Beste Antwort
Ich gehe davon aus, dass Sie sich auf einen Bipolartransistor beziehen. Ich werde den Betrieb eines Bipolartransistors vom NPN-Typ beschreiben. Für ein PNP kehrt man einfach die Polaritäten um. Meine Beschreibung wird so einfach und grundlegend sein, wie ich es mir vorstellen kann. Sobald Sie die Grundidee haben, können Sie tiefer eintauchen und ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Wissenschaft erlangen, die erklärt, wie sie funktioniert.
Ein Transistor kann als Verstärker oder als Schalter verwendet werden.
Die drei Verbindungen zum Transistor werden als Basis, Kollektor und Emitter bezeichnet.
Wenn der Emitter an den Minuspol einer Batterie angeschlossen ist und an den Kollektor der Pluspol angeschlossen ist Durch einen Widerstand zur Begrenzung des Stromflusses fließt jedoch tatsächlich kein Strom. Der Weg durch Kollektor und Emitter entspricht zwei Dioden, von denen eine in umgekehrter Richtung zur anderen verläuft. (Eine Diode ist ein Gleichrichter und leitet nur in eine Richtung.)
Wenn jedoch eine andere Batterie über einen variablen Widerstand angelegt wird, wobei der Scheibenwischer zur Basis geht und die negative Seite mit dem Emitter verbunden ist, dann Wenn der variable Widerstand gedreht wird, um die Spannung an der Basis allmählich zu erhöhen, fließt ein kleiner Strom in die Basis.
Infolgedessen führt der Transistorbetrieb dazu, dass ein viel größerer Strom von der ersten Batterie und fließt der Kollektor-Emitter-Pfad.
Das Verhältnis des größeren Stroms zum kleineren Strom ist die Verstärkung des Verstärkers.
Wenn nun der variable Widerstand hin und her gedreht wird, um den zu modulieren Eingangsstrom in die Basis, dann ändert sich der Kollektorstrom ähnlich, jedoch verstärkt. *
Wenn der variable Widerstand zurückgespult wird, können die Basis- und Kollektorströme auf Null reduziert werden. Wenn es vorwärts gewickelt ist, kann der Transistor ohne weiteren Anstieg des Kollektorstroms vollständig eingeschaltet werden. Dies wird als „Sättigung“ bezeichnet. Die beiden Zustände Ein und Aus sind wie ein Schalter, der ein- und ausgeschaltet wird, und das ist repräsentativ für einen Transistor, der als Schalter verwendet wird.
Hinweis: Wenn ich weiter gehe, sollte ich hinzufügen, dass man auch gehen kann der variable Widerstand bei einer Einstellung, die ungefähr die Hälfte der verfügbaren Spannung am Kollektor in Bezug auf den Emitter liefert. Diese Einstellung wird normalerweise als „Einstellen der Vorspannung“ beschrieben. Für einen Audioverstärker kann beispielsweise ein Audioeingang unter Verwendung eines Kondensators oder eines kleinen Audiotransformators an die Basis angelegt werden. In ähnlicher Weise kann ein Audioausgang extrahiert werden, indem ein Audio-Transformator in Reihe mit dem Kollektor oder einem daran angeschlossenen Kondensator verwendet wird.
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Dioden Lassen Sie uns zuerst über Dioden sprechen, weil sie die einfachsten sind. Sie sind im Wesentlichen Einwegventile für Strom.
Eine sehr einfache Anwendung ist der Verpolungsschutz. Sie haben eine entwickelt Gerät, das AA-Batterien verwendet. Leider würde es explodieren, wenn der Benutzer die Batterie rückwärts einlegt. Dies ist unerwünscht.
Sie können dies beheben, indem Sie eine Diode in Reihe mit der Batterie hinzufügen Der Akku wird rückwärts eingelegt, es fließt kein Strom und Ihr Gerät wird nicht beschädigt.
(PS. Dies ist nur ein Beispiel. Es gibt tatsächlich effizientere Möglichkeiten, den Verpolungsschutz zu implementieren Verwenden von MOSFETs – Seite auf ti.com )
Eine weitere sehr häufige Anwendung ist Gleichrichter. Sie haben eine Wechselspannung. Sie möchten es in DC verwandeln. Wie machst du das?
Nun, der erste Schritt besteht darin, die negativen Teile abzuschneiden, damit deine Spannung so aussieht –
(Bild von Verbessern einer vorhandenen Halbwellengleichrichterschaltung am Generator )
Sie können dies tun, indem Sie Einfach eine Diode in Reihe mit der Eingangsspannung schalten (wie zum Schutz vor Verpolung).
Wenn Sie 4 Dioden verwenden, können Sie einen besseren Gleichrichter erstellen (als Vollweggleichrichter bezeichnet, wenn Sie ihn nachschlagen möchten) ), die auch die negativen Teile der Zyklen verwenden können.
Transistoren Transistoren sind der Baustein vieler Dinge. Denken Sie zum Beispiel daran, dass Operationsverstärker aus Transistoren bestehen.
Sie können zur Verstärkung verwendet werden, aber wir werden das für später belassen. Wir werden darüber sprechen, wie wir Operationsverstärker im Vergleich zur Verwendung auswählen Transistoren direkt.
Die häufigste Verwendung eines Transistors ist ein elektrisch gesteuerter Schalter.
Zum Beispiel haben Sie einen kleinen Mikrocontroller mit 5-V-Ausgang, der maximal 5 V liefern kann 50mA. Wie können Sie damit einen 50-V-Motor steuern, der 20 A verbraucht?
Dafür sind Transistoren gedacht. Mit ihnen können Sie einen großen Strom mit einem kleinen Strom steuern (im Fall von BJTs) „s was die Leute meinen, wenn sie sagen, dass Transistoren verstärken. Natürlich können Transistoren die Gesetze der Physik nicht brechen und Ihnen mehr Energie geben, als Sie eingeben, aber sie können Ihnen ermöglichen, große Ströme mit kleinen Strömen (und Spannungen) zu steuern.
Es gibt viele andere Möglichkeiten, wie Sie Transistoren verwenden können, aber als Schalter ist dies bei weitem die häufigste.
Operationsverstärker Operationsverstärker sind viel kompliziertere Geräte, die aus vielen Transistoren, Kondensatoren und Widerständen bestehen. Sie sind nur alle in kleinen, praktischen Paketen verpackt.
Operationsverstärker können auch für viele Zwecke verwendet werden. Die Hauptanwendung ist jedoch, wenn Sie genaue Arithmetik mit Signalen durchführen müssen.
Sie haben beispielsweise ein winziges 10-mV-Signal von einem Mikrofon und möchten es für einen Lautsprecher auf 1 V verstärken. Sie können einen Operationsverstärker verwenden, der als Verstärker eingerichtet ist.
Sie können auch problemlos Operationsverstärker verwenden, um Schaltkreise zu erstellen, die addieren, subtrahieren, subtrahieren, dann multiplizieren, vergleichen, oszillieren und sogar differenzieren (siehe Operationsverstärkeranwendungen ).
Sie können auch verwendet werden, wenn Sie eine große Spannung / einen großen Strom von einer kleinen Spannung aus steuern möchten (wie bei einem Transistor). , aber Sie möchten, dass die Skalierung genau ist. Zum Beispiel als Audioverstärker.
Sie können Transistoren auch direkt verwenden, um viele dieser Dinge zu tun. Transistoren weisen jedoch viele Nichtidealitäten auf. Operationsverstärker sind den idealen Verstärkern viel näher als Transistoren. Sie wurden von wunderbaren Ingenieuren bei TI und AD usw. entwickelt, deren Aufgabe es ist, mehrere (manchmal ziemlich viele) Transistoren zu kombinieren, um diese nahezu idealen Verstärker zu erzeugen. Wenn wir also eine genaue Verstärkung benötigen, verwenden wir normalerweise nur diese Chips, anstatt Verstärker direkt aus Transistoren zu entwerfen.