Konfiguration von Transistoren

Wenn ein Transistor in einer Schaltung angeschlossen ist, sind vier Anschlüsse oder Leitungen oder Zweige erforderlich, zwei sowohl für den Eingang als auch für den Ausgang. Da wir wissen, dass Transistoren nur 3 Anschlüsse haben, kann diese Situation überwunden werden, indem einer der Anschlüsse sowohl für den Eingangs- als auch für den Ausgangsabschnitt gemeinsam gemacht wird. Dementsprechend kann ein Transistor in drei Konfigurationen wie folgt angeschlossen werden:

  • Gemeinsame Basiskonfiguration
  • Common Emitter-Konfiguration
  • Allgemeine Kollektorkonfiguration

Im Folgenden sind einige wichtige Punkte zum Betrieb des Transistors aufgeführt.

  • Ein Transistor kann in drei Bereichen betrieben werden, nämlich im aktiven Bereich, im Sättigungsbereich und im Grenzbereich.

  • Bei Verwendung eines Transistors im aktiven Bereich ist der Basis-Emitter-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt und der Kollektor-Basis-Übergang in Rückwärtsrichtung vorgespannt.

  • Bei Verwendung eines Transistors im Sättigungsbereich ist der Basis-Emitter-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt und der Kollektor-Basis-Übergang ist ebenfalls in Vorwärtsrichtung vorgespannt.

  • Bei Verwendung eines Transistors im Sperrbereich sind sowohl der Basis-Emitter-Übergang als auch der Kollektor-Basis-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt.

Vergleich der Transistorkonfiguration

Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich der Transistorkonfiguration.

Eigenschaften Gemeinsamer Emitter Gemeinsame Basis Gemeinsamer Sammler
Stromgewinn Hoch Nein Beträchtlich
Anwendungen Audiofrequenz Hochfrequenz Impedanzanpassung
Eingangswiderstand Niedrig Niedrig Sehr hoch
Ausgangswiderstand Hoch Sehr hoch Niedrig
Spannungsverstärkung Ca. 500 Ca. 150 Weniger als 1

Vor- und Nachteile von Transistoren

In der folgenden Tabelle sind die Vor- und Nachteile von Transistoren aufgeführt.

Vorteile Nachteile
Niedrige Quellenspannung Temperaturabhängigkeit
Hochspannungsverstärkung Geringere Verlustleistung
Kleiner Niedrige Eingangsimpedanz

Stromverstärkungsfaktor (α)

Das Verhältnis der Änderung des Kollektorstroms zur Änderung des Emitterstroms bei konstanter Kollektor- / Basisspannung Vcb ist als Stromverstärkungsfaktor bekannt ‘α’. Es kann ausgedrückt werden als

$ \ alpha = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} $ bei Constant V CB

Es ist klar, dass der Stromverstärkungsfaktor kleiner als eins ist und umgekehrt proportional zum Basisstrom ist, wenn man bedenkt, dass die Basis leicht dotiert und dünn ist.

Basisstromverstärkungsfaktor (β)

Dies ist das Verhältnis der Änderung des Kollektorstroms zur Änderung des Basisstroms. Eine kleine Änderung des Basisstroms führt zu einer sehr großen Änderung des Kollektorstroms. Daher kann der Transistor eine Stromverstärkung erreichen. Es kann ausgedrückt werden als

$$ \ beta = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} $$

Transistor als Verstärker

Die folgende Abbildung zeigt, dass ein Lastwiderstand (R L ) in Reihe mit der Kollektorversorgungsspannung (V cc ) liegt. Eine kleine SpannungsänderungΔVi zwischen dem Emitter und der Basis verursacht eine relativ große Emitterstromänderung ΔIE.

Wir definieren durch das Symbol 'a' - den Bruchteil dieser aktuellen Änderung - der gesammelt wird und durchläuft RL. Die Änderung der Ausgangsspannung am LastwiderstandΔVo = a’RL ΔIEkann ein Vielfaches der Änderung der Eingangsspannung ΔV I sein . Unter diesen Umständen erfolgt die SpannungsverstärkungA == VO/ΔVI wird größer als Eins sein und der Transistor wirkt als Verstärker.