Quelle est la différence entre un transistor utilisé comme un commutateur et un amplificateur?

May 9

Quelle est la différence entre un transistor utilisé comme un commutateur et un amplificateur?


Un transistor est un dispositif électronique à semi-conducteurs qui agit comme une soupape pour le courant électrique. Elle sert soit comme un interrupteur à grande vitesse, tournant de courant sur et hors tension, ou sous forme d'un amplificateur, augmentant la puissance des signaux faibles. circuits de commutation transistorisé ont tendance à être plus simple que les amplificateurs, et ils travaillent plus efficacement que les amplificateurs, aussi.

Transistor

Un transistor est un composant à trois bornes en trois rubans de silicium traités, pressées ensemble, formant deux connexions entre eux. Chaque terminal dispose d'une fonction distincte dans le dispositif; les trois sont nommés de la base, le collecteur et l'émetteur. Un courant circulant dans les bornes de base et d'émetteur contrôle le débit entre l'émetteur et le collecteur. Lorsqu'aucun courant ne circule à travers la paire émetteur-base, la paire émetteur-collecteur n'a également aucun écoulement; cette condition est appelée coupure. Lorsque le courant maximal circule à travers le transistor, il est en saturation. Les deux états extrêmes représentent ce que un commutateur fait, tourner courant entièrement allumé ou éteint. Contrairement à un commutateur, un transistor fonctionne également entre les états allumés et éteints, la commande du courant dans diverses proportions.

Puissance et efficacité

Transistors font des commutateurs plus efficaces que les amplificateurs. Quand il est entièrement sous ou hors tension, l'appareil lui-même utilise peu de puissance. D'autre part, un amplificateur mono-transistor, appelé un amplificateur de classe A, utilise plus de puissance que délivre. Par exemple, un amplificateur audio de classe A consomme 10 watts de puissance provenant d'une batterie. De ce que 10 watts, il envoie seulement 2 watts à un haut-parleur. Il utilise les 8 autres watts agissant comme un courant de commande, la mise sous tension en chaleur et le réchauffement du transistor.

Bias et Pairing

Le transistor de commande de courant, mais seulement à courant continu, ou un courant se déplaçant dans une direction. Cela est généralement très bien pour les commutateurs, mais cela crée un problème pour amplifier les signaux. Les signaux sont AC ou courant alternatif - ils coulent en arrière dans deux directions. Pour résoudre ce problème, les concepteurs de circuits peuvent prendre l'une des deux approches de base. Ils biaisent base et d'émetteur aux bornes du transistor avec une tension de sorte que le flux va-et-vient reste positif ou négatif tout le temps et traverse la marque zéro jamais. Alternativement, un design utilise plusieurs transistors, dont certains amplifient la moitié positive d'un signal, les autres amplificateurs de la moitié négative. Bien que plus compliqué qu'un amplificateur mono-transistor, cela se révèle être plus efficace.

Amplificateur de classe D

Certains amplificateurs transistorisés audio modernes utilisent le transistor dans son mode de commutation le plus efficace; ceux-ci sont appelés Classe D. Normalement, cette opération se traduit par une distorsion extrême, mais ces amplificateurs utilisent une astuce: ils passent à des vitesses beaucoup plus élevées que l'oreille humaine peut entendre, et la fréquence de commutation est audio superposée sur elle. Bien que complexe, ces conceptions ont une bonne efficacité énergétique, la course fraîche tout en envoyant des centaines de watts aux haut-parleurs.