Sepnutí NPN společný emitor.

1. Nejjednodušší sepnutí s NPN tranzistorem je v zapojení se společným emitorem.
Pokud v tomto zapojení s křemíkovým tranzistorem přivedete na vstup napětí větší než 0,7V, tranzistor sepne.
Pokud chcete tranzistor uzavřít, musí být na vstupu tranzistoru napětí nižší než 0,4V.
Vstupní proud do báze tranzistoru se vypočítá Ib = (Uin - Up) / R1 ,
kde je Up je prahové napětí pro přechod báze-emitor a pro křemíkové tranzistory je okolo 0,6V.
Pokud vstupní proud Ib vynásobíte zesílením tranzistoru hFE, zjistíte,
jak velký proud by tranzistor mohl sepnout Ic = Ib * hFE
Velikost proudu tranzistorem je však ještě omezena mezním parametrem Ic max,
překročením tohoto proudu můžete tranzistor zničit.
Pokud znáte odpor zátěže kolektorového odporu R2 a napětí zdroje, můžete si vypočítat,
jak velký spínaný proud budete od tranzistoru požadovat Ic = Ucc / R2.
Je dobré do báze tranzistoru pustit proud aspoň dvojnásobný, než vám vyjde výpočtem,
tranzistor se pak dostává do takzvané saturace, nasyceného stavu, a vy máte jistotu, že je otevřen naplno.
Ale i při plném otevření tranzistoru na něm zůstává malé napětí na Uce.
Pokud však tranzistor neotevřete naplno je toto napětí Uce větší, a tranzistor se bude hřát.
A i tak se dá zničit tranzistor. Teče-li skrz tranzistor proud Ic a zůstává-li na něm napětí Uce,
pak se jeho ztrátový výkon vypočítá jako součin tohoto napětí a proudu P = Uce * Ic
Toto je v katalogu popsané jako mezní parametr P max a není radno ho na dlouho překračovat.
I maximální napětí tranzistoru Uce max není dobré pokoušet, tranzistor se větším napětím může prorazit.
Pokud se při vašem návrhu nevejdete do parametrů tranzistoru,
budete muset použít tranzistor jiného typu nebo řešit problém jiným zapojením.
Možná je ještě zajímavé vzít v úvahu i fakt, že čím větší proud tranzistor spíná, tím klesá jeho zesílení hFE,
toto se vyčte z konstrukčních katalogových listů příslušného tranzistoru.

2. První zapojení může fungovat, pokud víme, že na vstup příchází definované kladné napětí v jednom stavu a v druhém opravdu nula.
Pokud však přichází na vstup větší napětí nebo při nulovém signálu zůstává vstup nepřipojen k zemi,
je lepší dát mezi bázi a emitor paralelně odpor R3.
Ten zajistí přizemněním báze při nulovém signálu na vstupu dokonalé uzavření tranzistoru.
Můžete pak brát za maximální napětí na kolektoru až skoro katalogové napětí Uce0, to je závěrné napětí při přizemněné bázi.
Naopak při přivedeném napětí na vstup se tento paralelní odpor R3 poskládá se vstupním odporem R1 do děliče,
a tak máte přesně definované napětí na vstupu, kdy tranzistor sepne,
a to je právě v okolí napětí 0,6V na bázi křemíkového tranzistoru.

3. Pokud chcete na vstup přivést střídavé napětí, můžete dát paralelně k bázi ještě obráceně zapojenou diodu.
Pro střídavý vstupní proud se pak vstup chová jako bez přechodu PN.
To je vhodné, pokud chcete využívat kondenzátoru k oddělení vstupního signálu
nebo pokud by na bázi na děliči z odporů R1 a R3 v obrácené polaritě mohlo vzniknout napětí vyšší než 5V,
což je zpravidla závěrné napětí přechodu báze emitor Ueb.
Pokud chcete využívat oddělovacího kondenzátoru pro malé vstupní signály, můžete R3 i vynechat.

4. Jiné řešení ochránění báze proti obrácené polaritě řídícího napětí je dioda D1 v cestě řídícího napětí k bázi.
Zároveň se u tohoto zapojení zvýší odolnost proti rušení, neboť i dioda D1 má své prahové napětí.

5. Další problém vznikne při spínání indukční zátěže, respektive při jejím odpínání.
Po uzavření tranzistoru, přerušení proudu, se na kolektor tranzistoru tlačí indukované napětí z cívky,
třeba v našem případě z cívky relé.
Tomu se dá zamezit antiparalelní diodou připojenou k indukčnosti.
Po vypnutí se proud v indukčnosti protočí přes diodu a tranzistor je ochráněn, k žádné indukci nedochází.
Jen se, třeba u relé, prodlouží doba jeho odpadu.

-b-