Quale proprietà di un transistor BJT lo rende un amplificatore?

So come possiamo amplificare un determinato segnale usando i transistor BJT polarizzandoli. Ma vorrei sapere qual è quella proprietà chiave che consente al transistor BJT di agire come un amplificatore. È la natura costante della corrente di saturazione inversa o è la relazione definita tra la base e la corrente del collettore o qualcos'altro?

Sto specificamente parlando del BJT.

— electrophod
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Hai letto l'articolo di Wikipedia sui transistor?

— HandyHowie,

Pensa specificamente al BJT come a un amplificatore o a transistor in generale (ad es. FET)?

— edmz,

@edmz Sto parlando in particolare del BJT

— elettrofod

Qui puoi trovare una visione diversa electronics.stackexchange.com/questions/355899/…

— G36

Risposte:

Un transistor da solo non lo rende un amplificatore.

Il transistor ha bisogno di un circuito attorno ad esso per eseguire l'effettiva amplificazione (segnale).

A seconda del circuito un transistor può amplificare le variazioni di corrente e / o le variazioni di tensione e ciò significa amplificazione di potenza . L'amplificazione di potenza significa che è necessaria una potenza minore per controllare o emettere una potenza maggiore.

Secondo me, il più struttura di base di un transistore che comporta (potenza) di amplificazione è il rapporto tra la corrente di corrente di base $I_B$ e la corrente di collettore $I_C$ . Il loro rapporto è spesso indicato come $\beta$ :

β = \frac{{io}_{C}}{{io}_{B}}

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

Questo $\beta$ è anche abbastanza "visibile" nel transistor reale in quanto è collegato al rapporto tra i livelli di drogaggio dell'emettitore e la base. L'emettitore avrà il livello di doping più elevato, la base ha un livello di doping inferiore (potrebbe essere $\beta$ volte inferiore) e il collettore avrà il livello di doping più basso.

Quindi se aumentiamo il livello di doping della regione di base, $\beta$ aumenterà e "l'amplificazione" aumenterà.

Ciò significa che otterrò sempre un'amplificazione maggiore se uso un transistor con un $\beta$ più elevato ?

No, dipende dal circuito che stai utilizzando.

In alcuni circuiti infatti un $\beta$ più elevato ti darà più amplificazione.

$\beta$ aumenta, potremmo usare una corrente di base più piccola.

In altri non ti darà più amplificazione.

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

— Bimpelrekkie
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La proprietà chiave che consente a qualsiasi cosa di agire come un amplificatore è che può controllare un segnale ad alta potenza, utilizzando un ingresso a bassa potenza.

Nel caso di un transistor, è il fatto che una corrente di base a bassa potenza o una tensione di gate possono cambiare un grande collettore o assorbire corrente.

Ci sono molti altri dispositivi che possono essere usati come amplificatori. Uno dei primi amplificatori audio utilizzava un microfono a diaframma per modulare la tensione di un'estremità di una corda avvolta attorno a un tamburo rotante. I vari giri di corda scivolante potrebbero controllare una grande tensione di uscita che tirava un diaframma ad alta voce. Cerca anche amplificatori fluidici, amplificatori magnetici, amplificatori a valvole a onde mobili (TWTA).

— Neil_UK
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Storia interessante di amplificatori che hai citato. Ti preghiamo di prendere in considerazione l'aggiunta alla tua risposta con collegamenti a ulteriori informazioni, poiché alcuni potrebbero (me stesso incluso) voler leggere di più al riguardo ..

— Kelly S. francese,

È interessante notare che tutti gli esempi sono trasduttori, il che significa: NON è una piccola quantità che controlla una quantità maggiore DELLO STESSO GENERE. E - lo stesso deve valere anche per il transistor bipolare: non è (e non può essere) la piccola corrente di base che controlla la corrente di collettore molto più grande (in che modo 2 ulteriori portatori caricati nella regione di base consentono il rilascio di 500 portatori aggiuntivi in l'emettitore, assumendo un valore beta di 250?). No - il BJT è un trasduttore da tensione a corrente ed è la tensione Vbe che determina la corrente del collettore.

— LvW,

@LvW Con la tua affermazione che la corrente di base non controlla la corrente del collezionista, mi viene in mente i filosofi di Douglas Adams che sostengono che il nero è bianco e vengo ucciso al prossimo passaggio pedonale. Sarei più simpatico se dovessi sostenere che la corrente di gate non controlla la corrente di drain. Mi piacerebbe vederti cambiare la tensione di base senza cambiare la corrente di base, e poi discutere quale sta realmente controllando la corrente del collettore.

— Neil_UK

@Neil_UK, credi ancora davvero che il BJT sia controllato dalla corrente? E - è solo una credenza, perché non esiste un'unica prova per il controllo della corrente. Puoi spiegare PERCHÉ e COME potrebbe funzionare un controllo del genere? Al contrario, ci sono molte prove e indicazioni per il controllo della tensione (e molti buoni (!!) libri di testo e documenti universitari spiegano questo fatto (non è la mia "affermazione"). Il famoso Barrie Gilbert afferma che la corrente di base indesiderata sarebbe " meglio visto come un difetto "! Hai bisogno di esempi / indicazioni per il controllo della tensione?

— LvW

@LvW Sono con Gilbert che la corrente di base è indesiderata, ma tende sempre ad essere lì nei BJT. Puoi scegliere un modello gm (controllato in tensione) o beta (controllato in corrente) per un transistor, entrambi funzionano bene all'interno della loro portata. Quando si tratta di realtà, ciò che sta realmente accadendo, quindi le spiegazioni di ciò che è, o ciò che il tuo POV sembra non lo sta controllando non ha molto senso. La fisica non ha a che fare con la realtà, anche in QM sono ancora equazioni. Quindi non ti dirò che è attuale, se non mi dici che non lo è, e lasceremo che le persone continuino a progettare con parametri ibridi.

— Neil_UK,