Ekvivalentní obvody tranzistoru: typy a principy fungování

Tranzistor je elektronické zařízení, které se skládá ze tří nebo více vrstev polovodičového materiálu. Slouží k zesílení signálu, přepínání elektrických obvodů a regulaci proudů a napětí. Tranzistory jsou široce používány v elektronice a jsou základem pro vytvoření většiny elektronických zařízení a systémů.

Při studiu tranzistorů je jednou z důležitých složek ekvivalentní obvod-zjednodušený obvod, který umožňuje analyzovat a porozumět principům fungování tranzistoru bez ohledu na všechny složitosti a detaily jeho vnitřní struktury. V závislosti na typu tranzistoru existuje několik typů ekvivalentních obvodů, které odrážejí základní vlastnosti a schopnosti zařízení.

Jedním z nejběžnějších ekvivalentních obvodů je obvod se společným emitorem (Common Emitter). V tomto obvodu je řídicí proud přiváděn na základnu tranzistoru a Zátěžový proud je odstraněn z kolektoru. Obvod se společným emitorem má vysoký zisk a lze jej použít k zesílení signálu s konstantní a proměnnou složkou.

Je velmi důležité si uvědomit, že každý typ ekvivalentního obvodu tranzistoru má své vlastní vlastnosti a je určen pro určité situace a úkoly. Při výběru obvodu je proto nutné vzít v úvahu požadavky a podmínky konkrétního úkolu, stejně jako vlastnosti a schopnosti použitého tranzistoru.

Typy ekvivalentních obvodů tranzistoru a jejich principy fungování

Jeden z nejběžnějších obvodů tranzistoru se nazývá tranzistor s řídicím p-n přechodem (MOSFET). Skládá se ze tří oblastí – zdroje, odtok a závěrka. Princip fungování tohoto obvodu spočívá v řízení toku elektronů mezi zdrojem a odtokem pomocí náboje nahromaděného na závěrce.

Dalším oblíbeným obvodem tranzistoru je bipolární tranzistor. Skládá se ze dvou typů polovodičů – typu p a typu n. Princip fungování tohoto obvodu je založen na řízení elektrického proudu mezi emitorem a kolektorem pomocí proudu přiváděného na základnu. V závislosti na směru proudu na základnu může bipolární tranzistor fungovat v režimu zesílení nebo přepínání.

Existuje také mnoho dalších typů ekvivalentních obvodů tranzistoru, jako je bipolární darlingtonový tranzistor, tranzistor s izolovanou závěrkou (IGFET), tranzistor s polem s kovovým okysličovadlem (MOSFET), tranzistor s řídicí úrovní (JFET) a další.

Každý obvod má svůj vlastní pracovní princip a oblast použití. Při navrhování elektronických zařízení a systémů je třeba vzít v úvahu vlastnosti každého typu tranzistoru a vybrat nejvhodnější obvod pro konkrétní úkol.

Schéma "emitor opakovač"

Základním principem obvodu je, že emitorový odpor poskytuje negativní zpětnou vazbu mezi bází a emitorem tranzistoru. To umožňuje dosáhnout stability a lineárnosti zesílení signálu.

Signál je přiváděn na základnu tranzistoru, který v závislosti na svém typu může být buď bipolární (polní) nebo unipolární (MOSFET). Tranzistor poté zesiluje signál a přenáší jej na zatížení výstupním kolektorovým odporem.

Obvod "emitor reader" má řadu výhod, jako je velký zisk, nízká homogenita výstupu, nízký vstupní odpor a nezávislost na kolísání zatížení.

Tento systém má však i některé nevýhody. Například snížení výstupního výkonu, velká úroveň nekontrolovaných oscilací a nenulový výstupní posun.

Obvod "emitor Reader" však zůstává jedním z nejběžnějších a nejuniverzálnějších obvodů v zesilovací technice.

Schéma "sběrného opakovače"

Hlavním prvkem obvodu kolektorového opakovače je tranzistor typu NPN. Je připojen tak, že emitorový kolík je připojen ke společnému uzemněnému konci, základní kolík je připojen ke zdroji signálu a kolektorový kolík je připojen k zatížení. Tento obvod se nazývá "kolektorový opakovač", protože sběrač tranzistoru opakuje (kopíruje) signál ze základny.

Obvod "kolektorový opakovač" lze použít k zesílení jak střídavého proudu (signálu), tak stejnosměrného proudu. V tomto případě je důležité poznamenat, že obvod poskytuje vysokou stabilitu výstupního napětí. Toho je dosaženo zpětnou vazbou vytvořenou rezistory připojenými paralelně k základně a kolektoru tranzistoru.

Princip fungování obvodu "kolektorového opakovače" je založen na zesílení signálu. Vstupní signál je přiveden na základnu tranzistoru a vytváří střídavé napětí na kolektoru. Toto střídavé napětí je pak zesíleno a přenášeno na výstupní elektrický obvod.