Apa properti transistor BJT yang membuatnya menjadi penguat?

Saya tahu bagaimana kita dapat memperkuat sinyal yang diberikan menggunakan transistor BJT dengan membiaskannya. Tapi saya ingin tahu apa itu properti inti yang memungkinkan transistor BJT untuk bertindak seperti penguat. Apakah itu sifat konstan arus jenuh terbalik atau apakah itu hubungan yang pasti antara basis dan arus kolektor atau yang lainnya?

Saya secara khusus berbicara tentang BJT.

— electrophod
sumber

Sudahkah Anda membaca artikel wikipedia tentang transistor?

— HandyHowie

Apakah Anda secara khusus memikirkan BJT sebagai penguat atau transistor secara umum (misalnya FET)?

— edmz

@edmz saya secara khusus berbicara tentang BJT

— electrophod

Di sini Anda dapat menemukan tampilan elektronik yang

— G36

Jawaban:

Transistor sendiri tidak membuatnya menjadi penguat.

Transistor membutuhkan rangkaian di sekitarnya untuk melakukan amplifikasi (sinyal) yang sebenarnya.

Tergantung pada rangkaian, transistor dapat memperkuat perubahan arus dan / atau perubahan tegangan dan itu berarti penguatan daya . Amplifikasi daya berarti bahwa Anda memerlukan daya yang lebih kecil untuk mengontrol atau menghasilkan daya yang lebih besar.

Menurut pendapat saya, properti yang paling dasar dari sebuah transistor yang menghasilkan (kekuasaan) amplifikasi adalah hubungan saat ini antara arus basis $I_B$ dan arus kolektor $I_C$ . Rasio mereka sering disebut sebagai $\beta$ :

β = \frac{{saya}_{C}}{{saya}_{B}}

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

Ini $\beta$ juga cukup "terlihat" di transistor yang sebenarnya seperti yang terkait dengan rasio antara tingkat doping dari emitor dan basis. Emitor akan memiliki tingkat doping tertinggi, basis memiliki tingkat doping yang lebih rendah (bisa $\beta$ kali lebih rendah) dan kolektor akan memiliki tingkat doping terendah.

Jadi jika kita meningkatkan level doping wilayah basis, $\beta$ akan meningkat dan "amplifikasi" naik.

Apakah itu berarti saya akan selalu mendapatkan amplifikasi yang lebih tinggi jika saya menggunakan transistor dengan $\beta$ lebih tinggi ?

Tidak, itu tergantung pada sirkuit yang Anda gunakan.

Di beberapa sirkuit memang $\beta$ lebih tinggi akan memberi Anda lebih banyak amplifikasi.

$\beta$

Pada yang lain tidak akan memberi Anda lebih banyak amplifikasi.

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

— Bimpelrekkie
sumber

Properti inti yang memungkinkan apa pun untuk bertindak sebagai penguat adalah dapat mengontrol sinyal daya tinggi, menggunakan input daya rendah.

Dalam kasus transistor, itu adalah fakta bahwa arus basis daya rendah atau tegangan gerbang dapat mengubah kolektor besar atau mengalirkan arus.

Ada sejumlah besar perangkat lain yang dapat digunakan sebagai amplifier. Salah satu amplifier audio yang paling awal menggunakan mikrofon diafram untuk memodulasi ketegangan salah satu ujung tali di sekitar drum yang berputar. Beberapa belokan tali yang tergelincir dapat mengendalikan tegangan keluaran besar yang menarik diafram yang keras. Lihat juga amplifier fluida, amplifier magnetik, Traveling Wave Tube Amplifier (TWTAs).

— Neil_UK
sumber

Riwayat amplifier yang menarik yang Anda sebutkan. Silakan pertimbangkan untuk menambahkan jawaban Anda dengan tautan ke informasi lebih lanjut, karena beberapa orang mungkin (termasuk saya sendiri) ingin membaca lebih lanjut tentang hal itu ..

— Kelly S. French

Menariknya, semua contoh adalah transduser - yang berarti: BUKAN jumlah kecil yang mengontrol jumlah yang lebih besar DARI JENIS YANG SAMA. Dan - hal yang sama harus berlaku juga pada transistor bipolar: Ini bukan (dan tidak bisa) arus basis kecil yang mengontrol arus kolektor yang jauh lebih besar (bagaimana mungkin 2 pembawa muatan tambahan di wilayah basis memungkinkan pelepasan 500 pembawa tambahan di emitor, dengan asumsi nilai beta 250?). Tidak - BJT adalah transduser tegangan-ke-arus dan itu adalah tegangan Vbe yang menentukan arus kolektor.

— LvW

@ LVW Dengan pernyataan Anda bahwa arus pangkalan tidak mengontrol arus kolektor, saya berpikir tentang filsuf Douglas Adams yang berpendapat bahwa hitam adalah putih, dan terbunuh pada persimpangan zebra berikutnya. Saya akan lebih simpatik jika Anda berpendapat bahwa gerbang saat ini tidak mengontrol arus drain. Saya ingin melihat Anda mengubah tegangan basis tanpa mengubah arus basis, dan kemudian berdebat mana yang benar - benar mengendalikan arus kolektor.

— Neil_UK

@Neil_UK, apakah Anda benar-benar masih percaya bahwa BJT dikendalikan saat ini? Dan - itu hanya kepercayaan, karena tidak ada bukti tunggal untuk kontrol saat ini. Bisakah Anda menjelaskan MENGAPA dan BAGAIMANA kontrol saat ini bisa bekerja? Sebaliknya, ada banyak bukti dan indikasi untuk kontrol tegangan (dan banyak buku teks (!!) yang bagus dan makalah universitas menjelaskan fakta ini (itu bukan "pernyataan" saya). Barrie Gilbert yang terkenal mengatakan bahwa arus basis yang tidak diinginkan akan menjadi " sebaiknya dilihat sebagai cacat "! Apakah Anda memerlukan contoh / indikasi untuk kontrol tegangan?

— LvW

@ LVW Saya bersama Gilbert bahwa arus basis tidak diinginkan, tetapi selalu cenderung ada di BJT. Anda dapat memilih model gm (pengontrol tegangan) atau beta (dikontrol saat ini) untuk sebuah transistor, keduanya bekerja dengan baik dalam jangkauannya sendiri. Ketika datang ke kenyataan, apa yang sebenarnya terjadi, maka penjelasan bahwa ini adalah, atau apa POV Anda tampaknya tidak mengendalikannya tidak masuk akal. Fisika tidak berurusan dengan kenyataan, bahkan di QM itu masih persamaan. Jadi saya tidak akan memberi tahu Anda saat ini, jika Anda tidak memberi tahu saya tidak, dan kami akan membiarkan orang masih mendesain dengan parameter hybrid.

— Neil_UK