Toepassingen van BJT

BJT-definitie

Een Bipolaire Junction Transistor (BJT) wordt gedefinieerd als een drie-eindig halfgeleiderapparaat dat wordt gebruikt voor versterking en schakeling.

Toepassingen van de Bipolaire Junction Transistor

Er zijn twee soorten toepassingen van de bipolaire junction transistor, namelijk schakeling en versterking.

Transistor als Schakelaar

Bij schakeltoepassingen werkt een transistor in de verzadigings- of cutoffregio. In de cutoffregio gedraagt de transistor zich als een open schakelaar, terwijl in verzadiging het zich gedraagt als een gesloten schakelaar.

Open Schakelaar

In de cutoffregio (beide verbindingen zijn omgekeerd gepolariseerd) is de spanning over de CE-verbinding zeer hoog. De ingangsspanning is nul, dus zowel de basisstroom als de collectorstroom zijn nul, waardoor de weerstand die door de BJT wordt aangeboden zeer hoog is (ideaal gezien oneindig).

Gesloten Schakelaar

In verzadiging (beide verbindingen zijn direct gepolariseerd) wordt een hoge ingangsspanning op de basis toegepast, wat resulteert in een grote basiscurrent. Dit veroorzaakt een kleine spanningsval over de collector-emitterverbinding (0,05 tot 0,2 V) en een grote collectorstroom. De kleine spanningsval doet de BJT functioneren als een gesloten schakelaar.

BJT als Versterker

Enkelvoudige RC gekoppelde CE-versterker

De figuur toont een enkelvoudige CE-versterker. C1 en C3 zijn koppelingcondensatoren, die worden gebruikt om de gelijkstroomcomponent te blokkeren en alleen de wisselstroomcomponent door te laten. Ze zorgen er ook voor dat de DC-biascondities van de BJT onveranderd blijven, zelfs nadat de ingang is toegepast. C2 is de bypasscondensator die de spanningversterking vergroot en R4 omzeilt voor wisselstroomsignalen.

De BJT wordt in de actieve regio gebiaseerd met behulp van de nodige biascomponenten. Het Q-punt wordt stabiel gemaakt in de actieve regio van de transistor. Wanneer de ingang wordt toegepast, varieert de basiscurrent omhoog en omlaag, waardoor de collectorstroom ook varieert volgens I C = β × IB. Daarom varieert de spanning over R3, omdat de collectorstroom erdoorheen loopt. De spanning over R3 is de versterkte en staat 180° uit fase met het ingangssignaal. Zo wordt de spanning over R3 gekoppeld aan de belasting en vindt versterking plaats. Als het Q-punt in het midden van de belasting wordt gehouden, zal er weinig of geen vormvervalsing optreden. De spanning- en stroomversterking van de CE-versterker is hoog (versterking is de factor waarmee de spanning of stroom van ingang naar uitgang toeneemt). Het wordt veel gebruikt in radio's en als lage frequentie spanningversterker.

Om de versterking verder te verhogen, worden meervoudige versterkers gebruikt. Ze worden via condensatoren, elektrische transformatoren, R-L of direct gekoppeld, afhankelijk van de toepassing. De totale versterking is het product van de versterkingen van de individuele fasen. De figuur hieronder toont een twee-fasige CE-versterker.