A trióda tranzisztorok előnyei az erősítő áramkörökben

Alapvető működési elv
A tranzisztorok, más néven tranzisztorok főként két típusra oszthatók: NPN és PNP. Három régióból állnak: emitter (E), bázis (B) és kollektor (C). A három tartomány közötti különböző feszültségek alkalmazásával a tranzisztor olyan funkciókat tud elérni, mint a jelerősítés, kapcsolás és oszcilláció.

Alapfelépítés
NPN típus:két N-típusú félvezetőből és egy P-típusú félvezetőből áll, az emittertől a kollektorig áramlik az áram.

PNP típus:két P-típusú félvezetőből és egy N-típusú félvezetőből áll, a kollektorból az emitterbe áramlik az áram.

munkafeltétel
Erősítési állapot:Az alapkibocsátó csomópont előre előfeszített, a kollektor bázisátmenet pedig fordított előfeszítésű. Ekkor a tranzisztor az erősítési tartományban működik.

Telítettségi állapot:Mind az alap emitter átmenet, mind a kollektor bázisátmenet előre előfeszített, és a tranzisztor teljesen vezető.

Levágott állapot:Mind az alap emitter csomópont, mind a kollektor bázisátmenet fordított előfeszítésű, és a tranzisztor teljesen le van vágva.

Az erősítő áramkörök fő előnyei
A tranzisztorok számos jelentős előnnyel rendelkeznek az erősítő áramkörökben, amelyek széleskörű alkalmazásukhoz vezettek különféle elektronikus eszközökben.

Magas nyereség
A tranzisztor áramerősítése (értéke) általában nagy, ami jelentős jelerősítést tud elérni. Az NPN és PNP tranzisztorok tipikus béta értéke 100 és 300 között van, ami azt jelenti, hogy a bemeneti áram kis változásai jelentős áramerősítést eredményezhetnek a kimeneten.

Magas bemeneti impedancia és alacsony kimeneti impedancia
A nagy bemeneti impedancia csökkenti annak hatását az előlapi áramkör terhelésére, míg az alacsony kimeneti impedancia előnyös a háttéráramkör meghajtására. Ez a jellemző a tranzisztort nagyon alkalmassá teszi jelerősítő és illesztő áramkörökhöz.

Jó linearitás
Az erősítési területen végzett munka során a tranzisztor kimeneti jelleggörbéje közel van a lineárishoz, ami segít megőrizni a jel eredeti hullámformáját és csökkenteni a torzítást. Ez különösen fontos a nagy hűségű hangerősítők és precíziós mérőműszerek jelfeldolgozásánál.

Széles frekvenciaválasz
Széles frekvenciaválasz-tartománya van, és különféle jeleket képes felerősíteni a DC-től a magas frekvenciáig. A modern nagyfrekvenciás tranzisztorok akár a GHz-es frekvenciasávban is működhetnek, így széles körben használják a vezeték nélküli kommunikációban és az RF áramkörökben.

Jó stabilitás
Stabil működési jellemzők és jó alkalmazkodóképesség a hőmérséklet- és feszültségváltozásokhoz. Megfelelő előfeszítő áramkörök tervezésével tovább javítható a tranzisztoros erősítő áramkörök stabilitása és megbízhatósága.

Erősítő áramkörök alkalmazási példái
A tranzisztoros erősítő áramkörök különböző formái léteznek a gyakorlati alkalmazásokban, és az alábbiakban néhány gyakori alkalmazási példa található:

Közös emitteres erősítő áramkör
A közös emitteres erősítő áramkör az egyik leggyakoribb tranzisztoros erősítő áramkör. A bemeneti jelet az alapról vezetik be, a kimeneti jelet a kollektorból veszik ki, és az emittert földeljük. Ez az áramkör nagy feszültségerősítéssel és nagy bemeneti impedanciával rendelkezik, így általános jelerősítésre alkalmas.

Közös alap erősítő áramkör
Egy közös alaperősítő áramkörben a bemeneti jelet az emitterből vezetik be, a kimeneti jelet a kollektorból veszik ki, és a bázist földelik. Ez az áramkör alacsony bemeneti impedanciával és nagy kimeneti impedanciával, széles frekvencia-választartományú, és alkalmas nagyfrekvenciás jelerősítésre.

Kollektív erősítő áramkör
A csomózott erősítő áramkört emitter követőnek is nevezik. A bemeneti jel az alapról kerül be, a kimeneti jel az emitterből kerül ki, a kollektor pedig a tápegységre van kötve. Ez az áramkör jellemzői: 1-es feszültségerősítés, nagy bemeneti impedancia és alacsony kimeneti impedancia, és általában jelpuffereléshez és impedanciaillesztéshez használják.

Differenciálerősítő áramkör
A differenciálerősítő áramkör két azonos tranzisztorból áll, amelyek felerősíthetik két bemeneti jel közötti különbséget, miközben elnyomják a közös zajt. Ennek az áramkörnek jó közös módusú elutasítási aránya és nagy bemeneti impedanciája van, és széles körben használják műveleti erősítőkben és nagy pontosságú mérőáramkörökben.

Jövőbeli fejlesztési irány
Az elektronikus technológia folyamatos fejlődésével a tranzisztoros erősítő áramkörök is folyamatosan újulnak és fejlődnek. A jövőbeni kutatási és alkalmazási irányok elsősorban a következő szempontokat foglalják magukban:

Új anyagok és új eljárások
A félvezető anyagok tudományának fejlődésével az új anyagok, például a szén nanocsövek és a grafén alkalmazása tovább javítja a tranzisztorok teljesítményét. Az új gyártási eljárás révén a tranzisztor mérete kisebb lesz, gyorsabb lesz, és energiafogyasztása is alacsonyabb lesz.

Integráció és miniatürizálás
A modern elektronikai eszközök méretével és energiafogyasztásával szemben egyre magasabb követelményeket támasztanak. Az integrált és miniatürizált tranzisztoros erősítő áramköröket széles körben használják majd beágyazott rendszerekben, hordható eszközökben és mobil terminálokban.

Nagyfrekvenciás és ultranagyfrekvenciás alkalmazások
Az 5G és a milliméteres hullámtechnológia fejlődésével a nagyfrekvenciás és ultranagyfrekvenciás tranzisztorok iránti kereslet tovább fog növekedni. A nagyfrekvenciás tranzisztoros erősítő áramköröket olyan területeken fogják alkalmazni, mint a vezeték nélküli kommunikáció, a radar és a műholdas kommunikáció.

Alacsony energiafogyasztás és nagy hatékonyság
A növekvő energiahiány összefüggésében a kis teljesítményű és nagy hatásfokú tranzisztoros erősítő áramkörök kutatási fókuszba kerülnek. Az áramkör-kialakítás és az anyagválasztás optimalizálásával tovább csökkenthető az energiafogyasztás, javítható a hatékonyság, és elérhető a zöld elektronikai technológia.

 

https://www.trrsemicon.com/transistor/small-signal-transistor/bav99-sot-23.html