Τρανζίστορ ως ενισχυτές (Κοινή διαμόρφωση εκπομπού)

Το 1947, οι J. Bardeen και W.H. Ο Brattain ήταν ο πρώτος που εφηύρε κάτι που ο κόσμος ονόμασε τρανζίστορ. Αυτός ο τύπος τρανζίστορ ήταν καθαρά σημείου επαφής.

Το 1951, ο επιστήμονας William Shockley εφηύρε το τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης. Το τρανζίστορ που αντιπροσώπευε το τρανζίστορ διακλάδωσης είχε την παρουσία p-n συνδέσεων σε αυτά. Ωστόσο, δεν ήταν η πρώτη φορά που εμφανίστηκε ένα τρανζίστορ.

Τώρα ας εμβαθύνουμε στο υλικό μελέτης των Τρανζίστορ ως Ενισχυτές (Common Emitter Configuration).

Τρανζίστορ ως ενισχυτής

Τα τρανζίστορ λειτουργούν ως ενισχυτές όταν αυξάνουν την ισχύ των αδύναμων σημάτων. Όταν τα τρανζίστορ πολώνονται με τέτοιο τρόπο, λέγεται ότι βρίσκονται σε μια ενεργή περιοχή. Μια ενεργή περιοχή πρέπει να είναι V0 και Vi, όπου V είναι η τάση. Ο ρυθμός μεταβολής της εξόδου με την είσοδο είναι η κλίση του γραμμικού τμήματος της καμπύλης. Η έξοδος είναι Vcc-IcRc όχι IcRc, και λόγω αυτού, είναι αρνητική και η τάση εισόδου των ενισχυτών CE αυξάνεται, η τάση εξόδου μειώνεται. Έτσι, σε αυτήν την κατάσταση η έξοδος είναι εκτός φάσης με την είσοδο.

Τώρα θεωρήστε ότι μια μικρή αλλαγή στα ΔVo και ΔVi στην έξοδο και την τάση εισόδου, τότε,

Το ΔV0 / ΔVi λέγεται ότι είναι ένα κέρδος τάσης σήματος Av του ενισχυτή.

Το κύκλωμα θα συμπεριφέρεται ως ενισχυτής CE με το κέρδος τάσης ΔV0 / ΔVi όταν η τάση Vbb έχει μια σταθερή τιμή που αντιστοιχεί στο μέσο της ενεργού περιοχής. Όσον αφορά τις αντιστάσεις σε ένα κύκλωμα μπορούμε να εκφράσουμε κέρδος τάσης Av.

Έχουμε, V0 =VCC

Όμως, το delta VBE είναι αμελητέα μικρό σε σύγκριση με το delta IBR B σε αυτό το κύκλωμα. Έτσι, το κέρδος τάσης σε αυτόν τον ενισχυτή CE.

Το ρεύμα βάσης και το ρεύμα συλλέκτη θα είναι σταθερά όταν το VBB έχει μια σταθερή τιμή που αντιστοιχεί στο μεσαίο σημείο του γραμμικού τμήματος της καμπύλης μεταφοράς. VCE=VCC -I CR C  θα ήταν σταθερό.

Αν Vi =0 τότε,

Vcc =VCE + IC R L

Τρανζίστορ ως ταλαντωτής

Είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που παράγει ένα περιοδικό, ταλαντούμενο σήμα, συχνά ένα τετράγωνο κύμα και ένα ημιτονοειδές κύμα. Βασικά, μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο από ένα τροφοδοτικό. Παράγει επίσης ένα συνεχώς εναλλασσόμενο μέτωπο κύματος χωρίς καμία είσοδο.

Λειτουργίες τρανζίστορ

Τα τρανζίστορ έχουν δύο διαφορετικές λειτουργίες, που σημαίνει ότι ενεργούν με δύο διαφορετικούς τρόπους. Ο φορέας φόρτισης κινείται σε διαφορετικές περιοχές του τρανζίστορ όταν εφαρμόζεται η κατάλληλη τάση στους ακροδέκτες του.

• Όπως γνωρίζουμε, το τρανζίστορ εφευρέθηκε για να λειτουργεί ως ενισχυτής που παράγει ένα μεγεθυσμένο αντίγραφο ενός σήματος από αυτή τη συσκευή. Το τρανζίστορ ως ενισχυτής είναι ένα αρκετά ενδιαφέρον θέμα που μελετάμε λεπτομερώς σε αυτό το άρθρο.
• Δεύτερον, αργότερα, λειτουργεί ως διακόπτης εξίσου σημαντικό.

Χαρακτηριστικά τρανζίστορ και οι εφαρμογές του

Υπάρχουν μόνο τρεις ακροδέκτες στο τρανζίστορ:πομπός, βάση και συλλέκτης.

Το τρανζίστορ μπορεί να διαμορφωθεί με τρεις τρόπους:Κοινός πομπός (CE), Κοινή βάση (CB), Κοινός Συλλέκτης (CC).

Στη διαμόρφωση CE, το τρανζίστορ χρησιμοποιείται ευρέως.

Διαμόρφωση CE

Στη διαμόρφωση CE, υπάρχουν δύο τύποι χαρακτηριστικών:

• ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΙΣΟΔΟΥ – Η είσοδος είναι μεταξύ της βάσης και του πομπού. Η διακύμανση μεταξύ του ρεύματος βάσης Ib και της τάσης εκπομπού βάσης Vbe ονομάζεται χαρακτηριστικό εισόδου.
• ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΞΟΔΟΥ – Η έξοδος είναι μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού. Η διακύμανση μεταξύ του ρεύματος συλλέκτη Ic και της τάσης συλλέκτη-εκπομπού Vce ονομάζεται χαρακτηριστικό εξόδου.

Για την εξάρτηση του Ib από το Vbe, η τάση κοινού εκπομπού Vce θα πρέπει να διατηρείται σταθερή. Για την απόκτηση του χαρακτηριστικού εισόδου, το τρανζίστορ θα πρέπει να βρίσκεται σε ενεργή κατάσταση και επίσης η τάση συλλέκτη-εκπομπού Vce θα πρέπει να διατηρείται αρκετά μεγάλη ώστε η διασταύρωση βάσης-συλλέκτη να βρίσκεται σε αντίστροφη πόλωση. Η αντίστροφη πόλωση κατά μήκος της διασταύρωσης βάσης-συλλέκτη είναι υψηλή για να λειτουργεί το τρανζίστορ ως ενισχυτής. Έτσι, μια αύξηση στην τάση κοινού εκπομπού εμφανίζεται ως αύξηση της τάσης κοινής βάσης και επίσης η επίδρασή της στο ρεύμα βάσης (Ib) είναι αμελητέα.

Συμπέρασμα 

Αυτός ο ενισχυτής χρησιμοποιείται στην επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις λόγω της υψηλής έντασής του που προκύπτει από την έξοδο. Χρησιμοποιείται επίσης σε ραδιοφωνικά σήματα. Οι συνδέσεις n-p-n και p-n-p χρησιμοποιούνται ως το καλύτερο τρανζίστορ ως ενισχυτής. Υπάρχουν τρεις τύποι ενισχυτών τρανζίστορ:ένας κοινός πομπός, μια κοινή βάση, ένας κοινός συλλέκτης. Λειτουργεί ως ενισχυτής μόνο όταν βρίσκεται στην ενεργή περιοχή ενός γραμμικού κυκλώματος. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή ηλεκτρικών σημάτων, για σκοπούς ενίσχυσης, καθώς και για τον έλεγχο των σημάτων. Με απλά λόγια, ένας ενισχυτής είναι ένας τύπος συσκευής που ενισχύει την ισχύ ή την τάση των σημάτων.