Configurazioni dei transistor

Impareremo diverse configurazioni di transistor in questo tutorial sui transistor. Esistono tre layout di transistor alternativi che possono essere utilizzati con transistor a giunzione bipolare (BJT), in quanto sono un dispositivo a tre terminali. Puoi eseguire meglio la tua applicazione se comprendi queste varie configurazioni di transistor.

Sappiamo che un transistor ha tipicamente tre terminali: un emettitore (E), una base (B) e un collettore (C). Tuttavia, sono necessari quattro terminali per le connessioni del circuito: due terminali per l’ingresso e altri due per l’uscita. Per aggirare questi problemi, condividiamo un unico terminale sia per le operazioni di input che per quelle di output.

Costruiamo i circuiti utilizzando questa caratteristica e le strutture risultanti sono indicate come configurazioni di transistor. In generale, esistono tre diverse configurazioni di transistor: base comune (CB), collettore comune (CC) ed emettitore comune (CE).

Base comune di configurazione

Usiamo la base come terminale comune in questo progetto sia per i segnali di ingresso che per quelli di uscita. Il terminale comune è indicato dal nome della configurazione stessa. Il terminale di base è collegato a terra mentre il segnale di ingresso viene applicato tra i terminali di base ed emettitore e il segnale di uscita viene prelevato tra i terminali di base e di collettore. Qui, VEB e IE fungono da parametri di input e VCB e IC fungono da parametri di output. Per far funzionare il transistor, la corrente di ingresso dell’emettitore deve essere maggiore della corrente di base e della corrente di collettore; di conseguenza, la corrente del collettore di uscita è inferiore alla corrente dell’emettitore di ingresso.

Nella maggior parte dei casi, il guadagno corrente per questo tipo di disposizione è uguale o inferiore all’unità. In questa configurazione, i segnali di ingresso e uscita sono in fase. Circuito amplificatore non invertente è il nome dato a questo tipo di architettura del circuito amplificatore. A causa degli elevati valori di guadagno di tensione del tipo, la fabbricazione di questo circuito di configurazione è impegnativa.

Caratteristiche dell’ingresso

Con una tensione di uscita costante, le caratteristiche di ingresso si trovano tra la corrente di ingresso e la tensione di ingresso. Mantenere la tensione di ingresso VEB variabile mentre si varia la tensione di uscita VCB, quindi registrare il valore della corrente di ingresso IE in ogni punto. La stessa procedura dovrebbe essere ripetuta con varie tensioni di uscita. Dobbiamo ora tracciare il grafico tra i parametri IE e VEB utilizzando questi dati.

Caratteristiche dell’uscita

Con una corrente di ingresso costante, si ottengono le caratteristiche di uscita di una configurazione di base comune tra corrente di uscita e tensione di uscita. Registrare i valori IC in ogni punto dopo aver variato il valore VCB mantenendo costante la corrente dell’emettitore. Ripetere il processo utilizzando vari valori di IE. Ultimo ma non meno importante, dobbiamo tracciare VCB e IC a IE costante. Per i segnali di ingresso e uscita in questa configurazione, utilizziamo il terminale del collettore come comune. Poiché la tensione dell’emettitore segue la tensione di base, questa configurazione viene talvolta definita configurazione dell’emettitore follower. La maggior parte delle volte, questa configurazione funge da buffer. A causa della loro elevata impedenza di ingresso, questi layout sono spesso impiegati nelle applicazioni di adattamento dell’impedenza.

Il segnale di ingresso viene applicato tra la regione base-collettore e la regione emettitore-collettore in questo progetto, e l’uscita è ottenuta da quest’ultima. Qui, VBC e IB fungono da parametri di input e VEC e IE fungono da parametri di output. Bassa impedenza di uscita e alta impedenza di ingresso caratterizzano la disposizione comune del collettore.

Caratteristiche dell’ingresso

Poiché la tensione di ingresso VBC è fortemente influenzata dal livello VEC, le caratteristiche di ingresso di una configurazione di collettore comune sono notevolmente distinte da quelle delle disposizioni di base comune e di emettitore comune. Quando la tensione di uscita VEC è costante, le caratteristiche di ingresso di una configurazione a collettore comune si ottengono tra la corrente di ingresso IB e la tensione di ingresso VCB. Mantenere la tensione di uscita VEC a vari livelli variando la tensione di ingresso VBC in vari punti mentre si documentano i valori IB ad ogni passo. Dobbiamo ora creare un grafico che colleghi i parametri di VBC e IB a VEC costante usando questi valori.

Caratteristiche dell’uscita

Il circuito del collettore comune funziona allo stesso modo del circuito dell’emettitore comune. Quando la tensione di uscita VEC e la corrente di uscita IE vengono misurate a una corrente di ingresso costante IB, vengono determinate le caratteristiche di uscita di un circuito collettore comune. Se la corrente di base in un circuito di collettore comune è zero, la corrente di emettitore sarà analogamente zero durante il funzionamento. Di conseguenza, nessuna corrente passa attraverso il transistor.

Il transistor funziona nella regione attiva finché non raggiunge la regione di saturazione man mano che la corrente di base cresce. Per tracciare il grafico, per prima cosa manteniamo costante IB e modifichiamo il valore VEC in punti diversi. Successivamente, dobbiamo registrare il valore di IE in ogni punto.

Applicare la stessa procedura con altri valori IB. Dobbiamo ora creare un grafico che colleghi i parametri di IE e VCE a valori IB costanti utilizzando questi dati. Le caratteristiche di uscita di un collettore comune sono mostrate nell’immagine sottostante.

La configurazione tipica dell’emettitore

Usiamo l’emettitore come terminale comune per l’ingresso e l’uscita in questa disposizione. Un circuito amplificatore invertente ha questa tipica disposizione dell’emettitore. Qui, l’uscita viene prelevata tra i terminali del collettore e dell’emettitore, mentre l’ingresso viene applicato tra l’area base-emettitore. VBE e IB sono i parametri di ingresso in questa disposizione, mentre VCE e IC sono i parametri di uscita.

Caratteristiche dell’ingresso

Quando la corrente di ingresso IB e la tensione di ingresso VBE sono combinate con una tensione di uscita costante VCE, si ottengono le caratteristiche di ingresso di un progetto di emettitore comune. Registrare i valori della corrente di ingresso in ogni punto mantenendo costante la tensione di ingresso VBE e variando la tensione di uscita VCE. Dobbiamo ora creare un grafico tra i valori di IB e VBE a VCE costante utilizzando questi dati. La seguente equazione può essere utilizzata per determinare la resistenza di ingresso Rin.

Caratteristiche dell’uscita

Con una corrente di ingresso costante IB e una tensione di uscita VCE, vengono derivate le caratteristiche di uscita di un progetto di emettitore comune. Mantenendo una corrente di base costante IB variando la tensione di uscita VCE in vari punti, registrare il valore del collettore IC in ogni posizione. Per le caratteristiche di uscita di una configurazione di emettitore comune, tracciare il grafico tra i parametri IC e VCE.