Tranzystor jako obwód wzmacniacza

Tranzystory to urządzenia półprzewodnikowe używane do przełączania lub wzmacniania sygnałów elektrycznych. Są bardzo trwałe, mniejsze i zasilane niskim napięciem. Tranzystor to urządzenie z trzema zaciskami:

• Podstawa: Ten pin używany do aktywacji tranzystora (minimum 0,7 V wymagane do włączenia tranzystora)
• Kolektor: Przepływ prądu przez ten terminal
• Emiter: prąd wypływa z tego zacisku, normalnie podłączony do masy

Istnieją dwa rodzaje tranzystorów: tranzystor NPN i tranzystor PNP. W tym obwodzie używamy tranzystora NPN do wzmacniania sygnałów, które są demonstrowane za pomocą oscyloskopu.

Jak wiemy, tranzystor jest zwykle używany jako tranzystor jako przełącznik lub tranzystor jako wzmacniacz. Wyjaśniliśmy tranzystor jako przełącznik w naszym poprzednim samouczku, teraz w celu użycia tranzystora jako wzmacniacza zademonstrowaliśmy obwód i działa w tym samouczku. Aby użyć tranzystora jako wzmacniacza, mamy konfigurację trzech tranzystorów, które wyjaśniono poniżej.

Co to są konfiguracje tranzystorów?

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy typy konfiguracji, a ich opisy w odniesieniu do wzmocnienia są następujące:

• Konfiguracja Common Base (CB): Nie ma wzmocnienia prądowego, ale ma wzmocnienie napięcia.
• Konfiguracja wspólnego kolektora (CC): Ma wzmocnienie prądu, ale nie ma wzmocnienia napięcia.
• Konfiguracja wspólnego emitera (CE): ma zarówno wzmocnienie prądu, jak i wzmocnienie napięcia.

W tym miejscu wyjaśniamy konfigurację wspólnego emitera, ponieważ jest to najczęściej używana i popularna konfiguracja. Aby dowiedzieć się więcej o pozostałych dwóch konfiguracjach, typach tranzystorów i ich działaniu, zapoznaj się z połączonym artykułem.

Konfiguracja wspólnego emitera

W konfiguracji CE (Common-Emitter) otrzymujemy wyjście z terminala kolektora. Wejście jest dostarczane do zacisku podstawowego, a emiter jest wspólny dla wejścia i wyjścia. Ta konfiguracja to odwracający obwód wzmacniacza. Tutaj parametry wejściowe V _BE i _B Parametry i wyjściowe V _CE i _C.

W tej konfiguracji suma prądu kolektora i bazowego jest równa prądowi emitera.

Ja _E = Ja _C + Ja _B.

Wzmocnienie prądowe (Beta) jest definiowane przez stosunek prądu kolektora do prądu bazowego w tej konfiguracji.

Wzmocnienie prądu (β) = I _C / I _B

Ta konfiguracja jest najczęściej używaną konfiguracją spośród wszystkich trzech, ponieważ ma średnią wartość impedancji wejściowej i wyjściowej. Przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego wynosi 180⁰, stąd wyjście i wejście są do siebie odwrotne.

Elementy wymagane w obwodzie wzmacniacza tranzystorowego

• Tranzystor BC547-NPN
• Rezystor (10 k, 4,7 k, 1,5 k, 1 k)
• Kondensator (0,1 uf, 1 uf, 22 uf)
• Oscyloskop
• Podłączanie przewodów
• Płytka prototypowa
• Zasilanie 12V

Prosty schemat obwodu wzmacniacza tranzystorowego

Działanie tranzystora jako wzmacniacza

Na powyższym schemacie obwodu wykonaliśmy obwód dzielnika napięcia za pomocą rezystorów R1 i R2 odpowiednio 4,7k i 1,5k. W związku z tym wyjście obwodu dzielnika napięcia jest wykorzystywane do właściwego polaryzacji w celu włączenia tranzystora. Napięcie na zaciskach bazowych tranzystora wymagane do włączenia tranzystora wynosi od 0,7 (min) do 5 V (maks.). Możesz zmienić wartość rezystora, ale podstawowe napięcie wejściowe nie powinno przekraczać zakresu. Gdy obwód jest zasilany, wyjście obwodu dzielnika napięcia dostarcza wystarczające napięcie, aby polaryzować tranzystor.

Tutaj R4 jest używany jako rezystor ograniczający prąd, a C2 jest używany jako kondensator obejściowy, a R3-C3 tworzą filtr RC dla sygnału wyjściowego.

Istnieją trzy obszary robocze tranzystora wymienione poniżej:

• Obszar odcięcia: gdy napięcie między bazą a emiterem jest mniejsze niż 0,7 V, tranzystor jest w obszarze odcięcia.
• Obszar nasycenia: Kiedy V _BC i V _BE wzrasta i oba są spolaryzowane do przodu, tranzystor znajduje się w obszarze nasycenia.
• Obszar aktywny: gdy napięcie bazy wzrasta, ale napięcie V _BC (baza do kolektora) jest nadal ujemne, do tej wartości tranzystor pozostaje w obszarze aktywnym.

Tranzystor będzie działał jako wzmacniacz tylko wtedy, gdy będzie działał w obszarze aktywnym. Tutaj tranzystor działa jako wzmacniacz, zastosowaliśmy konfigurację wspólnego emitera.

Stąd sygnał wejściowy dostarczony do bazy jest wzmacniany i odbierany na kondensatorze C3.

Teraz pytanie brzmi, jak to się wzmacnia? Kiedy impuls wejściowy przechodzi w stan WYSOKI, włącza tranzystor i prąd zaczyna płynąć od kolektora do emitera przez ten czas, co oznacza, że ​​impuls z kolektora do emitera również staje się WYSOKI przez ten czas i odwrotnie. Tak więc tranzystor po prostu naśladuje impuls wejściowy (który jest wyłączony z niskiego napięcia) do impulsu wyjściowego (który jest wyłączony WYSOKIE napięcie, 12 V w naszym obwodzie).