6 a

Rajzolja le a kisfrekvenciás, tranzisztoros alapkapcsolásokat!

Mutassa be a munkapont beállítási módokat! Ismertesse és hasonlítsa össze az alapkapcsolások fontosabb jellemzőit! Térjen ki a gyakorlati alkalmazások lehetőségeire!

A tranzisztoros alapkapcsolások által erősítési céllal készített alapvető áramkörök, amelyekből összetett áramköröket is létre tudunk hozni.

Öt fajtája van az alapkapcsolásoknak: - Földelt emitteres (FE).

- Földelt collektoros (FC).

- Földelt bázisú (FB).

- Földelt source-ü (FS).

- Földelt drain-ü (FD).

Az alapkapcsolásoknak a zavartalan működésükhöz a munkapont (MP) beállítás fontos. Három fajta MP-t különböztetünk meg egymástól:

- Bázisosztóst: előnye, hogy rendkívül stabillá teszi a kapcsolást. Hátránya, hogy sok alkatrészt igényel. A bázisosztós munkapont beállításnak a kapcsolási rajza:

- Áram táplálásos: előnye, hogy kevesebb alkatrész kell hozzá, mint a bázisosztóshoz, de hátránya az, hogy kevésbé stabil. Az áramtáplálásos munkapont beállításnak a kapcsolási rajza:

- Közvetlen: előny, hogy nem kell hozzá külön alkatrész, de hátránya, hogy ez a legkevésbé stabilabb rendszer és negatív táp (-U_t) is kell hozzá. A közvetlen munkapont beállításnak a kapcsolási rajza:

Földelt emitteres alapkapcsolás: a kapcsolási rajza bázisosztós MP beállítással:

Jellemzői: - Nagy mértékű és független az MP beállítástól a feszültség erősítése (A_u).

- Bemeneti ellenállása (R_be) nem elég nagy.

- Kimeneti ellenállása (R_ki) nem elég kicsi.

- Alacsony frekvencián nem képes az erősítésre.

- Többfokozatú erősítőnél főerősítőként szokták alkalmazni.

- Fázis fordítása van.

Működése: (az n-p-n tranzisztor működése) a bázis-emitter dióda nyitó előfeszítése miatt az emitterből nagyszámú elektron lép át a bázisba. A bázis réteg gyengébb szennyezettsége és keskenysége, valamint a bázis-collektor dióda záró irányú előfeszítése miatt az elektronok többsége átsodródik a collektorba és létrehozza a collektor áramot.

Alkalmazása: nagymértékű feszültség- és áramerősítésre használható.

Képletek:

Földelt collektoros alapkapcsolás: a kapcsolási rajza bázisosztós MP beállítással:

Jellemzői: - Az erősítése (A_u) gyenge.

- A bemeneti ellenállása (R_be) nagy, a visszacsatolás és az MP-nek köszönhetően.

- A többfokozatú erősítőknél előerősítőként szokták alkalmazni, a nagy bemeneti ellenállása miatt.

- Nincsen fázis fordítása.

Működése: A kapcsolás sávközép frekvencián (f_sk) működik. A bemenetére pozitív, növekvő, szinuszos jelet adunk, megjelenik a bázis feszültség (U_B). A bázis-emitter dióda jobban nyit, ezért a collektor áram (I_C), emitter áram (I_E) és a bázis áram (I_B) megnő. Ennek hatására az erősített, pozitív, növekvő, szinuszos jel a kimeneten megjelenik.

Alkalmazása: többfokozatú erősítőknél elő- és végfoknak.

Képletek:

Földelt bázisos alapkapcsolás: a kapcsolási rajza bázisosztós MP beállítással:

Jellemzői: - Nagy mértékű a feszültség erősítése (A_u).

- Bemeneti ellenállása (R_be) kicsi.

- Kimeneti ellenállása (R_ki) nagy.

- Nincs fázis fordítása.

Alkalmazása: magas frekvenciás, hangolt erősítőként.

Képletek:

Földelt source alapkapcsolás: a kapcsolási rajza áramtáplálós MP beállítással:

A FET nagy bemeneti ellenállása nagy, így nem rontjuk le bázisosztós MP-vel. A helyes MP ebben az esetben az áramtáplálásos, de az ellenállást nem a pozitív tápfeszültség felé kötjük, hanem a föld irányába.

Jellemzői: - Feszültségerősítés (A_u) közepes.

- Áramerősítése (A_i) nagy.

- Teljesítményerősítése (A_p) nagy.

- Bemeneti ellenállása (R_be) nagy.

- Kimeneti ellenállása (R_ki) közepes.

- Fázisfordítás van.

Működése: növekvő, szinuszos bemeneti feszültség hatására a FET kevésbé zár, így a drain-source áram (I_DS0) nő, emiatt a drain ellenállás (R_D) és a drain-source áram (I_DS) szorzata nő, így a kimeneti feszültség (U_ki) csökken.

MP beállítása: lineáris szakaszra állítjuk. A generátor feszültség (U_g) és a drain áram (I_D) ismeretében a source ellenállás (R_S) értékének változtatásával állítjuk be.

Alkalmazása: többfokozatú erősítőknél előerősítőnek.

Képletek:

Földelt drain alapkapcsolás: a kapcsolási rajza áramtáplálós MP beállítással:

Az egyes source ellenállással (R_S1) a gate-source feszültséget lehet beállítani (U_GS). Az egyes és a kettes source ellenállással (R_S1, R_S2) a kivezérelhetőséget szabályozhatjuk. A source kondenzátor (C_S) feszültség utánhúzást valósit meg, így létrejön a nagymértékű bemeneti ellenállás.

Jellemzői: - Feszültségerősítése (A_u) kicsi.

- Áramerősítése (A_i) nagy.

- Teljesítményerősítése (A_p) kicsi.

- Bemeneti ellenállása (R_be) nagy.

- Kimeneti ellenállása (R_ki) kicsi.

- Nincs fázisfordítás.

Alkalmazása: többfokozatú erősítőknél elő- és végerősítőnek használható.

Képletek: