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三极管的动画图片

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三极管的电流放大作用应该算是模拟电路里面的一个难点内容,我想用这几个动画简单的解释下为什么小电流Ib能控制大电流Ic的大小,以及放大电路的原理。

我这里的三极管也叫双极型晶体管,模电的放大电路和数电的简单逻辑电路里面都会用到。有集电极c、基极b、发射极e、以及两个PN结:集电结和发射结。集电极面积比较大,基极厚度薄而且载流子浓度比较低。下图是个NPN型的三极管:


当发射结正偏时,电荷分布会发生变化,发射结宽度会变窄;相当于给电子打开了一扇e到b的大门

集电结反偏时,电荷分布会也发生变化,集电结宽度会变宽。相当于打开了阻碍电子从c级跑出去的大门,如下方动画所示:

b级会接一个大电阻RB限制电流Ib的大小,跑到b极的那些多余的电子就只好穿越集电结,形成电流Ic,如下方动画所示:


如果基极电压翻倍,电荷分布会继续发生变化,发射结宽度会变得更窄,这扇大门变得更宽了,将会有更多的电子跑到b级。如下方动画所示:

由于RB是大电阻,Ib就算翻倍了也还是很小,所以更多的电子会穿越集电结,让Ic也翻倍。如下方动画所示:


两个直流电源是可以合并到一起的,再加上小信号ui和两个电容,就得到了放大电路,如下图所示:

如果电阻大小合适,这个放大电路能够将小信号ui放大成相位相反的大信号uCE,如下方动画所示:

红色为输入端,ui的变化会影响UBE,把发射结看成一个小电阻,红色的Q点就会沿黑线运动,然后画出iB的图像;

根据iC=βiB,画出iC的图像,纵坐标从μA变成了mA;

而输出端有UCE=UCC-ICRC,当UCC、RC不变时,UCE与IC反相。


最后说说这些动画的不足之处吧:

1.水箱的比喻容易让人产生一种误解,认为IC最大,其实IE才是最大的电流。

2.动画里完全忽略了电子的热运动速度,那个速度远大于电压作用下电子的漂移速度。


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沙发
gaoyang9992006|  楼主 | 2019-9-18 09:09 | 只看该作者
从网上看到的,转发过来,大家可以随意看一下。不知道哪位大神弄的。

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板凳
hk6108| | 2021-9-5 21:50 | 只看该作者
顶,
漂移,是成就 α 的条件,
α ,就是 β 的原理。

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地板
hk6108| | 2021-9-6 19:27 | 只看该作者
讯号源,不是打开「小阀门」的能量,而是渠道,为 Ie 冲开「小阀门」提供的渠道。

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5
hk6108| | 2021-9-6 22:10 | 只看该作者
当集电结靠近发射结,Ie 就拦不住,拦住 Ie 的,只有发射结自己。

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认证:西安公路研究院南京院
简介:主要工作从事监控网络与通信网络设计,以及从事基于嵌入式的通信与控制设备研发。擅长单片机嵌入式系统物联网设备开发,音频功放电路开发。

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