Otra pregunta relacionada con los transistores

El modelo más común de operación de transistores es el modelo de amplificador de corriente, como todos los modelos es una simplificación y representa solo una forma de ver la forma en que funciona un transistor. Asumiré que su pregunta está en el contexto de un transistor de unión bipolar (BJT) NPN de silicio típico utilizado en una configuración de emisor común.

  

Para la conmutación, deduzco que la base necesita un cierto voltaje para permitir que la corriente circule.

Esto es más o menos correcto, sin embargo, el rango de voltajes útiles es muy pequeño; también podría pensar que está fijo a 0.7 voltios con pequeñas variaciones en el uso normal. Este voltaje generalmente se llama Vbe (voltaje a través de la base y el emisor). Mientras la tensión de la base sea suficiente para permitir la entrada de corriente a la base, el transistor puede comenzar a operar. Cuanta más corriente de base, más corriente puede pasar del colector al emisor. Como una válvula, pequeñas cantidades de corriente de base permiten grandes cantidades de corriente de colector. La relación se conoce como la ganancia y podría ser 100x. Finalmente, la corriente del colector alcanza un máximo y se dice que el transistor está en un estado saturado. Para las aplicaciones de conmutación que desea conducir rápidamente el transistor a saturación ("enciéndalo") elevando rápidamente la corriente de base a un valor adecuado.

  

Para amplificar ... ¿Solo se pueden amplificar transistores específicos y cambiar unos específicos?

Algunos transistores son mejores para algunos tipos de uso. Sin embargo, muchos transistores de pequeña señal comunes se utilizan para ambos propósitos.

  

¿estás utilizando la potencia de tu alimentación de alta corriente y, en cierto sentido, la mezcla con la señal de tu guitarra para aumentarla?

No, esa no es una manera útil de pensar sobre lo que está sucediendo. Piense en un pequeño flujo de agua que hace girar una válvula contra un resorte y controla un mayor flujo de agua. Se trata de controlar no mezclar.

  

si tuvieras un potenciómetro para ajustar la amplificación de la señal, qué es exactamente lo que estarías ajustando, la corriente o el voltaje suministrado.

Ambos usualmente. El voltaje y la corriente dependen unos de otros. En el caso de una carga resistiva, están relacionados por la ecuación de ley de ohms V = IR. Para una constante R, aumentar V aumenta I (I = V / R).

  

Por último, leí que puede aumentar el voltaje y la corriente con un transistor.

Como dije, el modelo más común para comprender el comportamiento del transistor describe la operación del transistor en términos de amplificación de corriente. Sin embargo, normalmente puede encontrar una forma de convertir una corriente en un voltaje.

  

¿Es posible aumentar el voltaje y la corriente por encima de cualquiera de los suministros?

La tensión en el colector de un transistor en una configuración de emisor común no puede ser mayor que la tensión de alimentación (Vcc) por el funcionamiento normal del propio transistor.

Nota: con un inductor adicional puede crear un circuito que crea voltajes más altos, pero esto no es una capacidad intrínseca del propio transistor.

En primer lugar, debe tratar de entender la línea de carga de CC del transistor y luego hacer que un transistor funcione como un interruptor. Según la familia de lógica TTL , una lógica 1 significa un + 5V (desde 4.5 V a 5 V) y 0 lógico significa 0 V (0 V a 0,8 V) si una señal toma un voltaje por encima de 0,8 V y menos de 4,5 V, no es ni 'lógica 0' ni 'lógica 1', por lo que cuando estamos diseñando interruptor de transistor debemos tener cuidado con el voltaje de salida lógica del interruptor de transistor.

Línea de carga de CC: una línea dibujada entre el punto de corte y el punto de saturación de un transistor. (el interruptor de corte significa que está en la condición de saturación completamente desactivada significa que la condición está totalmente activada) la región entre corte y saturación conocida como activa region.cuando quieras hacer que un transistor funcione como amplificador, debería estar funcionando dentro de esta región; si va más allá de la región activa, obtendríamos la señal amplificada con clipping.

y sabemos, el transistor es un dispositivo controlado por corriente, el pequeño cambio en la corriente de base se multiplicaría por beta y aumentaría a través del terminal colector (una vez que la unión BE obtiene un voltaje por encima de 0,7, debería observar la corriente que fluye a través del terminal base y podría encontrar la corriente a través del terminal colector al conocer el valor de beta de ese transistor en particular en la práctica, el valor Beta para un mismo transistor con número de pieza variaría incluso si son de la misma compañía / lote . estas cosas deben ser consideradas cuando diseñamos circuitos)

Un transistor no puede producir voltajes de salida o corrientes más allá de las disponibles en la fuente de alimentación. Cuando hay una pequeña entrada de entrada, el transistor permitirá una salida de mayor tamaño. Las cosas pueden ser voltaje o corriente, dependiendo de la configuración particular, pero el punto es este: en algún punto está completamente activado o desactivado. Al igual que cuando el acelerador de su automóvil está completamente abierto, presionar el pedal con más fuerza no lo hará ir más rápido, y la velocidad que su automóvil puede obtener está limitada por el motor, no por el acelerador.

Si la entrada y la ganancia del circuito del amplificador son tales que la salida estaría fuera de los voltajes de alimentación, para la mayoría de los amplificadores, la salida se cortará , o estará muy cerca de uno de los Los rieles de suministro, lo que esté más cerca de lo que debería ser la salida, tenían un voltaje ilimitado disponible.

Al utilizar un transistor en una aplicación de conmutación (como la lógica digital), queremos que el voltaje de salida sea alto o bajo . Nunca queremos que el circuito sea estable en algún estado entre estos estados binarios, y queremos que la transición entre ellos sea lo más rápida posible.

Esto se logra con la amplificación. Mire lo que sucede cuando una onda sinusoidal se recorta más progresivamente (imágenes de Manual de distorsión musical , aunque no piensa que esto es relevante solo para la música):

Cuantomayorsealagananciadelamplificador,mayorseráelrecorte,yaqueseránecesariouncambiomáspequeñoenlaentradaparaobtenerlasalidahastaloslímitesestablecidosporlatensióndealimentación.Y,podemosverqueamedidaqueelrecortesevuelvemássevero,laondasinusoidalcomienzaaversemáscomounaondacuadrada.Dehecho,silagananciaesinfinita,todopareceunaondacuadrada:exactamenteloquequeremoslograrconlostransistoresde"conmutación".

Ahora, responderé sobre los transistores BJT.

No hay una diferencia general entre los transistores analógicos y de conmutación. Cada uno de ellos puede funcionar bastante bien como interruptor o como amplificador. Las diferencias están en los detalles.

Al principio, el esquema donde se conecta el transistor determina el modo de operación del BJT. Por ejemplo, si el transistor está saturado o no, cuál es la corriente del colector, cuáles son las impedancias de los elementos externos, cuáles son los parámetros de las señales de entrada y salida, el voltaje de la fuente de alimentación, etc.

Cada transistor tiene muchos parámetros y difieren para los diferentes tipos de transistores. Ahora, algunos de estos parámetros son importantes para la operación del modo de conmutación, como el retardo de almacenamiento o el voltaje de saturación, y otros son importantes para los amplificadores lineales, como h21e o el nivel de ruido.

El problema aquí es que no podemos obtener todas estas características de la mejor manera, al menos porque optimizar una de ellas es peor. Es por eso que algunos modelos de transistores son más adecuados para las aplicaciones de modo de conmutación y otros son más adecuados para aplicaciones de amplificación lineal.

Tenga en cuenta que hay aún más tipos de transistores, con parámetros optimizados para otros usos, por ejemplo, el llamado "transistor de avalancha" que está destinado a funcionar en el modo de descomposición de avalanchas de la unión CB. También existen los llamados transistores de alto voltaje, que soportan altos voltajes de CB (incluso en el precio de otros parámetros peores).