کاربردهای BJT

تعریف ترانزیستور اتصال دو قطبی

ترانزیستور اتصال دو قطبی (BJT) به عنوان یک دستگاه نیم‌رسانا با 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 یک مسیریاب

در کاربردهای مسیریابی، ترانزیستور در یا منطقه اشباع یا منطقه قطع عمل می‌کند. در منطقه قطع، ترانزیستور مانند یک مسیریاب باز عمل می‌کند، در حالی که در منطقه اشباع، مانند یک مسیریاب بسته عمل می‌کند.

مسیریاب باز

در منطقه قطع (هر دو جونکشن عکس‌پرداخته هستند) ولتاژ روی جونکشن CE بسیار بالاست. ولتاژ ورودی صفر است بنابراین جریان‌های پایه و جامع صفر هستند و بنابراین مقاومت ارائه شده توسط BJT بسیار بالا (ایده‌آل‌اً نامحدود) است.

مسیریاب بسته

در حالت اشباع (هر دو جونکشن پرداخته هستند)، ولتاژ ورودی بالایی به پایه اعمال می‌شود که باعث جریان پایه زیادی می‌شود. این باعث می‌شود ولتاژ رها شده روی جونکشن جامع-امیتر (0.05 تا 0.2 V) کم و جریان جامع زیاد باشد. ولتاژ رها شده کم باعث می‌شود ترانزیستور مانند یک مسیریاب بسته عمل کند.

ترانزیستور به عنوان تقویت‌کننده

تقویت‌کننده CE یک مرحله‌ای RC متصل شده

شکل نشان‌دهنده یک تقویت‌کننده CE یک مرحله‌ای است. C1 و C3 خازنهای جفت‌کننده 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 ثابت بماند. C2 خازن دور زدنی است که ضریب تقویت 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 گرفته است. نقطه Q در منطقه فعال ترانزیستور پایدار است. وقتی ورودی اعمال می‌شود، جریان پایه شروع به تغییر می‌کند و بنابراین جریان جامع نیز تغییر می‌کند (IC = β × IB). بنابراین ولتاژ روی R3 با تغییر جریان جامع که از آن عبور می‌کند، تغییر 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 نگهداری شود، خیلی کم یا هیچ تحریف موجی اتفاق نخواهد افتاد. ضریب تقویت ولتاژ و جریان تقویت‌کننده CE بالا است (ضریب تقویت عاملی است که به وسیله آن ولتاژ یا جریان از ورودی به خروجی افزایش می‌یابد). این تقویت‌کننده معمولاً در رادیوها و به عنوان تقویت‌کننده ولتاژ پایین فرکانس استفاده می‌شود.

برای افزایش بیشتر ضریب تقویت، از تقویت‌کننده‌های چند مرحله‌ای استفاده می‌شود. آنها با استفاده از خازن، ترانسفورماتور الکتریکی، R-L یا مستقیماً متصل می‌شوند بسته به کاربرد. ضریب تقویت کلی محصول ضریب تقویت مراحل فردی است. شکل زیر یک تقویت‌کننده CE دو مرحله‌ای را نشان می‌دهد.