Схеми включення транзисторів: основні принципи і застосування

Транзистори є основними та найпоширенішими елементами в електроніці. Вони виконують різні функції, зокрема, підсилюють сигнали, перемикають струми та контролюють напругу. Розробка схем включення транзисторів є суттєвою для створення ефективних та надійних електронних пристроїв.Схеми включення транзисторів визначають спосіб підключення елементів для досягнення певних необхідних характеристик і функцій. Основні схеми включення транзисторів включають підсилювальні схеми (спільний емітер, спільний колектор, спільна база), ключові схеми (включення та виключення транзистора), а також стабілізатори напруги та струму.Застосування схем включення транзисторів поширене в різних сферах, включаючи радіоелектроніку, телекомунікації, автомобільну промисловість, медичну техніку та інші. Підсилювальні схеми використовуються для підвищення потужності сигналів, ключові схеми – для регулювання електричних кіл, а стабілізатори – для забезпечення стабільної напруги або струму.Використання схем включення транзисторів вимагає глибоких знань у сфері електроніки та електричних кіл. Проте, з допомогою сучасних програм і комп'ютерних симуляторів, розробка і тестування схем стало більш доступним і зручним процесом.У даній статті будуть розглянуті основні принципи роботи схем включення транзисторів, їх характеристики і застосування в різних сферах техніки та технологій. Більш глибоке розуміння цих схем дозволить електронікам та інженерам створювати більш досконалі та функціональні пристрої.Основні принципи схем включення транзисторівІснує кілька типів схем включення транзисторів, включаючи схеми з загальним емітером, з загальною базою і з загальним колектором. Вони надають різні режими роботи і мають свої переваги та обмеження.

Схема підключення з загальним емітером є найбільш поширеною і широко використовується в підсилювачах сигналів. Вона забезпечує високе підсилення струму та напруги і має низький вхідний та високий вихідний імпеданс. При цьому емітер з'єднано з джерелом живлення, база підключена до сигналу, а колектор – до навантаження.

Схема підключення з загальною базою є найбільш відповідною для роботи з високими частотами, оскільки забезпечує більшу пропускну спроможність. У цій схемі база з'єднана з джерелом живлення, емітер – з навантаженням, а колектор – із землею.

Схема підключення з загальним колектором, або емітерний послідовний ключ, також відома як "буфер" або "слідкуючий". Вона дозволяє створювати вихідний сигнал, який повторює вхідний без зміни амплітуди. У цій схемі колектор зв'язаний з джерелом живлення, емітер – із землею, а база – з вхідним сигналом.

Вибір схеми включення транзистора залежить від вимог конкретного пристрою або системи. Кожна схема має свої унікальні характеристики, які можна оптимізувати для певного застосування. Необхідно ретельно розглянути вимоги до підсилення, смуги пропускання та опору сигналу при виборі схеми включення транзистора.Класифікація схем включення транзисторівІснує кілька основних типів схем включення транзисторів, які застосовуються в електроніці в залежності від вимаганої режими роботи та характеристик пристрою.1. Одностороннє включення - в даній схемі основним каскадом є p-n-p або n-p-n транзистор. Цей тип схеми забезпечує підсилення сигналу тільки при позитивній або тільки при негативній полярності вхідного сигналу. Даний тип схеми є найбільш простим і найбільш розповсюдженим.2. Двостороннє включення - у цій схемі використовуються два транзистори, один з яких є p-n-p, а інший - n-p-n. Цей тип схеми забезпечує підсилення сигналу як при позитивній, так і при негативній полярності вхідного сигналу. Така схема також відома як "схема диференційного підсилення" і широко застосовується в операційних підсилювачах.Схема з загальним емісійним - у цій схемі емісер транзистора підключений до загального джерела живлення. Цей тип схеми забезпечує високе підсилення струму та середнє підсилення напруги. Він широко використовується в підсилювальних ланках.Схема з загальним колектором - у цій схемі колектор транзистора підключений до загального джерела живлення. Цей тип схеми забезпечує високе підсилення напруги та низьке підсилення струму. Він часто використовується в буферних та насадочних підсилювачах.базою - у даній схемі база транзистора підключена до загального джерела живлення. Цей тип схеми забезпечує високе підсилення струму та низьке підсилення напруги. Він використовується у високочастотних підсилювачах та схемах управління.Класифікація схем включення транзисторів дозволяє ефективно обирати та застосовувати необхідну схему залежно від вимог до характеристик та умов роботи пристрою.Схема включення "База-Емітер"Основний принцип роботи схеми "База-Емітер" полягає в тому, що сигнал подається на базу транзистора, а керуючий струм і напруга перетворюються в колекторних та емітерних електродах. База транзистора забезпечує контроль підсилення сигналу, а емітер і колектор виконують роль електродів для підтримання робочої точки транзистора.Сама схема складається з трьох елементів: бази (B), емітера (E) та колектора (C). Між базою та емітером протікає управляючий струм, а між колектором та емітером формується вихідний струм.Застосування схеми "База-Емітер" включає в себе широкий спектр пристроїв, включаючи підсилювачі, інвертори, стабілізатори напруги та інші електронні схеми. Ця схема має високий коефіцієнт підсилення та хорошу стабільність роботи, що робить її переважною для багатьох застосувань.ЕлементСимволПозначенняТранзисторQБазаBЕмітерEКолекторC