(viel später hinzugefügt) Zeroth, ein Bipolartransistor, ist tatsächlich ein sehr komplexes Gerät, wenn es um die eigentliche Gerätephysik geht. Die Spannung über dem Emitter-Basis-Übergang (Basisvorspannung) bestimmt den Strom in den Emitter, der alle in den Basisbereich fließt. Die Gerätekonstruktion bestimmt, wie viel von diesem Strom in der Basis rekombiniert (und zu Basisstrom wird) und wie viel in den Kollektor fließt. (Der Strom "teilt sich".) Das Verhältnis von Kollektorstrom zu Emitterstrom wird als \ $ \ alpha \ $ (alpha) bezeichnet. \ $ \ alpha \ $ liegt im Allgemeinen zwischen 0,95 und 0,995.

Normalerweise ist das Verhältnis von Basisstrom zu Kollektorstrom nützlicher, da dies die Gleichstromverstärkung (\ $ \ beta \ $) (Beta) ist ) des Transistors.

Ein bisschen Algebra zeigt, dass

\ $ \ beta = \ frac {\ alpha} {(1 - \ alpha)} \ $

oder alternativ

\ $ \ alpha = \ frac {\ beta} {(\ beta + 1)} \ $

Zum Beispiel \ $ \ alpha = 0,95 \ $ ergibt \ $ \ beta = 19 \ $ und \ $ \ alpha = 0,99 \ $ ergibt \ $ \ beta = 99 \ $.

Zunächst wird ein Transistor normalerweise als Strom modelliert -gesteuerte Stromquelle. Die Spannungsverstärkung ist eine Funktion von \ $ \ beta \ $ und den Schaltungswerten. Die Stromverstärkung variiert mit den Betriebsparametern.

Der ehrwürdige 2N2222A gibt ein Minimum \ $ \ beta \ $ zwischen 35 und 100 an. Bei Vce = 10 V und Ic = 150 mA kündigt das Gerät ein Minimum \ an $ \ beta \ $ von 100 und maximal 300.

Zweitens kann der Transistor in erster Näherung als eine Vorrichtung mit fester Verstärkung bei Frequenzen von Gleichstrom bis zu dem angesehen werden, was als der bezeichnet werden könnte "Eckfrequenz". Die Eckfrequenz ist das Verstärkungsbandbreitenprodukt \ $ f_T \ $ geteilt durch das \ $ \ beta \ $ des Transistors.

Der ehrwürdige 2N2222A kündigt ein Minimum von 300 MHz an, gemessen bei Vce = 20 V, Ic = 20 mA und f = 100 MHz. Bei einer minimalen Gleichstromverstärkung von 100 beträgt die Eckfrequenz mindestens (300 MHz) / 100 = 3 MHz. Unterhalb von 3 MHz (oder höher, abhängig vom Gerät und den Betriebsbedingungen) hat das Gerät eine feste Stromverstärkung. Bei Frequenzen über 3 MHz nimmt die Verstärkung ab. Bei 30 MHz würden Sie eine minimale Stromverstärkung von 300 MHz / 30 MHz = 10 erwarten.

Ihr Kilometerstand wird variieren. Sie entwerfen konservativ und testen Ihre Schaltung, idealerweise mit mehreren Transistoren.

Damit können Sie loslegen.

Das Hybrid Pi-Modell ist möglicherweise die beste Wahl, um den Frequenzgang eines BJT zu verstehen. Der bedeutendste Effekt auf die Antwort ist jedoch die Basisemitterkapazität (C-pi), die mit r-pi interagiert, um ein Tiefpassfilter zu erzeugen, das bewirkt, dass die Verstärkung mit steigender Frequenz abnimmt. Es gibt auch andere Effekte, die berücksichtigt werden müssen, aber ich denke, diese wären für einen Schüler außerhalb des Anwendungsbereichs.

Aus einer sehr allgemeinen Perspektive ergibt sich die Bandbreitenbeschränkung aus der Tatsache, dass jeder Transistor eine kleine Kapazität zwischen einem seiner Anschlüsse hat. Diese Kapazitäten können entweder parasitär oder der Physik ihrer Funktionsweise eigen sein, so dass es unvermeidlich ist, eine gewisse Kapazität zu haben.

Es stellt sich heraus, dass die Kapazität sehr klein aussieht Widerstände bei ausreichend hohen Frequenzen. Dies bedeutet, dass die Anschlüsse bei hohen Frequenzen miteinander kurzgeschlossen werden, was die Verstärkungseigenschaften einer bestimmten Konfiguration untergräbt.

Als Schüler ist die Spannungsverstärkung eines Verstärkers das Verhältnis der verstärkten O / P-Spannung und der gegebenen I / P-Spannung. Es gibt jedoch viele andere Parameter, die von der Spannungsverstärkung abhängen.

Die Bipolartransistoren sind Stromverstärker. Der Grund ist, dass der Basis-Emitter genau wie eine Diode wirkt. Unabhängig davon, ob Sie einen Transistor mit geringer Leistung wie den 2N2222A verwenden oder mit einem großen TO-220 testen, finden Sie an der Basis +0,7 Volt, wenn der Emitter 0,0 Volt (für NPN) beträgt.

Die Die Verstärkung des Transistors in Datenblättern wird immer als Verhältnis des Eingangs- / Ausgangsstroms angegeben. Der Eingangsstrom fließt von der Basis zum Emitter. Der Ausgangsstrom fließt vom Kollektor zum Emitter. Es ist faszinierend, eine 1,5-Volt-Batterie in Serie mit einem Widerstand (von 1 Ohm bis 1 K Ohm) an der Basis zu verwenden und eine 120-Watt-Glühbirne zu dimmen, die am Kollektor des Transistors (und am anderen Draht von) angeschlossen ist die Glühbirne an eine hohe positive Spannung angeschlossen). In jedem CRT-Fernseher, der am Tag der Müllabfuhr leicht zu finden ist, finden Sie leistungsstarke Transistoren, die bereits auf einem guten Kühlkörper montiert sind. Alle ersetzen diese CRT jetzt durch Flachbildfernseher. Sie erhalten auch eine ausreichend starke Hochspannungsversorgung (häufig +30 Volt und +120 Volt) in demselben ausrangierten CRT-Fernseher.

Ich gehe davon aus, dass die in Ihrem Schaltplan als "Vbb" bezeichnete Batterie das Äquivalent von 0,7 darstellt Voltquelle, die sich im Transistor befindet. Es ist eine gute Technik, eine Diode so darzustellen, als ob sie aus einem Schalter (Öffnen oder Schließen, abhängig von der an der Diode vorhandenen Polarität), einem Widerstand (sehr klein ... weniger als 1 Ohm) und einer Spannungsquelle von 0,7 Volt besteht

Um den Albtraum zu vermeiden, so viele Transistoren zu testen, bis einer mit der richtigen Verstärkung gefunden wird, besteht der Standardansatz darin, dem Emitter des Transistors einen kleinen Widerstand hinzuzufügen, um die Verstärkung auf einen bekannten Wert zu verringern. Angenommen, der Transistorverstärkungsbereich reicht von 35 bis 100 wie beim oben erwähnten 2N2222A. Sie können den Widerstandswert wählen, um eine Verstärkung von 10 zu erhalten. Mit diesem Widerstand beträgt die Verstärkung für jede Schaltung immer 10, unabhängig von der jeweiligen 2N2222A kann wirklich 100 oder nur 35.

Um die mit der Frequenz abnehmende Verstärkung zu kompensieren, fügen die Ingenieure häufig einen Kondensator parallel zu dem Widerstand hinzu, der am Emitterstift des Transistors hinzugefügt wird. Dieses Hochpassfilter wirkt effektiv als Kurzschluss, wenn die Frequenz hoch genug ist

Bei einem Transistorverstärker zeigt die Frequenzgangkurve an, dass die Spannungsverstärkung bei hohen und niedrigen Frequenzen niedrig und im mittleren Frequenzbereich hoch ist ...