Tranzistor společný emitor - jedna z hlavních konfigurací bipolárního tranzistoru. Tento obvod umožňuje zesílit slabé signály a je nejběžnější v radioelektronice a rádiové komunikaci.
Princip práce tranzistor společného emitoru je založen na změně proudů a napětí v jeho prvcích. Vstupní signál je přiveden na základnu, emitor je připojen k celkovému (nulovému) potenciálu a kolektor tvoří zátěž. Když na základně dorazí kladný signál, tranzistor začne vést a proud proudí z kolektoru do emitoru. Proud a napětí na výstupu tranzistoru tedy závisí na vstupním signálu.
Hlavní výhodou obvodu společného emitoru je jeho schopnost zesilovat signál. Přitom komponenty tranzistoru pracují v režimu, který je pro ně nejvýhodnější: základna je v aktivním režimu, zatímco emitor a kolektor jsou v režimu nasycení a odříznutí.
Výstupní charakteristika tranzistor společného emitoru je graf závislosti kolektorového proudu na napětí na kolektoru při stejnosměrném proudu základny. Výstupní charakteristika se skládá ze dvou částí: aktivní a nasycení. V aktivní oblasti výkonu funguje tranzistor jako zesilovač, přičemž kolektorový proud je přímo úměrný napětí kolektoru. V oblasti saturace dosahuje proud kolektoru maximální hodnoty a závisí pouze slabě na změně napětí.
Tranzistor obecného emitoru je univerzální elektronický prvek, který se používá v mnoha obvodech a zařízeních radioelektroniky. Jeho výstupní charakteristika a princip fungování umožňují jeho použití jako posilovacího prvku s vysokou účinností a spolehlivostí.
Role společného emitoru v tranzistoru
Obecně je emitor tranzistoru společný pro vstupní a výstupní signál. Signál je tedy přiveden na základnu a signál je zesílen na výstupu kolektoru.
Princip fungování společného emitoru je založen na změně proudu přes základnu, což vede ke zvýšení proudu kolektoru. Vstupní signál je převeden na výstupní signál se zvýšenou amplitudou.
Zvláštností společného emitoru je jeho vysoký zisk a zpětné zesílení. To umožňuje použití tranzistoru společného emitoru jako zesilovače signálu.
Výstupní charakteristika společného emitoru je graf závislosti výstupního proudu společného emitoru na napětí na jeho kolektoru. Tato charakteristika umožňuje určit pracovní body a parametry zesilovače.
Princip fungování společného vydavatele
Když je na základnu přiváděn malý řídicí proud, způsobí to změnu proudu kolektoru a emitoru zesílením signálu. Tranzistor obecného emitoru funguje na principu řízení proudu kolektoru pomocí proudu základny. Základní proud slouží k ovládání proudu emitoru, který zase určuje proud kolektoru. Tranzistor společného emitoru je tedy zařízení se zesilovačem proudu.
Při provozu společného emitoru tranzistoru je důležité poznamenat, že poměr mezi proudy kolektoru, emitoru a základny je dán ziskem proudu zvaným beta (β). Beta určuje, jak velkou změnu základního proudu ovlivňuje změna kolektorového proudu.
Jednou ze zvláštností společného emitoru tranzistoru je jeho vysoký proudový zisk, díky kterému je vhodný pro použití v zesilovacích obvodech. Kromě toho je dosaženo velkého vstupního a výstupního odporu. Nevýhodou tohoto typu tranzistoru je jeho nízká provozní rychlost a také nutnost připojení externího zatížení ke kolektoru.
Výstupní charakteristika celkového emitoru tranzistoru
Na grafu výstupního výkonu tranzistoru společného emitoru je podél vodorovné osy uloženo napětí kolektor-emitor a na svislé ose kolektorový proud. Graf obvykle uvádí několik křivek pro různé základní proudy.
Výstupní charakteristika zahrnuje několik zón. Při malých napěťových hodnotách je kolektorový emitor tranzistor v aktivním režimu, kde poskytuje zesílení signálu. Obecně platí, že výstupní charakteristika má následující zóny: aktivní (saturace a kritická saturace), řez a omezení zátěže.
Aktivní zóna se liší tím, že kolektorový proud je úměrný změně napětí kolektor-emitor a proporcionalita je parametr zisku tranzistoru nazývaný proudový přenosový koeficient (β). V oblasti saturace a kritické saturace není kolektorový proud závislý na napětí a blíží se nasycené hodnotě. V řezné zóně je tranzistor vypnutý a zpětné napětí na kolektoru je blízko maxima.
Zvláštností výstupní charakteristiky celkového emitoru tranzistoru je, že při zvýšení základního proudu dochází k posunu křivek dolů a při zmenšování nahoru. Navíc se zvýšením základního proudu se vzdálenost mezi křivkami zkracuje.
Vlastnosti tranzistoru obecného emitoru
Hlavní rysy společného emitoru tranzistoru:
- Vysoké zesílení. Tranzistor obecného emitoru má vysoký zisk elektrického signálu. To poskytuje větší výkon výstupního signálu při malém výkonu vstupního signálu.
- Zpětná polarita. Vzhledem k tomu, že se kolektor připojuje k kladnému zdroji napájení a emitor k zatížení, má tranzistor společného emitoru obrácenou polaritu. To znamená, že výstup bude invertovaný (polarita signálu na výstupu bude opačná než polarita signálu na vstupu).
- Pracovní podmínky. Pro normální provoz společného emitoru tranzistoru je nutné dodržovat určité podmínky, jako je provozní napětí a proud na kolektoru, provozní napětí na základně a proud základny.
Tranzistor obecného emitoru je důležitým prvkem v elektronických obvodech, který je široce používán v zesilovačích, generátorech a dalších zařízeních. Pochopení jeho vlastností a principu fungování je klíčové pro správné ovládání a navrhování elektronických zařízení.