増幅器としてのトランジスタ–回路図とその動作

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トランジスタは3端子です 半導体デバイス 、端子はE(エミッター)、B(ベース)、C(コレクター)です。トランジスタは、アクティブ領域、カットオフ領域、飽和領域の3つの異なる領域で動作できます。 トランジスタ カットオフ領域での作業中はオフになり、飽和領域での作業中はオンになります。トランジスタは、アクティブ領域で動作している間、増幅器として機能します。の主な機能 増幅器としてのトランジスタ あまり変更せずに入力信号を強調することです。ここでは、トランジスタが増幅器としてどのように機能するかについて説明します。

増幅器としてのトランジスタ

アンプ回路 信号を増幅するために使用される回路として定義することができます。増幅器の入力は電圧、それ以外の場合は電流であり、出力は増幅器の入力信号になります。トランジスタを使用する増幅器回路、そうでなければトランジスタはトランジスタ増幅器として知られています。ザ・ トランジスタの応用 増幅器回路は主にオーディオ、ラジオ、光ファイバー通信などに関係します。




ザ・ トランジスタ構成 CB(共通ベース)、CC(共通コレクタ)、CE(共通エミッタ)の3種類に分類されます。しかし、エミッタ接地構成は、次のようなアプリケーションで頻繁に使用されます。 オーディオアンプ 。 CB構成では、ゲインは<1, and in CC configuration, the gain is almost equivalent to 1.

優れたトランジスタのパラメータには、主にさまざまなパラメータ、つまり高ゲイン、高スルーレート、高帯域幅、高直線性、高効率、高i / pインピーダンス、高安定性などが含まれます。



増幅器回路としてのトランジスタ

トランジスタは次のように使用できます アンプ 弱い信号の強さを強化することによって。次のトランジスタ増幅回路の助けを借りて、トランジスタ回路が増幅回路としてどのように機能するかについてのアイデアを得ることができます。

以下の回路では、入力信号はエミッタ-ベース接合部とコレクタ回路に接続されたRc負荷の両端の出力の間に印加できます。


増幅器回路としてのトランジスタ

増幅器回路としてのトランジスタ

正確な増幅のために、入力は順方向バイアスで接続され、出力は逆方向バイアスで接続されていることを常に覚えておいてください。このため、上記の回路に示すように、信号に加えて、入力回路にDC電圧(VEE)を印加します。

一般に、入力回路には低抵抗が含まれているため、入力の信号電圧にわずかな変化が発生し、エミッタ電流が大幅に変化します。トランジスタの作用により、エミッタ電流の変化はコレクタ回路内で同じ変化を引き起こします。

現在、Rcを通るコレクタ電流の流れは、Rcの両端に巨大な電圧を生成します。したがって、入力回路に印加された弱い信号は、出力のコレクタ回路で増幅された形で出力されます。この方法では、トランジスタは増幅器として機能します。

エミッタ接地アンプの回路図

ほとんどの場合 電子回路 、私たちは一般的に使用します NPNトランジスタ NPNトランジスタ増幅回路として知られている構成。一般に単段トランジスタ増幅回路として知られている分圧器バイアス回路を考えてみましょう。

基本的に、バイアス配置は、ポテンシャルのような2つのトランジスタで構築できます。 分周器ネットワーク 電圧源の両端。中点でトランジスタにバイアス電圧を供給します。このタイプのバイアスは主に バイポーラトランジスタ アンプ回路設計。

エミッタ接地アンプの回路図

エミッタ接地アンプの回路図

この種のバイアスでは、トランジスタはベースバイアスを一定の定常電圧ステージに保持することによって電流増幅効果係数「β」を低減し、正確な安定性を可能にします。 Vb(ベース電圧)は、 分圧器ネットワーク

上記の回路では、全体の抵抗は2の量に等しくなります 抵抗器 R1とR2のように。 2つの抵抗接合部で生成された電圧レベルは、供給電圧で一定のベース電圧を保持します。

次の式は単純な分圧器の規則であり、基準電圧を測定するために使用されます。

Vb =(Vcc.R2)/(R1 + R2)

飽和モードのトランジスタがアクティブになると、同様の電源電圧によって最大のコレクタ電流も決まります。

エミッタ接地電圧利得

エミッタ接地電圧ゲインは、入力電圧比内の変更とアンプのo / p電圧内の変更に相当します。 VinとVoutを次のように考えます ΔVB。&ΔVL

抵抗の条件では、電圧のゲインは、エミッタ内の信号抵抗に対するコレクタ内の信号抵抗比に相当します。

電圧利得= Vout / Vin =ΔVL/ΔVB= -RL / RE

上記の式を使用することにより、エミッタ接地回路の電圧利得を簡単に決定できます。バイポーラトランジスタには微細な内部素子が含まれていることがわかっています 抵抗 「Re」であるエミッタセクションに組み込まれています。内側のエミッタ抵抗が外側の抵抗によって直列に接続される場合は常に、カスタマイズされた電圧ゲインの式を以下に示します。

電圧利得 = – RL /(RE + Re)

低周波でのエミッタ回路の全抵抗は、内部抵抗と外部抵抗の量に等しくなります。 RE + Re。

この回路の場合、高周波数と低周波数での電圧利得には次のものが含まれます。

高周波での電圧利得は = – RL / RE

低周波数での電圧利得は= – RL /(RE + Re)

上記の式を使用することにより、増幅回路の電圧利得を計算できます。

したがって、これはすべてについてです 増幅器としてのトランジスタ 。以上の情報から、トランジスタは適切にバイアスされている場合にのみ増幅器のように動作できると結論付けることができます。高ゲイン、高帯域幅、高スルーレート、高直線性、高i / pインピーダンス、高効率、高安定性など、優れたトランジスタにはいくつかのパラメータがあります。ここに質問があります。 3055トランジスタアンプとは