- Čo sú konfigurácie tranzistorov?
- Konfigurácia spoločného vysielača
- Komponenty požadované pre obvod tranzistorového zosilňovača
- Schéma zapojenia jednoduchého tranzistorového zosilňovača
- Fungovanie tranzistora ako zosilňovača
Tranzistory sú polovodičové zariadenia používané na spínanie alebo zosilňovanie elektrických signálov. Sú vysoko odolné, menších rozmerov a pracujú na zdroji nízkeho napätia. Tranzistor je trojkoncové zariadenie:
- Základňa: Tento pin slúži na aktiváciu tranzistora (na zapnutie tranzistora je potrebných minimálne 0,7 V)
- Zberač: Prietok prúdu touto svorkou
- Vysielač: Z tejto svorky odteká prúd, ktorý je zvyčajne pripojený k zemi
Existujú dva typy tranzistorov: NPN tranzistor a PNP tranzistor. V tomto obvode používame tranzistor NPN na zosilnenie signálov demonštrovaných pomocou osciloskopu.
Ako vieme, tranzistor sa všeobecne používa ako tranzistor ako prepínač alebo ako tranzistor ako zosilňovač. Transistor ako prepínač sme si vysvetlili v našom predchádzajúcom tutoriáli. Teraz sme pri použití tranzistora ako zosilňovača predviedli obvod, ktorý v tomto tutoriále funguje. Na použitie tranzistora ako zosilňovača máme tri konfigurácie tranzistorov, ktoré sú vysvetlené nižšie.
Čo sú konfigurácie tranzistorov?
Spravidla existujú tri typy konfigurácií a ich popisy týkajúce sa zisku sú nasledujúce:
- Konfigurácia Common Base (CB): Nemá žiadny prúdový zisk, ale má zosilnenie napätia.
- Konfigurácia spoločného zberača (CC): Má zosilnenie prúdu, ale žiadne zosilnenie napätia.
- Konfigurácia spoločného vysielača (CE): Má zosilnenie prúdu aj zosilnenie napätia.
Tu vysvetľujeme konfiguráciu Common-Emitter, pretože je to najpoužívanejšia a najpopulárnejšia konfigurácia. Učenie sa o ďalších dvoch konfiguráciách, typoch tranzistorov a ich práci sa riadi prepojeným článkom.
Konfigurácia spoločného vysielača
V konfigurácii CE (Common-Emitter) získame výstup z kolektorového terminálu. Vstup sa dodáva do svorky základne a vysielač je spoločný pre vstup a výstup. Táto konfigurácia je obvodom invertujúceho zosilňovača. Tu sa vstupné parametre sú V BE a I B a výstupné parametre V CE a I C.
V tejto konfigurácii je súčet kolektorového a základného prúdu rovný prúdu emitora.
I E = I C + I B
Aktuálny zisk (Beta) je v tejto konfigurácii definovaný pomerom kolektorového prúdu a základného prúdu.
Zisk prúdu (β) = I C / I B
Táto konfigurácia je najpoužívanejšou konfiguráciou spomedzi všetkých troch, pretože má priemernú hodnotu vstupnej a výstupnej impedancie. Fázový posun výstupného signálu je 180⁰, takže výstup a vstup sú navzájom inverzné.
Komponenty požadované pre obvod tranzistorového zosilňovača
- Tranzistor BC547-NPN
- Rezistor (10k, 4,7k, 1,5k, 1k)
- Kondenzátor (0,1uf, 1uf, 22uf)
- Osciloskop
- Pripojenie drôtov
- Nepál
- Napájanie 12V
Schéma zapojenia jednoduchého tranzistorového zosilňovača
Fungovanie tranzistora ako zosilňovača
Vo vyššie uvedenej schéme zapojenia sme vytvorili obvod rozdeľovača napätia pomocou odporu R1 a R2 4,7k, respektíve 1,5k. Preto sa výstup obvodu deliča napätia používa na správne predpätie na zapnutie tranzistora. Na zapnutie tranzistora je potrebné základné napätie terminálu tranzistora v rozsahu od 0,7 (min.) Do 5 V (max.). Môžete zmeniť hodnotu odporu, ale základné vstupné napätie by nemalo prekročiť rozsah. Keď je obvod napájaný, výstup obvodu deliča napätia poskytuje dostatočné napätie na predpätie tranzistora.
Tu sa R4 používa ako odpor obmedzujúci prúd a C2 sa používa ako obtokový kondenzátor a R3-C3 vytvárajú RC filter pre výstupný signál.
Nižšie sú uvedené tri operačné oblasti tranzistora:
- Medzná oblasť: keď je napätie medzi základňou a vysielačom menšie ako 0,7 V, tranzistor sa nachádza v medznej oblasti.
- Saturačná oblasť: Keď sa V BC a V BE zvýšia a obidve budú skreslené dopredu, potom je tranzistor v saturačnej oblasti.
- Aktívna oblasť: keď sa zvyšuje základné napätie, ale napätie V BC (báza na kolektor) je stále záporné, do tejto hodnoty zostáva tranzistor v aktívnej oblasti.
Tranzistor bude fungovať ako zosilňovač iba vtedy, ak je prevádzkovaný v aktívnej oblasti. Tu tranzistor funguje ako zosilňovač, použili sme konfiguráciu spoločného vysielača.
Preto sa impulzný vstup dodávaný do základne zosilňuje a prijíma na kondenzátore C3.
Otázkou teraz je, ako sa zosilňuje? Keď vstupný impulz stúpne na VYSOKÝ, zapne sa tranzistor a prúd začne prúdiť z kolektora do emitora na ten čas, čo znamená, že impulz z kolektora do emitora sa na ten čas tiež dostane na VYSOKÚ hodnotu a naopak. Tranzistor teda iba napodobňuje vstupný impulz (ktorý je mimo nízkeho napätia) na výstupný impulz (ktorý je mimo VYSOKÉHO napätia, 12V v našom obvode).