کاربردهای BJT

تعریف ترانزیستور اتصال دو قطبی

ترانزیستور اتصال دو قطبی (BJT) به عنوان دستگاه نیمه هادی سه پین که برای تقویت و مسیریابی استفاده می‌شود، تعریف می‌شود.

کاربردهای ترانزیستور اتصال دو قطبی

دو نوع کاربرد برای ترانزیستور اتصال دو قطبی وجود دارد: مسیریابی و تقویت.

ترانزیستور به عنوان مسیریاب

در کاربردهای مسیریابی، ترانزیستور در حالت اشباع یا برش کار می‌کند. در حالت برش، ترانزیستور مانند یک مسیریاب باز عمل می‌کند، در حالی که در حالت اشباع، مانند یک مسیریاب بسته عمل می‌کند.

مسیریاب باز

در حالت برش (هر دو جوش عقب‌گرد هستند) ولتاژ روی جوش CE بسیار بالاست. ولتاژ ورودی صفر است بنابراین جریان‌های پایه و جامع صفر هستند و در نتیجه مقاومت ارائه شده توسط BJT بسیار بالا (به طور مثالية بینهایت) است.

مسیریاب بسته

در حالت اشباع (هر دو جوش جلوگرد هستند)، ولتاژ ورودی بالایی به پایه اعمال می‌شود که باعث جریان پایه زیادی می‌شود. این باعث می‌شود که ولتاژ رها شده روی جوش جامع-خروجی (0.05 تا 0.2 V) کم باشد و جریان جامع زیادی را تولید کند. ولتاژ رها شده کم باعث می‌شود که BJT مانند یک مسیریاب بسته عمل کند.

ترانزیستور به عنوان تقویت‌کننده

تقویت‌کننده RC متصل شده به CE مرحله‌ای

شکل یک تقویت‌کننده CE مرحله‌ای را نشان می‌دهد. C1 و C3 خازنهای اتصال هستند که برای مسدود کردن مولفه DC و عبور فقط بخش AC استفاده می‌شوند. آنها همچنین مطمئن می‌شوند که شرایط DC پایه BJT حتی پس از اعمال ورودی تغییر نکند. C2 خازن دورزدن است که گین ولتاژ را افزایش می‌دهد و مقاومت R4 را برای سیگنال‌های AC دور می‌زند.

ترانزیستور با استفاده از مولفه‌های لازم برای بایاس در منطقه فعال قرار داده می‌شود. نقطه Q در منطقه فعال ترانزیستور پایدار است. وقتی ورودی اعمال می‌شود، جریان پایه شروع به تغییر می‌کند و در نتیجه جریان جامع نیز تغییر می‌کند (IC = β × IB). بنابراین ولتاژ روی R3 تغییر می‌کند چون جریان جامع از آن عبور می‌کند. ولتاژ روی R3 تقویت شده است و 180 درجه با سیگنال ورودی اختلاف فاز دارد. بنابراین ولتاژ روی R3 به بار متصل می‌شود و تقویت انجام شده است. اگر نقطه Q در مرکز بار حفظ شود، تحریف موج بسیار کم یا نداشته باشد. گین ولتاژ و جریان تقویت‌کننده CE بالا است (گین عاملی است که با آن ولتاژ یا جریان از ورودی به خروجی افزایش می‌یابد). این تقویت‌کننده معمولاً در رادیوها و به عنوان تقویت‌کننده ولتاژ با فرکانس پایین استفاده می‌شود.

برای افزایش بیشتر گین، از تقویت‌کننده‌های چند مرحله‌ای استفاده می‌شود. آنها از طریق خازن، ترانسفورماتور الکتریکی، R-L یا متصل شده مستقیم، بسته به کاربرد، متصل می‌شوند. گین کلی حاصلضرب گین‌های مراحل انفرادی است. شکل زیر یک تقویت‌کننده CE دو مرحله‌ای را نشان می‌دهد.