Обратное включение транзистора. Особенности инверсного включения биполярных транзисторов: характеристики и применение

В этой схеме транзистор T1 включен инверсно и работает как прецизионный диод. Благодаря глубокой отрицательной обратной связи через операционный усилитель, такой выпрямитель обладает очень малым падением напряжения и может выпрямлять сигналы амплитудой всего в несколько милливольт.

Особенности применения инверсного включения

• Значительное снижение коэффициента усиления по току
• Уменьшение граничной частоты усиления
• Увеличение напряжения насыщения
• Асимметрию параметров для разных типов транзисторов

Эти особенности необходимо принимать во внимание при проектировании схем с инверсным включением транзисторов.

Заключение о применении инверсного включения транзисторов

Инверсное включение биполярных транзисторов, несмотря на ухудшение основных параметров, находит применение в ряде специфических схемотехнических решений. Оно позволяет улучшить быстродействие ключевых схем, создавать эффективные цепи защиты и прецизионные выпрямители.

При правильном применении инверсное включение транзисторов дает возможность реализовать уникальные схемные решения, недоступные при использовании стандартного включения. Однако его использование требует тщательного учета изменения параметров транзистора и особенностей его работы в таком режиме.

ОБРАТНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА

caxapa.ru :: Инверсное включение транзисторов

maleon (22.04.2020 14:04, просмотров: 37067)

Инверсное включение транзисторов 

Когда прозванивал тестером выводные транзисторы, всегда отмечал наличие усиления в инверсном режиме (ну меньше раз в 10 чем в прямом). Думал что так во всех. Тут возникла необходимость использовать такой режим, начал искать информацию о инверсном коэф усиления и нигде нет. Попал настраницугде «Инверсный коэффициент передачи тока 2N3904 равен всего 0.25». А мне надо хотя бы 10, ну больше 1 точно. Использовать собирался СМД транзисторы, которые никогда не прозванивал, неудобные они для этого. В даташитах такой информации нет, только обратное напряжение БЭ. Может кому то попадалась информация о обратном коэф усиления хотя бы для некоторых ходовых СМД транзисторах, что бы можно было заложить их в схему и не лохануться.

Ответить

• • В инверсном усиление порядка единицы. — Codavr(10.07.2020 12:09)
    • Есть специальный транзисторы с симметричным коэффициентом — Evgeny_CD(11.07.2020 00:43, ссылка)
      • Напридумывали всякого, а мы голову ломай куда все это всовывать 🙂 — Codavr(11.07.2020 00:53)
        • Не говори! — Evgeny_CD(11.07.2020 00:57)
  • Для промышленного применения не имеет смысла.Коллекторный переход толще чем эмиттерный.   PlainUser(609 знак., 25.04.2020 07:10 — 07:19)
    • Мощность на коллекторном меньше только в режиме насыщения, в активном на нем падает почти все напряжение и соответственно высаживается львиная часть мощности ибо ток эмиттера и коллектора почти одинаков — Codavr(10.07.2020 12:13)
    • Встречал в бытовухе — всякие аудио-ключи, чаще для mute. Оно может и по-бедности, но вполне работоспособно — Vit(25.04.2020 07:15)
  • Отечественный шедевр по схемотехнике — Evgeny_CD(23.04.2020 23:24, ссылка)
    • Спасибо! Приятно вспомнить молодость! — VD(25.04.2020 09:06)
  • А где ТС? Мы тут уже стали фанатами инверсного включения, а он молчит 🙂 — Evgeny_CD(23. 04.2020 12:27)
    • Вот и я, вызывали на работу (а так, пока работаем из дома). Выбрал уже транзистор, дешёвый, ходовой, СМД — NPN, MMBT5551, BF=350.5, BR=30.27; PNP, MMBT4403, BF=654.5, BR=65.45  maleon(201 знак., 23.04.2020 14:50 — 16:23)
      • Как ни странно, это тебе спасибо. Ты задал необычный, но не бредовый вопрос, нам всем стало интересно — тема не заезженная, включились мозги, собрали много информации. — Evgeny_CD(23.04.2020 15:31)
    • Да по-фигу, теперь это наша тема! — Toчкa oпopы(23.04.2020 13:04)
      • Теперь интересны практические результаты. Именно с этой точки зрения ТС мне интересен 🙂 — Evgeny_CD(23.04.2020 15:32)
        • Из практических результатов: я делал коммутатор звукового сигнала на ВС847. Понадобилось немного обвески, но работает неплохо. Если б тему подняли года 4 назад, то мне бы пригодилось. 🙂 — =L.A.=(24.04.2020 19:36)
          • maleon спрашивай, отчего он вопрос 4 года назад не поднял 🙂 — Evgeny_CD(24.04.2020 20:42)
  • Л.Н.Бочаров. Инверсное включение транзистора (МРБ-0887, 1975, djvu) — ссылку давали ниже  Evgeny_CD(118 знак., 22.04.2020 18:43 — 23.04.2020 12:14, ссылка)
    • Она самая. Только «Бочаров».  Toчкa oпopы(58 знак., 23.04.2020 09:09)
      • Спасибо! — Evgeny_CD(23.04.2020 12:14)
    • Очень и очень интересное! Инверсное включение биполярных транзисторов я всю жизнь считал извращением и никогда в этом не разбирался. А тут такие интересные вещи всплывают! — Evgeny_CD(22.04.2020 21:56)
      • кажется инверсное дает чуть более высокое быстродействие и меньше входные емкости — LordN(23.04.2020 09:40)
        • Включение с общей базой дает еще большее быстродействие и меньшую входную емкость, кмк.  Boвa(160 знак., 23.04.2020 12:12)
  • Ку = 0,25 при микроАмперных токах может быть обусловлен «пороговым» уровнем, после которого в инверсном включении ток базы начинает влиять на ток «канала» Ice/Iec. ЕМНИП, у транзисторов в TO-92 с повышенным током (0,5А) многое отличается. У BC337 в режиме малых токов (от 1 до 2 мА) сигнала рабочее напряжение Vbe может достигать 1В. BC847 прекрасно работают в инверсном включении при 5В и токе от 1 до 3 мА, при этом Ку > 20. При других токах проверять нужно. — De_user(23.04.2020 02:56)
  • 2SC2878 : High reverse hFE: Reverse hFE = 150 (typ.) (VCE = −2 V, IC = −4 mA). Есть в Чип Дип  Evgeny_CD(22.04.2020 18:26, ссылка, ссылка)
    • Еще один подобный транзистор — Evgeny_CD(13.05.2020 01:36, ссылка)
    • похожий 2SD2704K  Vit(22.04.2020 21:41, ссылка)
      • Спасибо! Этот чуть ли не круче — у него по сопротивлению полная симметрия: прямое или обратное включение. Какая интересная тема! — Evgeny_CD(22.04.2020 21:54)
        • Обрати внимание на экстремально высокое по нынешним меркам обратное напряжение эмиттера. Оно даже превосходит по модулю максимум коллектор-эмиттер. Судя по всему, у него сильнее обычного легирован коллектор и намного меньше обычного — эмиттер. Как это прокомментирует оператор имплантера «Везувий»? — Toчкa oпopы(23.04.2020 13:09)
          • ХЗ. Первый раз вижу такую экзотику. Как это сделано зависит от того чего хотели добиться. В зависимости от этого может быть и степень легирования, и выбор легирущей примеси, и геометрия. Все вместе и в комбинации. — Codavr(10.07.2020 12:33)
          • Насчет «Везувия» не знаю, слышал о таком, но никогда живьем не видел. — Evgeny_CD(23.04.2020 15:33)
            • Ну щас у бывшего оператора «Везувия» образуется перерыв в работе с кобальтовой пушкой и он нам распедалит тему в глубину. Или нет? — Toчкa oпopы(23.04.2020 15:38)
              • А кто из наших был таким оператором? — Evgeny_CD(23. 04.2020 23:36)
                • Это в мой огород камушки. Я в ИМАНе оживлял списанный имплантер Везувий-13 ну и забивал в кремний всякую экзотику вроде эрбия. — Codavr(10.07.2020 12:18)
                  • Будешь теперь Э-забивателем 🙂 — Evgeny_CD(11.07.2020 00:42)
                    • Тогда уж с учетом имени: Эд-забиватель. Такой кликухи у меня еще не было 🙂 — Codavr(11.07.2020 00:56)
    • Muting Transistor Attenuator Circuits and the 2SC2878 — Evgeny_CD(22.04.2020 19:02, ссылка)
    • 2SC3327 — его предшественник  Evgeny_CD(22. 04.2020 18:31, ссылка)
  • Может быть здесь чуть больше?  Kpoк(165 знак., 22.04.2020 17:33, ссылка)
    • Спасибо! — Evgeny_CD(22.04.2020 18:52)
  • Не могу даже представить задачу, где такая необходимость есть. Наверняка все решается стандартной схемотехникой. — Visitor(22.04.2020 16:49)
    • Выпрямитель с минимальным падением — меньше, чем у германиевого диода — MBedder(22.04.2020 16:52)
      • Вольтаж так ограничен? В древности был термин «эмиттерный детектор», для АМ осциллограммы не хуже будут. — Visitor(22.04.2020 20:57)
        • Классная идея — Evgeny_CD(22. 04.2020 21:11, ссылка)
      • Какая прелесть… Я ломал голову, как сделать чувствительный детектор 868 МГц (индикатор поля) c помощью BFR92. Обязательно надо будет подергать за вымя… — Гyдвин(22.04.2020 17:36)
        • Там частотные характеристики надо внимательно смотреть. Они в инверсном варианте хуже. — Evgeny_CD(22.04.2020 18:44)
          • Вот поэтому и говорю, что надо подергать за вымя на практике. Нужно детектировать OOK ~40 кГц. — Гyдвин(22.04.2020 19:58)
            • Полагаю, что копеечный BC847 должен осилить — De_user(23.04.2020 02:46)
            • Нужно ли вообще детектировать? Почему, например, не сверхрегенератор? — fk0(22. 04.2020 21:27)
              • Хочется попытаться изобразить бюджетную читалку серийника UHF меток (порядка 10 см всего надо). Возбужать можно передатчиком 10 мВт, например CC1101. Требуется анализировать отклик от метки… — Гyдвин(22.04.2020 22:29)
              • Наверняка побудка чего-то микропотребляющего. — s_h_e(22.04.2020 22:00)
                • И это тоже. Если получится. — Гyдвин(22.04.2020 22:31)
      • Покажи схему! — fk0(22.04.2020 17:22)
        • ну ты, блин, даёшь. у ТС ссылка — m16(22.04.2020 17:28)
  • А по MOSFET встречали такую информацию? — General(22. 04.2020 15:40)
    • МОП транзистор инвертируется, т.е. сток и исток можно обменять местами. Но для такого решения необходимо использовать транзистор с отдельным выводом подложки. Если уровень подложки сделать меньше или равным чем одновременно стока и истока, транзистор будет работать в обе стороны, будет наблюдаться симметрия истока и стока. На практике при выборе транзистора надо соблюдать осторожность, потому что используется разное легирование полупроводника и различные топологические  RxTx(8 знак., 22.04.2020 20:45)
    • Там я выше дал ссылку, в Заключении автор говорит, что тоже неплохо. — Kpoк(22.04.2020 17:41)
    • бывают JFET — Vit(22.04.2020 16:07, ссылка)
    • В мосфете то что инвертировать? В нём тока не течёт. Вот картинку нашёл, где подложка с истоком намертво соединена. Так что вариантов уже нет. И сразу понятно, почему между подложкой и истоком/стоком диод получается, и поскольку подложка с истоком соединена — виртуальный диод между истоком и стоком. Из-за диода обратное напряжение не приложишь (проводник получается), к затвору обратное напряжение прикладывать можно, но смысла нет. Может ты хотел сказать JFET: Ну так  fk0(124 знак., 22.04.2020 15:44 — 16:01, картинка, картинка)
      • Там паразитный диод испортит всю малину  maleon(34 знак., 22.04.2020 15:52 — 16:03)
        • на маленький минус — меньше падения на диоде — не испортит, однако непонятно что у него с сопротивлением канала — General(22.04.2020 16:00)
          • Он двунаправленный. Затвор — просто дроссель на канале. Ток может течь в любую сторону. — teap0t(22. 04.2020 16:05)
          • Схему нарисуй, ничего не понятно. При отсутствии потенциала у обычного (не depleted mode) мосфета ток не течет. А поскольку затвор изолирован (в отличии от JFET и BJT), то на затвор можно подать какой угодно потенциал (там диода нет). Можно и открыть, и закрыть и что угодно. — fk0(22.04.2020 16:03)
            • есть такая схема -переключение батареек если их много  General(1 знак., 22.04.2020 16:06 — 19:04, картинка)
              • И хочешь заменить на P-канальный или развернуть? Если развернуть, то сдохшие и с упавшим напряжением батарейки начнут подзаряжаться от включенной сейчас живой, чего наверное не хочется. С P-канальным, если истоком вниз — тоже. И вообще P-канальный снизу батарейки не открыть будет (нужно отрицательное напряжение). Сверху P-канальный пойдёт, наоборот N-канальный не открыть. Итого варианта ровно два: N-канальный снизу истоком к земле, или P-канальный сверху истоком к шине  fk0(29 знак., 22.04.2020 16:25)
                • Это N-канальный есессно так вот я сейчас считаю что его сопротивление в открытом состоянии такое же как при + на стоке потому что очень мелкое, однако где узнать точно? — General(22.04.2020 16:51)
                  • Это классическая схема защиты от переполюсовки, только с Nканалом. Нигде не видел и упоминаний об отличиях в сопротивлении канала в зависимости от направления тока. — Andreas(22.04.2020 20:28)
                  • Oцениваешь напряжение подложка-затвор, оно же исток-затвор. И в даташите смотришь по графику Vgs vs Rds(on). Если графика нет, то довольствуешься графиком Vgs vs Id и расчитываешь сопротивление. — fk0(22. 04.2020 17:27)
  • Нашёл. AN-98. В примечании к схеме на рис. 2 написано: «Q1 operates in inverted mode during negative collector excursions. Do not subsitute other devices». Гы. «замечина ачипятка». ZTX-849 — teap0t(22.04.2020 14:58, ссылка)
    • ZTX-849 есть в DigiKey и Mouser, значит и у нас можно купить за 3 недели. — Evgeny_CD(22.04.2020 18:23)
    • Последняя страница интересная. — SciFi(22.04.2020 15:36)
      • It’s dark there. Он под первой такой картинкой написал, что руководство порекомендовало ему рисовать что-нибудь для вящей индивидуализации. — teap0t(22. 04.2020 15:54)
      • :)) — MBedder(22.04.2020 15:40)
    • В чём опечатка? Посмотрел ПДФ на него, ничего о инверсном коэф усиления — maleon(22.04.2020 15:34)
      • В тексте: DO NOT SUBSTITUTE WITH OTHER DEVICES — MBedder(22.04.2020 15:43)
        • Да ладно. «Do not subsitute other devices for this one» >>>  SciFi(1106 знак., 22.04.2020 15:58, ссылка)
          • Просто мой пажылой Grammar Nazi пащетал, что предлог обязан был быть — MBedder(22.04.2020 16:11)
            • Да ладно каяться-то. Нас в школе тоже так учили, но жызнь чуть разноарбузнее. .. — SciFi(22.04.2020 16:13)
        • Ещё и SUBSITUTE — teap0t(22.04.2020 15:56)
          • «Мрья Дмтриевна в млдсти пльзвлсь рптцией млнькой блнднки; и в птьдст лт чрты ее не бли лшны приятнсти»(с) :)) — MBedder(22.04.2020 16:07)
  • Есть МРБ’шная книжка годов 60-х. Выложить вечером? — Toчкa oпopы(22.04.2020 14:48)
    • Да, если не трудно. — teap0t(22.04.2020 16:08)
      • Евгений опередил. — Toчкa oпopы(23.04.2020 09:10, ссылка)
    • Нет, спасибо. Интересуют современные кремниевые СМД транзисторы (дешёвые ходовые). Придётся, наверное, такие характеристики (инверсный коэф усиления) доставать из симуляторов — maleon(22.04.2020 15:22)
      • Достал для примера из библиотеки Микрокапа параметры транзистора, какие из них могут намекнуть на коэф усиления в прямом и инверсном режимах?  maleon(728 знак., 22.04.2020 15:56)
        • Не факт, что кто-то верифицировал модель для инверсного включения. Есть шанс получить бредовую информацию. — Evgeny_CD(22.04.2020 18:50)
          • Согласен, но я уже не выберу транзистор у которого BR меня не устраивает — maleon(22.04.2020 19:07)
            • Я нашел для тебя нормальный вариант. Бросай малоперспективный рисеч. — Evgeny_CD(22.04.2020 20:12)
            • Никто не знает, какого отношение BR в модели и реального транзистора. Нельзя на основе этого делать выбор. — Evgeny_CD(22.04.2020 20:11)
        • Набросал тут скриптик и достал из библиотек Микрокапа интересующие параметры, надо будет ещё фильтрануть чуток. Кому интересно, смотрите файлик  maleon(22.04.2020 18:28, ссылка)
        • BF это «бета». Если я правильно понимаю, то «прямая». Тогда «обратная» — BR (возможно, не специалист). А чем вам рекомендация Джима Вильямса не нравится? Вряд ли такой параметр кто-то нормирует, ибо кому он нужен в промышленных объёмах. — teap0t(22.04.2020 16:02)
          • Вроде да. Опять-же, вечером смогу подтвердить свое [со]мнение достаточно доверенным источником. — Toчкa oпopы(22.04.2020 16:25)
            • Именно так. Источник, правда, оказался не авторитетным (глядя по диагонали не нашёл автора), а раритетным — «Definitive handbook of transistor modeling.» — Toчкa oпopы(23.04.2020 09:27, ссылка)
          • Мне особая точность не нужна, плюс-минус лапоть, лишь бы больше нескольких единиц — maleon(22.04.2020 16:21)

Транзистор, открывающий цепь, обратный транзистор

спросил 8 лет, 11 месяцев назад

Изменено 3 года, 1 месяц назад

Просмотрено 7к раз

\$\начало группы\$

Меня интересует есть ли транзистор который при подаче напряжения на базу/затвор размыкает цепь вместо замыкания. Если нет, то как создать такую ​​конфигурацию?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Хорошо, вот некоторые уточнения. У меня есть такая схема:

 Двигатель ------------- Nmos ------------- Gnd
                   |
                   |
            напряжение от ИС
 

В настоящее время я подаю напряжение на затвор NMOS с моего Arduino и таким образом управляю двигателем. Я хочу заменить NMOS чем-то, что будет работать наоборот. По мере увеличения напряжения на нем ток между мотором и землей должен уменьшаться.

Надеюсь, это поможет прояснить ситуацию.

• транзисторы

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Вот схема, которая включена по умолчанию и отключается при подаче напряжения на вход.

Когда вход плавающий или заземленный, Q2 выключен, поэтому R2 работает как подтягивающий резистор, который включает Q1.

Когда на вход подается положительное напряжение, Q2 включается и пропускает ток через R2, что создает падение напряжения на R2, которое снижает напряжение, подаваемое на базу Q1, и отключает его.

Это также можно сделать с мосфетами с аналогичной логикой.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Полевой МОП-транзистор с истощением делает то, что вы хотите. Усовершенствованный полевой МОП-транзистор является более распространенным типом, которому для начала проводимости требуется напряжение затвор-исток.

Характеристики полевого транзистора деления показаны на следующем графике.

И сравнение между истощением и улучшением N MOSFET на следующем графике

Изображения взяты из Введение в полевые МОП-транзисторы с режимом истощения

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Много способов сделать это. Несколько идей:

^{имитация этой схемы – схема создана с помощью CircuitLab (относительно земли) напряжение на затвор, он будет «отщипывать». МОП-транзистор в режиме истощения также будет работать как J1, но это довольно эзотерическая часть. Я также не могу сказать, что когда-либо сталкивался с JFET, используемым в этом приложении, поскольку JFET обычно дороже, их нет в моем ящике с деталями в больших количествах, они обычно не могут коммутировать большие токи и т. д.}

Первый пример отлично работает, если напряжение нагрузки такое же, как напряжение логики. Не всегда так.

Средний пример просто демонстрирует инвертирование логики перед ее применением к воротам M2. Здесь напряжение нагрузки может быть любым в пределах возможностей M2, показанным здесь как 24 В постоянного тока.

И, конечно же, M1 и M2 можно заменить их эквивалентами BJT с добавлением соответствующего резистора для ограничения тока базы.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Достаточно универсальное решение — использовать аналоговый переключатель. Это устройство, которое очень похоже на реле, поскольку оно имеет вход, который может включать или выключать внутренние транзисторы. Вы можете получить эти устройства в формате SPDT. Вы не указали, какой ток или напряжение вам нужно переключать, поэтому это может быть проблемой при использовании этого устройства, но это стоит рассмотреть.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я прибыл сюда в поисках ответа на тот же вопрос, но конкретно для одного компонента, который является транзистором «по умолчанию — ВКЛ». После прочтения некоторых предыдущих ответов и проверки на других сайтах кажется, что JFET отвечает всем требованиям. Здесь есть несколько хороших диаграмм (https://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_5.html), которые показывают, что этот тип транзистора имеет полупроводник «n» на всем пути от истока до стока с «p». » По сторонам. (BJT или MOSFET pnp-транзистор представляет собой бутерброд с проводами, подключенными к хлебу, поэтому ток должен проходить через все три слоя; JFET подобен подключению проводов только к мясу, чтобы он никогда не проходил через хлеб). затвор увеличивает зону истощения, что ограничивает протекание тока через более тонкую область слоя «n». В конце концов зоны истощения разрастаются и полностью «перекрывают» ток.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

— Работают ли транзисторы в обратном порядке?

Я собираюсь упростить анализ, обсуждая FET (полевые транзисторы), которые управляются напряжением, и игнорируя BJT (которые частично управляются током). Однако те же самые схемы могут быть реализованы с помощью биполярных транзисторов, просто принимая во внимание базовый ток при выполнении определенных анализов цепей.

Я начну с того, что нарисую очень наивный усилитель и объясню, как он выходит из строя в предсказанной вами ситуации, а также приведу другие соображения. Затем я итеративно дополню его, чтобы показать, как мы на самом деле будем решать проблемы, которые вы упомянули.

Для начала нам нужно признать, что транзистор сам по себе не является усилителем. Усилители — это устройства, состоящие из одного или нескольких элементов усиления (электронная лампа, транзистор и т. д.) вместе с рядом вспомогательных компонентов. Я собираюсь сосредоточиться на усилителях для усиления сигнала, а не усиления мощности, потому что именно в этом заключается моя предыстория. Существуют и другие методы работы с отрицательными сигналами, такие как разделенные шины и двухтактные драйверы, содержащие как транзисторы P-, так и N-типа, которые я здесь рассматривать не буду.

Исходя из использования транзисторов для вычислений, я предполагал, что транзисторы более дискретны. Что если на управляющем проводе достаточно положительного напряжения, то он становится проводником, а если напряжение падает ниже определенного порога, то становится резистором. А мне и в голову не приходило, что бывает, если поменять полярность напряжения на управляющем проводе.

Это правильный путь, но он упускает из виду одно важное соображение: транзисторы — это аналоговые устройства. Канал MOSFET управляется напряжением между затвором и истоком. В N-канальном MOSFET, если вы приложите к затвору более высокое напряжение, чем к истоку, канал транзистора начнет проводить ¹ . Таким образом, МОП-транзистор ведет себя как источник тока, управляемый напряжением .

Подавайте все большие и большие напряжения, и он будет проводить больший ток, пока нагрузка не начнет ограничивать ток. Обратите внимание на использование слов «больше» и «больше». Вместо того, чтобы говорить о дискретных «включениях» и «выключениях», мы говорим о непрерывных аналоговых процессах.

Возьмем очень простую реализацию усилителя, в частности, усилитель с общим источником без обратной связи или вырождения. Полевой транзистор сконфигурирован для использования в качестве источника тока, управляемого напряжением, и подача этого тока на резистор создает выходное напряжение. это инвертирующий усилитель — когда входное напряжение увеличивается, выходное напряжение падает. Это будет важно позже.

А теперь давайте проверим ввод, чтобы посмотреть, как поведет себя вывод:

Катастрофа! Этот усилитель почти бесполезен для чего-то вроде аудио. Когда вход отрицательный, нулевой или слегка положительный, выход ограничивается на положительной шине. Когда входной сигнал положителен выше порогового напряжения транзистора (параметр транзистора, зависящий от температуры и производственных изменений), выход ограничивается землей. Есть небольшая область, в которой усилитель полезен:

Вместо этого подадим слабый сигнал. Мы делаем это, например, добавляя конденсатор, который пропускает сигнал переменного тока, и устанавливая смещение постоянного тока через резистор:

Гораздо лучше. Только не совсем. Нам нужен источник напряжения, который идеально соответствует напряжению, необходимому для работы усилителя (называемому рабочей точкой). Неправильное напряжение, и выход вашего усилителя застрянет на шине, и мы получим бесполезную схему. Повышение температуры окружающей среды, пороговое напряжение смещается, и мы снова имеем бесполезную схему.

Что, если бы мы могли заставить нашу систему самостоятельно находить это напряжение? Добавим отрицательную обратную связь (в упрощенной реализации).

Теперь у нас есть резистор, соединяющий выход со входом. Если выходное напряжение слишком велико, входное смещение постоянного тока увеличивается, что приводит к уменьшению выходного сигнала (поскольку это инвертирующий усилитель).

Этот результат теперь дает нам очень упрощенный прототип усилителя. Вот ключевой момент: он больше не имеет дело с негативными сигналами. Вместо этого мы используем связь по переменному току и обратную связь, чтобы постоянно работать в режиме прямого смещения, с небольшим сигналом, чтобы поддерживать его линейность и избегать искажений.

На самом деле наши усилители намного сложнее. Даже простой операционный усилитель с пятью транзисторами в прототипе, использовавшийся для представления их в классе проектирования, на самом деле имеет десятки, если не больше, транзисторов во многих практических реализациях. Вывод остается прежним — многие транзисторы работают в режиме слабого сигнала, а обратная связь используется для установления полезных параметров их рабочей точки, например, здесь мы устанавливаем смещение постоянного тока для входа.