Erzeugt ein Transistorverstärker eine negative Spannung?

Question

Ich habe vor kurzem mit Electroncis begonnen und diesen Kurs über Udemy ("Elektrizität und Elektronik - Robotik von Ian Juby") gekauft. Ich bin etwas verwirrt darüber, wie die Schaltung funktioniert, die ich diesem Beitrag beigefügt habe.

An die Transistorbasis wird ein Wechselstromsignal angelegt, das den Transistor ein- und ausschaltet. Ich verstehe, wie das funktioniert. Was ich nicht verstehe ist, dass der Ausbilder sagt, dass die Spannung am Ausgang mit dem Wechselstromsignal negativ schwingt. Aber sicherlich würde der Ausgang nur auf 0 V gehen, da die Eingangsspannung vom Kollektor zum Emitter Gleichstrom beträgt und der Transistor eingeschaltet ist (es ist ein invertierender Verstärker) und daher der Widerstand extrem niedrig ist und daher der Ausgang des Spannungsteilers 0 ist und nicht negativ wird ?

Vielen Dank!

Answer 1

Nein, der Ausgang könnte in dieser Schaltung niemals negativ werden. Es ist relativ einfach zu verstehen, warum.

Das beste mentale Modell für die Funktionsweise von Transistoren, das ich gesehen habe, stammt aus "The Art of Electronics". Stellen Sie sich eine kleine Person vor, die im Transistor sitzt, eine Diode, die von der Basis mit dem Emitter verbunden ist und an die ein Amperemeter angeschlossen ist, und einen variablen Widerstand zwischen dem Emitter und dem Kollektor, den der kleine Mann steuert. Abhängig davon, welchen Wert er auf dem Amperemeter sieht, passt er den variablen Widerstand entsprechend an (die genaue Beziehung ist für diese Frage nicht wichtig).

Wenn Sie sich den Transistor in dieser Schaltung als eine Diode und einen variablen Widerstand vorstellen, können Sie schnell erkennen, dass unabhängig davon, welchen Wert der Widerstand möglicherweise bei der angegebenen Spannung hat, die Spannung der Schienen selbst niemals überschritten werden kann. Sie haben eine positive Schiene und eine 0V-Schiene. Als solches wissen Sie, dass Ihre Spannung garantiert niemals negativ werden kann.

Selbst wenn wir davon ausgehen, dass die Basis irgendwie negativ werden könnte, würde dies nicht dazu führen, dass die Ausgabe negativ wird. Wenn die Basis negativ wird, wird die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und leitet nicht. Als solches rastet der Transistor nicht ein und der virtuelle variable Widerstand zwischen Kollektor und Emitter bleibt hoch. Ihre Ausgangsspannung wäre also immer noch positiv.

Answer 2

Wenn der Transistor vollständig gesättigt ist, kann der Ausgang auf 0,2 V fallen, während der Eingang bei 0,7 V bleibt. Somit kann der Ausgang relativ zum Eingang bei –0,5 V liegen . Dies kann sein, was sie tatsächlich sagen? Sein absoluter Wert kann jedoch niemals unter 0 V fallen, es sei denn, Sie haben reaktive Komponenten im Ausgangskreis.