Bipolární tranzistor se společným kolektorem (také známý jako tranzistor s reverzní bází) je jedním z hlavních typů bipolárních tranzistorů. Tento prvek elektroniky odkazuje na zesilovací zařízení a umožňuje zesílit slabý vstupní signál a zvýšit jeho amplitudu pro další zpracování. Princip fungování tohoto tranzistoru je založen na použití dvou p-n přechodů oddělených typem N materiálu.
Hlavní výhodou bipolárních tranzistorů se společným kolektorem je jeho vysoký vstupní odpor a velký zisk napětí. Přitom výstupní odpor takového tranzistoru je obvykle nízký a nemění se podle úrovně vstupního signálu. To umožňuje jeho použití v různých zařízeních, včetně zesilovačů, senzorů, modulátorů, klíčů a dalších elektronických systémů.
Provoz bipolárního tranzistoru se společným kolektorem je založen na principu řízení proudu procházejícího n-typem základny změnou proudu vstupního signálu připojeného k základně. V tomto případě je výstup získán na kolektoru a má zvýšenou hodnotu amplitudy ve srovnání se vstupním. Hlavními prvky takového tranzistoru jsou emitor, základna a kolektor, které tvoří dva p-n přechody a umožňují řídit proud.
Princip fungování bipolárního tranzistoru se společným kolektorem
Základním principem fungování bipolárního tranzistoru se společným kolektorem je, že vstupní signál je přiváděn na základnu a výstup je získán z kolektoru. Emitor je tedy společný pro vstupní a výstupní signály.
Když je vstupní signál přiveden na základnu, způsobí změnu proudu v základně, což zase způsobí změnu proudu kolektoru. Tranzistor se společným kolektorem má velký zisk (hlasitost) a širokou šířku pásma signálu, díky čemuž je užitečný v různých zařízeních.
Použití bipolárního tranzistoru se společným kolektorem je v elektronice rozšířené. Může být použit jako zesilovač v audio systémech, rádiových vysílačích a dalších zařízeních, stejně jako v operačních zesilovačích a přepínacích obvodech.
Základy
Když je kladné napětí přiváděno na základnu bipolárního tranzistoru, začne vést proud z emitoru do kolektoru. Sběrnice tranzistoru tvoří výstup a emitor je vstup signálu, díky čemuž je vhodný pro použití v zesilovačích. Bipolární tranzistor se společným kolektorem má vysoký proudový zisk, který umožňuje jeho použití v aplikacích s nízkými úrovněmi signálu.
Hlavní aplikací bipolárních tranzistorů se společným kolektorem je zesílení elektrických signálů. Aktivně se používají v audio zařízeních, rádiích, televizorech, signálních zesilovačích a dalších elektronických zařízeních. Také bipolární tranzistory se společným kolektorem lze použít v logických obvodech, kde plní funkci vyrovnávací paměti nebo měniče úrovní signálu.
Struktura a vlastnosti
Hlavní charakteristikou sdíleného bipolárního tranzistoru je netěsný proud kolektoru, který se běžně nazývá ICEO (sběrný zpětný proud emitoru).
Výhodou této struktury tranzistoru je vysoký zisk a velký vstupní odpor. Má také vysokou rychlost přepínání, což umožňuje jeho použití v rychle působících elektronických obvodech.
Tato konfigurace tranzistoru je široce používána v mnoha elektronických zařízeních, včetně zesilovačů, stabilizátorů napětí a střídačů. Lze jej také použít ve vysokofrekvenčních přijímačích a vysílačích rádiových signálů.
Zařízení a aplikace
Když je kladné napětí aplikováno na základnu, elektrony z emitoru se začnou pohybovat do základny a připojovat se k dírám v základně. Základna tedy přenáší většinu elektronů do kolektoru.
Bipolární tranzistory se společným kolektorem, často nazývané zesilovače se společným kolektorem nebo emitory, se používají v různých elektronických zařízeních a obvodech. Jejich jedinečné vlastnosti, jako je nízký vstupní odpor, vysoký výkon a vysoké rychlosti řazení, z nich činí ideální volbu pro zesílení a přepínání signálů.
Mezi hlavní oblasti použití sdílených bipolárních tranzistorů patří různé druhy zesilovačů, včetně zesilovačů zvuku a rádia, stejně jako převodníků signálu v elektronických obvodech. Používají se také v spínacích obvodech, jako jsou PWM regulátory, a v měřících a kontrolních zařízeních, kde je vyžadována vysoká přesnost a stabilita signálů. Díky své spolehlivosti a trvanlivosti jsou bipolární tranzistory se společným kolektorem široce používány v různých oblastech elektroniky a techniky.
Výhody a nevýhody
Výhody bipolárního tranzistoru se společným kolektorem:
1. Zesílení signálu: Princip fungování bipolárního tranzistoru se společným kolektorem umožňuje jeho použití k zesílení signálů. Tranzistor zesiluje vstupní signál a vysílá jej na výstupu se zvýšenou amplitudou.
2. Nízký vstupní odpor: Společný kolektor bipolárního tranzistoru má nízký vstupní odpor, který poskytuje dobrou konzistenci s předchozími a následnými částmi elektrického obvodu.
3. Široká škála aplikací: Bipolární tranzistory se společným kolektorem lze použít v různých elektronických zařízeních, jako jsou zesilovače zvuku, rádia, mikrofony, senzory a další.
4. Odolnost proti rušení: Bipolární tranzistory se společným kolektorem mají dobrou odolnost proti rušení, díky čemuž jsou spolehlivé a účinné v různých provozních podmínkách.
Nevýhody bipolárního tranzistoru se společným kolektorem:
1. Omezený frekvenční pás: Bipolární tranzistor se společným kolektorem má omezený frekvenční pás, což může omezit jeho použití ve vysokofrekvenčních zařízeních.
2. Spotřeba energie: Při provozu bipolární tranzistor se společným kolektorem spotřebovává energii, což může způsobit problémy s napájením v některých elektronických zařízeních.
3. Vysoká cena: Bipolární tranzistory se společným kolektorem mohou být dražší než jiné typy tranzistorů, což může ovlivnit náklady na výrobu elektronických zařízení.