Site Loader

Как транзистор усиливает ток

Итак, мы уже знаем, что усиление электрических сигналов возможно в приборах с управляемыми потоками электрических зарядов. Однако сама по себе данная фраза ничего не значит. Возникает естественный вопрос: как, имея управляемый поток зарядов и подавая на вход слабый сигнал, на выходе прибора получить сильный сигнал? Для начала, видимо, следует разобраться в том, что же такое усиление электрических сигналов. Предположим, что мы имеем источник электрического сигнала, который при определенном сопротивлении нагрузки может обеспечить некоторые ток и напряжение сигнала на ней. Если нас не удовлетворяет напряжение на нагрузке, то, используя простейшие пассивные элементы например, трансформатор , мы можем легко поднять его до необходимого уровня.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • О транзисторах «на пальцах». Часть 1. Биполярные транзисторы
  • Принцип усиления транзистора
  • Полевой транзистор. Биполярный транзистор. Транзисторный ключ.
  • Что такое транзистор и как он работает?
  • Как усиливает транзистор в усилителе
  • Почему биполярный транзистор может усиливать сигналы
  • Биполярный транзистор.
  • Усиление сигналов с помощью транзистора
  • Биполярный транзистор

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАБОТАЕТ ТРАНЗИСТОР — ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ

О транзисторах «на пальцах». Часть 1. Биполярные транзисторы


Напряжение источника Е2 делится между сопротивлением нагрузки RН и сопротивлением транзистора rтр постоянному току коллектора. Это сопротивление приблизительно равно сопротивлению коллекторного перехода rК0 для постоянного тока. Напряжение на коллекторе транзистора определяется из выражения:.

Основы электроакустики Путь к качественному звуку. Усиление с помощью транзистора. На рис. Принято данную схему называть схемой с общим эмиттером, так как эмиттер является общей точкой для входа и выхода схемы. Входное напряжение UВХ, которое нужно усилить, подается от источника колебаний на участок база — эмиттер. На базу подано также положительное смещение от источника Е1, являющееся прямым напряжением для эмиттерного перехода.

При этом в цепи базы протекает некоторый ток. Цепь коллектора питается от источника Е2. Для получения усиленного выходного напряжения в эту цепь включена нагрузка RН. Схема включения транзистора в усилительный каскад схема с общим эмиттером. Работа усилительного каскада с транзистором происходит следующим образом. Изобразим эквивалентную схему усилительного каскада рис.

Если во входную цепь включается источник колебаний, то при изменении его напряжения меняется ток эмиттера, а, следовательно, сопротивление коллекторного перехода rК0. Тогда напряжение источника Е2 будет перераспределяться между RН и rтр. При этом переменное напряжение на резисторе нагрузки может быть получено в десятки раз большим, чем входное переменное напряжение.

Изменения тока коллектора почти равны изменениям тока эмиттера и во много раз больше изменений тока базы. Поэтому в рассматриваемой схеме получается значительное усиление тока, напряжения и мощности. Временные диаграммы напряжений и токов транзистора изображены на рис. Следует обратить внимание, что напряжение UКЭ инвертировано по фазе относительно входного сигнала.

Этот свойство схемы вытекает из выражения 7. Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада. Стабилизация тока покоя в транзисторных каскадах. Усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером. Каскад с общим эмиттером. Режимы работы биполярного транзистора. Методы задания начального режима работы транзистора. Усилители постоянного тока. Питание цепей коллектора. Поиск по сайту:. Основные схемы включения и параметры транзисторов Параметры и эквивалентные схемы ПТ Полевые транзисторы Преимущества и недостатки, а так же области применения ПТ Разновидности и режимы работы полевых транзисторов Режим работы транзистора в схеме усилительного каскада.

Режимы работы биполярного транзистора Сверхвысокочастотные.


Принцип усиления транзистора

Ну… усиление это когда мы производим какое-то действие, чтобы было лучше, качественнее, комфортнее, удобнее, безопаснее. По-моему как-то так. Усиливаем подвеску на машине, чтобы езда была комфортнее. Усиливаем фундамент под дом, загоняя туда железную арматуру, чтобы дом стоял долго и не трещал. Усиливаем армию военной техникой, чтобы обеспечить себе и своему народу безопасность, усиливаем свое тело, чтобы выглядеть уверенно и дать отпор гопникам. Усиливаем подвеску на машине, то есть делаем ее мощнее. Усиливаем фундамент — делаем его мощнее.

Принцип полупроводникового управления электрическим током был Транзисторы усиливают сигналы, работают как коммутационные устройства .

Полевой транзистор. Биполярный транзистор. Транзисторный ключ.

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Биполярные транзисторы. For dummies Электроника для начинающих Предисловие Поскольку тема транзисторов весьма и весьма обширна, то посвященных им статей будет две: отдельно о биполярных и отдельно о полевых транзисторах. Транзистор, как и диод, основан на явлении p-n перехода. Желающие могут освежить в памяти физику протекающих в нем процессов здесь или здесь. Необходимые пояснения даны, переходим к сути.

Что такое транзистор и как он работает?

В предыдущей статье мы разбирались с основами усилителей, немного было сказано о том, что такое обратная связь и коэффициент усиления. Был приведен расчет схемы на операционном усилителе. Теперь мы готовы заглянуть чуть глубже, чтобы понять основы основ. Транзистор можно представить в виде переменного сопротивления.

Напряжение источника Е2 делится между сопротивлением нагрузки RН и сопротивлением транзистора rтр постоянному току коллектора. Это сопротивление приблизительно равно сопротивлению коллекторного перехода rК0 для постоянного тока.

Как усиливает транзистор в усилителе

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Следует отметить, что существенной разницы между двумя типами транзисторов нет, и многие схемы могут быть собраны с тем или другим типом, при соблюдении соответствующей полярности источника питания. На рисунке ниже приведено схемное изображение транзисторов, транзистор p-n-p отличается от транзистора n-p-n направлением стрелки эмиттера:. Выделяют два основных типа транзисторов : биполярные и униполярные , которые различаются по конструктивным особенностям. В рамках каждого типа существует много разновидностей.

Почему биполярный транзистор может усиливать сигналы

Любой усилитель, независимо от частоты, содержит от одного до нескольких каскадов усиления. Для того, чтобы иметь представление по схемотехнике транзисторных усилителей, рассмотрим более подробно их принципиальные схемы. Транзисторные каскады, в зависимости от вариантов подключения транзисторов, подразделяются на:. Каскад с общим эмиттером обладает высоким усилением по напряжению и току. К недостаткам данной схемы включения можно отнести невысокое входное сопротивление каскада порядка сотен ом , высокое порядка десятков Килоом выходное сопротивление. Отличительная особенность — изменение фазы входного сигнала на градусов то есть — инвертирование. Рассмотрим работу каскада подробнее: при подаче на базу входного напряжения — входной ток протекает через переход «база-эмиттер» транзистора, что вызывает открывание транзистора и, в следствии этого, увеличение коллекторного тока.

У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление.

Биполярный транзистор.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка.

Усиление сигналов с помощью транзистора

Параметры транзисторов зависят от масштаба технологического процесса их изготовления масштаба технологии , который непрерывно совершенствуется. Сейчас используются технологии 0,, мкм диаметр ячейки микроскопических структур. Но при этом миниатюризация транзисторов в ряде толщина изолирующих слоев в транзисторе сопоставима с размерами атомов приводит:. Снижение напряжения питания схемы уменьшает разогрев схем только частично, а мощность токов утечки может достигать сотен ватт. Термин транзистор от англ. Между коллектором и эмиттером течет сильный ток, он называется коллекторный ток Iк , между базой и эмиттером — слабый управляющий ток базы Iб.

В этом цикле статей мы попытаемся просто и доходчиво рассказать о таких непростых компонентах, как транзисторы. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти на всех печатных платах, в любом электронном устройстве в сотовых телефонах, в радиоприёмниках, в компьютерах и другой электронике.

Биполярный транзистор

Транзистор можно использовать в качестве усилителя или генератора колебаний. Причем сравнительно малые по отношению к радиолампам размеры транзисторов позволяют не только уменьшить размеры приборов, но и создать приборы, а также датчики к ним настолько малых размеров, что они могут безопасно вводиться внутрь различных органов или даже вживляться в ткани организма. В схемах усилителей используется три способа включения транзисторов: с общей базой, с общим эмиттером и общим коллектором рис. Из рисунка видно, что база транзистора обязательно соединяется с входом усилителя, а коллектор — с его выходом. Рассмотрим работу транзистора p — n — p типа в качестве усилителя при включении его по схеме с общей базой рис.

Транзистором называется полупроводниковый прибор, который может усиливать, преобразовывать и генерировать электрические сигналы. Потому что его действительно можно представить в виде некоторого сопротивления, которое будет регулироваться напряжением одного электрода. Первый работоспособный биполярный транзистор был изобретен в году.


Транзистор | Электроника. Радиотехника

Как видно в таблице, транзисторы делятся на 2 основных вида, это полевые и биполярные.

В современных цифровых устройствах и электроники основную долю составляют полевые транзисторы с изолированным затвором.

 

 

 

 

Транзисторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биполярные

 

 

 

 

 

 

Полевые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p-n-p

 

n-p-n

 

С затвором в виде p-n-перехода

 

С изолированным затвором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С каналом n-типа

 

С каналом p-типа

 

Со встроенным каналом

 

С индуцированным каналом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С каналом n-типа

 

С каналом p-типа

 

С каналом n-типа

 

С каналом p-типа

 

 

Любой транзистор управляется + или —

Транзисторы работают только с постоянным током. Точнее сказать, на вход транзистора всегда поступает постоянный ток. И хотя повсеместно говорится, что транзистор — это усилитель, тем не менее, это не совсем так. Транзистор усиливает ток, подаваемый на его базу (если речь идет о биполярном транзисторе). И усиление это возможно настолько, насколько высок ток, подаваемый на коллектор или эмиттер (зависит от структуры). Для понимания предназначения этого устройства лучше представлять транзистор в виде ключа, или вентиля. Подавая ток на базу + или — (так же зависит от структуры), с одной его ножки на другую начинает течь ток (транзистор открывается).

Биполярные транзисторы управляются током

Биполярные используются в аналоговой технике, а полевые в цифровой.

4 я минута видео позволяет запомнить подключение транзистора к источнику питания.

Плюс на N, минус на P — нет тока.

Плюс на P, минус на N — есть ток.

Стрелка всегда указывает на N область.

Содержание

  • Биполярный транзистор
  • Как определить структуру транзисторов на схеме
  • Отличие полевых транзисторов от биполярных

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор может быть с NPN или PNP переходом

База — самая тонкая часть транзистора, она находится между коллектором и эмиттером, но в то же время является основанием, фундаментом транзистора.

Коллектор имеет самую большую площадь, самый большой размер. При протекании тока больше всего греется именно он, поэтому теплоотвод и соединен с коллектором. Коллектор — коллекционер, от слова collection. Коллектор — это собирающая область.

Эмиттер — от слова emision — излучение, выпуск.

Подавая ток на базу + или — (в зависимости от структуры транзистора) мы открываем переход и ток с коллектора течет к эмиттеру? или наоборот, в зависимости от структуры транзистора.

Как определить структуру транзисторов на схеме

На плате транзистор имеет буквенное обозначение Q

База транзистора — это площадка. В эту площадку упирается коллектор и эмиттер

Стрелка всегда указывает на N область.

Стрелка это всегда эмиттер идущий к базе или от базы, т.е. её направление указывает какого типа транзистор n-p-n (наружу) или p-n-p (внутрь). Эта стрелка всегда показывает направление тока.

Отличие полевых транзисторов от биполярных

admin Учебник, Электронные детали и компоненты Leave a comment

Основные вопросы о транзисторном усилении

Сначала я начну с определения усиления. В самом общем случае усиление — это просто отношение между двумя величинами. Это не означает, что выходное значение больше, чем входное значение (хотя именно так оно используется чаще всего). Также не важно, большое или маленькое текущее изменение.

Теперь давайте перейдем к некоторым часто используемым значениям усиления:

Наиболее важным (и тем, о котором говорит ваш вопрос) является \$ \beta\$. Он определяется как \$ \beta= \frac {I_c} {I_b} \$, где \$I_c\$ — это ток, поступающий в коллектор, а \$I_b\$ — это ток, поступающий в базу. Если мы немного изменим формулу, мы получим \$I_c=\beta I_b\$, которая является наиболее часто используемой формулой. Из-за этой формулы некоторые люди говорят, что транзистор «усиливает» ток базы.

Как это связано с током эмиттера? У нас также есть формула \$I_c+I_b+I_e=0\$. Когда мы объединяем эту формулу со второй формулой, мы получаем \$\beta I_b + I_b + I_e=0\$. Отсюда мы можем получить ток эмиттера как \$-I_e=\beta I_b + I_b= I_b (\beta + 1)\$ (обратите внимание, что \$ I_e\$ — это ток, протекающий через эмиттер, поэтому он отрицательный).

Отсюда видно, что используя \$\beta\$ как удобный инструмент в расчетах, мы можем увидеть зависимость между током базы транзистора и током эмиттера транзистора. Поскольку на практике \$\beta\$ находится в диапазоне от сотен до тысяч, мы можем сказать, что «маленький» ток базы «усиливается» в «большой» ток коллектора (который, в свою очередь, создает «большой» ток эмиттера). Обратите внимание, что я не говорил о каких-либо дельтах до сих пор. Это потому, что транзистор как элемент не требует изменения тока. Можно просто подключить базу к постоянному току постоянного тока и транзистор будет нормально работать. Если требуется изменение тока, это происходит не из-за транзистора, а из-за остальной части схемы, которая может блокировать постоянную часть входного тока.

Также используется другое значение, и оно называется \$ \alpha\$. Вот что это такое: \$ \alpha = \frac {I_c} {I_e} \$. Когда мы переставим это, мы увидим, что \$I_c= \alpha I_e\$. Таким образом, \$ \alpha\$ — это значение, на которое усиливается ток эмиттера для получения тока коллектора. В этом случае усиление фактически дает нам меньший выход (хотя на практике \$\alpha\$ близко к 1, что-то вроде 0,98 или выше), потому что, как мы знаем, эмиттерный ток, выходящий из транзистора, равен сумме тока базы и тока коллектора, протекающих через транзистор.

Теперь я немного расскажу о том, как транзистор усиливает напряжение и ток. Секрет в том, что это не так. Усилитель напряжения или тока делает! Сам усилитель представляет собой немного более сложную схему, в которой используются свойства транзистора. Он также имеет входной узел и выходной узел. Усиление напряжения представляет собой отношение напряжения между этими узлами \$A_v = \frac {V_{out}}{V_{in}}\$. Текущее усиление представляет собой отношение токов между этими двумя узлами: \$ A_i=\frac {I_{out}}{I_{in}}\$. У нас также есть усиление мощности, которое является произведением усиления тока и напряжения. Обратите внимание, что усиление может меняться в зависимости от узлов, которые мы выбрали в качестве входного узла и выходного узла!

Есть еще несколько интересных значений, связанных с транзисторами, которые вы можете найти здесь

Итак, подведем итог: у нас есть транзистор, который что-то делает. Чтобы безопасно использовать транзистор, мы должны иметь представление о том, что делает транзистор. Одним из способов представления процессов, происходящих в транзисторе, является использование термина «усиление». Таким образом, используя усиление, мы можем избежать реального понимания того, что происходит в транзисторе (если у вас есть какие-либо курсы физики полупроводников, вы узнаете это там), и просто иметь несколько уравнений, которые будут полезны для большого количества практических задач.

Как работает транзистор в качестве усилителя с точки зрения сохранения энергии?

спросил

Изменено 2 года, 3 месяца назад

Просмотрено 7к раз

\$\начало группы\$

Все мы знаем, что энергию нельзя создать из ничего.

Так как же, например, биполярный переходной транзистор (BJT) усиливает ток базы на коэффициент бета и преобразует его в ток коллектора?

Где «подвох»? Есть ли где-то еще место, где терялась энергия?

  • транзисторы
  • усилитель
  • энергия

\$\конечная группа\$

15

\$\начало группы\$

Ток базы в транзисторе управляет током коллектора. Энергия поступает от блока питания. Он не генерируется внутри транзистора.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

«Загвоздка» в том, что транзистор управляет только потоком тока; он сам не генерирует энергию. Энергия будет поступать от какой-то другой части цепи, возможно, от электрической компании через источник питания или от батареи.

Одна из возможных путаниц заключается в том, что транзисторы могут быть представлены в виде эквивалентных схем, содержащих так называемый «источник тока». Похоже, он может генерировать энергию, да? Что ж, оказывается, что «источник» на самом деле может либо генерировать, либо поглощать энергию, в зависимости от соотношения между протекающим через него током и напряжением на нем. Главное, что делает «источник», — это фиксирует ток (в случае источника тока) или напряжение (в случае источника напряжения) до определенного значения. Например, литий-ионный аккумулятор действует как источник напряжения. Если вы подключите резистор к клеммам батареи, батарея будет подавать ток, чтобы поддерживать напряжение более или менее постоянным. Однако, если вы подключите внешний источник питания, батарея начнет заряжаться, поглощая энергию, пытаясь поддерживать постоянное напряжение.

Существует несколько разных «моделей» или «эквивалентных схем» различных типов транзисторов, все из которых так или иначе используют зависимые источники. Хитрость заключается в том, что эти модели действительны только при определенных условиях работы, и оказывается, что не существует набора условий, при которых транзистор когда-либо будет генерировать мощность. Это не уловка математики, причина этого в том, что внутри транзистора нет ничего, что могло бы генерировать энергию; единственное, что может сделать транзистор, это генерировать падение напряжения, противодействующее протеканию тока. Обычно оказывается, что транзисторы в конечном итоге рассеивают много энергии и в конечном итоге должны быть установлены на больших радиаторах.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

BJT обычно используется в качестве усилителя мощности, и мощность, получаемая за счет выходного сигнала, поступает от используемого им источника питания постоянного тока.

Самостоятельное усиление тока можно выполнить без усиления мощности с помощью трансформатора, но если вам нужен усилитель мощности (т.е. произведение вольт и ампер увеличено), вам нужен источник питания.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Энергия равна средней мощности, умноженной на время: \$E = P \times t\$. Энергия сохраняется. Поскольку мощность — это всего лишь мгновенные моменты энергии, фактом также является и то, что в целом мощность также сохраняется. Таким образом, вы часто будете видеть утверждения вроде «входная мощность должна быть равна или больше выходной мощности». В среднем и в человеческом масштабе времени и местности это почти также верно. Но именно сохранение энергии действительно управляет вселенной, как мы ее понимаем.

Сила сама по себе похожа на монету. Каждая монета имеет две стороны: напряжение и ток. Мощность — это произведение вольт на ток: \$P = V \times I\$. Обратите внимание, что ни один из них не является временем. Таким образом, здесь не подразумевается, что ток (\$I\$) должен сохраняться, потому что напряжение (\$V\$) можно регулировать. Также не подразумевается, что напряжение сохраняется, потому что ток можно регулировать. В среднем сохраняется энергия и мощность. Не напряжение а ток.

Энергия в единицу времени (мощность) поступает от источника питания. Эта энергия и мощность обеспечивают тепловую, электрическую и преобразовательную деятельность, и она действительно должна следовать основным идеям сохранения энергии. А вот транзистор BJT потребляет небольшое количество «рекомбинационного» тока, подаваемого в область база-эмиттер, чтобы активировать больший пусковой ток коллектора. Чего здесь не хватает, так это какого-либо обсуждения задействованных напряжений и остальной части схемы, особенно включая источники энергии. Транзистор BJT потребляет энергию из этих источников, и эти источники теряют энергию, значительно превышающую очень крошечный локальный эффект BJT как одной крошечной части гораздо большей схемы и системы источников энергии.

Закон сохранения применяется к замкнутой системе как к черному ящику. Но крошечные локальные увеличения энергии возможны, если эти увеличения исходят из чего-то еще, что вы игнорируете. Точно так же, как сама жизнь на Земле может казаться организованной, возникшей в результате дезорганизации и нарушающей законы энтропии, факт состоит в том, что энтропия Солнца увеличивается намного, намного больше, чем любое небольшое локальное уменьшение энтропии, представленное изолированной формой жизни на Земле. Применяя законы сохранения, вы должны брать достаточно полную систему.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Такой усилитель можно рассматривать как схему, преобразующую мощность постоянного тока (от источника питания) в мощность сигнала, доступную на выходе усилителя.

Существуют так называемые «усилители мощности», которые, однако, НЕ усиливают мощность. Но основная их задача не усиливать напряжение сигнала, а ОБЕСПЕЧИВАТЬ как можно большую мощность сигнала на его выходе. А отношение выходной мощности к потребляемой — это так называемая «эффективность».

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Давайте рассмотрим типичный NPN-транзистор и два электрических пути через него: коллектор-эмиттер и база-эмиттер. Это единственные пути, по которым будет течь ток, когда устройство используется обычным образом в качестве усилителя.

Если на базовом выводе отсутствует прямое напряжение смещения (относительно эмиттера), то через какой-либо путь в устройстве не протекает значительный ток.

Когда напряжение на выводе базы (относительно эмиттера) находится в диапазоне прямого смещения (зависит от специфики устройства, но возможно 0,6В), через базу к эмиттеру протекает небольшой ток. Это приводит к изменению токопроводящей способности устройства на другом пути — от коллектора к эмиттеру. Небольшое количество тока, протекающего от базы к эмиттеру, позволяет гораздо большему току течь от коллектора к эмиттеру. Ток база-эмиттер не влияет на ток коллектор-эмиттер. Думайте об этом больше как об управлении клапаном. В диапазоне прямого смещения крошечные изменения тока база-эмиттер вызывают большие изменения в токопроводящей способности тракта коллектор-эмиттер. Итак, у нас есть усилитель. Для протекания через коллектор ток все равно должен обеспечиваться внешним источником (аккумулятором, блоком питания и т. д.).

Почти все, что называют усилителем, работает аналогичным образом, будь то электрическое или даже механическое. Есть источник питания, который обеспечивает выходную мощность, входной сигнал и усилительное устройство, которое просто управляет потоком мощности через устройство в ответ на входной сигнал. Нет необходимости нарушать законы сохранения.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Транзистор — это .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *