transistorivahvistin

Transistorivahvistin on elektroninen vahvistin, jossa aktiivinen vaihe muodostuu transistorista. Sen tehtävä on suurentaa syötteen amplitudia tai tehoa, niin että ulostulosignaalin voima on suurempi kuin tulosignaalin. Vahvistuksessa voidaan käsitellä sekä jännitettä että virtaa tai tehoa, riippuen kytkennästä ja käytetyistä transistoreista. Yleisimmät peruskonfiguraatiot ovat common-emitter, common-collector ja common-base, joilla on erilaiset impedanssi- ja signaalin ominaisuudet. Transistorivahvistimia käytetään sekä pien- että suurjännitteisissä sovelluksissa, ja ne voivat olla erillisissä vahvistinpiireissä tai integroituina piireinä.

Transistorin keksiminen vuonna 1947 Bell Labsissa (John Bardeen, Walter Brattain ja William Shockley) aloitti transistorivahvistimien ajan. Alkuvaiheessa käytettiin germanium-transistoreita; 1950-luvulla siirryttiin piipohjaisiin toteutuksiin, mikä teki vahvistimista pienempiä, luotettavampia ja energiatehokkaampia. Integrointi johti vahvistinpiirien ja koko elektroniikkaympäristön merkittäviin muutoksiin.

Toiminta perustuu pienen syötteestä seuraavan muutoksen suurentamiseen emitterin ja kollektorin välisessä virrassa. Biasointi asettaa transistorin toiminta-alueen, jotta signaali pysyy lineaarisella alueella. Käytettyjä luokkia ovat A, B, AB ja C; luokan valinta määräytyy halutun lineaarisuuden ja tehonkulutuksen mukaan. Vahvistus voidaan ilmaista jännitevahvistuksena tai virta- tai tehovahvistuksena.

Rakenne voi olla erillinen transistoreista koostuva vahvistin (discrete) tai integroitu vahvistinpiiri. Käytettyjä kytkentätapoja ovat RC-kytkentä sekä transformaattorikytkennät sekä suora kytkentä; negatiivinen palaute parantaa lineaarisuutta, taajuusvasteita ja vakauden.

Sovelluksia ovat audio- ja radiovahvistimet, vastaanottimet ja lähettimet sekä mittaus- ja testilaitteet. Pienemmissä vahvistimissa ne toimivat esivahvistuksina tai signaalin käsittelyssä, kun taas suuret tehovahvistimet käyttävät kaiuttimien tai RF-lähettimien tehon tuottamiseen.