Техника
Как происходит усиление в транзисторе? Внутри дополнение небольшое
Сейчас читал материал в учебнике про транзисторы (биполярные), там ни слова про усиление (преимущественно с ОБ транзисторы там рассматриваются). Говорится лишь, что ток эмиттера больше тока коллектора, но не значительно (это в p-n-p). Какое же тут усиление (по току)???? ПС я в этом совсем плохо разбираюсь (только принцип работы вот прочитал)
Сумбур в головах какой-то...
Значицца. по порядку.
Прежде всего: транзистор таки усиливает. Усиление транзистора основано на том же фкндаментальном принципе, что и работа почти всех полупроводниковых ириборов: принцип электронейтральности. Согласно этому принципу, все процессы в таких приборах проистекат так, чтобы восстановить нарушенную электронейтральность.
Что делает вывод базы? Он нарушает её электронейтральность: вбрасывает туда избыточные основноые (для базы) носители. Для npn-транзистора это дырки. Что делает транзистор, чтоб восстановить нарушенную электронейтральность базы? В базу устремляются электроны из эмиттера.
Но штука в том, что в хорошем транзисторе база тонкая (микроны идоди микрона), а длина свободного пробега носителей - до их рекомбинации - исчисляется миллиметрами. Стало быть, инжектированные из эмиттера злектроны, может, и рады были бы рекомбинировать с избыточными дырками в базе (да и те всегда готовы отдаться электронам...), но вот беда - тонкую базу большинство электронов проскакивает насквозь. И лишь малое число электронов рекомбинирует с избыточными жырками базы. Вот так и роисходит усиление базового тока.
А с другой-то стороны от базы у нас коллекторный переход, в котором создано сильное электрическое поле! И проскочившие базу элект роны жтим полем подхватываются и ускоряются. Им сообшается энергия, которую они радостно отдают нагрузке, включённой в цепь коллектора. Так происходит усиление по мощности: небольшое усилие, создающее избыток носителей в базе, приводит к тому, что на коллекторе выделяется изрядная мощность (за счёт мощности, отбираемой от источника питания коллектора).
Всё это один к одному описание работы схемы с общим эмиттером (опять же на примере npn-транзистора). Схема с общей базой работает примерно так же: прямое смещение на эмиттерном переходе инжектирует ток в базу, инжектированные носители на всём скаку эту базу проскакивают (попутно нарушая её электронейтральность, из-за чего и появляется базовый ток: база норовит ту электронейтральность восстановить, да вот беда - электроны в основном уже утянуло в коллектор...), но часть всё-таки успевает рекомбинировать. Им на смену и идут новые дырки. А электроны, попавшие в коллектор... ну дальше понятно.
Схема с ОК несколько особняком стоит. Хоть в курсе радиотехники любят объяснять, что это схема со стопроцентной отрицательной связью по напряжению и именно поэтому её к-т усиления равен 1 (что феноменологически действительно так), физика работы самого транзистора тут никакого отношения к ООС не имеет. Физика в том, что даже небольшое изменение на переходе база-эмиттер вызывает сильное изменение тока эмиттера. Но верно и обратное: при значительном изменении тока эмиттера напряение база-эмиттер изменяется крайне незначительно. Экспонента, знаете ли, - сильнейшая вещь. А ток эмиттера от напряжения база-эмиттер зависит именно экспненциально.
Что это означает на практике: что как бы мы ни дрючили транзистор, он норовит поддерживать напряжение база-эмиттер более-менее постоянным. И если мы меняем напряжение на базе (особливо если при этом ещё и неизменный ток эмиттера - например. его нагрузой включён идеальный истоник тока), то напряжение на змиттере будет отслеживать напряжение на базе. Так и получается эмиттерный повторитель.
Значицца. по порядку.
Прежде всего: транзистор таки усиливает. Усиление транзистора основано на том же фкндаментальном принципе, что и работа почти всех полупроводниковых ириборов: принцип электронейтральности. Согласно этому принципу, все процессы в таких приборах проистекат так, чтобы восстановить нарушенную электронейтральность.
Что делает вывод базы? Он нарушает её электронейтральность: вбрасывает туда избыточные основноые (для базы) носители. Для npn-транзистора это дырки. Что делает транзистор, чтоб восстановить нарушенную электронейтральность базы? В базу устремляются электроны из эмиттера.
Но штука в том, что в хорошем транзисторе база тонкая (микроны идоди микрона), а длина свободного пробега носителей - до их рекомбинации - исчисляется миллиметрами. Стало быть, инжектированные из эмиттера злектроны, может, и рады были бы рекомбинировать с избыточными дырками в базе (да и те всегда готовы отдаться электронам...), но вот беда - тонкую базу большинство электронов проскакивает насквозь. И лишь малое число электронов рекомбинирует с избыточными жырками базы. Вот так и роисходит усиление базового тока.
А с другой-то стороны от базы у нас коллекторный переход, в котором создано сильное электрическое поле! И проскочившие базу элект роны жтим полем подхватываются и ускоряются. Им сообшается энергия, которую они радостно отдают нагрузке, включённой в цепь коллектора. Так происходит усиление по мощности: небольшое усилие, создающее избыток носителей в базе, приводит к тому, что на коллекторе выделяется изрядная мощность (за счёт мощности, отбираемой от источника питания коллектора).
Всё это один к одному описание работы схемы с общим эмиттером (опять же на примере npn-транзистора). Схема с общей базой работает примерно так же: прямое смещение на эмиттерном переходе инжектирует ток в базу, инжектированные носители на всём скаку эту базу проскакивают (попутно нарушая её электронейтральность, из-за чего и появляется базовый ток: база норовит ту электронейтральность восстановить, да вот беда - электроны в основном уже утянуло в коллектор...), но часть всё-таки успевает рекомбинировать. Им на смену и идут новые дырки. А электроны, попавшие в коллектор... ну дальше понятно.
Схема с ОК несколько особняком стоит. Хоть в курсе радиотехники любят объяснять, что это схема со стопроцентной отрицательной связью по напряжению и именно поэтому её к-т усиления равен 1 (что феноменологически действительно так), физика работы самого транзистора тут никакого отношения к ООС не имеет. Физика в том, что даже небольшое изменение на переходе база-эмиттер вызывает сильное изменение тока эмиттера. Но верно и обратное: при значительном изменении тока эмиттера напряение база-эмиттер изменяется крайне незначительно. Экспонента, знаете ли, - сильнейшая вещь. А ток эмиттера от напряжения база-эмиттер зависит именно экспненциально.
Что это означает на практике: что как бы мы ни дрючили транзистор, он норовит поддерживать напряжение база-эмиттер более-менее постоянным. И если мы меняем напряжение на базе (особливо если при этом ещё и неизменный ток эмиттера - например. его нагрузой включён идеальный истоник тока), то напряжение на змиттере будет отслеживать напряжение на базе. Так и получается эмиттерный повторитель.
Екатерина Мансветова
Спасибо большое, все понятно, кроме схемы с ОК (ее в учебнике не разбирали и без дополнительных сведений не очень представилось)
А схема с общей базой и не усиливает сигнал по напряжению (только по току, и то немного)
Для усиления по напряжению используется схема с ОЭ
Причём точная количественная теория - сугубо квантовая физика твёрдого тела, а на пальцах так: ток базы добавляет носителей (электронов или дырок в базу) тем самым резко понижая её сопротивление току эммитер-коллектор
И в результате ток коллектора пропорционален току базы, но много больше (в h21 раз)
Для усиления по напряжению используется схема с ОЭ
Причём точная количественная теория - сугубо квантовая физика твёрдого тела, а на пальцах так: ток базы добавляет носителей (электронов или дырок в базу) тем самым резко понижая её сопротивление току эммитер-коллектор
И в результате ток коллектора пропорционален току базы, но много больше (в h21 раз)
Игорь Пивцайкин
чет я не понял, вроде бы как ОБ - только по напряжению, ОЭ - ток и напряжение, ОК - по току только
Александр Новицкий
Кро-о-лик... Ну как же это с ОБ - и не усиливает по напряжению?!
Я не с ответом, мне интересно, ты что нибудь понял из всего тут написанного? А то ребята старались....
Екатерина Мансветова
Леонида ответ еще не прочитал, остальное понял, премного им благодарен
принцип работы транзистора - как у вентиля.
Маленький ток управляет большим.
и нет транзисторов с ОБ/ ОК/ ОЭ, а есть схемы включения транзисторов, схемы с ОЭ, ОБ и ОК.
все, дальше сам, гугл в помощь
Маленький ток управляет большим.
и нет транзисторов с ОБ/ ОК/ ОЭ, а есть схемы включения транзисторов, схемы с ОЭ, ОБ и ОК.
все, дальше сам, гугл в помощь
Екатерина Мансветова
блин, мне бы поподробнее
Екатерина Мансветова
вентиль-то не усиливает!
Екатерина Мансветова
"все, дальше сам, гугл в помощь" эх, жаль, плоховат ответ (
Транзистор сам по себе ничего не усиливает. У самого по себе транзистора нет источников энергии. Это, грубо говоря, электрически регулируемое сопротивление. Изменением маленького тока при маленьком напряжении можно регулировать ток в цепи с большим током и большим напряжением.
А схемы ОБ, ОЭ и ОК - это разные схемы включения транзистора в электрическую цепь для регулировки маленькими током и напряжением тока и напряжения в другой цепи с гораздо большими током и напряжением.
А схемы ОБ, ОЭ и ОК - это разные схемы включения транзистора в электрическую цепь для регулировки маленькими током и напряжением тока и напряжения в другой цепи с гораздо большими током и напряжением.
Екатерина Мансветова
выдержка из учебника Забродина: "Т. о., принцип действия биполярного транзистора основан на создании транзитного (проходящего) потока носителей заряда из эмиттера в коллектор через базу и управлении коллекторным (выходным) током за счет изменения эмиттерного (входного) тока. " Про ток базы ни слова... имеется в виду, что эмиттерный ток в свою очередь зависит от тока базы?
Александр Новицкий
ЭТо какэто "транзистор ничего не усиливает"?! А кто тогда усиливает? И что же делает транзистор?
Транзистор можно сравнить с водопроводным краном - прикладывая небольшое усилие на ручку крана (базу), ты регулируешь мощный поток (коллектор-эмитер) Кран не усиливает, им просто регулируешь подачу напора, прилагая на ручку значительно меньшее усилие, чем выходящая мощность потока крана..
Все просто. Вот поток воды в трубе в которой есть насос. Вот он выключен и труба ( типо это транзистор ) просто пропускает воду. Но стоит насосу включиться ( это на транзистор подали напряжение) то вода течет быстрее.
Екатерина Мансветова
куда это транзистор будет пропускать без подключенной базы? (если с общий базой рассматривать схему включения)
Похожие вопросы
- Коэффициент усиления биполярного транзистора. Как правильно понять?
- Коэффициент усиления биполярного транзистора.
- Каким образом в транзисторе происходит усиление электрических колебаний по мощности?
- Какой может быть максимальный коэфициент усиления одного транзистора теоретически и можно ли полностью убрать искажения?
- Электроника Объяснить принцип усиления биполярного транзистора
- Помогите пожалуйста разобраться с работой транзистора (внутри вопрос)
- ??? Что происходит на снимке? фото внутри
- Объясните пожалуйста, как происходит сам процесс усиления в биполярных транзисторах?
- Как определить коэф усиления транзистора, если он не указан.
- как узнать кофицент усиления транзистора ?