Transistor som förstärkare
Transistordefinition
En transistor definieras som en halvledarutrustning med tre terminaler (Emitter, Bas och Samlare) och två jon (Bas-Emitter och Bas-Samlare).
En transistor är en halvledarutrustning med tre terminaler: Emitter (E), Bas (B) och Samlare (C). Den har två jon: Bas-Emitter (BE) och Bas-Samlare (BC). Transistorer fungerar i tre regioner: cutoff (fullständigt av), aktiv (förstärkande) och sättning (fullständigt på).
När transistorer fungerar i den aktiva regionen fungerar de som förstärkare, ökar styrkan på inmatningsignalen utan betydande ändring. Detta beteende beror på rörelsen av laddningsbärare. Betrakta en npn bipolär jontransistor (BJT) som är polariserad för att fungera i den aktiva regionen, där BE-jonet är framåtpolariserat och BC-jonet är bakåtpolariserat.
I en npn-transistor är emitten starkt dopad, basen svagt dopad och samlares moderat dopad. Bassen är smal, medan emitten är bredare och samlares är den bredaste.
Den framåtpolariserade spänningen mellan bas- och emitterterminalerna orsakar en liten bastström (IB) som flödar in i basregionen. Denna ström är vanligtvis i mikroampere (μA)-området, eftersom VBE vanligtvis ligger runt 0,6 V.
Denna process kan ses som elektroner som rör sig ut ur basregionen eller hål som injiceras in i den. De injicerade hålen drar till sig elektroner från emitten, vilket leder till återkombination av hål och elektroner.
Men på grund av den lägre dopningen av basen jämfört med emitten, kommer det att finnas fler elektroner än hål. Så även efter återkombinationsverkan kommer det att finnas många fria elektroner kvar. Dessa elektroner korsar nu den smala basregionen och rör sig mot samlarterminalen påverkad av den polarisering som tillämpas mellan samlare och basregioner.
Detta utgör inget annat än samlarströmmen IC som flyter in i samlaren. Härav kan man notera att genom att variera strömmen som flyter in i basregionen (IB) kan man få en mycket stor variation i samlarström, IC. Detta är inget annat än strömförstärkning, vilket leder till slutsatsen att en npn-transistor som fungerar i sin aktiva region fungerar som en strömförstärkare. Den associerade strömvinster kan matematiskt uttryckas som-
Nu betrakta en npn-transistor med inmatningssignalen applicerad mellan dess bas- och emitterterminaler, medan utmatningen samlas över belastningsresistorn RC, ansluten mellan samlare och basterminaler, som visas i figur 2.
Nu betrakta en npn-transistor med inmatningssignalen applicerad mellan dess bas- och emitterterminaler, medan utmatningen samlas över belastningsresistorn RC, ansluten mellan samlare och basterminaler, som visas i figur 2.
Observera vidare att transistor alltid säkerställs för att fungera i sin aktiva region genom att använda lämpliga spänningskällor, V EE-Business och VBC. Här ser man att en liten ändring i inmatningsspänningen Vin ändrar emitterströmmen IE betydligt eftersom resistansen i inmatningskretset är låg (på grund av den framåtpolariserade förhållandet).
Detta ändrar i sin tur nästan i samma omfattning samlarströmmen eftersom magnituden av bastströmmen är ganska liten för fallet under övervägande. Denna stora ändring i IC orsakar en stor spänningsfall över belastningsresistorn RC, vilket är inget annat än utmatningsspänningen.
Så får man en förstärkt version av inmatningsspänningen över utmatningsterminalerna på enheten, vilket leder till slutsatsen att kretsen fungerar som en spänningsförstärkare. Matematiskt uttryck för spänningsvinster som är associerade med detta fenomen ges av
Även om den här förklaringen gäller för npn-BJT, gäller liknande analogi också för pnp-BJTs. På samma grunder kan man förklara förstärkande verkan av andra typer av transistorer, såsom fält-effekttransistor (FET). Vidare bör det noteras att det finns många variationer av förstärkar-kretsen för transistorer som
Första uppsättningen: Gemensam bas/gate-konfiguration, gemensam emitter/källa-konfiguration, gemensam samlare/drain-konfiguration
Andra uppsättningen: Klass A-förstärkare, Klass B-förstärkare, Klass C-förstärkare, Klass AB-förstärkare
Tredje uppsättningen: Enstegsförstärkare, Flertegsförstärkare, och så vidare. Men den grundläggande arbetsprincipen är densamma.
