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三极管的电流放大作用是不是违反能量守恒?为什么?

作者:机械网
文章来源:本站

  三极管的电流放大实际上是三极管将放大电路中的直流电源供给的电能转化成了按照输入信号变化的放大了的电流(或电压),若没有外部电源提供电能,三极管本身不会放大信号。下面我们以一个简单的三极管放大电路为例,来说一下三极管是如何放大信号的。▲ 简单的三极管放大电路。

  上图中,电阻R1为三极管VT的基极偏置电阻,R2为集电极负载电阻,Vin为三极管的基极输入信号。为了便于说明三极管的电流放大原理,这里将上图简化为下图所示的电路。▲ 简化的三极管放大电路。

  这里将三极管视为理想三极管,不考虑其发射结的死区电压。我们知道,三极管工作在线性放大区时,其集电极与发射极之间可以视为一个线性良好的可变电阻,该电阻的具体大小受基极输入信号控制,并且基极输入信号只要有较小的变化,便会引起这个可变电阻较大的变化。

  如上图所示,若在NPN型三极管VT的集电极与电池正极之间接一个电阻R2,这样便构成了一个分压电路,R2与Rce(即三极管集电极与发射极之间的电阻)串联对电池电压进行分压。由于Rce的大小受基极输入信号Vin的控制,只要Vin有较小的变化,Rce的阻值便会发生较大的变化,这样流过R2的电流也会有较大的变化。这就是三极管放大电流的实质。可见,三极管放大信号时,若没有直流电源供给直流电能,它根本就无法放大信号。

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  三极管的电流放大作用,并没有把电流给加大了;而是输入端的小电流控制输出端的大电流。起到“四两拔千斤”的作用。

  就像“只要给我一个支点,我就能撬起整个地球”一样,下面来一个简单的例子说一下吧

  下面的电路图中,只要输出小小的Ib电流,就可以控制需要较大电流的电灯的点亮。

  假如输入的电压是5V,那么Ib=(5-0.7)/22000=1.95mA假如电灯的点亮时的压降为1V,那么Ic=(12-1-1)/100=100mA

  很明显我们只用了1.95mA的电流控制了需要100mA工作的灯泡

  但是这100mA的电流并不是由输入的1.95mA放大来的,而是12V电源提供的能量。所以三极管的电流放大作用并不违反能量守恒定律!

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  不违反,三极管得电流放大作用实际上是在控制电流。如果不好理解,可以粗暴的理解为高中时候的滑动变阻器。

  三极管是控制集电极电流的,电流来源也是集电极。常见的作用就是用较小的电流去控制一个较大的电流。比如遥控飞机,可能遥控飞机上的接收器有个小电源,飞机上的马达有个大电源。遥控器的信号输出可能是个比较弱的模拟信号,怎样让这个信号去控制飞机上的马达,就要用到三极管的电流放大作用。实际上给马达供电的还是那个大电源。

  而且电流大小和能量守恒没啥关系啊,电流不能代表能量大小,电流乘以电压才是功率,这个功率到是可以反映一些能量。功率再乘以时间,才可以看做这个电路的能量了。

  所以电流和电压都大才类似于输出的能量多了。比如我们打火机上的电压可能是5000伏特,普通家用电流220伏特就能把人电死,但是打火机的5000伏特就电不死人,就是因为电流小。

  扯远了,这个和三极管没啥关系,知道三极管放大功能是个控制作用就好。

  放大的定义就是用能量来阐述的,一定是遵守能量守恒的。

  放大定义:用小能量控制大能量。一般是指线性关系。

  难道你开水龙头也违反能量守恒定律吗?

  不违反能量守恒定律。三极管放大电路,输入小的信号,输出大的信号。这个输入小输出大的信号能量是都是由电源提供的,不是无中生有的!

  三极管放大,一般在音响功放,电子控制,作用非常大,专业或学过无线电知识的人一般都知道

  对于一般人来说,可以这样理解,就像汽车方向盘,里面的电子助力一样,我们用很少的力,汽车转向系统我们的动作提示后,就开动液压系统帮忙,就等于放大了我们的力量,然后我们就用很小的力控制了汽车方向。

  或者是用牛犁田,牛就是动力,我们的竹子打牛,牛就做功犁田,一样的,用竹子打牛,很小的力,经过犁就做了很大的活

  三极管的放大作用,是指三极管能够根据基极b极的控制信号的微弱变化,而在射电极e极输出较大强度的电流信号,从而能够驱动后面电路的能够工作(电流过小过弱,会很难驱动后面的电路正常工作),射电极e极的主要能量来自于三极管的集电报c极所连接的电源,只是对基极的控制信号强度放大而不是对整个系统的能量放大,依靠的依然是集电极的电源能量,所以它不违背能量守恒。

  其实三极管所谓的放大作用,也就是用微小的输入电流来控制较大的输出电流,起到放大作用,而三极管起到了一个控制器作用。

  要想实现三极管的放大作用,三极管必须要工作在非线性区域,三极管要设置一个偏置电路对基集供给一个工作电压,让三极管工作在非线性区间,一般小功率三极管的工作电压取0.7v(硅管),控制偏置电阻,可以控制三极管的工作区域输出电流。三极管基集电流流经发射集,集电极供电端就会有更大的电流从集电极流向发射集,实现放大作用。

  三极管放大电流作用没有违反能量守恒定律。

  三极管放大电流的作用是,通过三极管的基极输入电流控制了发射极到集电极的输出电流。从原理上说基极电流像一个调节开关,用很小的电流可以改变三极管的发射极到集电极内部电阻,从而输出较大的电流,它的电流不是基极提供的,只是基极控制的,这个电流能量是电源自己提供的,不是基极输入的。

  
 

  不违反。三极管的电流放大作用是指在一定的条件下,集电极电流的大小受基极电流大小的同步变化。集电极电流与基极电流之和等于发射极电流,能量守恒。

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