Bipolartransistoren sind elektronische Geräte, die zum Verstärken oder Umschalten von Signalen verwendet werden. Sie bestehen aus zwei pn-Übergängen und haben drei Anschlüsse: Emitter, Basis und Kollektor. Um sicherzustellen, dass der Bipolartransistor ordnungsgemäß funktioniert, muss er ordnungsgemäß in die Schaltung integriert werden.
Ein wichtiger Parameter eines Bipolartransistors ist die Eingangsspannung, die den Bereich der direkten Eingangsspannung bestimmt, die für den normalen Betrieb des Transistors erforderlich ist. Es gibt mehrere Schaltkreise für Bipolartransistoren mit unterschiedlichen Eingangsspannungen.
Eine der häufigsten Schaltkreise eines Bipolartransistors ist eine "Emitter–Repeater-Schaltung". In dieser Schaltung ist die Basis des Transistors über einen Widerstand mit dem Emitter verbunden. Eine solche Verbindung stellt sicher, dass die Eingangsspannung 0,7 V beträgt, was für viele Arten von Bipolartransistoren optimal ist.
Ein Beispiel für eine Eingangsspannungsschaltung ist die allgemeine Emitter-Einschaltschaltung. In dieser Schaltung ist die Basis des Transistors über einen Widerstand mit der Erde verbunden und die Last ist zwischen dem Kollektor und der Stromversorgung verbunden. Die Eingangsspannung kann je nach den Werten der Widerstände und dem Signal, das an die Basis gesendet wird, unterschiedlich sein.
Schaltkreise für bipolare Transistoren
Bipolartransistoren werden häufig in elektronischen Geräten verwendet, bei denen eine Signalverstärkung oder -umschaltung erforderlich ist. Um die gewünschten Funktionen zu implementieren, gibt es verschiedene Schaltkreise für Transistoren.
1. Schaltplan für Emitter-Repeater: Diese Schaltung ermöglicht es, das Eingangssignal zu verstärken und eine vergrößerte Kopie dieses Signals am Ausgang zu erhalten. In dieser Schaltung arbeitet der Transistor als ein Rückkopplungsverstärker. Das Signal wird an die Basis des Transistors angelegt und das verstärkte Signal wird am Kollektor erhalten. Dieses Einschaltschema wird in verschiedenen Verstärkervorrichtungen verwendet.
2. Schaltplan für Kollektorverstärker: In dieser Schaltung arbeitet der Transistor als Signalverstärker. Das Eingangssignal wird an die Basis gesendet und das Ausgangssignal wird vom Emitter empfangen. Bei der Arbeit in dieser Schaltung liefert der Transistor einen hohen Widerstand und einen niedrigen Ausgangsimpedanz, wodurch das Signal verstärkt und an den Verbraucher weitergegeben wird.
3. Einschaltschema des Basis-Repeaters: In dieser Schaltung arbeitet der Transistor als Signalverstärker mit hoher Stromverstärkung. Das Eingangssignal wird an den Emitter gesendet und das Ausgangssignal wird vom Kollektor entnommen. Dieses Einschaltschema ermöglicht eine hohe Signalverstärkung und wird in Geräten verwendet, bei denen eine starke Signalverstärkung erforderlich ist.
Dies sind nur einige der vorhandenen Schaltkreise für die Aufnahme von Bipolartransistoren. Für jeden Fall wird ein geeignetes Einschaltschema unter Berücksichtigung der Signalverstärkungs- oder Schaltanforderungen ausgewählt.
Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass die richtige Wahl des Einschaltschemas für Bipolartransistoren die gewünschten Eigenschaften des Geräts erreicht und seine Effizienz verbessert.
Merkmale beliebter Schaltungen
Es gibt mehrere populäre Schaltkreise für Bipolartransistoren mit Eingangsspannung, die ihre eigenen Eigenschaften haben und in verschiedenen Bereichen der Elektronik verwendet werden:
- Die Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter (Common Emitter) ist die am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete Schaltung. In dieser Schaltung ist der Emitter direkt mit der Last verbunden. Es bietet eine hohe Verstärkung und einen hohen Eingangsimpedanz, hat aber eine niedrige Ausgangseigenschaften und einen hohen Ausgangsimpedanz.
- Eine gemeinsame Basisschaltung (Common Base) bietet eine hohe Schaltfrequenz, einen niedrigen Ein- und Ausgangsimpedanz. Es wird in hochfrequenten integrierten Schaltungen verwendet, hat aber eine geringe Verstärkung und eine geringe Leistung.
- Das Schema mit dem gemeinsamen Kollektor (Common Collector) ist zuverlässig und vielseitig. Es bietet einen hohen Ein- und Ausgangsimpedanz, ideal für die Pufferverstärkung. Es hat jedoch eine geringe Verstärkung und eine niedrige Ausgangseigenschaften.
Jedes dieser Schaltungen hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und die Auswahl eines bestimmten Schemas hängt von der erforderlichen Funktionalität und den Anwendungsbedingungen ab.
Schema mit gemeinsamem Emitter
Ein Merkmal einer Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter ist, dass sie eine Spannungsverstärkung und einen Strom mit einer positiven Signalphase bietet. Die Eingangsspannung wird an die Basis des Transistors angelegt, danach wird die Ausgangsspannung verstärkt und an die Last abgegeben. Dies ermöglicht die Verwendung einer gemeinsamen Emitter-Schaltung in Verstärkungsschaltungen.
Die gemeinsame Emitter-Schaltung hat auch eine hohe Verstärkung und einen niedrigen Eingangsimpedanz. Dies ermöglicht die Verwendung als Schlüsselelement beim Konstruieren von Logikelementen und Verstärkern.
Schema mit gemeinsamer Basis
Merkmale eines Schemas mit einer gemeinsamen Basis:
- Die Schaltung verfügt über einen hohen Spannungs- und Leistungsgewinn, der es ermöglicht, in Niederfrequenzverstärkern verwendet zu werden.
- Der Kollektorstrom in dieser Schaltung bildet einen großen Winkel mit dem Emitterstrom, was zu niedrigen Eingangswiderstandswerten führt.
- Die gemeinsame Basisschaltung hat eine niedrige Ausgangsleistung und einen hohen Ausgangswiderstand. Dies macht es beim Umgang mit Lasten mit niedrigem Widerstand unwirksam.
- Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse in dieser Schaltung befinden sich an einem Ende des Transistors.
Beispielschema mit gemeinsamer Basis:
- R1 ist ein an die Basis angeschlossener Widerstand;
- R2 - An den Kollektor angeschlossener Widerstand;
- RC - Lastwiderstand, der an den Kollektor angeschlossen ist;
- CB - Kondensator, der die konstante Komponente des Eingangssignals blockiert;
- RE - Emitter-Widerstand zur Stabilisierung des Stroms.
Diese Schaltung findet Anwendung in verschiedenen Verstärkern, bei denen eine hohe Verstärkung und ein niedriger Eingangsimpedanz erforderlich sind.
Schema mit gemeinsamem Kollektor
Ein Merkmal einer gemeinsamen Kollektorschaltung ist, dass das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors entnommen wird, was einen hohen Eingangsimpedanz und einen niedrigen Ausgangsimpedanz ermöglicht. Dies macht eine gemeinsame Kollektorschaltung für den Einsatz geeignet, wenn ein Verstärker mit hoher Bandbreite und geringer Verzerrung erforderlich ist.
Ein Beispiel für die Verwendung einer gemeinsamen Kollektorschaltung ist ein Audiosignalverstärkungsgerät. In diesem Fall wird das Eingangssignal an die Basis des Transistors gesendet und das Ausgangssignal wird vom Kollektor entnommen. Die gemeinsame Kollektorschaltung bietet eine größere Signalverstärkung und Linearität, wodurch sie für die Erstellung von Audioverstärkern gefragt ist.
Beispiele für die Anwendung von Einschaltplänen
Schaltkreise für Bipolartransistoren können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Im Folgenden sind einige Beispiele für die Anwendung solcher Schemata aufgeführt:
- Leistungsverstärker: Transistorschaltkreise können verwendet werden, um Leistungsverstärker zu erzeugen, die Audio- oder Videosignale verstärken können.
- Wechselrichter: Transistorschaltkreise können verwendet werden, um Wechselrichter zu erzeugen, die eine konstante Spannung in eine Variable umwandeln.
- DC-Wandler: Transistorschaltkreise können verwendet werden, um DC-Wandler zu erzeugen, die eine konstante Spannung in eine andere konstante Spannung umwandeln.
- Digitale Schaltkreise: Transistorschaltkreise können in digitalen Schaltkreisen wie Zählern oder Logikgattern verwendet werden.
- Stromquelle: Transistorschaltkreise können verwendet werden, um Stromquellen zu erzeugen, die einen konstanten Strom durch die Last halten können.
Dies sind nur einige Beispiele für die Anwendung verschiedener Schaltkreise für bipolare Transistoren. Aufgrund ihrer Flexibilität und Effizienz werden solche Schaltungen in verschiedenen Bereichen der Elektronik und Kommunikation weit verbreitet eingesetzt.
