Amplifikatör olarak Transistör
Bir transistörün bir amplifikatör görevi görmesi için uygun şekilde önyargılı olması gerekir. Bir sonraki bölümde doğru önyargı ihtiyacını tartışacağız. Burada, bir transistörün bir amplifikatör olarak nasıl çalıştığına odaklanalım.
Transistör Amplifikatörü
Bir transistör, zayıf bir sinyalin gücünü artırarak bir amplifikatör görevi görür. Verici taban bağlantısına uygulanan DC öngerilim voltajı, ileriye dönük durumda kalmasını sağlar. Bu ileri sapma, sinyalin polaritesinden bağımsız olarak sürdürülür. Aşağıdaki şekil, bir transistörün bir amplifikatör olarak bağlandığında nasıl göründüğünü gösterir.
Giriş devresindeki düşük direnç, giriş sinyalindeki herhangi bir küçük değişikliğin çıkışta kayda değer bir değişiklikle sonuçlanmasına izin verir. Giriş sinyalinin neden olduğu yayıcı akımı, yük direnci R L'den aktığında, üzerinde büyük bir voltaj düşüşüne neden olan toplayıcı akımına katkıda bulunur . Bu nedenle, küçük bir giriş voltajı, transistörün bir amplifikatör olarak çalıştığını gösteren büyük bir çıkış voltajıyla sonuçlanır.
Misal
Uygulanmakta olan giriş voltajında 0.1v'lik bir değişiklik olmasına izin verin, bu da yayıcı akımında 1mA'lık bir değişiklik üretir. Bu yayıcı akım açıkça kollektör akımında 1mA olacak bir değişiklik üretecektir.
Kollektöre yerleştirilen 5kΩ'luk bir yük direnci,
5 kΩ × 1 mA = 5V
Dolayısıyla, girişteki 0.1v'lik bir değişikliğin, çıkışta 5V'luk bir değişiklik verdiği, bu da sinyalin voltaj seviyesinin yükseltildiği anlamına gelir.
Amplifikatörün Performansı
Yaygın yayıcı bağlantı modu çoğunlukla benimsendiğinden, önce bu bağlantı moduna referansla birkaç önemli terimi anlayalım.
Giriş Direnci
Giriş devresi ileri doğru eğimli olduğundan, giriş direnci düşük olacaktır. Giriş direnci, baz yayıcı bağlantısının sinyal akışına sunduğu karşıtlıktır.
Tanım olarak, sabit toplayıcı-yayıcı voltajında temel emitör voltajındaki (ΔV BE ) küçük değişimin temel akımdaki (ΔI B ) ortaya çıkan değişikliğe oranıdır .
Giriş direnci, $ R_i = \ frac {\ Delta V_ {BE}} {\ Delta I_B} $
R, i = giriş direnci, V BE = temel yayıcı voltaj ve I B = temel akım.
Çıkış Direnci
Bir transistör amplifikatörünün çıkış direnci çok yüksektir. Kollektör akımı, kollektör-emiter voltajındaki değişiklikle çok az değişir.
Tanımı gereği, kollektör-emiter gerilimindeki (ΔV CE ) değişimin , sabit taban akımında kolektör akımında (ΔI C ) ortaya çıkan değişikliğe oranıdır .
Çıkış direnci = $ R_o = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta I_C} $
R o = Çıkış direnci, V CE = Kollektör-yayıcı voltajı ve I C = Kollektör-verici voltajı.
Etkili Kollektör Yükü
Yük, bir transistörün kollektörüne bağlanır ve tek aşamalı bir amplifikatör için, çıkış voltajı, transistörün kollektöründen alınır ve çok aşamalı bir amplifikatör için, aynısı, transistör devresinin kademeli aşamalarından toplanır.
Tanım olarak, aktör akımının gördüğü toplam yüktür. Tek katlıtransistörlerin durumunda, etkin bir toplayıcı yük R, bir paralel kombinasyonu olan C ve R, o .
Etkili Toplayıcı Yükü, $ R_ {AC} = R_C // R_o $
$$ = \ frac {R_C \ times R_o} {R_C + R_o} = R_ {AC} $$
Bu nedenle, tek aşamalı bir amplifikatör için, efektif yük kolektör yükü R C'ye eşittir .
Bir çok-aşamalı amplifikatör (yani, birden fazla amplifikasyon katı olan), giriş direnci R ı bir sonraki aşamada da gündeme gelmektedir.
Etkili kollektör yükü, R C , R o ve R i'nin paralel kombinasyonu haline gelir , yani,
Etkili Toplayıcı Yükü, $ R_ {AC} = R_C // R_o // R_i $
$$ R_C // R_i = \ frac {R_C R_i} {R_C + R_i} $$
Giriş direnci R i oldukça küçük olduğundan, etkili yük azaltılır.
Şu anki kazanç
Giriş ve çıkış akımlarındaki değişimler gözlendiğinde akım açısından kazanç, olarak adlandırılır. Current gain. Tanım olarak, kollektör akımındaki (ΔI C ) değişimin temel akımdaki değişime (ΔI B ) oranıdır .
Mevcut kazanç, $ \ beta = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} $
Β değeri 20 ile 500 arasındadır. Akım kazancı, giriş akımının kolektör akımında β katı olduğunu gösterir.
Gerilim Kazancı
Giriş ve çıkış akımlarındaki değişimler gözlendiğinde gerilim cinsinden kazanç, olarak adlandırılır. Voltage gain. Tanım olarak, çıkış voltajındaki (ΔV CE ) değişimin giriş voltajındaki değişime (ΔV BE ) oranıdır .
Gerilim kazancı, $ A_V = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta V_ {BE}} $
$$ = \ frac {Değiştir \: in \: çıktı \: geçerli \ zamanlar etkili \: yük} {Değiştir \: içinde \: giriş \: geçerli \ zamanlar girdi \: direnç} $$
$$ = \ frac {\ Delta I_C \ times R_ {AC}} {\ Delta I_B \ times R_i} = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} = \ beta \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} $$
Tek bir aşamada, R, AC R = C .
Ancak, Çok Aşamalı için
$$ R_ {AC} = \ frac {R_C \ times R_i} {R_C + R_i} $$
Burada R ı bir sonraki aşamada giriş direncidir.
Güç Kazanımı
Giriş ve çıkış akımlarındaki değişimler gözlendiğinde güç cinsinden kazanç, Power gain.
Tanım olarak, çıkış sinyal gücünün giriş sinyal gücüne oranıdır.
Güç kazancı, $ A_P = \ frac {(\ Delta I_C) ^ 2 \ times R_ {AC}} {(\ Delta I_B) ^ 2 \ times R_i} $
$$ = \ left (\ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} \ right) \ times \ frac {\ Delta I_C \ times R_ {AC}} {\ Delta I_B \ times R_i} $$
= Akım kazancı × Gerilim kazancı
Dolayısıyla bunlar, amplifikatörlerin performansına atıfta bulunan tüm önemli terimlerdir.