- Co jsou konfigurace tranzistorů?
- Konfigurace společného vysílače
- Komponenty potřebné pro obvod tranzistorového zesilovače
- Jednoduché obvodové schéma tranzistorového zesilovače
- Práce tranzistoru jako zesilovače
Tranzistory jsou polovodičová zařízení používaná ke spínání nebo zesilování elektrických signálů. Jsou vysoce odolné, menší velikosti a pracují na nízkém napětí. Tranzistor je zařízení se třemi terminály:
- Patice: Tento kolík slouží k aktivaci tranzistoru (k zapnutí tranzistoru je zapotřebí minimálně 0,7 V)
- Sběratel: Proud protéká touto svorkou
- Vysílač: Z této svorky vychází proud, který je normálně připojen k zemi
Existují dva typy tranzistorů: NPN Transistor a PNP Transistor. V tomto obvodu používáme tranzistor NPN pro zesílení signálů, které jsou demonstrovány pomocí osciloskopu.
Jak víme, tranzistor se obecně používá jako tranzistor jako spínač nebo jako tranzistor jako zesilovač. Transistor jako přepínač jsme vysvětlili v našem předchozím tutoriálu, nyní pro použití tranzistoru jako zesilovače jsme demonstrovali obvod a funguje v tomto tutoriálu. Pro použití tranzistoru jako zesilovače máme tři konfigurace tranzistorů, které jsou vysvětleny níže.
Co jsou konfigurace tranzistorů?
Obecně existují tři typy konfigurací a jejich popis s ohledem na zisk je následující:
- Konfigurace Common Base (CB): Nemá žádný proudový zisk, ale má zisk napětí.
- Konfigurace Common Collector (CC): Má proudový zisk, ale žádný zisk napětí.
- Konfigurace společného vysílače (CE): Má proudový i napěťový zisk.
Zde vysvětlujeme konfiguraci Common-Emitter, protože se jedná o nejpoužívanější a nejoblíbenější konfiguraci. Učení o dalších dvou konfiguracích, typech tranzistorů a jejich fungování se řídí propojeným článkem.
Konfigurace společného vysílače
V konfiguraci CE (Common-Emitter) získáváme výstup z kolektorového terminálu. Vstup je dodáván do terminálu základny a emitor je společný pro vstup a výstup. Tato konfigurace je obvod invertujícího zesilovače. Zde se vstupní parametry jsou V BE a I B a výstupní parametry V CE a I C.
V této konfiguraci se součet kolektorového a základního proudu rovná proudu emitoru.
I E = I C + I B
Aktuální zisk (Beta) je v této konfiguraci definován poměrem kolektorového proudu a základního proudu.
Zisk proudu (β) = I C / I B
Tato konfigurace je nejpoužívanější konfigurací ze všech tří, protože má průměrnou hodnotu vstupní a výstupní impedance. Fázový posun výstupního signálu je 180⁰, proto jsou výstup a vstup vzájemně inverzní.
Komponenty potřebné pro obvod tranzistorového zesilovače
- BC547-NPN tranzistor
- Rezistor (10k, 4,7k, 1,5k, 1k)
- Kondenzátor (0,1uf, 1uf, 22uf)
- Osciloskop
- Připojení vodičů
- Nepájivá deska
- 12V napájení
Jednoduché obvodové schéma tranzistorového zesilovače
Práce tranzistoru jako zesilovače
Ve výše uvedeném schématu zapojení jsme vytvořili obvod děliče napětí pomocí odporu R1 a R2 4,7k, respektive 1,5k. Proto se výstup obvodu děliče napětí používá pro správné předpětí pro zapnutí tranzistoru. Základní napětí terminálu tranzistoru potřebné k zapnutí tranzistoru se pohybuje od 0,7 (min) do 5V (max). Hodnotu rezistoru můžete změnit, ale vstupní napětí základny by nemělo překročit rozsah. Když je napájení dodáváno do obvodu, výstup obvodu děliče napětí poskytuje dostatečné napětí pro zkreslení tranzistoru.
Zde se R4 používá jako odpor omezující proud a C2 se používá jako obtokový kondenzátor a R3-C3 vytvářejí RC filtr pro výstupní signál.
Níže jsou uvedeny tři operační oblasti tranzistoru:
- Mezní oblast: když je napětí mezi základnou a emitorem menší než 0,7 V, tranzistor je v mezní oblasti.
- Saturační oblast: Když se zvýší V BC a V BE a oba budou zkreslení dopředu, pak je tranzistor v saturační oblasti.
- Aktivní oblast: když se zvyšuje základní napětí, ale napětí V BC (základna na kolektor) je stále záporné, až do této hodnoty zůstane tranzistor v aktivní oblasti.
Tranzistor bude fungovat jako zesilovač, pouze pokud je provozován v aktivní oblasti. Zde tranzistor funguje jako zesilovač, použili jsme konfiguraci společného emitoru.
Proto se pulzní vstup dodávaný do základny zesiluje a přijímá na kondenzátoru C3.
Otázkou nyní je, jak se zesiluje? Když vstupní impuls stoupne na VYSOKÝ, zapne se tranzistor a proud začne proudit z kolektoru do emitoru po tuto dobu, což znamená, že puls z kolektoru do emitoru bude po tuto dobu také HIGH a naopak. Tranzistor tedy pouze napodobuje vstupní puls (který je mimo nízké napětí) na výstupní puls (který je mimo HIGH napětí, 12V v našem obvodu).