題:
晶體管-為什麼放大發生在晶體管之前而不是之後?
user3244534
2014-11-11 19:39:50 UTC
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我知道這是一個菜鳥問題,但我只是無法在Google搜索結果中找到答案。

我的問題基本上是這樣的: 放大如何在晶體管(紅線)之前發生而不在晶體管(藍線)之後發生??我在想電流必須通過晶體管才能增加。

晶體管僅充當開關,它(全)導通或截止。是的,每個人都在談論將晶體管用作放大器,但這是因為在基極(B)上具有“低”電流信號的情況下,您可以“切換”較高的電流(因為C和E會導通)。
@Evert不正確。晶體管充當放大器,直到輸入達到飽和電平為止。這使它們可以作為開關工作,因為一旦達到飽和水平,它們便會“全開”,但它們最初被用作助聽器和晶體管收音機中的放大器。
將晶體管飽和視為開關而不是更精確的晶體管模型的風險在於,最終您會遇到一種配置,其中“開關”沒有開關,您也不知道為什麼。
如果考慮電子流動,那麼“在晶體管之前”就是藍色的一面。但是,這並沒有使它更容易理解。
電流從E流向B,這使晶體管“導通”,從而使電流從E流向C。您感到困惑的原因是,您正在考慮的經典電流是+到-錯了(假設數百個幾年前)。
實際上,@PeterQuiring,從B到E為一個npn
七 答案:
Scott Seidman
2014-11-11 19:51:29 UTC
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放大器的集電極(標記為“ C”的引腳)實際上在晶體管之後(使用問號的參考系,這會產生誤導)。基極(B)是輸入,有源晶體管會造成集電極上的電流是基極電流的許多倍。因此,基極電流是輸入,集電極電流是輸出。

在這種情況下,用手指完成基極電路會產生一個小的電流通過基極。晶體管的工作原理是在基極上產生許多倍的電流,從而點亮LED。

為什麼?我將介紹這種機制,但這就是晶體管為生的。  from media.tumblr.com/tumblr_luy74c89IH1qf00w4.png

該圖取自 http://media.tumblr.com/tumblr_luy74c89IH1qf00w4.png,但可能起源於Horowitz和Hill,《電子藝術》。 “晶體管人”查看基極處的電流,並調整集電極處的電流,使其成為基極電流的倍數。當然,所有這些都與硅結的特性有關,但這超出了您的問題範圍。

發射極上的電流是基極電流和集電極電流之和。

這確實是一個過分簡化的問題,但這是問題的本質。

即使是在Bimbo級別,大圖也要+1
@Andyaka如果沒有其他教訓,那就是晶體管人戴上帽子。
帽子當然很重要!!
國際海事組織,這個答案的第一句話是誤導性的-它聽起來像問問者的推理是正確的,除了“倒數”和“倒數”。
@immibis進行了修改,以表明我正在翻譯原始條款
我仍然不確定是否可以通過任何有意義的方式來解釋“之前”和“之後”,不管有沒有翻譯。
Olin Lathrop
2014-11-11 19:53:53 UTC
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您正在查看一個電流迴路,因此之後 i>和之前 i>的意義不大。除了極小的基本電流外,紅色和藍色路徑中的電流相同。

您在電子學中之前和之後的概念不適用。您需要先了解一些基本知識,然後才能理解這一點,但這對於嘗試在此處給出答案來說太過困難了。

Phil Frost
2014-11-12 19:15:15 UTC
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我當時認為電流必須流過晶體管才能增加。

這突出了一個危險的誤解。 當前費用的流量。電荷像能量一樣,是永遠不會創造或銷毀。因此,您將永遠找不到流入其中的總電流不等於流出的總電流的設備。用更正式的術語來說,這叫做基爾霍夫現行法律

這很有意義。您是否可以在軟管中放入任何裝置以使流出的水大於進入的水?如果是這樣,那將是一台無限的水機。同樣,沒有無限的電荷機。

在您的電路中,電流通過基極和集電極進入,並通過發射極流出。發射極電流完全等於基極電流加集電極電流。由於晶體管的增益,基極電流比集電極電流小100倍甚至更多,因此該參數在數據表中稱為\ $ h_ {FE} \ $。

發射極電流是基極電流和集電極電流之和,因此也比基極電流大得多,將東西連接到晶體管的發射極以利用晶體管的增益是完全有效的(並且經常有用)。請參見為什麼一個驅動器用一個公共發射器驅動LED?

此外,您使用“ before”和“ after”表示您認為可以從LED的+端子開始。電池,然後按照一些線性因果推理,繼續操作-端子。你不能無論如何,這沒有任何意義。我們稱它們為“電路”是因為它們只是:

cir·cuit(sûrkt)n.1.a。圍繞物體或區域的閉合的,通常為圓形的線。

電流像其他所有東西一樣流過電池。電荷以移動。圓沒有起點或終點,所以您不能有“之前”或“之後”。

您不需要像晶體管電路那樣複雜的東西來說明這一點;只需一個LED和一個電阻即可。試試這個:

schematic

模擬此電路 –使用 CircuitLab sup>

這些電路之間是否有功能上的區別?如果您真的想進入因果關係鏈,那麼您需要以光速思考,並閱讀在看到電阻之前,電流如何知道流過多少電流?

Jerry Coffin
2014-11-11 22:32:13 UTC
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如果您認為電路是這樣繪製的,也許會容易一些:

schematic

模擬該電路 –使用 CircuitLab sup>

創建的原理圖,您的手指用作電阻器(一種基本上無法預測的可變電阻器),將V2的正端連接至V2的基極晶體管。這允許少量電流流過晶體管的基極/發射極部分(發射極和電池的負極都接地,因此它們也相互連接)。然後,晶體管將該電流乘以某個(或多或少)恆定因子,並讓該成比例的電流在發射極和集電極之間流動。由於該電路還包含LED,因此電流流過該LED,並發光。您只需要在兩個位置提供+ 9V電壓,即可將這兩個位置連接到同一電源。其餘電路並不真正在乎該電源來自何處,或者該電路的“輸入”側和“輸出”側都使用了相同的電源。

換句話說,輸入電路基本上是基極/發射極,輸出是集電極/發射極。這就是為什麼它被稱為公共發射極電路-發射極在輸入和輸出之間共享(公共)的原因。還有常見的基極和公共集電極電路,儘管常見的發射極(並非雙關語)更為常見。

Jamie Hanrahan
2014-11-12 04:27:33 UTC
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用一個簡單的開關替換晶體管,所以您只有一個電池,一個LED,一個開關和一個限流電阻。

請注意,當您合上開關時,電流會在開關的“兩側”流動。 “為什麼開關在它之前和之後控制電流?”因為它必須是:一個簡單的閉環中的電流在任何地方都必須相同。閉合開關不會導致開關“產生”電流。它允許切換到 pass 電流。

返回晶體管。你有看到?晶體管的作用,但實際上並沒有“放大”電流。 C-E路徑中的電流在晶體管的兩側必須相同,因為晶體管中沒有任何東西會增加電子流。晶體管僅允許小電流(在這種情況下,在基極-發射極路徑中)變化,以控制大電流(在集電極-發射極路徑中)的流動。

Zlutz
2014-11-12 20:53:01 UTC
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如果將LED放在後面,LED的確會變亮,因為在前一個晶體管上會有hfe * Ib的電流量,並且在晶體管之後會有(hfe + 1) Ib。這是因為在大多數情況下,如果hfe大於或等於100,且額外電流為1%,則不會明顯產生更多的光。如果您的晶體管的hfe值為5,那麼您會注意到它,但是在這種情況下,您將無法用手指打開它,因為“ 1”來自您的手指。hfe Ib必須來自某個地方,並且來自9V“電池”中的晶體管之前。

電流就像水流一樣,它必須來自某個地方,如果晶體管之後有電流,那必須在晶體管之前通電!

supercat
2014-11-12 22:32:22 UTC
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晶體管可用於放大電流,電壓或兩者。在所示的電路中,它被用來放大兩者。當使用發射極作為“輸出”時,輸出電壓將隨輸入電壓變化幾乎1:1。在某些電路中,1:1的電壓特性是非常理想的,因為單位增益的精度不會受到元件特性的明顯影響。但是,要使晶體管按比例放大或縮小輸出電壓,必須使用集電極作為“輸出”。

在所示電路中,基極電壓將保持在約0.7伏,因此,不管LED兩端或其限流電阻兩端的電壓如何,手指兩端的電壓都將保持在8.3伏左右(因此,輸入電壓幾乎沒有變化,而輸出電壓卻有很大變化-因此是放大電壓)。如果LED和晶體管位於集電極上,那麼LED或其電阻器所降低的每一個電壓都會降低可能流過手指的電壓。

請注意,所示電路稍微“危險”,因為手指接觸短路會驅動幾乎無限量的電流通過晶體管。與基極和/或電源側手指觸點串聯添加一個中值電阻器(使用與LED電阻器相同的值可能比較方便),這樣會更安全。

請注意,當給定的觸摸剛好不足以導通晶體管時,電路行為將對稱為“ beta”的晶體管特性非常敏感,該特性可能會因一個晶體管而異。基本上,這意味著某些晶體管可以將分支電流放大50倍,而其他晶體管則可以將其放大200倍。放大。在基極上增加一個小電阻將使晶體管通過的電流與基極電壓超過0.7的量成正比;連接二極管和電阻器的串聯組合將使基極電壓超過0.7的量與指狀電流成比例。然後,將晶體管的放大率限制為兩個晶體管的比率[例如,通過二極管從基極到地的560歐姆電阻和集電極到地的56歐姆的電阻將電流放大率限制在大約10:1]。



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