Bipolární tranzistor - toto jsou některá z nejrozšířenějších polovodičových zařízení v elektronice. Mohou být použity v mnoha různých obvodech a každý z nich má své vlastní vlastnosti a výhody.
Tento článek se zabývá třemi účinnými obvody pro zapnutí bipolárního tranzistoru: emitor opakovač, darlingtonův obvod a kaskádový obvod. Každý z těchto obvodů má své výhody a nevýhody a podrobně se na ně podíváme.
Emitorový opakovač je obvod, kde je signál přiveden na základnu tranzistoru a zesílený signál je získán na emitoru. Tento obvod má vysoký zisk a lze jej široce použít ve výkonových zesilovačích a měničích signálu.
Darlingtonův obvod je kombinací dvou bipolárních tranzistorů, což je účinný způsob, jak zesílit slabé signály. Vyznačuje se vysokým stupněm zesílení a nízkou úrovní šumu, což z něj činí ideální volbu pro aplikace, které vyžadují vysoce kvalitní zesílení signálu.
Obvod kaskády je sériové připojení několika bipolárních tranzistorů, což umožňuje velmi vysokou úroveň zesílení signálu. Tento obvod se používá v zesilovačích rádiových signálů a používá se v přijímačích ke zlepšení citlivosti a zesílení signálu.
V tomto článku se podíváme na vlastnosti každého schématu a také na praktické rady a doporučení pro jejich použití. Bez ohledu na to, jak dobře znáte bipolární tranzistory, tyto obvody vám pomohou zlepšit výkon a efektivitu vašich elektronických zařízení.
Provozní režimy bipolárního tranzistoru: základní obvody a principy
Zde jsou hlavní provozní režimy bipolárního tranzistoru:
- Režim aktivního odporu (Active-mode): v tomto režimu funguje tranzistor jako zesilovač signálu. Obvykle se používá v zesilovacích obvodech, kde je vstupní signál zesílen a přenášen na výstup.
- Režim nasycení (Saturation-mode): v tomto režimu funguje tranzistor jako klíčové zařízení, kde je plně nasycen a neguje odpor emitoru kolektoru. Tento režim se často používá k přepínání a ovládání napájecích zařízení.
- Režim řezání (Cutoff-mode): v tomto režimu je tranzistor ve vypnutém stavu, kde je jeho emitor kolektor odpor velmi velký. Tento režim se používá k úplnému přerušení signálu a zabránění jeho průchodu.
Každý z těchto režimů má své výhody a nevýhody a výběr požadovaného režimu závisí na konkrétní aplikaci a požadovaných vlastnostech.
Je důležité mít na paměti správné připojení bipolárního tranzistoru podle zvoleného režimu provozu. To umožní nejúčinnější využití tranzistoru a dosažení požadovaného výsledku jeho fungování.
Schéma se společným emitorem: výhody a vlastnosti
Mezi výhody schématu se společným emitorem patří:
- Zesílení signálu: obvod se společným emitorem poskytuje vysoký zisk signálu (beta). To umožňuje použití tranzistoru k zesílení slabého vstupního signálu a získání zesíleného výstupního signálu.
- Vysoká vstupní a nízká výstupní impedance: obvod se společným emitorem má nízkou vstupní impedanci-umožňuje snadné připojení zdrojů signálu k základně tranzistoru. Výstupní impedance je také nízká, což usnadňuje připojení zátěže a přenos signálu na výstupu.
- Zajištění fázové inverze: obvod se společným emitorem poskytuje inverzi fáze signálu. To znamená, že vstupní signál, který je ve fázi "0", bude zesílen a výstup bude ve fázi"1".
Vlastnosti schématu se společným emitorem:
- Proud přes zátěž: ve schématu se společným emitorem prochází proud zátěže přes emitor tranzistoru. To může být nepraktické v případech, kdy zatížení vyžaduje velký výkon.
- Ztráta napětí: ve schématu se společným emitorem dochází ke ztrátě napětí na kolektorovém emitorovém přechodu tranzistoru. To může být problém, zejména v případech, kdy je důležitá přesnost přenášeného napětí.
- Tepelné ztráty: vzhledem k velké hodnotě proudu emitoru může dojít k významnému množství tepelných ztrát ve schématu se společným emitorem. To vyžaduje použití účinných metod chlazení.
Schéma se společným emitorem má své výhody a vlastnosti a jeho výběr závisí na konkrétních požadavcích aplikace. Pochopení vlastností tohoto obvodu pomůže správně používat bipolární tranzistor v elektronických obvodech a dosáhnout požadovaných výsledků.
Schéma se společnou základnou: vlastnosti a možnosti použití
Zvláštností obvodu se společnou základnou je jeho vysoký proudový zisk a nízká hraniční frekvence, která jej umožňuje používat v RF zesilovačích a vysokofrekvenčních zdrojích signálu.
Tento obvod má také vysoký vstupní odpor a nízký výstupní odpor, díky čemuž je vhodný pro použití jako vstupní stupeň v zesilovačích s vysokým ziskem.
Výhody schématu se společnou základnou:
- Vysoký proudový zisk;
- Nízká hraniční frekvence;
- Vysoký vstupní odpor;
- Nízký výstupní odpor.
Nevýhody schématu se společnou základnou jsou:
- Nízké napětí;
- Omezený rozsah regulace proudu kolektoru;
- Požadavek na přesnost napájení.
Obvod se společnou základnou je důležitým prvkem v elektronické technice a používá se v různých zařízeních, jako jsou rádiové vysílače, rádia, synchronní detektory atd.
Schéma se společným kolektorem: aplikace a výhody
Jednou z hlavních funkcí sdíleného kolektorového obvodu je, že vstupní a výstupní signál mají společný bod spojený s emitorem tranzistoru. Díky tomu má obvod se společným kolektorem řadu výhod, díky nimž je zvláště vhodný pro určité úkoly.
Výhody schématu se společným kolektorem:
- Vysoký vstupní odpor. Odpor obvodu se společným kolektorem je dostatečně vysoký, což umožňuje snížit ztráty signálu při připojení zdroje.
- Vysoký zisk tranzistoru. Obvod se společným kolektorem poskytuje vysoký zisk signálu, který umožňuje zesílení slabých vstupních signálů.
- Velká šířka pásma. Obvod se společným kolektorem má širokou šířku pásma, což umožňuje přenos nízkofrekvenčních i vysokofrekvenčních signálů.
- Malý vliv na výstup. Při použití obvodu se společným kolektorem se výstup prakticky nemění, protože celkový emitor tranzistoru slouží jako bod s nízkým výstupním odporem.
- Možnost použití zesilovacího i korekčního prvku. Obvod se společným kolektorem lze použít nejen k zesílení signálu, ale také ke korekci jeho tvaru nebo fáze.
Při navrhování elektronických obvodů a zařízení, kde je požadováno zesílení signálu nebo korekce jeho tvaru, může být obvod se společným kolektorem díky svým výhodám účinnou volbou.