Quelle propriété d'un transistor BJT en fait un amplificateur?

Je sais comment on peut amplifier un signal donné en utilisant des transistors BJT en les polarisant. Mais je voudrais savoir quelle est cette propriété crux qui permet au transistor BJT d'agir comme un amplificateur. Est-ce la nature constante du courant de saturation inverse ou est-ce la relation définie entre la base et le courant du collecteur ou autre chose?

Je parle spécifiquement du BJT.

— electrophod
source

Avez-vous lu l'article de wikipedia sur les transistors?

— HandyHowie

Pensez-vous spécifiquement au BJT comme un amplificateur ou des transistors en général (par exemple des FET)?

— edmz

@edmz je parle spécifiquement du BJT

— electrophod

Ici vous pouvez trouver une vue différente electronics.stackexchange.com/questions/355899/…

— G36

Réponses:

Un transistor à lui seul n'en fait pas un amplificateur.

Le transistor a besoin d'un circuit autour de lui pour effectuer l'amplification réelle (signal).

Selon le circuit, un transistor peut amplifier les changements de courant et / ou les changements de tension, ce qui signifie une amplification de puissance . L'amplification de puissance signifie que vous avez besoin d'une puissance plus petite pour contrôler ou produire une puissance plus importante.

Pour moi, la plupart des propriétés de base d'un transistor qui conduit à (puissance) L' amplification est le rapport courant entre le courant de base $I_B$ et collecteur de courant $I_C$ . Leur rapport est souvent appelé $\beta$ :

β = \frac{{je}_{C}}{{je}_{B}}

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

Ce $\beta$ est également assez "visible" dans le transistor lui-même car il est lié au rapport entre les niveaux de dopage de l'émetteur et de la base. L'émetteur aura le niveau de dopage le plus élevé, la base aura un niveau de dopage inférieur (il pourrait être $\beta$ fois inférieur) et le collecteur aura le niveau de dopage le plus bas.

Donc, si nous augmentons le niveau de dopage de la région de base, $\beta$ augmentera et "l'amplification" augmentera.

Est-ce à dire que j'obtiendrai toujours une amplification plus élevée si j'utilise un transistor avec un $\beta$ plus élevé ?

Non, cela dépend du circuit que vous utilisez.

Dans certains circuits, en effet, un $\beta$ plus élevé vous donnera plus d'amplification.

$\beta$

Dans d'autres, cela ne vous donnera pas plus d'amplification.

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

— Bimpelrekkie
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La propriété crux qui permet à n'importe quoi d'agir comme un amplificateur est qu'il peut contrôler un signal haute puissance, en utilisant une entrée basse puissance.

Dans le cas d'un transistor, c'est le fait qu'un courant de base ou une tension de grille de faible puissance peut changer un grand collecteur ou un courant de drain.

Il existe une multitude d'autres appareils qui peuvent être utilisés comme amplificateurs. L'un des premiers amplificateurs audio utilisait un microphone à diaphram pour moduler la tension d'une extrémité d'une corde enroulée autour d'un tambour rotatif. Les plusieurs tours de corde qui glissaient pouvaient contrôler une grande tension de sortie qui tirait un diaphram haut-parleur. Recherchez également les amplificateurs fluidiques, les amplificateurs magnétiques, les amplificateurs à tube à ondes progressives (TWTA).

— Neil_UK
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Histoire intéressante des amplificateurs que vous avez mentionnés. Veuillez envisager d'ajouter à votre réponse des liens vers plus d'informations, car certains (dont moi-même) voudront peut-être en savoir plus à ce sujet.

— Kelly S. French

Fait intéressant, tous les exemples sont des transducteurs - ce qui signifie: Ce n'est PAS une petite quantité qui contrôle une plus grande quantité DU MÊME TYPE. Et - la même chose doit s'appliquer également au transistor bipolaire: ce n'est pas (et ne peut pas être) le petit courant de base qui contrôle le courant de collecteur beaucoup plus grand (comment 2 porteurs supplémentaires chargés dans la région de base pourraient-ils permettre la libération de 500 porteurs supplémentaires dans l'émetteur, en supposant une valeur bêta de 250?). Non - le BJT est un transducteur tension-courant et c'est la tension Vbe qui détermine le courant du collecteur.

— Niv.1

@LvW Avec votre affirmation que le courant de base ne contrôle pas le courant du collecteur, je pense aux philosophes de Douglas Adams qui soutiennent que le noir est blanc et se font tuer au prochain passage clouté. Je serais plus sympathique si vous souteniez que le courant de grille ne contrôle pas le courant de drain. Je voudrais vous voir changer la tension de base sans changer le courant de base, puis discuter de celui qui contrôle vraiment le courant du collecteur.

— Neil_UK

@Neil_UK, croyez-vous vraiment encore que le BJT est contrôlé par le courant? Et - c'est juste une croyance, car il n'y a pas une seule preuve pour le contrôle du courant. Pouvez-vous expliquer POURQUOI et COMMENT un tel contrôle actuel pourrait fonctionner? Au contraire, il existe de nombreuses preuves et indications pour le contrôle de la tension (et de nombreux bons (!!) manuels et articles universitaires expliquent ce fait (ce n'est pas mon "assertion"). Le célèbre Barrie Gilbert dit que le courant de base indésirable serait " mieux vu comme un défaut "! Avez-vous besoin d'exemples / d'indications pour le contrôle de tension?

— LvW

@LvW Je suis avec Gilbert que le courant de base est indésirable, mais il a toujours tendance à être présent dans les BJT. Vous pouvez choisir un modèle gm (contrôlé en tension) ou bêta (contrôlé en courant) pour un transistor, les deux fonctionnent bien dans leur propre plage. En ce qui concerne la réalité, ce qui se passe réellement , alors les explications que c'est, ou ce que votre POV semble ne pas contrôler, n'ont pas beaucoup de sens. La physique ne traite pas de la réalité, même en QM, ce sont toujours des équations. Donc, je ne vous dirai pas que c'est actuel, si vous ne me dites pas que ce n'est pas le cas, et nous laisserons les gens concevoir encore avec des paramètres hybrides.

— Neil_UK