überträgt, wird als Spannungspuffer bezeichnet. Der Spannungspuffer, der zwischen diese beiden Schaltkreise geschaltet ist, verhindert, dass die Schaltung mit niedriger Eingangsimpedanz (zweite) die erste lädt. Unendliche Eingangsimpedanz, Null Ausgangsimpedanz, absolute Linearität, hohe Geschwindigkeit usw. sind die Merkmale eines idealen Spannungspuffers.

Wenn die Spannung ohne Änderung der Amplitude von der ersten Schaltung auf die zweite Schaltung übertragen wird, wird eine solche Schaltung als Spannungspuffer oder Spannungsfolger mit Einheitsverstärkung bezeichnet. Die Ausgangsspannung verfolgt oder folgt nur der Eingangsspannung. Die Spannungsverstärkung des Spannungsfolgers beträgt Einheit (Av = 1). Obwohl es keine Spannungsverstärkung gibt, wird es eine ausreichende Stromverstärkung geben. Wenn also ein Spannungsfolger zwischen zwei Stromkreisen geschaltet wird, überträgt er die Spannung von der ersten zur zweiten ohne Amplitudenänderung und treibt den zweiten Stromkreis an, ohne den ersten Stromkreis zu laden.

Ein Spannungspuffer kann mittels Opamp, BJT oder MOSFET realisiert werden. Der Spannungsfolger mit Transistor (BJT) ist in Abb. 3 dargestellt. Spannungsfolger mit BJT wird auch als Emitterfolger bezeichnet. + Vcc ist die Kollektorspannung des Transistors, Vin ist die Eingangsspannung, Vout ist die Ausgangsspannung und Re ist der Emitterwiderstand des Transistors.

Der mit Opamp implementierte Spannungsfolger ist in Abb. 2 dargestellt. Dies geschieht durch Anlegen einer vollständigen negativen Rückkopplung an den Operationsverstärker, dh; durch Verbinden des Ausgangspins mit dem invertierenden Eingangspin. Hier wird der Opamp im nicht invertierenden Modus konfiguriert (siehe Abbildung 2). Die Gleichung für die Verstärkung lautet also Av = 1 + (Rf / R1).

Da Ausgang und invertierender Eingang kurzgeschlossen sind, ist Rf=0 .

Da es kein R1 zu Masse gibt, kann es als offener Stromkreis betrachtet werden und so R1 = ∞

Daher (Rf/R1) = (0/∞) = 0.

Daher Spannungsverstärkung Av = 1 + (Rf/R1) = 1+0 =1.

Current buffer.

Strompuffer ist eine Schaltung, die verwendet wird, um Strom von einer Schaltung mit niedriger Eingangsimpedanz zu einer Schaltung mit hoher Eingangsimpedanz zu übertragen. Die zwischen die beiden Stromkreise geschaltete Strompufferschaltung verhindert, dass der zweite Stromkreis den ersten Stromkreis belastet. Die Merkmale eines idealen Strompuffers sind unendliche Eingangsimpedanz, Null Ausgangsimpedanz, hohe Linearität und schnelle Reaktion. Ein Strompuffer mit Unity Gain (B=1) wird als Unity Gain current Buffer oder Current Follower bezeichnet. Hier verfolgt oder folgt der Ausgangsstrom nur dem Eingangsstrom. Ein Strompuffer kann mittels Transistor (BJT oder MOSFET) realisiert werden.

Stromverstärkerschaltung.

Eine Stromverstärkerschaltung ist eine Schaltung, die den Eingangsstrom um einen festen Faktor verstärkt und der nachfolgenden Schaltung zuführt. Ein Stromverstärker ist einem Spannungspuffer etwas ähnlich, aber der Unterschied besteht darin, dass ein idealer Spannungspuffer versucht, den von der Last benötigten Strom zu liefern, während die Eingangs- und Ausgangsspannungen gleich bleiben, wobei ein Stromverstärker die nachfolgende Stufe mit einem Strom versorgt Das ist ein festes Vielfaches des Eingangsstroms. Ein Stromverstärker kann unter Verwendung von Transistoren realisiert werden.Das Schema einer Stromverstärkerschaltung unter Verwendung von Transistoren ist in der folgenden Abbildung dargestellt. In dieser Schaltung werden zwei Transistoren verwendet. β1 und β2 sind die Stromverstärkungen der Transistoren Q1 bzw. Q2. Iin ist der Eingangsstrom, Iout ist der Ausgangsstrom und + Vcc ist die Kollektorspannung des Transistors T2 Die Gleichung für den Ausgangsstrom lautet Iout = β1 β2 Iin .