Domanda:
Transistor - Perché l'amplificazione avviene prima del transistor e non dopo?
user3244534
2014-11-11 19:39:50 UTC
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So che questa è una domanda da noob ma non riesco a trovare una risposta nei risultati di ricerca di Google.

La mia domanda è fondamentalmente questa: Come mai l'amplificazione avviene prima del transistor [linea rossa] e non dopo il transistor [linea blu]? Pensavo che la corrente doveva passare attraverso il transistor per essere aumentata.

Il transistor funge solo da interruttore, è (pieno) acceso o spento.Sì, tutti parlano di un transistor come amplificatore, ma questo perché con il tuo segnale di corrente "bassa" sulla base (B) puoi "commutare" una corrente più alta (perché C ed E condurranno).
@Evert Non è vero.I transistor agiscono come un amplificatore finché l'ingresso non raggiunge il livello di saturazione.Questo ** consente ** loro di funzionare come un interruttore perché una volta raggiunto il livello di saturazione sono "completamente accesi", ma inizialmente erano usati come amplificatori negli apparecchi acustici e nelle radio a transistor.
Il rischio di pensare a un transistor in saturazione come un interruttore in contrasto con un modello di transistor più accurato è che alla fine arrivi a una configurazione in cui il tuo "interruttore" non sta commutando, e non capirai perché.
Se pensi agli elettroni che fluiscono, "prima del transistor" è il lato blu.Tuttavia, questo non lo rende molto più facile da capire.
La corrente scorre da E a B che "accende" il transistor permettendo alla corrente di fluire da E a C. Il motivo per cui sei confuso è che stai pensando al flusso di corrente classico che era + a - che era sbagliato (come ipotizzato centinaia dianni fa).
@PeterQuiring, in realtà, da B a E per un npn
Sette risposte:
Scott Seidman
2014-11-11 19:51:29 UTC
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Il collettore dell'amplificatore (il pin etichettato "C") è in realtà DOPO il transistor (usando il frame di riferimento del richiedente, che è alquanto fuorviante). La base (B) è l'ingresso e il transistor attivo crea una situazione in cui la corrente sul collettore è molte volte quella della base. Quindi, la corrente di base è l'ingresso e la corrente del collettore è l'uscita.

In questo caso, completando il circuito alla base con il dito si crea una piccola corrente attraverso la base. Il transistor funziona in modo da creare una corrente molte volte quella alla base, accendendo il LED.

Perché? Puntualizzerò sul meccanismo, ma questo è ciò che fanno i transistor per vivere.  from media.tumblr.com/tumblr_luy74c89IH1qf00w4.png

La figura è presa da http://media.tumblr.com/tumblr_luy74c89IH1qf00w4.png, ma probabilmente proviene da Horowitz e Hill, The Art of Electronics. "Transistor Man" guarda la corrente alla base e regola la corrente al collettore in modo da essere un multiplo della corrente di base. Naturalmente, tutto questo ha a che fare con le proprietà delle giunzioni in silicio, ma questo è un po 'oltre lo scopo della tua domanda.

La corrente all'emettitore è la somma delle correnti di base e di collettore.

Questa è davvero una semplificazione eccessiva, ma arriva all'essenza della tua domanda.

+1 per il grande diagramma anche se è a livello bimbo LOL
@Andyaka Se non si impara nessun'altra lezione, è che Transistor Man indossa un cappello.
Il cappello è importante ovviamente !!
IMO la prima frase di questa risposta è fuorviante - fa sembrare che il ragionamento del richiedente sia corretto, a parte avere "prima" e "dopo" all'indietro.
@immibis modificato per mostrare che stavo traducendo dai termini originali
Non sono ancora sicuro che ci sia un modo per interpretare "prima" e "dopo" in un modo che abbia senso, con o senza traduzione.
Olin Lathrop
2014-11-11 19:53:53 UTC
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Stai guardando un ciclo di corrente, quindi dopo e prima non hanno molto significato. A parte la piccola corrente di base, la corrente nei percorsi rosso e blu è la stessa.

Il tuo concetto di prima e dopo in elettronica non è applicabile. Devi capire alcune nozioni di base prima di poter dare un senso a questo, ma sarebbe troppo cercare di insegnare in una risposta qui.

Phil Frost
2014-11-12 19:15:15 UTC
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Stavo pensando che la corrente doveva passare attraverso il transistor per essere aumentata.

Ciò evidenzia un malinteso pericoloso. Corrente è il flusso di carica. La carica, come l'energia, non viene mai creata né distrutta. Pertanto, non troverai mai un dispositivo in cui la corrente totale che scorre nel dispositivo non è uguale alla corrente totale che scorre fuori. In termini più formali, questa è chiamata legge attuale di Kirchhoff.

Questo ha senso. C'è qualche dispositivo che puoi mettere in un tubo in modo che l'acqua in uscita sia maggiore dell'acqua che entra? Se è così, sarebbe una macchina dell'acqua infinita. Allo stesso modo non esiste una macchina a carica infinita.

Nel tuo circuito, la corrente entra attraverso la base e il collettore ed esce attraverso l'emettitore. La corrente dell'emettitore è esattamente uguale alla corrente di base più la corrente del collettore. A causa del guadagno del transistor, la corrente di base è molto più piccola della corrente del collettore di un fattore di 100 o più - questo parametro è chiamato \ $ h_ {FE} \ $ nella scheda tecnica.

Perché il la corrente di emettitore è la somma della corrente di base e di collettore, e quindi è anche molto più grande della corrente di base, è perfettamente valido (e spesso utile) collegare le cose all'emettitore del transistor per sfruttare il guadagno del transistor. Vedi Perché si dovrebbero pilotare i LED con un emettitore comune?

Inoltre, l'uso di "prima" e "dopo" suggerisce che pensi di poter iniziare dal terminale + del batteria, quindi dirigiti verso il terminale - seguendo un ragionamento lineare di causa ed effetto. Non puoi. Comunque non ha senso. Li chiamiamo circuiti perché sono proprio questo:

cir · cuit (sûrkt) n.1.a. Una linea chiusa, generalmente circolare, che gira intorno a un oggetto o un'area.

La corrente scorre attraverso la batteria proprio come qualsiasi altra cosa. La carica elettrica si muove in un cerchio . Un cerchio non ha un inizio o una fine, quindi non puoi avere un "prima" o un "dopo".

Non hai bisogno di niente di così complesso come un circuito a transistor per illustrarlo; solo un LED e un resistore funzioneranno. Prova questo:

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab

C'è qualche differenza funzionale tra questi circuiti? Se vuoi davvero entrare nella catena causa-effetto, allora devi pensare alla velocità della luce e leggere Come fa la corrente a sapere quanto deve fluire, prima di aver visto il resistore?

Jerry Coffin
2014-11-11 22:32:13 UTC
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Forse è un po 'più semplice se pensi che il circuito sia disegnato in questo modo:

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab

Il tuo dito funge da resistore (un resistore variabile in gran parte imprevedibile), collegando il terminale positivo di V2 alla base del transistor. Ciò consente a un po 'di corrente di fluire attraverso la parte base / emettitore del transistor (sia l'emettitore che il terminale negativo della batteria sono messi a terra, quindi sono anche collegati tra loro). Il transistor quindi moltiplica quella corrente per un fattore (più o meno) costante e lascia che quella corrente proporzionale fluisca tra l'emettitore e il collettore. Poiché quel circuito include anche il LED, la corrente scorre attraverso di esso ed emette luce.

Il tuo schema è fondamentalmente lo stesso, tranne per il fatto che hanno combinato V1 e V2 in un unico alimentatore. Hai semplicemente bisogno di + 9V in due punti, quindi collega entrambi questi punti allo stesso alimentatore. Al resto del circuito non importa da dove provenga l'alimentazione o che lo stesso alimentatore venga utilizzato sia sul lato "ingresso" che sul lato "uscita" del circuito.

In altri parole, il circuito di ingresso è fondamentalmente la base / emettitore e l'uscita è il collettore / emettitore. Ecco perché questo è chiamato un circuito emettitore comune: l'emettitore è condiviso (comune) tra l'ingresso e l'uscita. Esistono anche circuiti di base comuni e collettori comuni, sebbene l'emettitore comune sia (non è un gioco di parole) molto più comune.

Jamie Hanrahan
2014-11-12 04:27:33 UTC
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Sostituisci il transistor con un semplice interruttore, quindi hai solo una batteria, un LED, un interruttore e un resistore limitatore di corrente.

Nota che quando chiudi l'interruttore, la corrente scorre su entrambi i "lati" dell'interruttore. "Perché l'interruttore controlla la corrente" prima "e" dopo "?" Perché deve essere: la corrente in un semplice circuito chiuso deve essere la stessa ovunque. La chiusura dell'interruttore non fa sì che l'interruttore "produca" corrente. Consente allo switch di passare corrente.

Torniamo al transistor. Vedi? Il transistor agisce come un amplificatore, ma non "amplifica" realmente la corrente. La corrente nel percorso C-E deve essere la stessa su entrambi i lati del transistor, perché il transistor non ha nulla al suo interno che si aggiungerà al flusso di elettroni. Il transistor consente semplicemente cambiamenti in una piccola corrente (nel percorso base-emettitore in questo caso) per controllare il flusso nella corrente più grande (nel percorso collettore-emettitore).

Zlutz
2014-11-12 20:53:01 UTC
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Il LED sarebbe effettivamente più luminoso se lo metti dopo perché sul transistor precedente ci sarà una quantità di corrente hfe * Ib, e avrà (hfe + 1) Ib dopo il transistor. Probabilmente non te ne accorgerai questo perché hfe 100 o più nella maggior parte dei casi e l'1% di corrente extra non causerà visibilmente più luce. Se hai un transistor con hfe diciamo 5, allora lo noterai, ma in quel caso non sarai in grado di accenderlo con il dito perché "1" proviene dal tuo dito. Hfe Ib deve provenire da qualche parte e proviene da prima del transistor della "batteria" 9V.

La corrente elettrica è come la corrente dell'acqua, deve provenire da qualche parte, se c'è corrente DOPO il transistor, lì deve essere corrente PRIMA del transistor!

supercat
2014-11-12 22:32:22 UTC
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Un transistor può essere utilizzato per amplificare corrente, tensione o entrambi. Nel circuito indicato, viene utilizzato per amplificare entrambi. Quando si utilizza l'emettitore come "uscita", la tensione di uscita varierà quasi 1: 1 con la tensione di ingresso. In alcuni circuiti, il comportamento della tensione 1: 1 è molto desiderabile, poiché la precisione del guadagno unitario non sarà influenzata in modo significativo dalle caratteristiche dei componenti. Affinché un transistor possa aumentare o diminuire le tensioni di uscita, tuttavia, è necessario utilizzare il collettore come "uscita".

Con il circuito indicato, la tensione di base rimarrà a circa 0,7 volt, quindi il la tensione attraverso il dito rimarrà a circa 8,3 volt indipendentemente dalla tensione attraverso il LED o il suo resistore limitatore di corrente (quindi la tensione di ingresso non cambia quasi nulla, mentre la tensione di uscita cambia notevolmente, amplificando così la tensione). Se il LED e il transistor fossero sul collettore, ogni volt caduto dal LED o dal suo resistore ridurrebbe la tensione che potrebbe fluire attraverso il dito.

Si noti che il circuito mostrato è leggermente "pericoloso" poiché cortocircuitare i contatti delle dita potrebbe guidare una quantità quasi illimitata di corrente attraverso il transistor. L'aggiunta di un resistore di valore moderato (potrebbe essere conveniente utilizzare lo stesso valore del resistore LED) in serie con la base e / o il contatto a dito sul lato alimentazione lo renderebbe più sicuro.

Si noti che quando viene dato un tocco che è appena sufficiente per accendere il transistor, il comportamento del circuito sarà molto sensibile a una caratteristica del transistor chiamata "beta", che può variare notevolmente da un transistor all'altro. Fondamentalmente, ciò significa che alcuni transistor possono amplificare la quantità di corrente del dito di un fattore 50, mentre altri transistor potrebbero amplificarla di un fattore 200. Per questa particolare applicazione ciò potrebbe non avere importanza, ma alcune applicazioni richiedono un livello più prevedibile di amplificazione. L'aggiunta di un resistore di piccolo valore alla base farebbe passare al transistor una corrente proporzionale alla quantità di cui la tensione di base supera 0,7; collegando una combinazione in serie di un diodo e di un resistore, la tensione di base supererebbe 0,7 di una quantità proporzionale alla corrente del dito. L'amplificazione del transistor sarebbe quindi limitata al rapporto tra i due transistor [ad es. un resistore da 560 ohm dalla base a terra tramite il diodo e un resistore da 56 ohm dal collettore a terra limiterebbero l'amplificazione di corrente a un fattore di circa 10: 1].



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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