晶体管何时用作开关,何时用作放大器?

电器工程 晶体管 当前的 放大器 交换
2022-01-13 17:59:58

我是电子产品的初学者,无论如何我正在尝试很多。我仍然不明白您如何使用相同的晶体管来放大音频信号,或充当打开和关闭电机电流的开关。您是否出于不同目的使用不同类型的晶体管?感谢任何帮助,请宽容并尝试以简单的方式解释它,我是电子新手

4个回答

充当闭合或断开开关只是它在其极限处充当放大器的扩展。想象一下,你用你虚弱的小手指按下一些按钮来控制一个巨大的水闸。完全关闭和完全打开之间的任何东西都会以某种方式节流水流,但是当完全打开或完全关闭时,它只是充当阻止或通过水的开关。

当充当开路(非导通)开关时,它充当放大器,放大零信号。当充当闭合开关(导电)时,它充当放大器,试图放大它可以放大的最大信号。它放大得太厉害了,以至于无法进一步放大。以同样的方式,您可以打开防洪闸,但这并不意味着您可以通过防洪闸无限量的水。流量受闸门尺寸的限制。如果想要通过闸门的水比任何一个瞬间都多于闸门允许的大小,那么它根本就不能(你不希望这样,因为这意味着开关是一个好的开关应该的瓶颈不是)。如果流量小于水闸的尺寸,

放大部分在哪里?不要忘记,你不可能只用你的小按钮按下手指直接控制所有的水。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我们知道,对于 BJT,集电极电流随着基极电流的增加而增加。例如,基极电流增加 0.01mA 会导致集电极电流增加 10mA。

现在,假设您已经通过铜线连接了集电极和发射极(即短路)。那么通过'RL'的电流将是: \begin{equation} i_L= \frac{VCC}{R_L} \end{equation}

如果集电极和发射极短路,这是可以通过电阻的电流的最大值。集电极和发射极像短路一样工作的状态称为饱和状态该条件下的电流称为饱和电流,定义为: \begin{equation} i_c(sat)= \frac{VCC}{R_L} ; 当 V_{CE} = 0 \end{方程}

但在现实生活中,集电极 - 发射极电压永远不会为零。所以方程将是: \begin{equation} i_c(sat)= \frac{VCC-V_{CE}}{R_L} \end{equation}

所以随着基极电流的增加,集电极电流会增加,直到达到饱和。一旦晶体管达到饱和,它就完全导通。

同样,如果降低基极电流,集电极电流也会降低。对于一定的基极电流,集电极电流几乎为零。该点称为截止点。那时,您的晶体管完全关闭。

截止和饱和之间的范围可以用作放大器因为在那个区域集电极电流随基极电流变化。

并且截止和饱和条件充当一个开关

典型双极晶体管的输出特性曲线

图片来源:电子教程中典型双极晶体管的输出特性曲线

晶体管可以“打开”或“关闭”。但它在“开”和“关”之间也有无数个位置。正是这些中间位置使它可以充当放大器。

如果你有一个+15V电源和一个-15V电源,你可以使用两个晶体管将+15和-15之间的任何电压施加到扬声器。控制这一切的信号是一个低得多的电压(比如线路输入)。

希望这会有些意义。

此外,这是放大器工作原理的概念概述。有很多很多细节我完全掩盖了。真正的放大器需要更多的晶体管(或包含晶体管的集成电路)。

晶体管作为放大器,是基于其基极电流的小幅增加导致其集电极电流的较大增加的特性。集电极电流与基极电流之比称为晶体管的电流增益。

基极电流为零时,集电极电流为零,晶体管被称为“截止”。当基极电流增加时,晶体管完全导通且集电极电流不再增加,则称晶体管“饱和”。

当从“截止”驱动到“饱和”时,晶体管充当开关,反之亦然,基极电流发生瞬时变化。