Tranzistor - konektor všetkých obchodov
Prečo však tranzistor? Diódu vyžarujúcu svetlo sme mohli prepnúť priamo cez tlačidlo a rezistor 470 Ohm.
Aby tranzistor mohol pracovať, potrebuje tiež určité napätie. Dve najdôležitejšie napätia sú napätie báza-emitor (Ube) a napätie kolektora-emitor (Uce). Keď je tranzistor zapnutý, napätie BE je vždy približne 0,7 V. Ak sa táto hodnota nedosiahne, tranzistor sa „utiahne“. Napätie BE sa nastaví automaticky, akonáhle prúdi základný prúd.
Druhým dôležitým napätím je napätie CE. To je obzvlášť dôležité, ak chcete určiť stratu výkonu tranzistora. Čím vyšší je kolektorový prúd, tým vyššie je toto napätie. Pri vývoji obvodu treba vždy pamätať na napätie CE a prúd kolektora. Inak sa môže rýchlo stať, že tranzistor bude preťažený.
 |
Musíte sa len uistiť, že sa táto energia rozptýli a že tranzistor funguje iba vtedy, keď do základne prúdi silnejší prúd. To sa tu dosiahne použitím prídavného odporu, ktorý prechádza zo základne do mínusového pólu. Ak sa teraz dotknete základne, D1 zostane tmavý. Rozsvieti sa iba po stlačení tlačidla.
| Ako je znázornené na obrázku vyššie, samotný tranzistor potrebuje na svoje fungovanie určité napätie. Jedno z napätí je jedno cez cestu kolektora a vysielača (napätie CE). Ak tu meriame, nastavíme hodnotu cca 0,15 V. Pri vyššej záťaži sa táto hodnota tiež trochu zvyšuje. Spolu s kolektorovým prúdom to potom vedie k veľkej časti straty energie. Mali by ste to vždy sledovať, inak by sa tranzistor mohol prehriať a zodpovedajúcim spôsobom by sa zničil. |
| Druhým dôležitým napätím je napätie základného emitora. Ak má byť tranzistor plne riadený, musí dosiahnuť približne 0,7 V. Ak je základňa napájaná sériovým rezistorom, ako v našom príklade, toto napätie sa nastaví automaticky. Meranie to dokazuje. |
| Ak poklesnete pod túto 0,7 V, tranzistor sa zablokuje veľmi rýchlo. Na jednorazové vyskúšanie je tento obvod nastavený. Ak trimer otočíme, vidíme, že napätie zostáva veľmi dlho na hodnote približne 0,7 V a potom veľmi rýchlo vypadne a LED tak rýchlo zhasne. |
Lepšie dvojnásobné zosilnenie - fáza Darlington
Ako vidíte na tejto schéme, vysielač T1 je pripojený priamo k základni T2. Zberatelia sú zoskupení. Ak je tu stlačené tlačidlo, rozsvieti sa LED. Zatiaľ nič zvláštne. Pokiaľ ale teraz nahradíme rezistory R1 a R2 mnohonásobne vyššími hodnotami, napríklad R1 = 1 MOhm, R2 = 470 kOhm, a opäť stlačíme tlačidlo, rozsvieti sa tiež D1. Ak by sa tieto rezistory použili v jednom tranzistore, svetelná dióda by svietila iba slabo. Čo sa tu stalo?
Tu zohráva hlavnú úlohu cesta báza-emitor T2. Pretože napätie BE sa vždy nastavuje na 0,7 V, toto napätie sa meria aj v celkovom napätí z kolektora-vysielača.
| Ak zmeriame toto napätie cez odpor R2, zistíme tu, že je to približne 1,4 V. Takže skutočne meriame obe čiary BE jednu za druhou. Táto skutočnosť by sa mala vziať do úvahy pri použití Darlingtonovho stupňa ako zosilňovača. |
Prvý tranzistor zosilňuje 1 uA na 300 uA. Pretože sa prúdy z vysielača sčítajú, prúdi tam prúd 301 µA. Základňa druhého tranzistora je teraz napájaná týmto prúdom a znova ho 300-krát zosilňuje a potom umožňuje tok prúdu 90,3 mA.
Pretože sú dva kolektory tranzistorov spojené, dochádza aj k sčítaniu prúdov a výsledkom je celkový prúd 90,6 mA, pokiaľ to nie je obmedzené pripojenou záťažou.
Lepšia etapa v Darlingtone - doplnkový okruh v Darlingtone
Môže sa tu použiť ďalší okruh: doplnkový okruh Darlington. Tento obvod, tiež známy ako obvod Sziklai alebo dvojica Szilkai, kombinuje veľký prúdový zisk a nízke napätie základne-vysielača.
| V obvode PNP tranzistor PNP funguje ako vstupný stupeň. Ak napríklad prúdi zo základne prúd 1 µA, EC cesta PNP tranzistora prepustí 300 µA a dosiahne NPN. Tranzistor NPN zosilňuje týchto 300 µA opäť 300-krát, a tak prúd 90,3 mA opúšťa tranzistor NPN, tvorený zosilneným prúdom 90 mA a základným prúdom 300 µA. |
Z tranzistora sa stane zosilňovač signálu
Vezmime si náš obvod od začiatku tohto kurzu a pridajme k nemu trimovací potenciometer. Ak je obvod uvedený do prevádzky a vyžínačom otáčate, LED sa dlho rozsvieti a potom pomerne rýchlo zhasne.
Nastavenie prevádzkového bodu tranzistora
Často je potrebné zosilniť signály, ktoré pozostávajú zo striedavého napätia. Existujú dve možnosti prepínania tranzistorov, aby to mohli urobiť. Jednou z možností by bolo napájať obvod zosilňovača symetrickým pracovným napätím a nechať napájanie obvodu prúdiť iba cez kladný alebo záporný pól. Pre malé zosilňovače to nie je veľmi užitočné. Tam sa uchýlite k inej možnosti. Pracovný rozsah tranzistora sa jednoducho zvýši a tranzistor má možnosť pohybu nahor alebo nadol.
| Nasledujúci diagram ukazuje, ako sa to dá dosiahnuť. Ak uvediete tento obvod do prevádzky, rozsvieti sa LED. Ale dlho nie úplná svietivosť, na ktorú sme zvyknutí z LED. Na dióde emitujúcej svetlo a na odpore je teraz iba približne 3,8 V. Výsledkom je, že cez D1 preteká menej prúdu a svieti tmavšie. |
| Ak obvod doplníme kondenzátorom na vstupe alebo výstupe, máme jednostupňový LF zosilňovač. Kondenzátory zabezpečujú prispôsobenie striedavého napätia na prevádzkové jednosmerné napätie obvodu. |
Výhody a nevýhody základných obvodov
Tento obvod sa vyznačuje nasledujúcimi vlastnosťami:
- Nízke zaťaženie tranzistora
- Vysoké napätie na záťaži
Tento obvod sa vyznačuje nasledujúcimi vlastnosťami.
- Možné zosilnenie striedavého napätia
Existuje tretí obvod medzi typmi obvodov pre tranzistory. Základný obvod. Používa sa hlavne v HF technológii a je menej vhodný pre LF a spínacie aplikácie.
PNP tranzistor - nie celkom zabudnutý typ
Aj keď NPN tranzistor pokrýva väčšinu požiadaviek dnešnej elektroniky, PNP je z času na čas stále potrebný.