Застосування BJT

Визначення BJT

Біполярний транзистор (BJT) визначається як триконтактний напівпровідниковий прилад, використовуваний для зміцнення та комутації.

Застосування біполярного транзистора

Існує два типи застосувань біполярного транзистора: комутація та зміцнення.

Транзистор як вимикач

У застосуваннях комутації транзистор працює або в області насичення, або в області відключення. У області відключення транзистор діє як відкритий вимикач, а у насиченні — як замкнений вимикач.

Відкритий вимикач

У області відключення (обидва переходи зворотно зміщуються) напруга на CE-переході дуже висока. Вхідна напруга дорівнює нулю, тому струми бази і колектора також дорівнюють нулю, отже, опір, що надає BJT, дуже високий (ідеально нескінченний).

Замкнений вимикач

У насиченні (обидва переходи прямо зміщуються), на базу застосовується висока вхідна напруга, що спричиняє великий струм бази. Це призводить до малих нападів напруги на переході колектор-емітер (0,05-0,2 В) і великого струму колектора. Мала напруга розподілу робить BJT подібним до замкненого вимикача.

BJT як зміцнювач

Одноступінчастий RC-зв'язаний CE-зміцнювач

На малюнку показано одноступінчастий CE-зміцнювач. C1 і C3 — це зв'язуючі конденсатори, вони використовуються для блокування DC-компоненти та проходження лише AC-частини, а також забезпечують, що DC-умови зміщення BJT не змінюються, навіть після застосування входу. C2 — це обхідний конденсатор, який збільшує коефіцієнт зміцнення напруги і обходить R4-резистор для AC-сигналів.

BJT зміщується в активній області за допомогою необхідних компонентів зміщення. Точка Q стабілізована в активній області транзистора. Коли застосовується вхід, як показано нижче, струм бази починає змінюватися вгору і вниз, отже, струм колектора також змінюється як I C = β × IB. Тому напруга на R3 змінюється, оскільки через неї проходить струм колектора. Напруга на R3 є зміцненою і знаходиться на 180° від вхідного сигналу. Таким чином, напруга на R3 зв'язується з навантаженням, і відбувається зміцнення. Якщо точка Q зберігається посередині навантаження, то буде мало або взагалі немає деформації форми хвилі. Коефіцієнт зміцнення напруги та струму CE-зміцнювача високий (коефіцієнт зміцнення — це фактор, на який збільшуються напруга або струм від входу до виходу). Він широко використовується в радіоприймачах та як низькочастотний зміцнювач напруги.

Для подальшого збільшення коефіцієнта зміцнення використовуються багатоступінчасті зміцнювачі. Вони з'єднуються через конденсатор, електричний трансформатор, R-L або безпосередньо зв'язані, залежно від застосування. Загальний коефіцієнт зміцнення є добутком коефіцієнтів зміцнення окремих ступенів. На малюнку нижче показано двоступінчастий CE-зміцнювач.