Que propriedade de um transistor BJT o torna um amplificador?

Eu sei como podemos amplificar um determinado sinal usando transistores BJT, enviesando-os. Mas eu gostaria de saber qual é essa propriedade crucial que permite que o transistor BJT atue como um amplificador. É a natureza constante da corrente de saturação reversa ou é a relação definida entre a base e a corrente do coletor ou qualquer outra coisa?

Estou falando especificamente sobre o BJT.

— eletrófodo
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Você leu o artigo da wikipedia sobre transistores?

— HandyHowie

Você está pensando especificamente no BJT como um amplificador ou transistores em geral (por exemplo, FETs)?

— Edmz 01/05/19

@edmz eu estou falando especificamente sobre o BJT

— electrophod

Aqui pode encontrar uma visão diferente electronics.stackexchange.com/questions/355899/...

— G36

Respostas:

Um transistor por si só não o torna um amplificador.

O transistor precisa de um circuito ao seu redor para fazer a amplificação real (sinal).

Dependendo do circuito, um transistor pode amplificar as alterações de corrente e / ou de tensão, o que significa amplificação de potência . Amplificação de potência significa que você precisa de uma potência menor para controlar ou produzir uma potência maior.

Em nossa opinião, a propriedade mais básica de um transistor, que resulta em (potência) é a relação de amplificação de corrente entre a base corrente $I_B$ e colector de corrente $I_C$ . Sua proporção é frequentemente chamada de $\beta$ :

β = \frac{{Eu}_{C}}{{Eu}_{B}}

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

Esse $\beta$ também é bastante "visível" no transistor real, pois está ligado à razão entre os níveis de dopagem do emissor e da base. O emissor terá o nível de doping mais alto, a base terá um nível de doping mais baixo (pode ser $\beta$ vezes menor) e o coletor terá o nível de doping mais baixo.

Portanto, se aumentarmos o nível de doping da região base, $\beta$ aumentará e a "amplificação" aumentará.

Isso significa que sempre terei uma amplificação mais alta se usar um transistor com um $\beta$ mais alto ?

Não, isso depende do circuito que você está usando.

Em alguns circuitos, de fato, um $\beta$ mais alto fornecerá mais amplificação.

$\beta$

Em outros, não lhe dará mais amplificação.

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

— Bimpelrekkie
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A propriedade crucial que permite que qualquer coisa aja como um amplificador é que ele pode controlar um sinal de alta potência, usando uma entrada de baixa potência.

No caso de um transistor, é o fato de que uma corrente de base de baixa potência ou tensão de porta pode alterar um grande coletor ou drenar a corrente.

Há uma série de outros dispositivos que podem ser usados como amplificadores. Um dos primeiros amplificadores de áudio usou um microfone de diaframe para modular a tensão de uma extremidade de uma corda enrolada em torno de um tambor rotativo. As várias voltas da corda deslizante podiam controlar uma grande tensão de saída que puxava um diaframe de alto volume. Também procure amplificadores fluídicos, amplificadores magnéticos, Amplificadores de Tubo de Ondas Viajantes (TWTAs).

— Neil_UK
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História interessante de amplificadores que você mencionou. Por favor, considere adicionar a sua resposta com links para obter mais informações, como alguns podem (eu incluído) quiser ler mais sobre isso ..

— Kelly S. francês

Curiosamente, todos os exemplos são transdutores - o que significa: NÃO é uma quantidade pequena que controla uma quantidade maior DO MESMO TIPO. E - o mesmo deve se aplicar também ao transistor bipolar: não é (e não pode ser) a pequena corrente de base que controla a corrente do coletor muito maior (como duas transportadoras carregadas adicionais na região base possibilitam o lançamento de 500 transportadoras adicionais em emissor, assumindo um valor beta de 250?). Não - o BJT é um transdutor de tensão para corrente e é a tensão Vbe que determina a corrente do coletor.

— LVW

@LvW Com a sua afirmação de que a corrente base não controla a corrente do coletor, lembro-me dos filósofos de Douglas Adams que argumentam que o preto é branco e são mortos na próxima passadeira. Eu ficaria mais compreensivo se você argumentasse que a corrente do portão não controla a corrente de drenagem. Gostaria de ver você alterar a tensão de base sem alterar a corrente de base e depois argumentar qual deles realmente está controlando a corrente do coletor.

— Neil_UK

@ Neil_UK, você realmente ainda acredita que o BJT é controlado por corrente? E - é apenas uma crença, porque não há uma única prova do controle de corrente. Você pode explicar por que e como esse controle atual poderia funcionar? Pelo contrário, existem muitas provas e indicações para o controle de tensão (e muitos bons livros didáticos (!!) e documentos universitários explicam esse fato (não é minha "afirmação"). O famoso Barrie Gilbert diz que a corrente base indesejada seria " melhor visto como um defeito "você precisa de exemplos / indicações para a tensão de controle!?

— LVW

@LvW Estou com Gilbert que a corrente base não é desejada, mas sempre tende a existir nos BJTs. Você pode escolher um modelo gm (tensão controlada) ou beta (corrente controlada) para um transistor, ambos funcionam bem dentro de sua própria faixa. Quando se trata de realidade, o que realmente está acontecendo, então as explicações de que isso é ou o que seu POV parece não estar controlando não faz muito sentido. A física não lida com a realidade, mesmo no QM ainda são equações. Portanto, não vou dizer que é atual, se você não me diz que não é, e deixaremos que as pessoas ainda projetem com parâmetros híbridos.

— Neil_UK