Alapkapcsolások fajtái
A tranzisztorok legfontosabb alkalmazási területe a kis feszültségszintű jelek alakhű erősítése. Az erősítő tulajdonságait célszerű négypólussá alakítva vizsgálni.
Mivel a tranzisztor három elektródával rendelkezik négypólussá úgy alakítható, hogy egyik kivezetés közösnek tekintjük a kimenet és bemenet szempontjából. Ennek megfelelően három alapkapcsolást különböztetünk meg, amelyek elnevezése a közös elektróda nevéből származik.
Ezek a következők:
- közös bázisú kapcsolás, vagy báziskapcsolás,
- közös emitteres kapcsolás, vagy emitterkapcsolás,
- közös kollektoros kapcsolás, vagy kollektorkapcsolás.
A tranzisztor fizikai működése minden alapkapcsolásban azonos. Az egyes alapkapcsolásokban, csak a tranzisztor külső jellemzői változnak meg. A négypólusként ábrázolt tranzisztor egyértelműen jellemezhető a ki- és bemenetén fellépő feszültségekkel és áramokkal. A négy jellemzőt összekapcsoló függvények grafikus ábrázolása révén kapjuk a tranzisztor karakterisztikáit (jelleggörbéit).
Bipoláris tranzisztor jelleggörbéi
A tranzisztor négypólusként való tárgyalása négy jelleggörbe-típus meghatározását teszi lehetővé, amelyek a következők:
Bemeneti jelleggörbe: a bemeneti feszültség és bemeneti áram közötti kapcsolatot szemlélteti, ha a kimeneti feszültség állandó:
Kimeneti jelleggörbe: a kimeneti feszültség és kimeneti áram közötti
összefüggést tükrözi, ha a bemeneti áram állandó értéken van:
Áramokra vonatkozó átviteli (transzfer) jelleggörbe: a kimeneti áram és a bemeneti áram kapcsolatát szemlélteti állandó kimeneti feszültség esetén:
Feszültségekre vonatkozó átviteli (transzfer) jelleggörbe: a bemeneti feszültség és a kimeneti feszültség összetartozó értékeit adja meg, ha a bemeneti áramot állandó értéken tartjuk:
A gyakorlatban az átviteli karakterisztikákat ritkán használják, mivel az első két jelleggörbéből megszerkeszthetők és ezért nem tartalmaznak új adatokat.
Bipoláris tranzisztor jelleggörbéi báziskapcsolásban
A bemeneti karakterisztika ebben az esetben az emitteráram
és a bázis-emitter feszültség
közötti kapcsolatot tükrözi állandó kollektor-bázis feszültség
biztosítása mellett. A jelleggörbe - hasonlóan egy nyitóirányban működő dióda áram-feszültség jelleggörbéjéhez - exponenciális változást mutat. Ha az alkalmazott bázis-emitter feszültség túllépi a küszöbfeszültség értékét, az emitteráram a feszültség növelésével exponenciálisan nő.
A szilíciumtranzisztorok küszöbfeszültsége a
értéktartományban lehet, a ritkábban alkalmazott germánium tranzisztorok küszöbfeszültsége
között változik.
Kimeneti mennyiségek az
kollektoráram és az
kollektor-bázis feszültség. A kimeneti jelleggörbék, a kimeneti mennyiségek közötti összefüggést fejezik ki különböző emitteráramoknál.
A kimeneti jelleggörbe megközelítően vízszintes egy adott
értékre, tehát a kollektoráram nagyon kis mértékben függ a kollektor-bázis feszültség nagyságától.
A tranzisztor azon kapcsolása amely esetén a a bemenet és a kimenet szempontjából a bázist közösnek tekintjük.
A tranzisztor azon kapcsolása amely esetén a a bemenet és a kimenet szempontjából az emittert közösnek tekintjük.
A tranzisztor azon kapcsolása amely esetén a a bemenet és a kimenet szempontjából a kollektort közösnek tekintjük.
Bemeneti jelleggörbe: a bemeneti feszültség és bemeneti áram közötti kapcsolatot szemlélteti, ha a kimeneti feszültség állandó:
Kimeneti jelleggörbe: a kimeneti feszültség és kimeneti áram közötti összefüggést tükrözi, ha a bemeneti áram állandó értéken van:
Áramokra vonatkozó átviteli (transzfer) jelleggörbe: a kimeneti áram és a bemeneti áram kapcsolatát szemlélteti állandó kimeneti feszültség esetén:
Feszültségekre vonatkozó átviteli (transzfer) jelleggörbe: a bemeneti feszültség és a kimeneti feszültség összetartozó értékeit adja meg, ha a bemeneti áramot állandó értéken tartjuk: