晶体管是用于切换或放大电信号的半导体器件。它们具有极高的耐用性,较小的尺寸,并在低压电源上运行。晶体管是三端子设备:
- 基极:此引脚用于激活晶体管(开启晶体管所需的最低0.7V)
- 集电极:通过该端子的电流
- 发射极:电流从该端子流出,通常接地
晶体管有两种类型:NPN晶体管和PNP晶体管。在此电路中,我们使用NPN晶体管来放大使用示波器演示的信号。
众所周知,晶体管通常被用作晶体管作为开关或晶体管作为放大器。在上一教程中,我们已经将晶体管作为开关进行了说明,现在将晶体管用作放大器,我们已经演示了该电路,并且在本教程中也可以使用。为了使用晶体管作为放大器,我们有以下三个晶体管配置。
什么是晶体管配置?
通常,存在三种类型的配置,其关于增益的描述如下:
- 共基(CB)配置:它没有电流增益,但有电压增益。
- Common Collector(CC)配置:它具有电流增益,但是没有电压增益。
- 通用发射器(CE)配置:它同时具有电流增益和电压增益。
在这里,我们将解释Common-Emitter配置,因为它是最常用和最受欢迎的配置。要了解其他两种配置,晶体管的类型及其工作原理,请参见链接的文章。
共射极配置
在CE(公共发射器)配置中,我们从收集器端子获得输出。输入被提供给基极端子,发射器是输入和输出的公共端。该配置是反相放大器电路。这里,输入参数为V BE和我乙和输出参数为V CE和我Ç。
在这种配置中,集电极和基极电流之和等于发射极电流。
I E = I C + I B
在此配置中,电流增益(Beta)由集电极电流和基极电流之比定义。
电流增益(β)= I C / I B
该配置是这三种配置中最常用的配置,因为它具有平均输入和输出阻抗值。输出信号相移为180°,因此输出和输入彼此相反。
晶体管放大器电路所需的组件
- BC547-NPN晶体管
- 电阻(10k,4.7k,1.5k,1k)
- 电容器(0.1uf,1uf,22uf)
- 示波器
- 连接线
- 面包板
- 12V电源
简单晶体管放大器电路图
晶体管作为放大器的工作
在上面的电路图中,我们使用电阻分别为4.7k和1.5k的R1和R2制作了分压器电路。因此,分压器电路的输出用于适当的偏置以导通晶体管。打开晶体管所需的晶体管的基极端电压范围为0.7(最小值)至5V(最大值)。您可以更改电阻值,但基本输入电压不应超过该范围。当给电路供电时,分压器电路输出提供足够的电压来偏置晶体管。
在这里,R4用作限流电阻,C2用作旁路电容,R3-C3为输出信号制作一个RC滤波器。
晶体管的三个工作区域如下所述:
- 截止区:当基极和发射极之间的电压小于0.7V时,晶体管处于截止区。
- 饱和区:当V BC和V BE增大并且都被正向偏置时,则晶体管处于饱和区。
- 有源区:当基极电压增加,但V BC(基极至集电极)电压仍然为负时,直到此值,晶体管仍保留在有源区中。
晶体管只有在工作区工作时才能用作放大器。在这里,晶体管用作放大器,我们使用了共射极配置。
因此,提供给基极的脉冲输入被放大并在电容器C3处被接收。
现在,问题是它如何被放大?当输入脉冲变为高电平时,它将导通晶体管,并且在这段时间内电流开始从集电极流向发射极,这意味着在这段时间内从集电极到发射极的脉冲也变为高电平,反之亦然。因此,晶体管只是在模仿输入脉冲(关闭低电压)到输出脉冲(关闭高电压,在我们的电路中为12V)。