- Kaj so konfiguracije tranzistorjev?
- Konfiguracija skupnega oddajnika
- Komponente, potrebne za vezje tranzistorskega ojačevalnika
- Shema enostavnega tranzistorskega ojačevalnika
- Delo tranzistorja kot ojačevalnika
Tranzistorji so polprevodniške naprave, ki se uporabljajo za preklapljanje ali ojačevanje električnih signalov. So zelo trpežne, manjše velikosti in delujejo na nizkonapetostnem napajanju. Tranzistor je tri terminalna naprava:
- Osnova: Ta zatič, ki se uporablja za aktiviranje tranzistorja (najmanj 0,7 V je potrebno za vklop tranzistorja)
- Kolektor: Tok toka skozi ta terminal
- Oddajnik: Odtok toka iz tega terminala je običajno povezan z maso
Obstajata dve vrsti tranzistorjev: NPN tranzistor in PNP tranzistor. V tem vezju uporabljamo NPN tranzistor za ojačanje signalov, ki so prikazani z osciloskopom.
Kot vemo, se tranzistor običajno uporablja kot tranzistor kot stikalo ali tranzistor kot ojačevalnik. V prejšnji vadnici smo razložili tranzistor kot stikalo, zdaj pa smo za uporabo tranzistorja kot ojačevalnika pokazali vezje in deluje v tej vadnici. Za uporabo tranzistorja kot ojačevalnika imamo tri tranzistorske konfiguracije, ki so razložene spodaj.
Kaj so konfiguracije tranzistorjev?
Na splošno obstajajo tri vrste konfiguracij in njihovi opisi glede dobička so naslednji:
- Konfiguracija skupne baze (CB): nima trenutnega ojačenja, ima pa napetostno ojačanje.
- Konfiguracija skupnega kolektorja (CC): Ima tokovni ojačevalnik, vendar ne dobi napetosti.
- Konfiguracija skupnega oddajnika (CE): ima tako ojačanje toka kot napetost.
Tukaj razlagamo konfiguracijo Common-Emitter, saj je to najpogostejša in najbolj priljubljena konfiguracija. Kajti če želite izvedeti več o dveh konfiguracijah, vrstah tranzistorjev in njihovem delovanju, sledite povezanemu članku.
Konfiguracija skupnega oddajnika
V konfiguraciji CE (Common-Emitter) dobimo izhod iz kolektorskega terminala. Vhod se dovaja na osnovni terminal, oddajnik pa je skupen za vhod in izhod. Ta konfiguracija je obrnjen ojačevalni krog. Tu se vhodni parametri V BE in sem B in izhodne parametre V CE in sem C.
V tej konfiguraciji je vsota kolektorskega in osnovnega toka enaka emiterskemu toku.
I E = I C + I B
Trenutno ojačanje (Beta) je določeno z razmerjem med kolektorskim tokom in osnovnim tokom v tej konfiguraciji.
Povečanje toka (β) = I C / I B
Ta konfiguracija je med vsemi tremi najbolj uporabljena konfiguracija, saj ima povprečno vrednost vhodne in izhodne impedance. Fazni premik izhodnega signala je 180⁰, zato sta izhod in vhod obratna drug drugemu.
Komponente, potrebne za vezje tranzistorskega ojačevalnika
- Tranzistor BC547-NPN
- Upor (10k, 4,7k, 1,5k, 1k)
- Kondenzator (0,1uf, 1uf, 22uf)
- Osciloskop
- Povezovanje žic
- Breadboard
- Napajanje 12V
Shema enostavnega tranzistorskega ojačevalnika
Delo tranzistorja kot ojačevalnika
V zgornjem diagramu vezja smo izdelali vezje delilnika napetosti z uporom R1 in R2 4,7 k oziroma 1,5 k. Zato se izhod vezja napetostnega delilnika uporablja za pravilno pristranskost za vklop tranzistorja. Osnovna napetost priključka na tranzistorju, potrebna za vklop tranzistorja, je od 0,7 (min) do 5V (max). Vrednost upora lahko spremenite, vendar osnovna vhodna napetost ne sme presegati območja. Ko se vezje napaja, izhod vezja napetostnega delilnika zagotavlja dovolj napetosti, da se tranzistor premakne.
Tu se R4 uporablja kot upor za omejevanje toka, C2 pa kot obvodni kondenzator, R3-C3 pa RC-filter za izhodni signal.
Spodaj so navedena tri delujoča območja tranzistorja:
- Mejno območje: ko je napetost med bazo in oddajnikom manjša od 0,7 V, je tranzistor v mejnem območju.
- Območje nasičenja: Ko se V BC in V BE povečata in se oboje premakne naprej, je tranzistor v območju nasičenja.
- Aktivno območje: ko osnovna napetost naraste, vendar je napetost V BC (osnova do kolektorja) še vedno negativna, do te vrednosti ostane tranzistor v aktivnem območju.
Tranzistor deluje kot ojačevalnik le, če deluje v aktivnem območju. Tu tranzistor deluje kot ojačevalnik, uporabili smo konfiguracijo skupnega oddajnika.
Zato se impulzni vhod, ki se dovaja na bazo, ojača in sprejme na kondenzatorju C3.
Zdaj je vprašanje, kako se ojača? Ko gre vhodni impulz VISOK, vklopi tranzistor in tok začne teči od kolektorja do oddajnika za tisti čas, kar pomeni, da impulz od kolektorja do oddajnika za ta čas dobi tudi VISOK in obratno. Torej, tranzistor samo posnema vhodni impulz (ki je izklopljen z nizko napetostjo) na izhodni impulz (ki je izklopljen VISOKI napetosti, 12V v našem vezju).