Transistori vahvistinpiirinä

Transistorit ovat puolijohdelaitteita, joita käytetään sähköisten signaalien kytkemiseen tai vahvistamiseen. Ne ovat erittäin kestäviä, pienempiä ja toimivat pienjännitesyötöllä. Transistori on kolmen päätelaite:

• Alusta: Tätä tapia käytetään transistorin aktivointiin (vähintään 0,7 V tarvitaan transistorin kytkemiseksi päälle)
• Kerääjä: Virta kulkee tämän liittimen läpi
• Lähetin: Virta valuu ulos tästä liittimestä, joka on yleensä kytketty maahan

Transistoreita on kahden tyyppisiä: NPN-transistori ja PNP-transistori. Tässä piirissä käytämme NPN-transistoria oskilloskoopilla osoitettujen signaalien vahvistamiseen.

Kuten tiedämme, transistoria käytetään yleensä transistorina kytkimenä tai transistoria vahvistimena. Olemme selittäneet transistorin kytkimeksi edellisessä opetusohjelmassa, nyt kun käytämme transistoria vahvistimena, olemme osoittaneet piirin ja se toimii tässä opetusohjelmassa. Transistorin käyttämiseksi vahvistimena meillä on kolme transistorikonfiguraatiota, jotka selitetään alla.

Mitä ovat transistorin kokoonpanot?

Yleensä kokoonpanoja on kolme tyyppiä, ja niiden kuvaukset vahvistuksen suhteen ovat seuraavat:

• Yhteisen kannan (CB) kokoonpano: Sillä ei ole virranvahvistusta, mutta sillä on jännitevahvistus.
• Yhteinen keräilijän (CC) kokoonpano: Siinä on virran vahvistus, mutta ei jännitevahvistusta.
• Yhteisen lähettimen (CE) kokoonpano: Siinä on sekä virran vahvistus että jännitteen voitto.

Tässä selitämme Common-Emitter-kokoonpanoa, koska se on eniten käytetty ja suosituin kokoonpano. Jos haluat oppia kahdesta muusta kokoonpanosta, transistorityypistä ja niiden toiminnasta, seuraa linkitetty artikkeli.

Yhteisen lähettimen kokoonpano

CE (Common-Emitter) -kokoonpanossa saadaan lähtö kollektoripäätteestä. Tulo syötetään tukiasemaan ja emitteri on yhteinen tulolle ja lähdölle. Tämä kokoonpano on käänteinen vahvistinpiiri. Tässä tulo parametrit ovat V _BE ja I _B ja parametrit ovat V _CE ja I _C.

Tässä kokoonpanossa kerääjän ja perusvirran summa on yhtä suuri kuin emitterivirta.

I _E = I _C + I _B

Nykyinen vahvistus (beeta) määritetään kollektorivirran ja perusvirran suhteella tässä kokoonpanossa.

Nykyinen vahvistus (β) = I _C / I _B

Tämä kokoonpano on käytetyin kokoonpano kaikkien kolmen joukossa, koska sillä on keskimääräinen tulo- ja lähtöimpedanssiarvo. Lähtösignaalin vaihesiirto on 180⁰, joten lähtö ja tulo ovat käänteisiä toisiinsa nähden.

Transistorivahvistinpiirille vaadittavat komponentit

• BC547-NPN-transistori
• Vastus (10k, 4.7k, 1.5k, 1k)
• Kondensaattori (0,1uf, 1uf, 22uf)
• Oskilloskooppi
• Johtojen liittäminen
• Leipälauta
• 12 V: n syöttö

Yksinkertainen transistorin vahvistimen piirikaavio

Transistorin toiminta vahvistimena

Yllä olevassa piirikaaviossa olemme tehneet jännitteenjakajan piirin käyttämällä vastusta R1 ja R2 4,7 k ja vastaavasti 1,5 k. Siksi jännitteenjakajan piirin lähtöä käytetään asianmukaiseen esijännitteeseen transistorin kytkemiseksi päälle. Transistorin perusliittimen jännite, joka tarvitaan transistorin kytkemiseen päälle, vaihtelee välillä 0,7 (min) - 5 V (maksimi). Voit muuttaa vastuksen arvoa, mutta perustulojännitteen ei tulisi ylittää aluetta. Kun virtaa syötetään piiriin, jännitteenjakajan piirilähtö tuottaa riittävästi jännitettä transistorin esijännittämiseksi.

Tässä R4 käytetään virtaa rajoittavana vastuksena ja C2 ohituskondensaattorina ja R3-C3 ovat tekemässä RC-suodatinta lähtösignaalille.

Seuraavassa mainittuja transistoreita on kolme:

• Katkaisualue: kun jännite tukiaseman ja emitterin välillä on alle 0,7 V, transistori on raja-alueella.
• Saturaatioalue: Kun V _BC ja V _BE kasvavat ja molemmat siirtyvät eteenpäin puolueellisiksi, niin transistori on kyllästysalueella.
• Aktiivinen alue: kun kantajännite kasvaa, mutta V _BC (emäksestä kerääjään) -jännite on edelleen negatiivinen, tähän arvoon asti transistori pysyy aktiivisella alueella.

Transistori toimii vahvistimena vain, kun sitä käytetään aktiivisella alueella. Tässä transistori toimii vahvistimena, olemme käyttäneet yhteisen emitterin kokoonpanoa.

Siksi tukiasemaan syötetty pulssitulo vahvistetaan ja vastaanotetaan kondensaattorissa C3.

Kysymys kuuluu, miten se vahvistuu? Kun tulopulssi menee KORKEA, se kytkee päälle transistorin ja virta alkaa kulua keräilijästä emitteriin tuolloin, mikä tarkoittaa, että pulssi keräilijästä emitteriin saa myös KORKEAA tälle ajalle ja päinvastoin. Joten, transistori vain jäljittelee tulopulssia (joka on pois matalasta jännitteestä) lähtöpulssiin (joka on pois HIGH-jännitteestä, 12 V piirissämme).