Tranzistory jsou hlavními a nejběžnějšími prvky v elektronice. Plní různé funkce, včetně zesilování signálů, přepínání proudů a řízení napětí. Vývoj obvodů pro začlenění tranzistorů je zásadní pro vytvoření účinných a spolehlivých elektronických zařízení.
Obvody zahrnutí tranzistorů určují způsob připojení prvků k dosažení určitých požadovaných charakteristik a funkcí. Mezi hlavní obvody pro zapnutí tranzistorů patří zesilovací obvody (společný emitor, společný kolektor, společná základna), klíčové obvody (zapnutí a vypnutí tranzistoru) a stabilizátory napětí a proudu.
Aplikace obvodů pro začleňování tranzistorů je běžná v různých oblastech, včetně radioelektroniky, telekomunikací, automobilového průmyslu, lékařské techniky a dalších. Zesilovací obvody se používají ke zvýšení výkonu signálů, klíčové obvody k regulaci elektrických obvodů a stabilizátory k zajištění stabilního napětí nebo proudu.
Použití obvodů pro zapnutí tranzistorů vyžaduje hluboké znalosti elektroniky a elektrických obvodů. S pomocí moderních programů a počítačových simulátorů se však vývoj a testování obvodů stal dostupnějším a pohodlnějším procesem.
Tento článek se bude zabývat základními principy fungování obvodů pro začleňování tranzistorů, jejich charakteristikou a aplikací v různých oblastech techniky a technologie. Hlubší pochopení těchto obvodů umožní elektronickým technikům a inženýrům vytvářet pokročilejší a funkčnější zařízení.
Základní principy obvodů pro začlenění tranzistorů
Existuje několik typů obvodů pro zahrnutí tranzistorů, včetně obvodů se společným emitorem, se společnou základnou a se společným kolektorem. Poskytují různé pracovní režimy a mají své výhody a omezení.
Schéma zapojení se společným emitorem je nejběžnější a široce používané v zesilovačích signálu. Poskytuje vysoký zisk proudu a napětí a má nízkou vstupní a vysokou výstupní impedanci. V tomto případě je emitor připojen k napájecímu zdroji, základna je připojena k signálu a kolektor je připojen k zatížení.
Schéma zapojení se společnou základnou je nejvhodnější pro práci s vysokými frekvencemi, protože poskytuje větší šířku pásma. V tomto obvodu je základna připojena k napájecímu zdroji, emitor – se zátěží a kolektor – se zemí.
Schéma zapnutí se společným kolektorem neboli emitor sériového spínače je také známé jako "vyrovnávací paměť" nebo "sledovací". Umožňuje vytvořit výstupní signál, který opakuje vstup bez změny amplitudy. V tomto obvodu je kolektor spojen se zdrojem napájení, emitor se zemí a základna se vstupním signálem.
Volba obvodu tranzistoru závisí na požadavcích konkrétního zařízení nebo systému. Každý obvod má své vlastní jedinečné vlastnosti, které lze optimalizovat pro konkrétní aplikaci. Při výběru obvodu tranzistoru je třeba pečlivě zvážit požadavky na zisk, šířku pásma a odpor signálu.
Klasifikace obvodů pro zahrnutí tranzistorů
Existuje několik základních typů obvodů pro zahrnutí tranzistorů, které se používají v elektronice v závislosti na požadovaném provozním režimu a vlastnostech zařízení.
1. Jednostranné zařazení - v tomto obvodu je hlavním stupněm p-n-p nebo n-p-n tranzistor. Tento typ obvodu poskytuje zisk signálu pouze při kladné nebo pouze při záporné polaritě vstupního signálu. Tento typ schématu je nejjednodušší a nejběžnější.
2. Obousměrné zahrnutí - tento obvod používá dva tranzistory, z nichž jeden je p-n-p a druhý n - p-n. tento typ obvodu poskytuje zisk signálu jak při kladné, tak při záporné polaritě vstupního signálu. Takový obvod je také známý jako" schéma diferenciálního zisku " a je široce používán v operačních zesilovačích.
3. Schéma se společným emitorem - v tomto obvodu je emitor tranzistoru připojen ke společnému zdroji napájení. Tento typ obvodu poskytuje vysoký proudový zisk a střední zisk napětí. Je široce používán v zesilovacích obvodech.
4. Schéma se společným kolektorem - v tomto obvodu je kolektor tranzistoru připojen ke společnému zdroji napájení. Tento typ obvodu poskytuje vysoký zisk napětí a nízký zisk proudu. Často se používá ve vyrovnávacích a nástavcových zesilovačích.
5. Schéma se společnou základnou - v tomto obvodu je základna tranzistoru připojena ke společnému zdroji napájení. Tento typ obvodu poskytuje vysoký proudový zisk a nízký zisk napětí. Používá se ve vysokofrekvenčních zesilovačích a řídicích obvodech.
Klasifikace obvodů pro zahrnutí tranzistorů umožňuje efektivní výběr a použití požadovaného obvodu v závislosti na požadovaných vlastnostech a podmínkách provozu zařízení.
Schéma zapojení "základna-emitor"
Základním principem obvodu "Base-emitor" je, že signál je přiváděn na základnu tranzistoru a řídicí proud a napětí jsou převedeny na kolektorové a emitorové elektrody. Základna tranzistoru poskytuje kontrolu zisku signálu a emitor a kolektor plní roli elektrod pro udržení pracovního bodu tranzistoru.
Samotný obvod se skládá ze tří prvků: základny (B), emitoru (E) a kolektoru (C). Mezi základnou a emitorem protéká řídicí proud a mezi kolektorem a emitorem se tvoří Výstupní proud.
Aplikace obvodu "Base-emitor" zahrnuje širokou škálu zařízení, včetně zesilovačů, měničů, stabilizátorů napětí a dalších elektronických obvodů. Tento obvod má vysoký zisk a dobrou pracovní stabilitu, díky čemuž je preferován pro mnoho aplikací.
| Prvek | Znak | Označení |
|---|---|---|
| Tranzistor | Q | |
| Základ | B | |
| Emitor | E | |
| Kolektor | C |