Яка властивість транзистора BJT робить його підсилювачем?

Я знаю, як ми можемо посилити заданий сигнал за допомогою транзисторів BJT шляхом їх зміщення. Але я хотів би знати, що таке властивість crux, яка дозволяє транзистору BJT діяти як підсилювач. Це постійний характер зворотного струму насичення чи це певний взаємозв'язок між базовим і колекторним струмом чи щось інше?

Я спеціально говорю про BJT.

— електрофод
джерело

Ви читали статтю wikipedia про транзистори?

— HandyHowie

Ви конкретно думаєте про BJT як підсилювач або взагалі транзистори (наприклад, БНТ)?

— edmz

@edmz Я спеціально говорю про BJT

— електрофод

Тут ви можете знайти інший вигляд electronics.stackexchange.com/questions/355899/…

— G36

Відповіді:

Транзистор сам по собі не робить його підсилювачем.

Транзистору потрібна схема навколо нього, щоб зробити фактичне (сигнальне) посилення.

Залежно від ланцюга транзистор може посилювати зміни струму та / або зміни напруги, а це означає посилення потужності . Підсилення потужності означає, що для управління або виведення більшої потужності вам потрібна менша потужність.

На мою думку, основною властивістю транзистора, що призводить до посилення (потужності), є поточне відношення між базовим струмом $I_B$ і струм колектора $I_C$ . Їх співвідношення часто називають $\beta$ :

β = \frac{I_{C}}{I_{B}}

$\beta = \frac{I_C}{I_B}$

Це $\beta$ також є досить "видимим" у фактичному транзисторі, оскільки він пов'язаний із співвідношенням між легіонними рівнями випромінювача та основою. Випромінювач матиме найвищий рівень допінгу, основа має нижчий допінговий рівень (це може бути $\beta$ в рази нижче), і колектор матиме найнижчий рівень допінгу.

Отже, якщо ми збільшимо рівень допінгу базового регіону, $\beta$ зростатиме і "посилення" йде вгору.

Чи означає це, що я завжди отримаю більшу посилення, якщо використовувати транзистор з більш високим $\beta$ ?

Ні, це залежить від схеми, яку ви використовуєте.

У деяких схемах справді вищий $\beta$ дасть вам більше посилення.

Наприклад, транзистор, що управляє реле. Коли $\beta$ збільшується, ми могли б використовувати менший базовий струм.

В інших це не дасть вам більше посилення.

Наприклад, підсилювач загального випромінювача, припускаючи, що ми не змінюємо постійний струм $I_C$ . У підсилювачі СЕ посилення напруги $gm*R_{load}$ . Щоб отримати більше прибутку, нам потрібно було б збільшити $gm$ або $R_{load}$ . І те й інше можна зробити незалежно від $\beta$ .

— Бімпелрекіе
джерело

Основна властивість, яка дозволяє що- небудь діяти як підсилювач, полягає в тому, що він може управляти сигналом високої потужності, використовуючи низький вхід потужності.

У випадку транзистора справа в тому, що базовий струм низької потужності або напруга затвора може змінити великий колектор або струм зливу.

Існує ціла низка інших пристроїв, які можна використовувати як підсилювачі. Один з найбільш ранніх підсилювачів звуку використовував діафрагмовий мікрофон для модулювання напруги одного кінця струни, накрученої навколо обертового барабана. Кілька витків ковзаючої струни могли контролювати велику напругу на виході, яка тягнула голосно говорячу діафрагму. Подивіться також на рідкі підсилювачі, магнітні підсилювачі, підсилювачі з мандрівними хвилями (TWTA).

— Neil_UK
джерело

Цікава історія підсилювачів, які ви згадали. Будь ласка, подумайте над тим, щоб додати свою відповідь із посиланнями на додаткову інформацію, оскільки деякі, можливо, я (включаючи мене) захочуть прочитати більше про це ..

— Келлі С. Французька

Цікаво, що всі приклади є перетворювачами - це означає: НЕ мала кількість, яка контролює більшу кількість ІДНОГО роду. І - те ж саме має стосуватися і біполярного транзистора: це не (і не може бути) малий базовий струм, який керує набагато більшим колекторним струмом (як могли б 2 додаткові заряджені носії в базовій області забезпечити звільнення 500 додаткових носіїв у випромінювач, припускаючи бета-значення 250?). Ні - BJT - перетворювач напруги на струм, і саме напруга Vbe визначає струм колектора.

— LvW

@LvW З вашим твердженням, що базовий струм не контролює струм колектора, я маю на увазі філософів Дугласа Адамса, які стверджують, що чорний колір білий, і вбивають на наступному переході зебри. Я був би більш співчутливим, якби ви стверджували, що струм воріт не контролює струм зливу. Я хотів би бачити, як ви змінюєте базову напругу, не змінюючи базовий струм, а потім заперечуєте, хто з них справді керує струмом колектора.

— Neil_UK

@Neil_UK, ти справді все ще вважаєш, що BJT контролюється струмом? І - це просто віра, бо немає єдиного доказу для контролю струму. Чи можете ви пояснити, ЧОМУ і ЯК може діяти такий струм? Навпаки, існує багато доказів та показань для контролю напруги (і багато хороших (!!) підручників та університетських робіт пояснюють цей факт (це не моє "твердження"). Знаменитий Баррі Гілберт говорить, що небажаний базовий струм був би " найкраще розглядати як дефект "! Вам потрібні приклади / показання для контролю напруги?

— LvW

@LvW Я з Гілбертом, що базовий струм небажаний, але він завжди має місце в BJT. Ви можете вибрати модель транзистора (керована напругою) або бета (керована струмом), обидві працюють добре в межах власного діапазону. Якщо справа доходить до реальності, що насправді відбувається, то пояснення того, що це, або те, що ваш POV, здається , не контролює, не мають великого сенсу. Фізика не має відношення до реальності, навіть в QM це все ще рівняння. Тож я не скажу вам, що це актуально, якщо ви не скажете мені, що це не так, і ми дозволимо людям все-таки проектувати з гібридними параметрами.

— Neil_UK