Tranzisztoros kapcsolásokat hogyan tudnám megérteni?

Itt van a földelt emitteres kapcsolás:

[link]

Általában megválasztják a kollektoráramot (IC), a kollektorfeszültséget (UC), és az emitterfeszültséget (UE). Az emitter ellenállás a munkapont stabilizálás miatt szükséges. Minél nagyobb az emitter ellenállás annál jobb a stabilitás, de annál nagyobb feszültséget veszítünk el a tápfeszültségből. Ezek alapján meghatározható a kollektor és emitter ellenállás.

A kollektor ellenállás: RC=(Ut−UC)/IC=(Ut−UCE−UE)/IC

Az emitter ellenállás: RE=UE/IE≈UE/IC

A munkapontot az R1 és R2 ellenállásokból álló bázisosztóval állítják be. A bázisosztó alsó tagján folyó áram: I0, a felső tagján folyó áram I0+IB. Megválasztják I0 értékét, általánosságban a bázisáramnak kb. 5-20-szorosára. Minél nagyobb az I0 az IB-hez képest, annál jobb a stabilitás, de annál kisebb a bemeneti ellenállás.

A bázisáram: IB=IC/hFE

Az osztó alsó tagján (R2-n) folyó áramot megválasztják például a bázisáram tízszeresére:

I0=10·IB

Így már számíthatók a bázisosztó ellenállásai:

R2=UB/I0=(UE+UBE)/I0

R1=(Ut−UB)/(I0+IB)=(Ut−UBE−UE)/(I0+IB)

Azt, hogy mekkorára választják meg a kollektoráramot, kollektorfeszültséget, emitter feszültséget különböző szempontok alapján döntik el. A fokozat működése: ha a bemeneti jelet növeljük, akkor növekszik a bázisfeszültség, ennek hatására növekszik a bázisáram. A bázisáram növekedése miatt növekszik a kollektoráram is. A nagyobb kollektoráram a kollektor ellenálláson nagyobb feszültséget ejt, a kollektorfeszültség csökken, vagyis a fokozat fázist fordít. A kollektoráram növekedése a bázisáram növekedésének áramerősítés szerese, vagyis a kollektoráram változás sokkal nagyobb, mint a bázisáram változás. Ez azt jelenti, hogy a tranzisztor a bemenetre vezetett jelet felerősíti.

Cbe és Cki kondenzátorok szerepe a bemenet és kimenet felé a fokozat egyenáramú leválasztása. Vagyis, hogy a jelforrásra ne kerüljön rá a bázison levő egyenfeszültség, illetve a kimeneten ne jelenjen meg a kollektor egyenfeszültség. A CE emitterkondenzátor szerepe a negatív áramvisszacsatolás megszüntetése. Ez úgy jön létre, hogy vezérléskor a kollektor váltakozóárama átfolyik az emitter ellenálláson, amelyen feszültséget ejt. Ez a feszültség a bemeneti feszültséggel fázisban van. Emiatt a tranzisztort vezérlő feszültség nem Ube lesz, hanem csak Ube−UE, itt UE az emitteren eső váltakozófeszültség. Mivel ezt a kimeneti áram hozza létre az emitter ellenálláson, ezért nevezik negatív áramvisszacsatolásnak. Ha az emitter ellenállást váltakozóáramúlag rövidrezárjuk egy kondenzátorral, akkor a negatív áramvisszacsatolás megszűnik. Cbe, Cki és CE alacsonyfrekvencián szerepüket csak addig a frekvenciáig képesek betölteni, amíg a reaktanciájuk jóval kisebb, mint a hozzájuk kapcsolódó ellenállások.