Estoy confundido acerca de un par de cosas relacionadas con el transistor ... ¿es Vcc la señal a amplificar o Vin? ¿Y el transistor amplifica realmente el voltaje que recibe o solo regula la cantidad de ese voltaje que se envía a un dispositivo que forma parte del circuito divisor de voltaje que contiene el transistor?
También, ¿por qué usamos un transistor en primer lugar? ¿Una resistencia variable en el circuito divisor no haría el mismo trabajo?
Una respuesta breve: el transistor bipolar (BJT) funciona como un convertidor de voltaje a corriente para (pequeñas) variaciones de voltaje de entrada alrededor de un punto de polarización de CC adecuado. En cualquier caso (para las tres configuraciones básicas), este voltaje de entrada es el voltaje (cambio) entre el nodo base y el nodo emisor.
La relación de tensión a corriente correspondiente puede verificarse mediante la característica de transferencia exponencial Ic = f (Vbe), que fue descrita por primera vez por W. Shockley. El parámetro que describe esta relación es la transconductancia gm = d (Ic) / d (Vbe) .
La salida de un amplificador de emisor común es una señal de voltaje que es proporcional al voltaje de entrada. Toda la potencia para la señal de salida proviene de la fuente de alimentación VCC. La señal de entrada Vin es solo una señal de control que determina cómo sale la potencia de VCC.
Para ser claros, un transistor BJT es una fuente de corriente controlada por corriente. La corriente a través del colector es proporcional a la corriente a través de la base. Un transistor en un amplificador de emisor común solo genera un voltaje debido a las resistencias conectadas.
La corriente de base está relacionada con el voltaje del emisor de base por ...
IB = Is * (e ^ (Vbe / n / Vt) -1) / (Beta + 1)
IE = (Beta + 1) * IB
IC = Beta * IB
IE es la corriente del emisor
IC es el coleccionista actual
IB es la corriente de base
Beta es la ganancia de corriente del transistor, típicamente del orden de 100
Es la corriente de saturación del diodo del emisor de base
Vbe es el voltaje de emisor de base
n es un factor de idealidad, generalmente entre 1 y 2.
Vt es la tensión térmica, 26mV a 25C
e es 2.71828 ...
Al aplicar pequeñas señales de voltaje de CA a la base, alrededor de un punto de polarización de CC, podemos formar una aproximación lineal que trata la unión del emisor de base como una resistencia pequeña que tiene resistencia ...
re = (dIC / dVBE) / ICQ = Vt / ICQ
IB = Vin / Beta / Re
IC = Beta * IB = Vin / re
re es la resistencia del emisor de base utilizada para la aproximación lineal en IC = ICQ
ICQ es la corriente del colector en el punto de polarización.
El punto de polarización está determinado por las resistencias unidas a la base, y posiblemente al emisor.
Al agregar una resistencia RC al colector, el voltaje a través de RC se convierte en ...
Vout = RC * IC
Vout = RC / re * Vin
La ganancia del amplificador es RC / re. Así es como funciona el amplificador de emisor común.
Existen tecnologías alternativas a los transistores. Uno de los más utilizados en la historia reciente fue el de los tubos de vacío.
Incluso se podría usar un potenciómetro giratorio controlado por un motor eléctrico para hacer un amplificador, pero los rangos de frecuencia prácticos serían bastante pequeños. Un transistor típico puede pasar señales a millones de ciclos por segundo. Buena suerte al diseñar un motor o un potenciómetro que pueda cambiar de dirección tan rápido.
El transistor es un dispositivo amplificador. Amplifica la señal de entrada, es decir, Vin . Ahora la red divisora de voltaje de la que habla es para estabilizar la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la corriente del colector, lo que afecta al punto operativo del transistor. Una resistencia variable no amplificará la señal de entrada, por lo que no se puede utilizar.
Lea otras preguntas en las etiquetas transistors amplifier