خروجیهای جمعکننده باز به طور فزایندهای در طراحیهای تراشههای دیجیتال، تقویتکنندههای عملیاتی، و کاربردهای نوع میکروکنترلر (Arduino) برای اتصال به مدارهای دیگر یا هدایت مدارهای کنترل بار با جریان بالا مانند LED و رلههایی که ممکن است با ویژگیهای الکتریکی ناسازگار باشند، رایج هستند. اما "کلکتور باز" به چه معناست و چگونه می توانیم از آن در طراحی مدار استفاده کنیم؟
همانطور که از آموزش های قبلی خود می دانیم، ترانزیستورهای اتصال دوقطبی، اعم از NPN یا PNP، دستگاه های سه ترمینالی هستند. این سه پایانه با نام های Emitter، Base و Collector شناخته می شوند.
ما میتوانیم از ترانزیستورهای دوقطبی برای کار به عنوان تقویتکننده استفاده کنیم، یعنی دامنه سیگنال خروجی بیشتر از سیگنال ورودی است، یا معمولاً بهعنوان کلیدهای الکترونیکی «روشن/خاموش» حالت جامد.
از آنجایی که ترانزیستور اتصال دوقطبی (BJT) یک 3-دستگاه پایانه است، می توان آن را در یکی از سه حالت مختلف سوئیچینگ پیکربندی و کار کرد. آنها پایه مشترک (CB)، قطره چکان مشترک (CE) و جمع کننده مشترک (CC) هستند.
هنگامی که برای تقویت (منطقه فعال) یا سوئیچینگ (منطقه قطع یا اشباع) استفاده می شود، پیکربندی "گسترش کننده مشترک" تا حد زیادی رایج ترین پیکربندی ترانزیستور است. این پیکربندی ترانزیستوری است که در این آموزش در مورد خروجی کلکتور باز خواهیم دید.
پیکربندی استاندارد تقویت کننده امیتر مشترک را که در زیر نشان داده شده است در نظر بگیرید.
در این پیکربندی امیتر مشترک تک مرحله ای، مقاومت بین ترمینال کلکتور ترانزیستور و ریل قدرت مثبت V CC متصل می شود. سیگنال ورودی بین پایه ترانزیستور و محل اتصال امیتر اعمال می شود و ترمینال امیتر مستقیماً به زمین متصل می شود. از این رو اصطلاح توصیفی "گسترش کننده مشترک" (CE).
جریان بایاس IB مورد نیاز برای "روشن کردن" ترانزیستور مستقیماً از طریق مقاومت پایه RB به پایه ترانزیستور NPN وارد می شود و سیگنال خروجی 180 درجه نسبت به سیگنال ورودی که از پایانه های کلکتور و امیتر گرفته می شود معکوس می شود.
این اجازه می دهد تا جریان کلکتور ترانزیستور بین صفر (قطع) و مقداری حداکثر (اشباع) کنترل شود. این استاندارد در پیکربندی های امیتر معمولی است و می تواند به عنوان تقویت کننده کلاس A یا به عنوان یک کلید روشن/خاموش منطقی بایاس شود.
مشکل اینجاست که هم ترانزیستور و هم مقاومت بار کلکتور آن به یک ولتاژ تغذیه مشترک متصل هستند. مقاومت کلکتور RC در اینجا استفاده می شود تا به ولتاژ VC کلکتور اجازه دهد تا در پاسخ به سیگنال ورودی اعمال شده به ترمینال پایه ترانزیستور تغییر کند، بنابراین به ترانزیستور اجازه می دهد تا سیگنال خروجی تقویت شده تولید کند. از آنجایی که RC وجود ندارد، ولتاژ ترمینال کلکتور همیشه برابر با ولتاژ تغذیه خواهد بود.
همانطور که قبلا ذکر شد، زمانی که VBE بسیار کمتر از {{0}}.7 ولت (جریان پایه صفر) یا بسیار بیشتر از 0.7 ولت (حداکثر جریان پایه) باشد، یک ترانزیستور اتصال دوقطبی می تواند بین قطع و وصل آن کار کند. مناطق اشباع