← ECE Labsim← ECE Labsim

Electronics: from P/N junction to amplifierอิเล็กทรอนิกส์: จากรอยต่อ P/N ถึงวงจรขยาย

Four topics on semiconductor devices, each a live simulator with the theory and a worked example underneath.สี่หัวข้อเกี่ยวกับอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ แต่ละหัวข้อเป็นโปรแกรมจำลองแบบสด พร้อมทฤษฎีและตัวอย่างการคำนวณด้านล่าง

About this simulatorเกี่ยวกับโปรแกรมจำลองนี้

This electronics simulator builds up semiconductor devices one step at a time: the P/N junction and its depletion region, the diode and its I-V curve, the bipolar transistor and its three regions, and finally a common-emitter amplifier that turns a few millivolts into volts.โปรแกรมจำลองอิเล็กทรอนิกส์นี้สร้างความเข้าใจอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำทีละขั้น: รอยต่อ P/N และบริเวณปลอดพาหะ ไดโอดและกราฟ I-V ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และสามย่านการทำงาน และสุดท้ายวงจรขยายแบบอิมิตเตอร์ร่วมที่เปลี่ยนสัญญาณไม่กี่มิลลิโวลต์ให้เป็นหลายโวลต์

What you can do hereสิ่งที่ทำได้ในหน้านี้

  • Watch holes, electrons and fixed ions form a depletion region, and see bias change the barrier and band diagram.ดูโฮล อิเล็กตรอน และไอออนที่อยู่กับที่ก่อตัวเป็นบริเวณปลอดพาหะ และดูไบแอสเปลี่ยนกำแพงศักย์และแผนภาพแถบพลังงาน
  • Find a diode’s operating point with a load line, and compare the ideal, 0.7 V and exponential models.หาจุดทำงานของไดโอดด้วยเส้นโหลด และเปรียบเทียบแบบจำลองอุดมคติ 0.7 V และเอกซ์โพเนนเชียล
  • Drive an NPN transistor from cutoff through the active region into saturation on its output curves.ขับทรานซิสเตอร์ NPN จากคัตออฟ ผ่านย่านแอกทีฟ เข้าสู่ย่านอิ่มตัว บนกราฟคุณลักษณะเอาต์พุต
  • Bias a common-emitter amplifier, read its gain, and push it into distortion and clipping.ไบแอสวงจรขยายแบบอิมิตเตอร์ร่วม อ่านอัตราขยาย และเพิ่มสัญญาณจนผิดเพี้ยนและถูกตัดยอด

Concepts coveredหัวข้อที่ครอบคลุม

  • P-N junctionรอยต่อ P-N
  • Depletion regionบริเวณปลอดพาหะ
  • Diode I-V curveกราฟ I-V ของไดโอด
  • LED forward voltageแรงดันไบแอสตรงของ LED
  • BJT regionsย่านการทำงานของ BJT
  • Common-emitter amplifierวงจรขยายแบบอิมิตเตอร์ร่วม

Common questionsคำถามที่พบบ่อย

What is the difference between a diode and a transistor?ไดโอดกับทรานซิสเตอร์ต่างกันอย่างไร?
A diode is one P/N junction: it lets current flow one way. A bipolar transistor is two junctions sharing a thin base: a small base current controls a much larger collector current, so it can switch and amplify.ไดโอดคือรอยต่อ P/N หนึ่งรอยต่อ ให้กระแสไหลได้ทางเดียว ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์คือสองรอยต่อที่ใช้เบสบาง ๆ ร่วมกัน กระแสเบสเล็ก ๆ ควบคุมกระแสคอลเลกเตอร์ที่ใหญ่กว่ามาก จึงใช้เป็นสวิตช์และขยายสัญญาณได้
Why does an amplifier need biasing?ทำไมวงจรขยายจึงต้องไบแอส?
The transistor only amplifies in its active region. Biasing sets a quiet operating point in the middle of that region so the signal can swing both up and down without reaching cutoff or saturation.ทรานซิสเตอร์ขยายสัญญาณได้เฉพาะในย่านแอกทีฟ การไบแอสกำหนดจุดทำงานขณะไม่มีสัญญาณไว้กลางย่านนั้น สัญญาณจึงแกว่งขึ้นลงได้โดยไม่ถึงคัตออฟหรืออิ่มตัว