三極管的示意圖如圖B6.2所示。陰極和陽極之間的第三個電極由線柵組成,當線柵上沒有電壓時,它幾乎不影響電子從陰極到陽極的運動。但是,柵極上很小的正電壓極大地促進了電子的流動。從陰極到陽極的電流顯著增加。施加到柵極的負電壓會阻止電子流動,即電流減小。為什么這是放大器?為了解釋這一點,我們需要繪制圖B6.2(b)的電路。它由三個電池,一個三極管和一個電阻組成。
相關的實驗是改變陰極和柵極之間的電壓,并測量陰極和陽極之間的電流,稱為陽極電流。該曲線稱為特性,如圖B6.2(c)所示。在足夠大的負電壓下,所有來自陰極的電子都被排斥。沒有一個到達陽極,因此沒有陽極電流。這一點標記在
圖B6.1(a)施加到諧振電路的交流電壓。(b)電流與頻率的關系。它在諧振頻率f處具有最大值。
圖B6.2(a)三極管的示意圖。
(b)包含三極閥的放大電路。
(c)電路的陽極電流與電網電壓的關系曲線。
圖B6.2(a)三極管的示意圖。
(b)包含三極閥的放大電路。
(c)電路的陽極電流與電網電壓的關系曲線。
特性曲線為C。隨著陰極和柵極之間的電壓變負,陽極電流首先緩慢上升,然后急劇上升。
對于三極管的操作,可以選擇該特性上的特定點,該點由所示電池確定。在圖B6.2(c)中,此點為B。如果現在在陰極和柵極之間施加小的正弦輸入電壓,則將導致陽極電流發生較大變化。這種變化的陽極電流流經電阻,并在電阻上產生很大的變化電壓。電阻兩端的電壓(輸出電壓)可能是電網電壓的10000倍。這就是所謂的放大。圖B6.2(b)電路中的三極管是一個放大器。
有可能生產出只會放大窄頻帶的放大器嗎?它是。為此,我們需要用諧振電路代替放大器中的電阻,這一次必須是電容器和電感器的并聯連接,如圖B6.3所示(那里有與電感器串聯的小電阻)因為線圈是用導線纏繞的,導線必須具有一定的電阻)。
圖B6.3用諧振電路代替陽極電路中的電阻,放大僅發生在諧振頻率附近。
圖B6.3用諧振電路代替陽極電路中的電阻,放大僅發生在諧振頻率附近。
震蕩器
通過將輸出的一部分反饋到輸入,可以將放大器變成振蕩器。其背后的理論非常復雜,但是可以通過舉一個簡單的例子來理解主要原理。讓我們假設我們有一個電壓放大器也放大了兩倍。如果該輸出的1%反饋到輸入,那么我們現在輸入的電壓為1V。但是1V會在輸出端放大到100V。如果該輸出的1%連續反饋到輸入,則此過程可以無限期進行,即始終有一個輸出而無需輸入。那是一個振蕩器。這個振蕩器的頻率是多少?振蕩器如何知道以哪個頻率振蕩?如果放大器中有諧振電路,那么它也只會在諧振頻率處放大。因此,反饋所能產生的唯一頻率是該特定諧振頻率。
電子產品的誕生完全改變了通信的未來潛力。它提供了三個至關重要的組成部分:檢測器,放大器和振蕩器。有了這些組件,最終就可以從地球上的任何點到任何其他點進行通信,無論是否使用電線。但是,當然,電子產品的功能遠不止這些。它的使用導致了所有行業中更好的測量和控制技術,進而加速了科學的進步。關于第二次工業革命始于物理學,工程學和數學之間的三重相互作用的說法,現在可以增加進一步的說法,即其進一步的進步取決于電子的出現。沒有電子產品,第二次工業革命將停止。
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