itciskra.ru
Базовый включенный транзистор — это наиболее простая и распространенная схема включения биполярных транзисторов. Она состоит из эмиттера, базы и коллектора. Входное напряжение подается на базу транзистора, что позволяет контролировать ток, протекающий через коллектор. Эта схема является основой для многих других схем включения биполярных транзисторов.
Схема с общим эмиттером является еще одной популярной схемой включения биполярных транзисторов. Она отличается от базового включенного транзистора тем, что входное напряжение подается на эмиттер, а выходное напряжение берется с коллектора. Эта схема имеет большой коэффициент усиления тока и широко используется в усилителях.
Схема с общей базой является еще одной распространенной конфигурацией биполярных транзисторов. В этой схеме входное напряжение подается на коллектор, а выходное напряжение берется с эмиттера. Схема с общей базой обладает высоким коэффициентом усиления напряжения, низким входным сопротивлением и широко применяется в радиолюбительских устройствах.
Схемы включения биполярных транзисторов с входным напряжением имеют множество применений в электронике. Они используются в усилителях сигнала, формирователях сигналов, коммутаторах, схемах питания и многих других устройствах. Изучение и понимание этих схем поможет электронщикам и инженерам создавать и разрабатывать более эффективные и функциональные электронные системы.
Принципы работы биполярных транзисторов
Биполярные транзисторы состоят из трех слоев полупроводникового материала — эмиттера, базы и коллектора. Слои обладают различной типом проводимости — P-тип, N-тип или примесными. Эмиттер является областью с высокой концентрацией примесей, коллектор — с низкой концентрацией, а база расположена между ними и имеет промежуточное значение.
Работа транзистора основана на определенной полярности и направлении тока. Между эмиттером и коллектором транзистора создается область обедненной проводимости, называемая базовым переходом. При подаче напряжения на базу от эмиттера к коллектору создается электрическое поле, которое изменяет ширину базового перехода и контролирует поток тока.
В зависимости от типа транзистора (NPN или PNP) направление и полярность тока может меняться. В NPN транзисторах электроны переносятся от эмиттера к базе и далее к коллектору, а в PNP — дырки передаются в противоположном направлении.
Благодаря принципу работы биполярных транзисторов, они нашли широкое применение в аналоговых и цифровых электронных схемах. Они могут использоваться как усилители, ключи, стабилизаторы и другие элементы, обеспечивая устойчивую и точную передачу сигналов.
Структура биполярного транзистора
Эмиттер (э) — это слой с высоким уровнем проводимости, который отвечает за эмиссию носителей заряда. Эмиттер обычно сделан из материала n-проводимости и имеет много примесей. Включает эмиттерные контакты.
База (б) — это слой, разделяющий эмиттер и коллектор. База обычно сделана из материала p-проводимости и имеет меньшее количество примесей, чем эмиттер. Включает базовые контакты.
Коллектор (к) — это слой собирающий носители заряда и направляющий их к базе. Коллектор обычно сделан из материала n-проводимости и имеет меньшее количество примесей, чем эмиттер. Включает коллекторные контакты.
База и коллектор разделены областью перехода p-n. Устройство управляется током на входе (базу) и может быть используется как усилитель или коммутатор для электрических сигналов.
Виды схем включения биполярных транзисторов
Биполярные транзисторы часто используются в различных схемах усиления и коммутации. В зависимости от способа подключения, можно выделить несколько видов схем включения биполярных транзисторов:
- Схема с общим эмиттером: Это самый распространенный тип схемы включения, где эмиттерное напряжение находится общим для входного и выходного сигнала. Эта схема обеспечивает высокий коэффициент усиления и используется в усилителях с низкой частотой.
- Схема с общей базой: В этой схеме база транзистора является общей для входного и выходного сигнала. Схема с общей базой характеризуется высоким коэффициентом усиления тока и широким полосой пропускания, что делает ее полезной в высокочастотных усилителях.
- Схема с общим коллектором: Эта схема также известна как схема эмиттерный повторитель. В ней коллекторный электрод является общим для входного и выходного сигнала. Схема с общим коллектором имеет высокий коэффициент усиления напряжения, что полезно при требовании высокой импедансной адаптации.
Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки, которые могут быть учтены при проектировании различных электронных устройств. Выбор схемы включения зависит от требований по коэффициенту усиления, полосе пропускания, степени адаптации и других параметров.
Схема включения с общим эмиттером
Основной принцип работы схемы с общим эмиттером заключается в том, что ток коллектора транзистора пропорционален току базы. Когда на базу подается положительное напряжение, ток базы начинает протекать через транзистор, вызывая его насыщение и увеличивая ток коллектора. Когда на базу подается отрицательное напряжение, ток базы становится нулевым и транзистор находится в отсечке, что приводит к нулевому току коллектора.
Схема с общим эмиттером обладает высоким коэффициентом усиления тока, что делает ее идеальной для применения в усилительных схемах. Она может быть использована, например, в усилителях звукового сигнала, усилителях мощности или дифференциальных усилителях.
Схема включения с общей базой
Принцип работы данной схемы заключается в том, что управляющий сигнал подается на базу, изменяя ее потенциал. В результате этого, ток коллектора с транзистора изменяется в зависимости от уровня входного напряжения.
Особенностью схемы с общей базой является высокий коэффициент усиления тока, но сам по себе транзистор обладает низким коэффициентом усиления напряжения.
Схемы с общей базой широко используются в усилителях высоких частот, так как они обеспечивают низкий уровень шумов и низкую потерю мощности.
Одним из применений схемы с общей базой является усиление радиочастотных сигналов. Также она может быть использована в системах компенсации фазы и амплитуды, а также в инвертирующих и неинвертирующих усилителях и драйверах.
Схема включения с общим коллектором
В схеме с общим коллектором коллектор источника тока являются общими, что означает, что ток коллектора транзистора является выходным током схемы, а сигнал подается на базу через резистор. В этой схеме эмиттер транзистора подключен к источнику тока через резистор, что создает обратную связь и определяет усиление.
Схема с общим коллектором обладает следующими характеристиками:
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Высокое входное сопротивление | Отсутствие инверсии сигнала на выходе |
| Высокое выходное сопротивление | Относительно низкое усиление |
| Широкий диапазон рабочих частот | Большое потребление энергии |
Схема с общим коллектором широко применяется в электронике, включая устройства аудиоусилителя, импульсные преобразователи, а также внутренние усилители устройств связи. Она обеспечивает низкое смещение напряжения и хорошую линейность, что делает ее полезной для усиления слабых сигналов и буферизации.
Применение схем включения биполярных транзисторов
Схема включения биполярного транзистора определяет способ подключения его электродов и структуру сопротивлений и емкостей в схеме. Различные схемы включения транзисторов могут использоваться для достижения определенных электрических характеристик и функциональности.
Вот некоторые из самых распространенных схем включения биполярных транзисторов:
| Схема включения | Описание | Применение |
|---|---|---|
| Эмиттерный повторитель | Эмиттерный транзистор служит усилителем с низким входным сопротивлением и высокой усилительной способностью. | Используется в усилителях мощности и радиоприемниках. |
| Коллекторный повторитель | Коллекторный транзистор служит усилителем с высоким входным сопротивлением и высокой усилительной способностью. | Используется в усилителях высокой частоты. |
| Ключевой усилитель | Схема используется для управления током или напряжением, переключая транзистор между насыщенным и отсечкой. | Используется в элекронических выключателях и модуляторах. |
| Однокаскадный усилитель | Простая схема усилителя с одним транзистором для усиления слабых сигналов. | Используется в аудиоусилителях и гитарных усилителях. |
Важно отметить, что эти схемы приведены лишь в качестве примера, и на самом деле существует множество других возможных схем включения биполярных транзисторов, каждая из которых имеет свои уникальные особенности и применение в различных приложениях.
Выбор определенной схемы включения биполярного транзистора зависит от требуемых характеристик и функциональности электрической схемы. Важно учитывать также особенности работы транзистора и соответствующие его параметры при выборе подходящей схемы включения.