Tranzistors kā pastiprinātājs

Tranzistora definīcija

Tranzistoru definē kā puslēdus ierīci ar trim kontaktiem (Izmetējs, Bāze un Sāknis) un diviem savienojumiem (Bāze-Izmetējs un Bāze-Sāknis).

Tranzistoru ir puslēdus ierīce ar trim kontaktiem: Izmetējs (E), Bāze (B) un Sāknis (C). Tā ir ar diviem savienojumiem: Bāze-Izmetējs (BE) un Bāze-Sāknis (BC). Tranzistori darbojas trīs reģionos: izslēgšanas (pilnībā izslēgts), aktīvais (pielāgojošs) un satura (pilnībā ieslēgts).

Kad tranzistori darbojas aktīvajā reģionā, tie darbojas kā pastiprinātāji, palielinot ieejas signāla stiprumu bez būtiskas izmaiņas. Šis uzvedības veids ir saistīts ar lādiņu kustību. Uzskatām npn bipolāro savienojuma tranzistoru (BJT), kas apspiests tā, lai darbotos aktīvajā reģionā, kur BE savienojums ir priekšvirzīts, bet BC savienojums ir atpakaļvirzīts.

Npn tranzistorā izmetējs ir stipri dopēts, bāze ir viegli dopēta, un sāknis ir vidēji dopēts. Bāze ir īsa, izmetējs ir plāksnains, un sāknis ir visplāksnainākais.

Priekšvirzība starp bāzes un izmetēja kontaktiem izraisa mazu bāzes strāvu (IB), kas plūst caur bāzes reģionu. Šī strāva parasti ir mikroamperu (μA) diapazonā, jo VBE parasti ir aptuveni 0,6 V.

Šo procesu var redzēt kā elektronu kustību no bāzes reģiona vai caurumu injicēšanu to. Injicētie caurumi piesaista elektronus no izmetēja, vedot pie cauru un elektronu rekombinācijas.

Tomēr, tā kā bāze ir mazāk dopēta nekā izmetējs, tur būs vairāk elektronu salīdzinājumā ar caurumiem. Tāpēc, pat pēc rekombinācijas efekta, paliks daudz brīvo elektronu. Šie elektroni tagad pārsniedz šauru bāzes reģionu un pārvietojas uz sākņa kontaktu, ietekmēti ar spriegumu, kas piemērots starp sākni un bāzi.

Šis ir neko cits kā sākņa strāve IC, kas plūst uz sākņa. No šī var secināt, ka mainot strāvi, kas plūst uz bāzes reģiona (IB), var iegūt lielu izmaiņu sākņa strāvē, IC. Tas ir neko cits kā strāvas pastiprinājums, kas noved pie secinājuma, ka npn tranzistors, darbojoties aktīvajā reģionā, darbojas kā strāvas pastiprinātājs. Saistītais strāvas guvis matemātiski var izteikt kā-

Tagad apsvērsim npn tranzistoru, kam ieejas signāls tiek piemērots starp bāzes un izmetēja kontaktiem, savukārt izvades tiek apkopotas pa slodas rezistoru RC, kas savienots starp sākni un bāzi, kā to rāda 2. zīmējums.

Tagar apsvērsim npn tranzistoru, kam ieejas signāls tiek piemērots starp bāzes un izmetēja kontaktiem, savukārt izvades tiek apkopotas pa slodas rezistoru RC, kas savienots starp sākni un bāzi, kā to rāda 2. zīmējums.

Turklāt jāatzīmē, ka tranzistoram vienmēr tiek nodrošināts, lai tas darbotos aktīvajā reģionā, izmantojot atbilstošus spriegumu avotus, V EE un VBC. Turklāt maza izmaiņa ieejas spriegumā Vin tiek novērota kā apzināma izmaiņa izmetēja strāvē IE, tā kā ieejas shēmas upitāja pretestība ir zema (tā kā tā ir priekšvirzīta).

Tas savukārt maina sākņa strāvi gandrīz tajā pašā apjomā, tā kā bāzes strāves mērogs ir ļoti mazs šajā gadījumā. Šis liels izmaiņas IC izraisa lielu sprieguma pazeminājumu pa slodas rezistoru RC, kas ir neko cits kā izvades spriegums.

Tāpēc iegūst pastiprinātu versiju no ieejas sprieguma pa izvades kontaktiem, kas noved pie secinājuma, ka šķira darbojas kā sprieguma pastiprinātājs. Matemātiska izteiksme, kas saistīta ar šo fenomenu, ir dota ar

Lai gan sniegtais izskaidrojums attiecas uz npn BJT, līdzīga analoģija ir derīga arī pnp BJT. Pa šādiem gājieniem var izskaidrot arī citu veida tranzistoru, piemēram, lauka efekta tranzistora (FET), pastiprināšanas darbību. Turklāt jāatzīmē, ka eksistē daudzas variantes tranzistoru pastiprinātāju shēmām, piemēram,

Pirmais kopsavilkums: Kopīgas bāzes/vārtu konfigurācija, kopīgas izmetēja/avota konfigurācija, kopīgas sākņa/draina konfigurācija

Otrais kopsavilkums: Klase A pastiprinātāji, Klase B pastiprinātāji, Klase C pastiprinātāji, Klase AB pastiprinātāji

Trešais kopsavilkums: Vienstarpnieka pastiprinātāji, Daudzstarpnieka pastiprinātāji, un tā tālāk. Tomēr pamata darbības princips paliek nemainīgs.