Az elektromos jelek bipoláris tranzisztorral történő erősítése
Az aktív üzemmódban levő tranzisztor képes arra, hogy felerősítse a bemeneti áramkörben lévő elektromos jel teljesítményét. Ebben az esetben a tranzisztor (OB, OE, OK) kapcsolási áramkörétől függően a jel akár erősítéssel, akár feszültséggel, vagy mindkettővel erősíthető. Például az OB-ben levő áramkörben feszültség- és teljesítménynövekedés tapasztalható, az áramerősítés nem fordul elő. A bemeneti jel teljesítményének elkülönítése érdekében a tranzisztor kimeneti áramkörébe egy Rk húzási ellenállás tartozik. amely nagy ellenállással rendelkezik, jelentősen meghaladva a Re tranzisztor bemeneti ellenállását (az emittercsatlakozó ellenállása az előrefelé irányuló irányban (lásd a 12-16. ábrát).
Az ellenállás aktiválása Rk. bár a kollektor csatlakozásának potenciális akadályát csökkenti a kollektoron belüli feszültségcsökkenés (Ukб = Eкб-Rk. Ik). de ez nem okozza a gyűjtőfuratoknak az alapba történő befecskendezését, és az Ik kollektoráram nem csökken. Az aktuális Ik nagysága. amint azt fent megállapítottuk, gyakorlatilag megegyezik az emitter áram Ie értékével.
Mivel az Re tranzisztor bemeneti ellenállása kicsi, az emitteráram kis változása az emitter áramkörben lévő feszültség kis változását okozza. Az Rk terhelési ellenállásban lévő kollektor-körben ez a kis áramváltozás jelentős feszültségváltozást okoz Uk = RkIk. mert Rk nagy.
Valóban, ha az emitter és az alap közötti feszültség a DUe mennyiségével változik. Az emitteráram a DIe = DUeB / Re értékkel változik. A kollektor áram értéke azonos értékű lesz DIk = aDIe »DIe, (a» 1). A kollektor-áramkör Rk terhelésén a feszültség DUk = RKDIk vagy DUk = (RK / RÉ) DUэб értékre változik. azaz A feszültség növekménye a kollektorterhelésnél Rk / Re nagyobb, mint az emitter áramkörének feszültségnövekedése. Mivel Rk >> Re. ezért a DUk >> DUeb. Ebben az esetben a hatalom erősödik. A növekmény egyenlő a bemeneti teljesítmény DRvh = 2 ReDIe növekmény kimeneti DRvyh RkDIk = 2 „vagy DRvyh RkDIe 2 = (Rk / RS) DRvh. mert Rc >> Re. majd DP >> DPvx.
Amikor a tranzisztor az erősítő áramkörében működik, a bemenetére váltakozó jelfeszültséget alkalmaznak, amelyet erősíteni kell. Ebben az esetben Ee nem változik, de egymás után váltakozó feszültség kis nagyságú jel tartalmazza változik, és ez vezet a nagy eltérések (fluktuációk) a váltakozó áramú jel feszültség a terhelő ellenállás Rc. azaz a rendszerben a kis bemeneti jel felerősödik.
Az OE áramkörben az áram és a feszültség erősítése megtörténik. Itt a bemeneti áram az alapáram, sokkal kisebb, mint az emitteráram. Ha megváltoztatja az Ube bemeneti feszültséget, akkor a potenciális emitterhatároló és ennek következtében az emitter lyukáram és a kollektoráram változik. Mivel az alap a forrás belép egy kis áram, kisebb mértékű, mint az adó jelenlegi és így a gyűjtő, majd egy kis változás a jelenlegi, a bemeneti áramkör hatására sokkal nagyobb változást áram a kollektor kimeneti áramkör.
12-16. Ábra Egy tranzisztor szerkezeti diagramja, amelynek OB a felhúzó ellenállása a kimeneti áramkörben.
Így az OE áramkörben az áramerősítés bekövetkezik. Ebben az esetben feszültségnövekedés tapasztalható. Mivel a kimeneti ellenállás nagy, nagy ellenállás érhető el a kollektor áramkörben. Ebben az ellenállásban a feszültség jóval magasabb, mint a bemeneti áramkör feszültsége. A feszültség és az áram növekedése a teljesítmény jelentős növekedéséhez vezet.
Az erősítő áramkörben OK (p-n-p) Ku = 1, és az aktuális erősítés Ki = 10-100. Mivel ebben a rendszerben Uin = Uout, ezt az áramkört emitter-követőnek nevezzük.
1) Az áramkör statikus áramerősítése OB-vel
Az OE áramkör statikus áramerőssége eltérő kifejezéssel rendelkezik. Ez az Ik = aIe + Iko relációból származik. ha helyettesítjük az Ie = Ib + Ik kifejezést. Ekkor Ik = a (Ib + Ik) + Iko. ahonnan:
ahol b = a / (1-a) a statikus áramerősítés az áramkörben az OE-vel, kifejezve a.
A (12.9) egyenletből megállapítható, hogy az OE-vel rendelkező áramkör nagy áramerősséggel rendelkezik. Például, ha a = 0,985, akkor b = 66.
A gyűjtőcsatlakozás visszatérő áramát az áramkörben egy OE-vel.
Az a és b együtthatók a tranzisztorok legfontosabb paraméterei. Gyakran nevezik az emitter (a) és az alapáram (b) aktuális átviteli együtthatóinak.
2) A feszültség visszacsatolásának együtthatója. Az OB-rendszerben ez egyenlő
ahol a DUeB, DUbe, DUkb, DUke az emitter, a bázis és a kollektor feszültségének lépései.
3) Bemeneti ellenállás. Az OB-vel megegyező sémában:
ahol DIe és DIb az emitteráram és a bázisáram növekményei.
4) Kimeneti ellenállás. Az OB,
Az 1. ábrán. A 12-17. Ábra mutatja az OB és OE áramkörökben lévő tranzisztor bemeneti és kimeneti statikus jellemzőit
Ábra. 12-17. Bemeneti (a, b) és kimeneti (c, d) a statikus jellemző egy tranzisztor foglalt az áramkör ON (A, C), és a MA program (b, d)
A p-n-p típusú tranzisztorok helyettesítési sémái
tranzisztorok helyettesítő áramkör épül az alapon, hogy emmitterny átmenet ellenállás tíz ohm, a kollektor csomópont egy ellenállása akár több száz kg, a bázis régió ellenállás több száz ohm.
Ábra. 12-18. A p-n-p tranzisztor helyettesítésének áramköre, amely a rendszerben szerepel OB-vel.
A rendszer ON (ris.12-18) bemeneti feszültség összege a feszültségesést az ellenállások Rb és rs áthaladás közben őket áramok rendre egy emitter és a bázis áram. Amint a számítások azt mutatják, a fenti rendszer szerint az Rvxb egybeesik a Rin = UeB / Ie számításokkal, tíz ohmokkal.
Hasonló számításokat lehet végezni az OK és az OE rendszerekben szereplő tranzisztorok helyettesítési sémáinak használatával (12-19, a és b ábra)
12-19. Ábra. a) A p-n-p tranzisztor cseréjének rendszerei az OK-val együtt szerepelnek.
12-19. Ábra. b) A p-n-p tranzisztor helyettesítési rendszerei, amelyek a rendszerben szerepelnek az OE-vel.
A tranzisztor H-paraméterei. A számítások során a tranzisztort gyakran U1 bemeneti feszültségnek és I1 áramnak nevezzük. és a kimeneten, U2 és I2. Ezt a modellt aktív négy terminál hálózatnak nevezik. (12-20. Ábra)
Ábra. 12-20. Tranzisztor, mint aktív négy terminálhálózat, amely az OE-ben található rendszerben szerepel.
Tekintsük az áramkörben lévő tranzisztor H-paramétereit az OE-val (12-20 ábra)
1. VT váltakozó áramú bemeneti ellenállás:
H11 = Ube / Ib (Uke = const) (12.27)
2. Kimeneti vezetőképesség: (12.28)
H22 = i / Uk (ib = const)
3. Aktuális nyereség:
H21 = i / ib (Ukэ = const) (12.29)
Kis teljesítményű tranzisztorok esetén:
és közepes és nagyteljesítményű tranzisztorokhoz (12.30)
Kis teljesítményű tranzisztorok kimeneti vezetőképessége
. és közepes és nagyobb teljesítményű (31)
Jelenlegi nyereség