Transistor come circuito amplificatore

I transistor sono i dispositivi semiconduttori utilizzati per la commutazione o l'amplificazione dei segnali elettrici. Sono altamente resistenti, di dimensioni inferiori e funzionano con un'alimentazione a bassa tensione. Un transistor è un dispositivo a tre terminali:

• Base: questo pin utilizzato per attivare il transistor (minimo 0,7 V richiesto per accendere un transistor)
• Collettore: flusso di corrente attraverso questo terminale
• Emettitore: Corrente assorbita da questo terminale, normalmente collegato a terra

Esistono due tipi di transistor: transistor NPN e transistor PNP. In questo circuito stiamo usando un transistor NPN per amplificare i segnali che vengono dimostrati usando un oscilloscopio.

Come sappiamo un transistor viene generalmente utilizzato come transistor come interruttore o transistor come amplificatore. Abbiamo spiegato Transistor come interruttore nel nostro precedente tutorial, ora per l' utilizzo di un transistor come amplificatore abbiamo dimostrato il circuito e funziona in questo tutorial. Per l'utilizzo di un transistor come amplificatore abbiamo tre configurazioni di transistor che vengono spiegate di seguito.

Cosa sono le configurazioni dei transistor?

In generale, ci sono tre tipi di configurazioni e le loro descrizioni riguardo al guadagno sono le seguenti:

• Configurazione Common Base (CB): non ha guadagno di corrente ma ha guadagno di tensione.
• Configurazione Common Collector (CC): ha guadagno di corrente ma nessun guadagno di tensione.
• Configurazione Common Emitter (CE): ha guadagno di corrente e guadagno di tensione entrambi.

Qui, stiamo spiegando la configurazione Common-Emitter, in quanto è la configurazione più utilizzata e popolare. Per conoscere altre due configurazioni, i tipi di transistor e il loro funzionamento seguire l'articolo collegato.

Configurazione a emettitore comune

Nella configurazione CE (Common-Emitter), otteniamo l'output dal terminale del collettore. L'ingresso viene fornito al terminale di base e l'emettitore è comune per l'ingresso e l'uscita. Questa configurazione è un circuito amplificatore invertente. Qui, i parametri di input sono V _BE e _B parametri e di uscita V _CE e _C.

In questa configurazione, la somma del collettore e della corrente di base è uguale alla corrente dell'emettitore.

Io _E = io _C + io _B.

Il guadagno di corrente (Beta) è definito dal rapporto tra la corrente del collettore e la corrente di base in questa configurazione.

Guadagno di corrente (β) = I _C / I _B

Questa configurazione è la configurazione più utilizzata tra tutte e tre, in quanto ha un valore medio di impedenza di ingresso e uscita. Lo sfasamento del segnale di uscita è di 180 °, quindi l'uscita e l'ingresso sono inversi l'uno rispetto all'altro.

Componenti necessari per un circuito amplificatore a transistor

• Transistor BC547-NPN
• Resistore (10k, 4.7k, 1.5k, 1k)
• Condensatore (0.1uf, 1uf, 22uf)
• Oscilloscopio
• Collegamento dei cavi
• Breadboard
• Alimentazione 12V

Schema del circuito dell'amplificatore a transistor semplice

Funzionamento del transistor come amplificatore

Nello schema circuitale sopra, abbiamo realizzato un circuito divisore di tensione utilizzando rispettivamente i resistori R1 e R2 di 4,7k e 1,5k. Quindi, l'uscita del circuito del divisore di tensione viene utilizzata per una corretta polarizzazione per accendere il transistor. La tensione del terminale di base di un transistor richiesta per accendere il transistor varia da 0,7 (min) a 5 V (max). È possibile modificare il valore della resistenza ma la tensione di ingresso di base non deve superare l'intervallo. Quando l'alimentazione viene fornita al circuito, l'uscita del circuito del divisore di tensione fornisce una tensione sufficiente per polarizzare il transistor.

Qui, R4 viene utilizzato come resistenza di limitazione della corrente e C2 viene utilizzato come condensatore di bypass e R3-C3 sta creando un filtro RC per il segnale di uscita.

Esistono tre regioni operative di un transistor menzionate di seguito:

• Regione di taglio: quando la tensione tra la base e l'emettitore è inferiore a 0,7 V, il transistor si trova nella regione di interruzione.
• Regione di saturazione: quando V _BC e V _BE aumentano ed entrambi vengono polarizzati in avanti, il transistor si trova nella regione di saturazione.
• Regione attiva: quando la tensione di base aumenta, ma la tensione V _BC (dalla base al collettore) è ancora negativa, fino a questo valore, il transistor rimane nella regione attiva.

Un transistor funzionerà come amplificatore solo quando viene utilizzato in una regione attiva. Qui, il transistor funziona come un amplificatore, abbiamo utilizzato la configurazione a emettitore comune.

Quindi, l'ingresso a impulsi fornito alla base viene amplificato e ricevuto al condensatore C3.

Ora, la domanda è come viene amplificato? Quando l'impulso di ingresso diventa ALTO, si accende il transistor e la corrente inizia a fluire dal collettore all'emettitore per quel tempo, il che significa che anche l'impulso dal collettore all'emettitore diventa ALTO per quel tempo e viceversa. Quindi, il transistor imita semplicemente l'impulso di ingresso (che è spento a bassa tensione) all'impulso di uscita (che è spento ad ALTA tensione, 12V nel nostro circuito).