Als geschlossener oder offener Schalter zu fungieren, ist nur eine Erweiterung davon, die an ihren Grenzen als Verstärker fungiert. Stellen Sie sich vor, Sie drücken mit Ihren schwachen kleinen Fingern einige Knöpfe, um ein massives Schleusentor zu steuern. Alles zwischen vollständig geschlossen und vollständig geöffnet drosselt den Wasserfluss irgendwie, aber wenn es vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist, wirkt es nur als Schalter, um das Wasser zu blockieren oder zu passieren.

Wenn es als offener (nicht leitender) Schalter wirkt, wirkt es als Verstärker, der ein Signal von Null verstärkt. Wenn es als geschlossener Schalter (leitend) wirkt, wirkt es als Verstärker, der versucht, das größtmögliche Signal zu verstärken. Es verstärkt sich so stark, dass es nicht weiter verstärken kann. Auf die gleiche Weise können Sie die Schleusentore öffnen, aber das bedeutet nicht, dass Sie unendlich viel Wasser durch die Schleusentore leiten können. Die Durchflussmenge wird durch die Größe des Schleusentors begrenzt. Wenn mehr Wasser durch das Schleusentor fließen möchte als in einem einzigen Moment, als die Größe des Schleusentors zulässt, kann dies einfach nicht (Sie möchten dies nicht, da dies bedeutet, dass der Schalter der Engpass ist, den ein guter Schalter haben sollte nicht sein). Wenn die Durchflussrate kleiner als die Größe der Schleusentore ist, wird die Strömung durch das Fluttor nicht eingeschränkt und das Fluttor ist für die Strömung unsichtbar (dies ist das, was Sie möchten).

Wo ist der Verstärkungsteil? Vergessen Sie nicht, dass Sie das Wasser unmöglich direkt mit nur einem kleinen Knopfdruck kontrollieren können.

^{simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>}

Wir wissen, dass bei einem BJT der Kollektorstrom mit zunehmendem Basisstrom zunimmt. Beispielsweise hat ein Anstieg des Basisstroms um 0,01 mA einen Anstieg des Kollektorstroms um 10 mA verursacht.

Nehmen wir nun an, Sie haben den Kollektor und den Emitter über einen Kupferdraht (d. h. kurzgeschlossen) verbunden. Dann ist der Strom durch 'RL': \ begin {Gleichung} i_L = \ frac {VCC} {R_L} \ end {Gleichung} span>

Dies ist der Maximalwert des Stroms, der durch den Widerstand geleitet werden kann, wenn der Kollektor-&-Emitter als Kurzschluss arbeitet. Und die Bedingung, wenn der Kollektor-&-Emitter wie ein Kurzschluss arbeitet, wird als saturationsbedingung bezeichnet. Und der Strom unter dieser Bedingung wird Sättigungsstrom genannt, der definiert ist als: \ begin {Gleichung} i_c (sat) = \ frac {VCC} {R_L}; wenn V_ {CE} = 0 \ end {Gleichung} span>

In der Praxis wird die Kollektor-Emitter-Spannung jedoch niemals Null sein. Die Gleichung lautet also: \ begin {Gleichung} i_c (sat) = \ frac {VCC-V_ {CE}} {R_L} \ end {Gleichung} span>

Mit zunehmendem Basisstrom steigt der Kollektorstrom an, bis er die Sättigung erreicht. Sobald der Transistor die Sättigung erreicht, ist er vollständig eingeschaltet.

Wenn Sie den Basisstrom reduzieren, verringert sich auch der Kollektorstrom. Für einen bestimmten Basisstrom ist der Kollektorstrom nahezu gleich Null. Dieser Punkt wird als cutoff bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt ist Ihr Transistor vollständig ausgeschaltet.

Der Bereich zwischen Cutoff und Sättigung kann als amplifier verwendet werden. Denn in diesem Bereich ändert sich der Kollektorstrom mit dem Basisstrom.

Und die Abschalt- und Sättigungsbedingung wirkt als switch.

_{Bildquelle: Ausgangskennlinien Kurven eines typischen Bipolartransistors aus Elektronik-Tutorials sub>}

Der Transistor kann "eingeschaltet" oder "ausgeschaltet" werden.Es gibt aber auch unendlich viele Positionen zwischen "Ein" und "Aus".Es sind diese Zwischenpositionen, die es ihm ermöglichen, als Verstärker zu wirken.

Wenn Sie eine + 15V-Stromversorgung und eine -15V-Stromversorgung haben, können Sie mit zwei Transistoren eine Spannung zwischen +15 und -15 an einen Lautsprecher anlegen.Das Signal, das all dies steuert, ist eine viel niedrigere Spannung (z. B. Leitungseingang).

Hoffentlich macht das Sinn.

Dies ist auch eine konzeptionelle Übersicht über die Funktionsweise eines Verstärkers.Es gibt viele, viele Details, die ich total beschönigt habe.Echte Verstärker erfordern viel mehr Transistoren (oder integrierte Schaltkreise, die Transistoren enthalten).

Ein Transistor wirkt aufgrund seiner Charakteristik eines kleinen Anstiegs seines Basisstroms als Verstärker, was zu einem größeren Anstieg seines Kollektorstroms führt.Das Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom ist als Stromverstärkung des Transistors bekannt

Wenn der Basisstrom Null ist, wäre der Kollektorstrom Null und der Transistor wird als "abgeschaltet" bezeichnet.Wenn mit einem Anstieg des Basisstroms der Transistor vollständig leitend ist und der Kollektorstrom nicht weiter ansteigt, wird der Transistor als "gesättigt" bezeichnet.

Der Transistor fungiert als Schalter, wenn er mit einer sofortigen Änderung des Basisstroms von "Abschaltung" zu "Sättigung" und umgekehrt betrieben wird.

Ein Transistor fungiert als Schalter, wenn Sie sicherstellen, dass die Eingänge immer entweder niedrig genug sind, um den Ausgang als Null zu erfassen, oder hoch genug, um als Eins erkannt zu werden, aber alle "Zwischen" -Zustände verbieten .

Umgekehrt fungiert es als Verstärker, wenn Sie sicherstellen, dass sich die Eingänge immer in dem "Zwischenbereich" befinden, in dem sich der Ausgang normalerweise nicht auf der einen oder der anderen Schiene befindet (oder sogar extrem nahe daran liegt).

Wenn wir uns beispielsweise das Datenblatt für den ehrwürdigen Hex-Wechselrichter 7404 ansehen, sehen wir, dass der maximale Eingangspegel für eine logische 0 0,8 Volt und der minimale Eingangspegel für eine logische 1 2,0 Volt beträgt.

Irgendwo im Bereich zwischen 0,8 und 2,0 Volt verhält sich ein Wechselrichter wie ein invertierender Verstärker. Es ist nicht für Linearität oder geringe Verzerrung ausgelegt, daher wird es wahrscheinlich ein ziemlich beschissener Verstärker sein, aber dennoch ein Verstärker. Oh, und 0,8 und 2,0 sind das Nennminimum / -maximum, das erfüllt werden soll. Es kann nur in einem noch kleineren Bereich wie ein Verstärker wirken.

Oh, ein typischer digitaler Chip ist nicht nur ein beschissener Verstärker, sondern hat auch ein ziemlich ernstes Hitzeproblem, wenn Sie versuchen würden, ihn häufig im linearen Bereich zu verwenden. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung verbrauchen die Transistoren in den Gates relativ wenig Strom, da sie so gut wie vollständig ein- oder ausgeschaltet sind. Sie sollten nur für kurze Zeit im mittleren Bereich landen (wo sie sich viel mehr zerstreuen würden), wenn der Eingang von niedrig nach hoch oder umgekehrt wechselt. Wenn der Eingang sehr lange "in der Mitte" ist, besteht eine gute Chance, den Chip zu rösten.

TL; DR

Ein Wechselrichter ist eigentlich ein invertierender Verstärker, aber er ist nicht dafür ausgelegt, in dem Bereich verwendet zu werden, in dem er überhaupt linear wäre. Aber wenn Sie es im richtigen Bereich fahren würden, wäre es ein (wirklich schlechter) Verstärker.

Referenz

https://www.futurlec.com/74/IC7404.shtml

Grundsätzlich ...

Wenn Ihr Eingangssignal zwischen 0 und 1 Volt variiert und Sie Ihren Transistorverstärker so konfigurieren, dass er mit 5 multipliziert wird, erhalten Sie einen Ausgang, der zwischen 0 und 5 Volt variiert.

Wenn Ihr Eingangssignal zwischen 0 und 1 Volt variiert und Sie Ihren Transistorverstärker so konfigurieren, dass er mit 1000 multipliziert wird ... Sie jedoch nur eine 5-Volt-Versorgung haben, erhalten Sie einen Ausgang, der zwischen 0 und 5 Volt umschaltet.

Ich verstehe how immer noch nicht, für das Sie denselben Transistor verwenden können Beispiel, um ein Audiosignal zu verstärken oder als Schalter zum Drehen zu fungieren Ein- und Ausschalten des Stroms eines Motors

Die sehr klare Antwort auf Ihre Frage («wie») lautet, dass der physics des Transistors so konstruiert werden kann, dass beide die von Ihnen genannten Dinge erreicht werden - der Transistor muss sich nicht ändern. weil die IV-Kurven (nämlich eine Ansicht der Physik auf höherer Ebene) unterschiedliche Betriebsbereiche haben, wie 3 oder 4 von ihnen. Wenn Sie dann herausfinden, was das Gerät in solchen Regionen möglicherweise erreichen kann, aber immer die Physik darunter berücksichtigen, können Sie im Wesentlichen dasselbe Gerät dazu bringen, anders zu handeln und dann zu konstruieren das Beste aus ihnen. IOW Die Physik des Transistors verkörpert auf Wunsch verschiedene Zeichen desselben Geräts, sofern Sie diese extrapolieren können.

Bitte beachten Sie, dass dies nicht einfach ist: Wenn Sie einen Widerstand nehmen, kann dies nicht passieren: Egal wie Sie darüber nachdenken, Sie werden dieses Verhalten aufgrund der charakteristischen Kurve eines Widerstands niemals erhalten wird immer eine gerade Linie sein - das erlaubt es ihm nicht, etwas zu verstärken oder zu schalten. Gleiches gilt für eine Kappe oder eine Diode.

Von den beiden ist es meiner Meinung nach einfacher, einen Transistor als Schalter von seinen Eigenschaften aus zu betrachten - im Wesentlichen hängt es davon ab, ob der Strom von 0 auf etwas ungleich Null übergeht, wenn sich die Eingangsspannung ändert.Als Verstärker zu fungieren ist jedoch etwas schwieriger: Wie ich oben sagte, stellt sich heraus, dass der Bereich geeignet ist, um ein Gerät zu erhalten, das die Eigenschaften eines idealen Verstärkers aufweist (und beachten Sie: Ein Verstärker ist nicht bestimmt aus seiner Verstärkung) ist eins.Wir nennen es die "aktive Region".In diesem Fall müssen Sie also auch sicherstellen, dass der Transistor den aktiven Bereich nicht verlässt, wo wiederum die Physik geeignet ist, um diese schönen Eigenschaften zu erhalten.

Ja, Sie können verschiedene Arten von Transistoren zum Verstärken eines analogen Signals und zum Schalten eines Motors verwenden.Für analoge Signale möchten Sie einen großen Verstärkungsfaktor, z.Bipolartransistor.Zum Schalten eines Motors möchten Sie einen niedrigen Einschaltwiderstand, z.Power Fet.

Diese Schaltung des Transistors 2N3604, die Sie angegeben haben, kann als Verstärker verwendet werden, da die Kapazität 200 mA beträgt und daher nicht als Schaltfunktion verwendet werden kann. Außerdem beträgt der Verstärkungswert 300, sodass sie als Verstärker verwendet werden kanndurch Anlegen von Signalen an seine Basis.

Meine Antwort lautet in Form einer Frage:

Eine Box mit zwei Anschlüssen wird über einen Widerstand von einer Spannungsquelle versorgt.Ein Voltmeter, ein Amperemeter und ein Wattmeter sind (entsprechend parallel, in Reihe und beide) an die Box-Klemmen angeschlossen.

Das Voltmeter zeigt eine gewisse Spannung an ... das Amperemeter zeigt einen gewissen Strom an ... aber das Wattmeter zeigt eine Leistung von Null an.

Wie ist das möglich?Was ist in der Box?