Jaka właściwość tranzystora BJT czyni go wzmacniaczem?

Wiem, w jaki sposób możemy wzmocnić dany sygnał za pomocą tranzystorów BJT poprzez ich odchylenie. Chciałbym jednak wiedzieć, jaka jest ta właściwość crux, która umożliwia tranzystorowi BJT działanie jak wzmacniacz. Czy jest to stała natura prądu nasycenia zwrotnego, czy też określony związek między podstawą a prądem kolektora, czy coś innego?

Mówię konkretnie o BJT.

— elektropoda
źródło

Czy czytałeś artykuł w Wikipedii na temat tranzystorów?

— HandyHowie

Czy myślisz o BJT jako wzmacniaczu lub tranzystorach ogólnie (np. FET)?

— edmz

@edmz Mówię konkretnie o BJT

— electrophod

Tutaj możesz znaleźć inny widok na electronic.stackexchange.com/questions/355899/…

— G36

Odpowiedzi:

Sam tranzystor nie czyni go wzmacniaczem.

Tranzystor potrzebuje obwodu wokół niego, aby dokonać rzeczywistego wzmocnienia (sygnału).

W zależności od obwodu tranzystor może wzmacniać zmiany prądu i / lub zmiany napięcia, co oznacza wzmocnienie mocy . Wzmocnienie mocy oznacza, że potrzebujesz mniejszej mocy do kontrolowania lub generowania większej mocy.

Moim zdaniem, najbardziej podstawowych właściwości tranzystora co skutkuje wzmocnieniem (zasilanie) jest obecna relacja między bazowej aktualnej $I_B$ i prąd kolektora $I_C$ . Ich stosunek jest często określany jako $\beta$ :

β = \frac{{ja}_{do}}{{ja}_{b}}

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

Ten $\beta$ jest również dość „widoczny” w rzeczywistym tranzystorze, ponieważ jest powiązany ze stosunkiem między poziomami domieszkowania emitera i bazy. Emiter będzie miał najwyższy poziom dopingu, baza ma niższy poziom dopingu (może być $\beta$ razy niższy), a kolektor będzie miał najniższy poziom dopingu.

Jeśli więc zwiększymy poziom dopingu w regionie podstawowym, $\beta$ wzrośnie, a „wzmocnienie” wzrośnie.

Czy to oznacza, że zawsze otrzymam wyższe wzmocnienie, jeśli użyję tranzystora z wyższym $\beta$ ?

Nie, to zależy od używanego obwodu.

W niektórych obwodach rzeczywiście wyższy $\beta$ da ci większe wzmocnienie.

$\beta$

W innych nie da ci to większego wzmocnienia.

$I_C$ $gm*R_{load}$ $gm$ $R_{load}$ $\beta$

— Bimpelrekkie
źródło

Właściwość crux, która pozwala cokolwiek działać jako wzmacniacz, polega na tym, że może on sterować sygnałem o wysokiej mocy, wykorzystując pobór niskiej mocy.

W przypadku tranzystora faktem jest, że prąd bazowy o niskiej mocy lub napięcie bramki może zmienić duży prąd kolektora lub prądu drenu.

Istnieje wiele innych urządzeń, które można wykorzystać jako wzmacniacze. Jeden z najwcześniejszych wzmacniaczy audio zastosował mikrofon membranowy do modulowania napięcia jednego końca struny owiniętej wokół obracającego się bębna. Kilka zwojów poślizgowej struny mogło kontrolować duże napięcie wyjściowe, które pociągnęło głośno mówiącą diaframę. Poszukaj również wzmacniaczy płynowych, wzmacniaczy magnetycznych, wzmacniaczy lampowych z falami podróżującymi (TWTA).

— Neil_UK
źródło

Ciekawa historia wzmacniaczy, o których wspominałeś. Proszę rozważyć dodanie do swojej odpowiedzi linków do dodatkowych informacji, ponieważ niektórzy mogą (łącznie ze mną) przeczytać więcej na ten temat.

— Kelly S. Francuski

Co ciekawe, wszystkie przykłady są przetwornikami - co oznacza: NIE jest to mała ilość, która kontroluje większą ilość TEGO SAMEGO RODZAJU. I to samo musi dotyczyć również tranzystora bipolarnego: to nie jest (i nie może być) mały prąd podstawowy, który kontroluje znacznie większy prąd kolektora (w jaki sposób 2 dodatkowe naładowane nośniki w obszarze podstawowym umożliwiają uwolnienie 500 dodatkowych nośników w emiter, przyjmując wartość beta 250?). Nie - BJT jest przetwornikiem napięcia na prąd i to napięcie Vbe determinuje prąd kolektora.

— Lwów

@LvW Dzięki twojemu twierdzeniu, że prąd podstawowy nie kontroluje prądu kolektora, mam na myśli filozofów Douglasa Adamsa, którzy twierdzą, że czerń jest biała i zabijają się przy następnym przejściu dla zebry. Byłbym bardziej współczujący, gdybyście argumentowali, że prąd bramki nie kontroluje prądu drenu. Chciałbym zobaczyć, jak zmieniasz napięcie bazowe bez zmiany prądu bazowego, a następnie spieram się, który z nich naprawdę kontroluje prąd kolektora.

— Neil_UK

@Neil_UK, czy naprawdę nadal wierzysz, że BJT jest sterowany prądem? I - to tylko wiara, ponieważ nie ma jednego dowodu na kontrolę prądu. Czy możesz wyjaśnić DLACZEGO i JAK taka kontrola może działać? Wręcz przeciwnie, istnieje wiele dowodów i wskazań do kontroli napięcia (i wiele dobrych (!!) podręczników i dokumentów uniwersyteckich wyjaśnia ten fakt (to nie jest moje „twierdzenie”). Słynna Barrie Gilbert mówi, że niepożądanym prądem bazowym byłoby „ najlepiej postrzegane jako wada "! Potrzebujesz przykładów / wskazań do kontroli napięcia?

— LvW

@LvW Jestem z Gilbertem, że prąd podstawowy jest niepożądany, ale zawsze występuje tam w BJT. Możesz wybrać model gm (sterowany napięciem) lub beta (sterowany prądem) dla tranzystora, oba działają dobrze we własnym zakresie. Jeśli chodzi o rzeczywistość, to, co się naprawdę dzieje, to wyjaśnienia, że tak się dzieje lub że twój POV wydaje się nie kontrolować, nie ma większego sensu. Fizyka nie zajmuje się rzeczywistością, nawet w QM to wciąż równania. Więc nie powiem ci, że to jest aktualne, jeśli mi nie powiesz, że nie jest, a my pozwolimy ludziom nadal projektować z parametrami hybrydowymi.

— Neil_UK