De basis van de electronica: de standaard transistor werkingsclassen. De werkingsclassen zijn vooral van belang bij versterkers (zowel audio als radiofrekwent). |
-
De werkingsclassen van buizenversterkers staan hier uitgelegd. Praktisch is er weinig verschil tussen de schakelingen, maar transistoren en lampen verschillen wel van elkaar.
Dit is de meest voorkomende schakeling want men kan een hoge spanningsversterking bekomen. De emitter vormt de referentie (nulpunt) voor zowel ingang als uitgang.
Maar een transistor wordt stroomgestuurd en niet spanningsgestuurd zoals een triode. Als men een transistor met een spanning stuurt in een gemeenschappelijke emitterschakeling dan zal men een vervormd signaal op de uitgang hebben. Een spanningssturing is enkel mogelijk met zwakke signalen (microfoonsignaal). Om de werking van de transistor meer lineair te maken kan men een niet-ontkoppelde weerstand gebruiken. De mate van versterking hangt dan af van de verhouding van de emitter- en collectorweerstand. Dit werkt goed tot een versterking van 10× (als men de vervorming laag wilt houden). Vaak wordt de transistor opgenomen in een tegenkoppeling om de vervorming te verlagen (een voorbeeld staat onderaan de pagina). De lus loopt van de uitgang van de schakeling tot aan de ingang. Gemeenschappelijke collector Deze schakeling heeft geen spanningsversterking. Met de schakeling is het mogelijk de impedantie van een signaal te verlagen, bijvoorbeeld om een signaal over een lange afstand te vervoeren. De schakeling wordt soms emittervolger genoemd (emitter follower): de uitgangspanning volgt de ingangspanning.
De uitgang van een audioversterker bestaat vaak uit twee transistoren, één NPN en één PNP die in gemeeschappelijke collectorschakeling geplaatst zijn. Door de lage uitgangsimpedantie kunnen de luidsprekers direct aangestuurd worden. Gemeenschappelijke basis Deze schakeling zal men vaak aantreffen bij hoogfrekwente schakelingen (antenneboosters enz). De basis, die de electrode tussen emitter en collector is isoleert de uitgang van de ingang. De basis wordt op een vast potentiaal gehouden en het signaal wordt op de emitter ingebracht.
De schakeling wordt doorgaans toegepast in een cascodeschakeling, de transistor in gemeenschappelijke basisschakeling is de bovenste transistor. De schakeling beperkt ook de invloed van de millercapaciteit (de capaciteit tussen basis en collector). De eerste transistorradio's hadden geen al te goede eigenschappen. Om de invloed van de millercapaciteit te beperken hadden de transistoren in een gemeenschappelijke basis schakeling gebruikt moeten worden, maar de versterking van de transistoren was te laag. Men heeft dan een gemeenschappelijke emitterschakeling gebruikt en een neutrodyne om de storende capaciteit weg te werken, zie eerste transistorradio's. De millercapaciteit van moderne transistoren speelt geen grote rol meer. Men moet er rekening mee houden bij het ontwerp van een versterker, maar het maakt het niet meer zo moeilijk om hogere frekwenties te gebruiken.
De schakeling links is een breedbandige antenneversterker. De eerste transistor ontvangt het antennesignaal op de gate (komt overeen met de basis van een normale transistor). De tweede transistor krijgt het signaal binnen via de emitter. De basis van deze transistor ligt aan de massa voor wat betreft de radiosignalen via de condensator van 2.2nF. De millercapaciteit bestaat nog steeds, maar de capaciteit wordt niet meer vermenigvuldigd door de transistorversterking want de basis ligt op een vaste spanning. Mosfets met een dubbele gate hebben een werking die vergelijkbaar is met die van een cascodeschakeling. Als men de vergelijking met een radiobuis wilt maken, dan is de mosfet met dubbele gate een pentode. TTL schakelingen (geintegreerde schakelingen van de reeks 54xx en 74xx) hebben een ingang op de emitter, die laag getrokken wordt door de uitgangstransistor van een vorige IC. Deze stroomsturing wordt gedaan om de storingsgevoeligheid te beperken want er is altijd veel electrosmog in digitale schakelingen (door het schakelen met steile flanken). Het is moelijker te zien welk soort schakeling men gebruikt in IC's omdat men transistoren vindt met dubbele emitter, transistoren die als stroomspiegel gebruikt worden of transistoren die als weerstand gebruikt worden (het is gemakkelijker een transistor in een IC te bouwen dan om een weerstand te maken).
Tweede praktische schakeling: de eerste transistor krijgt het te versterken signaal op zijn basis, maar ook een feedbacksignaal op de emitter via de weerstand van 10kΩ. De eerste transistor werkt hier als een soort comparator. Dit is een type schakeling die men vaak aantreft in versterkers. De tegenkoppeling beperkt de versterking op 11×. |
Publicités - Reklame