Erősítő kapcsolások

Munkapont beállítása

Erősítővel kis amplitúdójú váltakozó jelet lehet átalakítani nagyobb amplitúdójú jellé. A tranzisztor bemeneti karakterisztikája szerint a BE átmenet feszültségének van egy tartománya, ahol közel lineárisan változik az áram. Ide kell egyenárammal eltolni a bemeneti jelet, hogy az megfelelően vezérelje a tranzisztort.

Hasonlóan be kell állítani a kimenetet is úgy, hogy az erősítő mindig az aktív tartományban működtesse a tranzisztort. Ha véletlen szaturációba vagy a lezárási tartományba kerülne a jel, ott a tranzisztor teljesen nyitva vagy zárva van, elvész az információ, torzít az erősítő. A kimenet DC összetevőjét kondenzátor szűri.

Egyszerű erősítő

A kapcsolás előnye, hogy a bázis ellenállással egyszerűen beállítható a munkapont, azonban fontos hátránya, hogy hő hatására eltolódik a munkapont. Ez a konfiguráció nem stabil, a tranzisztor melegedése torzításhoz vezet, ráadásul két azonos tranzisztornak nem is feltétlenül egyezik meg az áramerősítése.

Munkapont:

$ I_B = \dfrac{U_0 - U_{BE}}{R_B} $

$ I_C = \beta ⋅ \dfrac{U_0 - U_{BE}}{R_B} $

$ U_{CE} = U_0 - I_C ⋅ R_C $

Emitter ellenállás hozzáadása

Egy emitter ellenállás beépítése növeli a munkapont stabilitását, ezzel csökkenthető a hőmérséklettől és áramerősítéstől való függés. Ha a hőmérséklet emelkedése miatt a kollektoráram nő, azzal az emitteráram és az emitter ellenállás feszültsége is növekszik. Az emitter ellenálláson eső feszültség növekedése azonban így csökkenti a bázis-emitter közötti feszültséget, így gyengítve az erősítést, azaz csökkentve a kollektoráramot, vagyis az áramkör saját magát szabályozza. Hasonlóan az áramerősítés változása is így kompenzálva van.

Munkapont:

$ I_B = \dfrac{U_0 - U_{BE}}{R_B + (1 + \beta ) ⋅ R_E} $

$ I_C = \beta ⋅ \dfrac{U_0 - U_{BE}}{R_B + (1 + \beta ) ⋅ R_E} $

$ U_{CE} = U_0 - I_C ⋅ R_C - (1 + \beta) ⋅ I_B ⋅ R_E $

Bázisosztó alkalmazása

Egyetlen bázis ellenállás helyett bázisosztóval az erősítő stabilitása tovább nő, a feszültségosztó beállítja a bázis és föld között mérhető feszültséget, így minimalizálva a tranzisztor paramétereinek variációja miatti munkapont eltolódást. Fontos tudni, hogy a kimenet fordított a bemenethez képest (fázisfordítás).

Munkapont (Thevenin):

$ I_B = \dfrac{U_{th} - U_{BE}}{R_{th} + (1 + \beta ) ⋅ R_E} $

$ I_C = \beta ⋅ \dfrac{U_{th} - U_{BE}}{R_{th} + (1 + \beta ) ⋅ R_E} $

$ U_{CE} = U_0 - I_C ⋅ R_C - (1 + \beta) ⋅ I_B ⋅ R_E $

További erősítő kapcsolások

Számtalan különböző kapcsolással lehet jeleket felerősíteni. Létezik differenciálerősítő, A osztáylú, B, AB és C osztályú erősítő, ezeknek mind megvan a felhasználási területe. Van D osztályú erősítő is, de működése eltér a hagyományos analóg megoldásoktól. A bemeneti jelet háromszögjellel, mint referenciával összehasonlítva nagyfrekvenciás négyszögjellé alakítja, azt erősíti, majd szűri. Nagyon hatékony, így kis méretű lehet.