ทรานซิสเตอร์เป็นวงจรขยาย

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนหรือขยายสัญญาณไฟฟ้า มีความทนทานสูงมีขนาดเล็กลงและทำงานโดยใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงต่ำ ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ปลายทางสามตัว:

• ฐาน: พินนี้ใช้สำหรับเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ (ต้องใช้ขั้นต่ำ 0.7V เพื่อเปิดทรานซิสเตอร์)
• นักสะสม: กระแสไหลผ่านเทอร์มินัลนี้
• ตัวส่ง: กระแสไฟไหลออกจากขั้วนี้โดยปกติจะเชื่อมต่อกับกราวด์

ทรานซิสเตอร์มีสองประเภท: ทรานซิสเตอร์ NPN และทรานซิสเตอร์ PNP ในวงจรนี้เราใช้ทรานซิสเตอร์ NPN เพื่อขยายสัญญาณซึ่งแสดงโดยใช้ออสซิลโลสโคป

อย่างที่เราทราบกันดีว่าทรานซิสเตอร์โดยทั่วไปมักใช้ทรานซิสเตอร์เป็น Switch หรือทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียง เราได้อธิบายทรานซิสเตอร์ว่าเป็นสวิตช์ในบทช่วยสอนก่อนหน้าของเราตอนนี้สำหรับการใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียงเราได้สาธิตวงจรและทำงานในบทช่วยสอนนี้ สำหรับการใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียงเรามีการกำหนดค่าทรานซิสเตอร์สามแบบซึ่งอธิบายไว้ด้านล่าง

การกำหนดค่าทรานซิสเตอร์คืออะไร?

โดยทั่วไปมีการกำหนดค่าสามประเภทและคำอธิบายเกี่ยวกับการได้รับมีดังนี้:

• การกำหนดค่า Common Base (CB): ไม่มีกำไรปัจจุบัน แต่มีแรงดันไฟฟ้า
• คอนฟิกูเรชัน Common Collector (CC): มีกำไรปัจจุบัน แต่ไม่มีแรงดันไฟฟ้า
• การกำหนดค่า Common Emitter (CE): มีกำไรปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าทั้งสองอย่าง

ที่นี่เรากำลังอธิบายการกำหนดค่า Common-Emitter เนื่องจากเป็นการกำหนดค่าที่นิยมใช้มากที่สุด สำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับการกำหนดค่าอื่น ๆ อีกสองประเภทประเภทของทรานซิสเตอร์และการทำงานของพวกเขาให้ทำตามบทความที่เชื่อมโยง

การกำหนดค่า Common-Emitter

ในการกำหนดค่า CE (Common-Emitter) เราได้รับเอาต์พุตจากเทอร์มินัลตัวรวบรวม อินพุตถูกจ่ายให้กับเทอร์มินัลฐานและตัวปล่อยสัญญาณเป็นเรื่องปกติสำหรับอินพุตและเอาต์พุต การกำหนดค่านี้เป็นวงจรขยายกลับด้าน นี่ป้อนพารามิเตอร์ที่มี V _BEและฉัน_Bและผลผลิตพารามิเตอร์ V _CEและฉันC

ในการกำหนดค่านี้ผลรวมของตัวสะสมและกระแสฐานจะเท่ากับกระแสอิมิตเตอร์

ฉัน_E = ฉัน_C + ฉัน_B

กำไรปัจจุบัน (เบต้า) ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของกระแสตัวสะสมและกระแสฐานในการกำหนดค่านี้

กำไรปัจจุบัน (β) = I _C / I _B

การกำหนดค่านี้ถูกใช้มากที่สุดในบรรดาการกำหนดค่าทั้งสามเนื่องจากมีค่าความต้านทานอินพุตและเอาต์พุตเฉลี่ย การเปลี่ยนเฟสของสัญญาณเอาต์พุตคือ180⁰ดังนั้นเอาต์พุตและอินพุตจึงผกผันซึ่งกันและกัน

ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับวงจรขยายทรานซิสเตอร์

• BC547-NPN ทรานซิสเตอร์
• ตัวต้านทาน (10k, 4.7k, 1.5k, 1k)
• ตัวเก็บประจุ (0.1uf, 1uf, 22uf)
• ออสซิลโลสโคป
• การเชื่อมต่อสายไฟ
• เขียงหั่นขนม
• แหล่งจ่ายไฟ 12V

แผนภาพวงจรเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์อย่างง่าย

การทำงานของทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียง

ในแผนภาพวงจรด้านบนเราได้สร้างวงจรแบ่งแรงดันโดยใช้ตัวต้านทาน R1 และ R2 ที่ 4.7k และ 1.5k ตามลำดับ ดังนั้นเอาต์พุตของวงจรแบ่งแรงดันจึงถูกใช้เพื่อการให้น้ำหนักที่เหมาะสมเพื่อเปิดทรานซิสเตอร์ แรงดันขั้วฐานของทรานซิสเตอร์ที่จำเป็นในการเปิดทรานซิสเตอร์มีตั้งแต่ 0.7 (นาที) ถึง 5V (สูงสุด) คุณสามารถเปลี่ยนค่าตัวต้านทานได้ แต่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าพื้นฐานไม่ควรเกินช่วง เมื่อจ่ายไฟให้กับวงจรเอาต์พุตของวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าจะให้แรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะทำให้ทรานซิสเตอร์มีอคติ

ที่นี่ R4 ใช้เป็นตัวต้านทาน จำกัด กระแสและ C2 ใช้เป็นตัวเก็บประจุบายพาสและ R3-C3 กำลังสร้างตัวกรอง RC สำหรับสัญญาณเอาต์พุต

มีสามพื้นที่ปฏิบัติการของทรานซิสเตอร์ดังต่อไปนี้:

• พื้นที่ตัด:เมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างฐานและตัวปล่อยน้อยกว่า 0.7V ทรานซิสเตอร์อยู่ในพื้นที่ตัด
• พื้นที่ความอิ่มตัว:เมื่อ V _BCและ V _BEเพิ่มขึ้นและทั้งสองได้รับความเอนเอียงไปข้างหน้าทรานซิสเตอร์จะอยู่ในบริเวณอิ่มตัว
• พื้นที่ที่ใช้งาน:เมื่อแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานเพิ่มขึ้น แต่แรงดันไฟฟ้า V _BC (ฐานถึงตัวเก็บรวบรวม) ยังคงเป็นลบไม่เกินค่านี้ทรานซิสเตอร์จะยังคงอยู่ในพื้นที่ที่ใช้งานอยู่

ทรานซิสเตอร์จะทำงานเป็นเครื่องขยายเสียงก็ต่อเมื่อใช้งานในพื้นที่ที่ใช้งานอยู่ ที่นี่ทรานซิสเตอร์ทำงานเป็นเครื่องขยายเสียงเราได้ใช้การกำหนดค่าตัวส่งสัญญาณทั่วไป

ดังนั้นอินพุตพัลส์ที่จ่ายให้กับฐานจะได้รับการขยายและรับที่ตัวเก็บประจุ C3

ตอนนี้คำถามคือวิธีขยาย? เมื่อพัลส์อินพุตสูงขึ้นจะเปิดทรานซิสเตอร์และกระแสเริ่มไหลจากตัวเก็บรวบรวมไปยังตัวปล่อยในช่วงเวลานั้นซึ่งหมายความว่าพัลส์จากตัวเก็บรวบรวมไปยังตัวปล่อยจะได้รับ HIGH ในเวลานั้นเช่นกัน ดังนั้นทรานซิสเตอร์เพียงแค่เลียนแบบพัลส์อินพุต (ซึ่งปิดแรงดันไฟฟ้าต่ำ) ไปยังพัลส์เอาต์พุต (ซึ่งปิดแรงดันไฟฟ้าสูง 12V ในวงจรของเรา)