Avokollektorin lähdöt ovat yhä yleisempiä digitaalisissa sirurakenteissa, operaatiovahvistimissa ja mikro-ohjain (Arduino) -tyyppisissä sovelluksissa, jotka on tarkoitettu yhdistämään muihin piireihin tai ohjaamaan suurvirtakuormituksen ohjauspiirejä, kuten ledejä ja releitä, jotka saattavat olla yhteensopimattomia sähköisten ominaisuuksien kanssa. Mutta mitä "avoin keräilijä" tarkoittaa, ja miten voimme käyttää sitä piirisuunnittelussa?
Kuten tiedämme aiemmista opetusohjelmistamme, kaksinapaiset liitostransistorit, olivatpa ne NPN tai PNP, ovat kolminapaisia laitteita. Kolme terminaalia tunnistetaan nimellä Emitter, Base ja Collector.
Voimme käyttää bipolaarisia transistoreja toimimaan vahvistimina, eli lähtösignaalin amplitudi on suurempi kuin tulosignaalin, tai yleisemmin puolijohde "on/off" -tyyppisinä elektronisina kytkiminä.
Koska bipolaarinen liitostransistori (BJT) on 3-päätelaite, se voidaan määrittää ja käyttää yhdessä kolmesta eri kytkentätilasta. Ne ovat yhteinen kanta (CB), yhteinen emitteri (CE) ja yhteinen kollektori (CC).
Kun sitä käytetään vahvistukseen (aktiivinen alue) tai kytkemiseen (katkaisu- tai kyllästysalue), "yhteinen emitteri" on ylivoimaisesti yleisin transistorikonfiguraatio. Tämä on transistorikokoonpano, jonka näemme tässä opetusohjelmassa avoimen kollektorin ulostulon osalta.
Harkitse alla olevaa tavallista yleistä emitterivahvistimen konfiguraatiota.
Tässä yksivaiheisessa yhteisemitterikonfiguraatiossa vastus on kytketty transistorin kollektoriliittimen ja positiivisen tehokiskon V CC väliin. Tulosignaali syötetään transistorin kannan ja emitteriliitoksen väliin, ja emitteriliitin on suoraan maadoitettu. Tästä johtuu kuvaava termi "yhteinen säteilijä" (CE).
Bias-virta IB, joka tarvitaan transistorin "päälle kytkemiseen", syötetään suoraan NPN-transistorin kantaan kantaresistanssin RB kautta, ja lähtösignaali käännetään 180 astetta tulosignaaliin nähden, joka on otettu kollektorin ja emitterin liittimistä.
Tämä mahdollistaa transistorin kollektorivirran säätämisen nollan (katkaisu) ja jonkin maksimiarvon (saturaatio) välillä. Tämä on vakiona yleisissä emitterikokoonpanoissa, ja se voidaan esiohjata joko A-luokan A vahvistimena tai loogisena on/off-kytkimenä.
Ongelma tässä on, että sekä transistori että sen kollektorin kuormitusvastus on kytketty yhteiseen syöttöjännitteeseen. Kollektoriresistanssia RC käytetään tässä sallimaan kollektorijännitteen VC muuttua vasteena transistorin kantanapaan syötettyyn tulosignaaliin, jolloin transistori voi tuottaa vahvistetun lähtösignaalin. Koska RC:tä ei ole, kollektoriliittimen jännite on aina yhtä suuri kuin syöttöjännite.
Kuten aiemmin mainittiin, kun VBE on paljon pienempi kuin {{0},7 volttia (nolla kantavirta) tai paljon enemmän kuin 0,7 volttia (maksimikantavirta), kaksinapainen liitostransistori voi toimia sen katkaisun ja kylläisyysalueet.