Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 2 Paragraaf 2.7 Blz 121 t/m 126

Weet je dat de Transistorversterker is ontwikkel door William Shockley, John Bardeen en Walter Brattain? Deze wetenschappers waren op zoek naar een vervanging voor de vacuümbuizen die in de eerste computers werden gebruikt. Vlak voor de Kerstmis van 1947 maakte het drietal de eerste transistor. Deze transistor verbruikte minder energie en was veel kleiner. In 1956 kregen de heren de Nobelprijs voor hun uitvinding. Lees in dit Artikel verder over de Fundamentele schakelingen van een Transistor.

Voordat je verder leest!

Voordat je verder leest kijk eerst eens naar de volgende artikelen die ook over de transistor gaan:

Verschillende Klasse instellingen Transistor

Werking Transistor en het Transistoreffect

Karakteristieken Transistor

Behuizing en Basistoepassing;

Fundamentele Schakeling Transistor

De transistor zelf is te beschouwen als een driepool. Dat wil zeggen een actief element met drie aansluitingen. Echter om van een ingang en uitgang van een transistor te spreken heb je vier aansluitingen nodig. De collector behoort steeds tot de uitgangsklemmen zodat er drie fundamentele schakelingen ontstaan.

De behandelde schakelingen zijn:

De Gemeenschappelijke Emitterschakeling (GES);
De Gemeenschappelijke Basisschakeling (GBS);
De Gemeenschappelijke Collectorschakeling (GCS).

Fundamentele Schakeling 1: De Gemeenschappelijke Emitterschakeling (GES)

Fundamentele schakeling 1: De Gemeenschappelijke Emitterschakeling

Voor AC (Wisselspanning) staat door de lage impedantie van Ce, de emitter op niveau massa of nul. Door het aanleggen van een wisselspanning aan de ingang, wordt deze bij de DC instelling gevoegd. Ube doet bijgevolg Ic stijgen of dalen.

De spanningsval Rc keer Ic volgt eveneens. Als Rc keer Ic stijgt, zal de spanning Uce dalen. Bij de volgende periodehelft van de wisselspanning gebeurt het omgekeerde, dus, als Rc keer Ic daalt, stijgt Uce.

Weerstanden

Re: zorgt voor temperatuur stabilisatie; zonder Ce heeft deze weerstand Re een nadelige invloed op de versterkingsfactor. Zonder Ce zorgt Re voor tegenkoppeling. In bovenstaande afbeelding is Re voor wisselspanning kortgesloten.

Rc: zorgt voor stroombeperking door de transistor. Rb1 en Rb2: zorgen voor een spanningsdeling zodat de juiste instelspanning op de basis geplaatst wordt.

Condensatoren in de Fundamentele schakeling

Ce: zorgt ervoor dat de versterkingsfactor voor de aangelegde wisselspanning maximaal is, omdat een condensator voor een wisselspanning signaal een doorverbinding is. Cin en Cuit: De condensatoren aan de ingang en de uitgang van de schakeling zorgen ervoor dat het te versterken signaal gescheiden blijft van de instelling, ze laten de gelijkstroom niet door. Ze geven ook een verzwakking bij lage frequenties.

Spanningsbron

Uv: Voeding voor de schakeling en zorgt ervoor dat de instelling werkt, zorgt ook voor de extra benodigde energie voor het versterkte signaal.

Samengevat

Een verhoging van de spanning aan de ingang heeft als gevolg dat de uitgangsspanning daalt. De verandering van spanning op de uitgang is ook vele malen groter dan die op de ingang. Er is dus zowel een verschil in fase als in amplitude.

De gemeenschappelijke Emitterschakeling vertoont een verschuiving van 180°.

Samenvatting eigenschappen van de gemeenschappelijke emitterschakeling:
-uitgangsspanning met 180° verschoven (= in tegenfase);
-zeer grote spanningsversterking;
-lage impedantie;
-grote uitgangsimpedantie.

Fundamentele Schakeling 2: De gemeenschappelijke Basisschakeling (GBS)

In onderstaande afbeelding zie je de schakeling, maar er zijn te opzichte van de GES een paar veranderingen. De basis ligt voor wisselspanning aan de gemeenschappelijke massa door de condensator Cb parallel aan de weerstand Rb2 te plaatsen.

Het ingangssignaal wordt aan de emitter gelegd. Voor de werking van de transistor is er geen verandering, omdat die in de gesloten ingangskring op hetzelfde neerkomt als wanneer het signaal aan de basis zou worden gelegd.

Fundamentele Schakeling 2: De gemeenschappelijke Basisschakeling (GBS)

De verandering van ingangsstroom is de oorzaak van een grote verandering van collectorstroom (zoals bij voorgaande schakeling). In dit geval is de uitgang in fase met de ingang. Als Uin stijgt, daalt Ube en daardoor Ib en Ic. Gevolg is dat Uuit stijgt (in fase).

Weerstanden

Re: zorgt voor temperatuur stabilisatie. Rc: zorgt voor stroombeperking door de transistor. Rb1 en Rb2: zorgen voor een spanningsdeling zodat de juiste instelspanning op de basis geplaatst wordt Rb2 heeft echter een nadelige invloed op de spanningsversterking.

Condensatoren in de Fundamentele schakeling

Cb; zorgt ervoor dat de versterkingsfactor voor de aangelegde wisselspanning maximaal is, omdat de condensator Cb voor een wisselspanningssignaal een doorverbinding is. Cin en Cuit zorgen ervoor dat het te versterken (versterkte) signaal gescheiden blijft van de instelling, ze laten de gelijkstroom niet door.

Spanningsbron

Uv: Voeding voor de schakeling en zorgt ervoor dat de instelling werkt, zorgt ook voor de extra benodigde energie voor het versterkte signaal.

Eigenschappen van de gemeenschappelijke basisschakeling:
– grote spanningsversterking;
– geen faseverschuiving;
– lage ingangsimpedantie;
– Hoge uitgangsimpedantie.

Fundamentele schakeling 3: De gemeenschappelijke Collectorschakeling (GCS) of emittervolger

In onderstaande afbeelding zie je onmiddellijk dat de collector via de voeding (kleine inwendige weerstand) aan massa ligt. De collector is daarom gemeenschappelijk. De instelling van de basis is klassiek (met spanningsdeler). Je ziet ook dat de emitter niet meet ontkoppeld wordt.

Er is geen condensator over de emitterweerstand geschakeld zoals bij de GES. De in- en uitgangssignalen zullen nagenoeg gelijk zijn. Het verschil zullen we vooral op het vlak van impedantie zien: daarom gaat het eerder om een impedantieaanpassing (INGANG/UITGANG).

Met andere woorden: de spanningsversterking van een gemeenschappelijke collectorschakeling is iets kleiner dan één (1).

Weerstanden

Rb1 en Rb2 zorgen voor de instelspanning op de basis, Re zorgt voor stroombeperking door de transistor.

Condensatoren in de fundamentele schakeling

C in zorgt voor de afscheiding van het ingangssignaal zodanig dat er geen gelijkstroom via de wisselspanningsbron naar massa kan gaan. C uit zorgt voor de afscheiding van het uitgangssignaal zodat er geen gelijkspanning over de belasting wordt geplaatst.

Spanningsbron

Uv: voeding voor de schakeling en zorgt ervoor dat de instelling werkt, zorgt ook voor de extra benodigde energie voor het versterkte. De karakteristieken van de gemeenschappelijke collectorschakeling samengevat:

  • Spanningsversterking <1;
  • Geen faseverschuiving;
  • Hoge ingangsimpedantie;
  • Lage uitgangsimpedantie.

Fundamentele schakeling eigenschappen in een tabel

GESGBSGCS
Faseverschuiving180°GeenGeen
SpanningsversterkingZeer grootGrootKlein
IngangsimpedantieLaagLaagHoog
UitgangsimpedantieHoogHoogLaag
Tabel Fundamentele schakelingen

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 4 Hoofdstuk 2 Paragraaf 2.7 Blz 121 t/m 126

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.