BJT:n sovellukset

BJT:n määritelmä

Bipolaarinen yhdistyskytkin (BJT) on kolmijohdinsemoottinen laite, jota käytetään vahvistukseen ja kytkentään.

Bipolaarisen yhdistyskytkimen sovellukset

Bipolaarisella yhdistyskytkimellä on kaksi tyypillistä sovellusta: kytkentä ja vahvistus.

Kytkin kytkimenä

Kytkintäsovelluksissa kytkin toimii joko tyydytys- tai katkaisutilassa. Katkaisutilassa kytkin toimii avoimen kytkimen tavoin, kun taas tyydytystilassa se toimii suljetun kytkimen tavoin.

Avoimen kytkimen

Katkaisutilassa (kumpikin yhteys on vastavirtaisesti poikkeutettu) CE-yhtymän välissä oleva jännite on hyvin korkea. Syöttöjännite on nolla, joten sekä bason että kerroinjohdon virta ovat nollia, ja siten BJT:n tarjoama vastus on hyvin suuri (idealistisesti ääretön).

Suljettu kytkin

Tyydytystilassa (kumpikin yhteys on samaan suuntaan poikkeutettu) syöttöjännitteeseen kohdistetaan korkea jännite, mikä aiheuttaa suuren basvirtan virrata. Tämä johtaa pieniin (0,05–0,2 V) jänniteputokauppaan kerroin-emittorin välillä ja suureen kerroinjohdon virtaan. Pieni jänniteputos tekee BJT:stä suljetun kytkimen.

BJT vahvistimena

Yhden vaiheen RC-koppeloitu CE-vahvistin

Kuva näyttää yhden vaiheen CE-vahvistimen. C1 ja C3 ovat kytkentäkapasitoreita, jotka estävät joltakin osasta DC-jännitteen kulkeutumisen ja antavat vain AC-osan kulkua. Ne myös varmistavat, että BJT:n DC-pohjustusolosuhteet pysyv samana vaikka syöttöä olisi lisätty. C2 on ohituskapasitori, joka lisää jännitevahvistusta ja ohittaa R4-resistorin AC-signaalille.

BJT on pohjustettu aktiivialueelle tarvittavilla komponenteilla. Q-piste on vakautettu transistornin aktiivialueelle. Kun syöttöä annetaan, kuten alla osoitetaan, basvirta alkaa vaihdella ylös- ja alas, ja siksi kerroinjohdon virta vaihtelee myös I C = β × IB -kaavan mukaan. Siksi R3-resistorin yli kulkeva jännite vaihtelee, koska kerroinjohdon virta kulkee sen läpi. R3-resistorin yli kulkeva jännite on vahvistettu ja on 180o erossa syöttösignaalista. Jännite R3-resistorin yli koppeloidaan kuormaan, ja vahvistus on tapahtunut. Jos Q-piste pitäisi keskellä kuormaa, vähän tai ei lainkaan aaltomuodon vääristymistä tapahtuisi. CE-vahvistimen jännite- ja virranvahvistus ovat korkeita (vahvistus on kerroin, jolla jännite tai virta kasvaa syötöstä ulostuloon). Sitä käytetään yleisesti radioissa ja matalta taajuudelta jännitevahvistimeen.

Vahvistuksen lisäämiseksi käytetään useavaiheisia vahvistimia. Ne yhdistetään kapasitoreilla, sähköisillä muuntajilla, R-L-kytkennöillä tai suoraan riippuen sovelluksesta. Kokonaisvahvistus on yksittäisten vaiheiden vahvistusten tulo. Alla oleva kuva näyttää kaksivaiheisen CE-vahvistimen.