Fördelarna med triodtransistorer i förstärkningskretsar

Grundläggande arbetsprincip
Transistorer, även kända som transistorer, är huvudsakligen uppdelade i två typer: NPN och PNP. De består av tre regioner: emitter (E), bas (B) och kollektor (C). Genom att applicera olika spänningar mellan dessa tre regioner kan transistorn uppnå funktioner som signalförstärkning, omkoppling och oscillation.

Grundläggande struktur
NPN typ:består av två halvledare av N-typ och en halvledare av P-typ, med ström från emittern till kollektorn.

PNP-typ:består av två halvledare av P-typ och en halvledare av N-typ, med ström från kollektorn till emittern.

fungerande skick
Amplifieringstillstånd:Basemitterövergången är framåtspänd, och kollektorbasövergången är bakåtförspänd. Vid denna tidpunkt arbetar transistorn i förstärkningsområdet.

Mättnadstillstånd:Både basemitterövergången och kollektorbasövergången är framåtspända och transistorn är helt ledande.

Avskurna tillstånd:Både basemitterövergången och kollektorbasövergången är omvänt förspända, och transistorn är helt avstängd.

Huvudfördelarna med förstärkningskretsar
Transistorer har flera betydande fördelar i förstärkningskretsar, vilket har lett till deras utbredda tillämpning i olika elektroniska enheter.

Hög vinst
Strömförstärkningen (värdet) för en transistor är vanligtvis hög, vilket kan uppnå betydande signalförstärkning. De typiska betavärdena för NPN- och PNP-transistorer är mellan 100 och 300, vilket innebär att små förändringar i inströmmen kan ge betydande strömförstärkning vid utgången.

Hög ingångsimpedans och låg utimpedans
Hög ingångsimpedans minskar dess påverkan på belastningen av front-end-kretsen, medan låg utimpedans är fördelaktigt för att driva back-end-kretsen. Denna egenskap gör transistorn mycket lämplig för signalförstärkning och matchningskretsar.

Bra linjäritet
När du arbetar i förstärkningsområdet är transistorns utgångskarakteristikkurva nära linjär, vilket hjälper till att bibehålla signalens ursprungliga vågform och minska distorsion. Detta är särskilt viktigt för signalbehandling i high fidelity-ljudförstärkare och precisionsmätinstrument.

Bred frekvensgång
Den har ett brett frekvenssvarsområde och kan förstärka olika signaler från DC till högfrekvens. Moderna högfrekventa transistorer kan till och med arbeta i GHz-frekvensbandet, vilket gör dem flitigt använda i trådlös kommunikation och RF-kretsar.

Bra stabilitet
Stabila arbetsegenskaper och god anpassningsförmåga till temperatur- och spänningsförändringar. Genom att utforma lämpliga förspänningskretsar kan stabiliteten och tillförlitligheten hos transistorförstärkningskretsar förbättras ytterligare.

Tillämpningsexempel på förstärkarkretsar
Det finns olika former av transistorförstärkningskretsar i praktiska tillämpningar, och följande är några vanliga tillämpningsexempel:

Gemensam emitterförstärkarkrets
Den gemensamma emitterförstärkarkretsen är en av de vanligaste transistorförstärkarkretsarna. Insignalen införs från basen, utsignalen tas ut från kollektorn och sändaren är jordad. Denna krets har hög spänningsförstärkning och stor ingångsimpedans, vilket gör den lämplig för allmän signalförstärkning.

Gemensam basförstärkarkrets
I en vanlig basförstärkarkrets införs insignalen från emittern, utsignalen tas ut från kollektorn och basen jordas. Denna krets har låg ingångsimpedans och hög utgångsimpedans, ett brett frekvenssvarsområde och är lämplig för högfrekvent signalförstärkning.

Kollektiv förstärkningskrets
Den klumpade förstärkarkretsen är också känd som emitterföljaren. Ingångssignalen införs från basen, utsignalen tas ut från sändaren och kollektorn ansluts till strömförsörjningen. Denna krets har egenskaperna hos en spänningsförstärkning på 1, hög ingångsimpedans och låg utgångsimpedans, och används vanligtvis för signalbuffring och impedansmatchning.

Differentialförstärkningskrets
Differentialförstärkningskretsen består av två identiska transistorer, som kan förstärka skillnaden mellan två insignaler samtidigt som de undertrycker gemensamt brus. Denna krets har ett bra common mode-förkastningsförhållande och hög ingångsimpedans, och används i stor utsträckning i operationsförstärkare och högprecisionsmätkretsar.

Framtida utvecklingsriktning
Med den ständiga utvecklingen av elektronisk teknik, förnyas och utvecklas också transistorförstärkningskretsar ständigt. De framtida forsknings- och tillämpningsriktningarna inkluderar huvudsakligen följande aspekter:

Nya material och nya processer
Med utvecklingen av halvledarmaterialvetenskap kommer tillämpningen av nya material som kolnanorör och grafen att ytterligare förbättra transistorernas prestanda. Den nya tillverkningsprocessen kommer att göra transistorns storlek mindre, snabbare och lägre i energiförbrukning.

Integration och miniatyrisering
Moderna elektroniska enheter har allt högre krav på storlek och strömförbrukning. Integrerade och miniatyriserade transistorförstärkningskretsar kommer att användas i stor utsträckning i inbyggda system, bärbara enheter och mobila terminaler.

Högfrekventa och ultrahöga frekvensapplikationer
Med utvecklingen av 5G och millimetervågsteknik kommer efterfrågan på högfrekventa och ultrahögfrekventa transistorer att fortsätta att växa. Högfrekventa transistorförstärkningskretsar kommer att användas inom områden som trådlös kommunikation, radar och satellitkommunikation.

Låg strömförbrukning och hög effektivitet
I samband med ökad energibrist kommer lågeffekts- och högeffektiva transistorförstärkningskretsar att bli ett forskningsfokus. Genom att optimera kretsdesign och materialval kan strömförbrukningen minskas ytterligare, effektiviteten förbättras och grön elektronisk teknik kan uppnås.

 

https://www.trrsemicon.com/transistor/small-signal-transistor/bav99-sot-23.html