12.9 : BJT-усилители

Биполярные переходные транзисторы (BJT) являются ключевыми компонентами в схемах усилителей, функционируя как источники тока, управляемые напряжением в своей активной области. Эта характеристика позволяет им эффективно управлять током коллектора посредством изменения напряжения база-эмиттер. По сути, биполярные транзисторы усиливают мощность благодаря своей способности принимать слабый входной сигнал и выводить гораздо более сильный сигнал.

В конфигурациях усилителей BJT, особенно в схемах с общим эмиттером, роль транзистора распространяется на преобразование крутизны в усиление напряжения. Это преобразование достигается путем направления выходного тока через резистор. Выходное напряжение усилителя определяется падением напряжения на этом нагрузочном резисторе, вычтенном из напряжения питания. Следовательно, усилитель выдает инвертированное выходное напряжение, которое по сути представляет собой входное напряжение, сдвинутое напряжением питания. Эта инверсия является отличительной чертой усилителей с общим эмиттером.

Характеристическая кривая передачи напряжения усилителя BJT с общим эмиттером дает визуальное представление о том, как изменяется напряжение выходного коллектора в ответ на изменения входного напряжения базы. Примечательно, что крутой наклон кривой в активной области указывает на то, где достигается максимальное усиление. Однако эта область также вносит некоторую нелинейность в выходное напряжение.

Смещение напряжения постоянного тока база-эмиттер устанавливается в точке покоя (точка Q) в активной области для стабильного и линейного усиления. Когда поверх этого смещения постоянного тока подается небольшой, изменяющийся во времени сигнал, биполярный транзистор работает в пределах небольшого, почти линейного участка характеристической кривой. Это приводит к усилению выходного коллекторного напряжения. Такая конфигурация имеет решающее значение для достижения желаемого усиления при сохранении целостности формы сигнала.

Биполярные транзисторы являются фундаментальными строительными блоками для различных электронных приложений, особенно при создании эффективных и действенных схем усилителей, которые повышают мощность сигнала без значительных искажений.