Tranzisztor vezérlése sztatikus üzemmódban

Tranzisztor vezérlése sztatikus üzemmódban:

A munkapont beállításához meghatározott egyenfeszültséget kell vezetni a tranzisztor kimeneti és bemeneti kapcsaira. A kapcsokkal sorba kapcsolt ellenállások szablyák meg a bemeneti és kimeneti körben folyó egyenáram nagyságát. Ha el akarjuk kerülni a nagy amplitúdójú váltakozó á 12312x2323m ramú jelek torzulását, a munkapontot a jelleggörbe egyenes szakaszának közepére kell helyezni. Ilyenkor képes a tranzisztor a legnagyobb bemenőjelet lineárisan feldolgozni. Ez a beállítás biztosítja a legnagyobb kimenőjelet, tehát a legnagyobb kivezérelhetőséget is.

Elvi kapcsolás Jelleggörbék

Annak függvényében, hogy a tranzisztor munkapontja vezérlés nélküli állapotban a karakterisztika melyik szakaszán helyezkedik el, a következő beállításokat különböztetjük meg:

A osztályú beállítás: a munkapont a karakterisztika lineáris szakaszán van elhelyezve (M_A) és vezérlés alatt a lineáris szakaszon mozog. A tranzisztor működése lineárisnak tekinthető.

B osztályú beállítás: a munkapont (M_B) a jelleggörbe zárási pontjában van. A tranzisztor működése csak az egyik félperiódusban tekinthető lineárisnak.

AB osztályú beállítás: a munkapont (M_AB) az A- és B osztályú beállításnak megfelel két munkapont között helyezkedik el. A tranzisztoron a fél periódusidőnél hosszabb ideig folyik áram vezérlés esetén.

C osztályú beállítás: a munkapont (M_C) a jelleggörbe zárási szakaszán helyezkedik el. A tranzisztoron a fél periódusidőnél rövidebb ideig folyik áram vezérlés esetén.

A tranzisztor munkapont-beállítása

Teljesítmény-tranzisztor kivezérlésének korlátai:

Teljes kivezérlésnek nevezzük a tranzisztor telítődéséig és lezárásáig történő vezérlését. A munkapont és a kivezérlés megválasztásának korlátai:

Legnagyobb veszteségi teljesítmény (P_Dmax vagy P_tot) hiperbolája (kollektor disszipációs hiperbola). Ez a környezeti hőmérséklettől és a hőelvezetéstől függ.

Legnagyobb kollektor-feszültség (U_CEmax), amelyen túl már a letörés következik

Legnagyobb kollektoráram (I_Cmax), amely fölött megnő a torzítás

Telítési tartomány, amely kisebb feszültségeken a kivezérelhetőséget korlátozza

Lezárási tartomány, amely kis áramerősségek esetén határt szab a kivezérlésnek

A-osztályú teljesítményerősítő:

Az alacsony hatásfok miatt viszonylag kis jelteljesítmény előállítására alkalmazzák. Nagyon kis torzítása miatt, nagyobb teljesítményű fokozatok vezérlésére használják.

Ellenütemű teljesítményerősítő:

Két teljesítménytranzisztort két egyenlő nagyságú de fázisban 180°-kal eltérő feszültség vezérli. Ebben az esetben hol az egyik, hol a másik tranzisztor vezet, miközben a másik lezárt állapotban van. A vezérlésnek ellenütemben kell bekövetkeznie, így a terhelésen egy-egy tranzisztor váltakozó áramának a kétszerese jelenik meg. Az ilyen teljesítményfokozatok csak alacsony minőségi követelményeket képesek kielégíteni a transzformátoros csatolások miatt. Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a rendelkezésre álló tápfeszültség túl kicsi (zsebrádiók).

Komplementer teljesítményerősítő:

A megvalósításnál alkalmazott két tranzisztor ellentétes réteg-elrendezésű. Ebben az esetben nincs szükség a bemeneti fázisfordító transzformátorra, mivel a vezérlőjel pozitív félperiódusa az NPN, negatív félperiódusa a PNP tranzisztort nyitja ki és vezérli.

Működés:

Ha nincs vezérlőjel, mindkét tranzisztor lezár, ezért az áramkör nem vesz fel egyenáramú teljesítményt

A vezérlőjel pozitív félperiódusában T₁ nyit (T₂ lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I₁ áram folyik

A vezérlőjel negatív félperiódusában T₂ nyit (T₁ lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I₂ áram folyik

A teljesítménytranzisztorok munkapontját a D₁ és D₂ nyitóirányban polarizált diódák állítják be. A diódák kis értékű differenciális ellenállása váltakozó áramú szempontból gyakorlatilag rövidre zárja a két tranzisztor bázisát. Az áramkör stabilitását az R₅ ellenállással megvalósított negatív visszacsatolás is növeli, ami hatékonyan csökkenti a fellépő torzításokat.