Wie fließt der Strom im Bipolar Junction Transistor (BJT)?

Vielen Dank für den Hinweis, woher Sie das Diagramm haben, das Sie Ihrer Frage hinzugefügt haben. (Sie sollten es jetzt wahrscheinlich in Ihre Frage aufnehmen, anstatt es als Kommentar zu einer anderen Antwort zu hinterlassen, die Sie erhalten haben.) Hier ist das Diagramm, nach dem Sie gefragt haben:

Ich denke, das Diagramm hat versucht , den konventionellen Stromfluss auf der linken Seite und den Elektronenfluss auf der rechten Seite zu veranschaulichen. Aber sie haben einen Fehler gemacht und links ein PNP-Schaltplansymbol verwendet, obwohl sie in beiden Fällen beim NPN-Schaltplansymbol hätten bleiben sollen. Wenn Sie das PNP auf der linken Seite durch ein NPN-Symbol ersetzen, ist das Diagramm im Zusammenhang mit der Darstellung herkömmlicher Stromrichtungen auf der linken Seite und Elektronenstromrichtungen auf der rechten Seite sinnvoll.

Es ist kaum zu übersehen, dass sich Ihre Frage fast vollständig geändert hat. Das Obige ist also das, was ich damals geschrieben habe, um die Frage zu beantworten, von der ich glaubte, dass Sie sie damals stellten.

Die neue Frage ist anders. Und es wäre wahrscheinlich besser gewesen, das hier als neue Frage zu stellen. Das Ändern der Frage lässt die Antworten unzusammenhängend und vielleicht sogar irrelevant erscheinen, und das hilft zukünftigen Lesern nicht, die möglicherweise eine Frage und dann einige Antworten sehen und völlig verwirrt sind.

In Bezug auf die "Stromrichtung" und zumindest in Bezug auf die Kupferverdrahtung (die im Gegensatz zu Aluminium, das etwas "nuancierter" ist, nur Leitungsbandelektronen zum Transportieren von Strom hat) entscheiden Sie einfach, ob Sie es sind oder nicht sprechen über positive Ladungen, die sich bewegen, oder negative Ladungen, die sich bewegen. Benjamin Franklin wusste vor Jahrhunderten nicht, wie das alles funktionierte, und hatte sogar eine Chance, „es richtig zu machen“. Trotz der Wahrscheinlichkeit von 50 % lag er falsch und entschied, dass es sich um positive Gebühren handelte. Seitdem sind wir daran hängen geblieben, teilweise weil die frühere Literatur dieselben Annahmen getroffen hat.

So. Verlieren Sie sich nicht geistig darin. Da der Großteil der restlichen Welt die alte Benjamin-Franklin-Perspektive der Richtung des Ladungsflusses akzeptiert hat und verwendet, ist alles, was Sie tun werden, sich selbst und andere jedes Mal zu verwirren, wenn Sie mit jemand anderem sprechen, wenn Sie sich entscheiden, der zu sein isolierte Stimme, die die Konvention herausfordert, die jetzt alle anderen verwenden. Sicher, die Realität kann anders aussehen. Aber solange du konsequent bleibst, spielt es keine Rolle.

Im NPN fließt also Strom vom Kollektor zum Emitter. Wenn Sie die Konvention akzeptieren, die "Anti-Elektronen" als Ladungsträger verwendet. Wenn Sie sich weigern, es zu akzeptieren und Ihren eigenen Weg gehen und darauf bestehen, Elektronen als Ladungsträger zu verwenden, dann geht es sicher vom Emitter zum Kollektor. Wenn es hilft, drehen Sie es um und sehen Sie sich das PNP an. Hier fließt unter Verwendung der üblichen Benjamin-Franklin-Konvention Strom vom Emitter zum Kollektor und unter Verwendung Ihrer Elektronenkonvention vom Kollektor zum Emitter. Nur das Gegenteil.

Vielleicht ist es im Moment besser, einfach eine andere Idee zu akzeptieren. Dass bei einem BJT, der in den aktiven oder gesättigten Bereichen arbeitet, der Emitterstrom die Summe der Kollektor- und Basisströme ist, unabhängig von der Richtung, auf der Sie selbst bestehen. Die Richtung, die Sie für Ihre Vorstellungskraft verwenden, spielt keine so große Rolle, solange Sie bei Ihrer Herangehensweise konsistent bleiben. Das Problem tritt nur auf, wenn Sie mit anderen kommunizieren möchten. Dann sollten Sie alles verwenden, was sie verwenden, um zu verstehen und mit Ihnen zu kommunizieren. Sonst verkommt das Gespräch zum Erörtern von Begriffen und am Ende wird nichts getan.

Ein gutes DC-Modell für den BJT heißt Ebers-Moll-Modell. Wenn Sie interessiert sind, schauen Sie sich diese EE.SE-Antwort an, die ich gegeben habe . Dort sehen Sie das einfachste (DC) BJT-Modell, das es gibt. (Es fehlt eine Gleichung, die die Änderung der Sättigungsströme über der Temperatur beschreibt, aber ansonsten vollständig ist.) Dort werden drei völlig gleichwertige und identische BJT-Modelle vorgestellt. Es gibt keinen Unterschied zwischen ihnen, abgesehen von ihrer mathematischen Formulierung und der gewählten mentalen Perspektive, die durch das Modell betont werden soll. Ich denke, wenn Sie mental darum kämpfen, diese gleichwertigen Modelle zu erwerben, werden Sie sehen, warum Ihre DebatteHier ist im größeren Schema der Dinge eher nebensächlich und warum es am besten ist, wenn Sie einfach lernen, Begriffe so zu verwenden, wie andere sie verwenden, und weitermachen.

Ich sage Ihnen nicht, dass Sie die Physik vergessen sollen, wie zum Beispiel die Tatsache, dass Elektronen unsere derzeitige Arbeitsüberzeugung über Ladungsträger sind (die Physik ist immer vorsichtig und niemals absolut in ihren Proklamationen von Tatsachen). thermisch angeregte Elektronen sich leicht aus dem Valenzband in das Leitungsband in Metallen bewegen und dass das Elektronenwolkenmodell ziemlich gut funktioniert, um eine ganze Reihe von beobachteten Verhaltensweisen des Stromflusses, der mittleren freien Weglänge, der mittleren Geschwindigkeit usw. in Metallen (und anderen) zu erklären Materialien.) Und das erklärt auch, warum Leiter niemals transparent sind. Viele gute Dinge kommen aus der Kenntnis dieses Details. Aber das ist es nichtIn Diskussionen über Elektronik ist es wichtig, dass Sie hartnäckig bleiben und darauf bestehen, dass es beim Stromfluss um Elektronen geht. Sie können genauso gut sagen, dass es an Antielektronen liegt, und genauso gut Schaltungen erklären und entwerfen können.

Sie müssen sich also wirklich von diesem Thema lösen und den konventionellen Ansatz verfolgen. (Sonst schwimmen Sie immer gegen den Strom der Konvention.)

Die Ströme in einem BJT sind etwas komplizierter als das, was auf der Außenseite erscheint, wo Drähte verbunden sind. Siehe das Diagramm unten ab Seite 61, Abschnitt 3-2, von Jacob Millmans "Microelectronics", 1979. (Das Diagramm zeigt einen PNP-Transistor.) Aber nichts davon gilt, wenn nur ein BJT in eine Schaltung verdrahtet wird - als solche Details sind dir verborgen.

Die Richtung des Pfeils im Transistorsymbol (zwischen Basis und Emitter) gibt die Stromrichtung an:

Beachten Sie, dass "Elektronenstrom" die entgegengesetzte Richtung von "konventionellem Strom" ist.

Vielleicht sprach die Seite, die Sie benutzt haben (können Sie einen Link teilen?), über die Richtungen, in die die Elektronen fließen?

ersetzen Sie einfach das Wort „konventionell“ durch das Wort „falsch“ und Sie haben Ihre Antwort. Löcher bewegen die Elektronen nicht, lassen Sie sich nicht verwirren.

Jemand hat Sie erfolgreich mit einer totalen Entstellung gefüttert.

Alles ist nicht Bullshit. Ihr dieses Bild

zeigt die Flussrichtungen der Elektronen und zeigt auch, welche Schleife eine höhere Flussrate von Elektronen pro Sekunde hat, wenn der Transistor wie gewohnt verwendet wird (= der Basisstrom steuert den Kollektorstrom)

Aber die Richtung der Strömung ist das Gegenteil Ihrer Pfeile.

Auch hier gilt die generelle Übereinkunft "der Strom hat die entgegengesetzte Richtung des Elektronenflusses". Diese Vereinbarung wurde getroffen, als es keinen Beweis für die Existenz sogenannter Elektronen gab. Stattdessen schien der elektrische Strom Metall durch Flüssigkeiten zu tragen. Dieses Phänomen war ziemlich glaubwürdig, also wurde die Richtung des Stroms so festgenagelt, dass sie der Richtung der Elektronen entgegengesetzt war. Als die Elektronen schließlich aufgrund der neuen genauen Messungen und plausiblen Theorien akzeptiert wurden, war die Elektroindustrie bereits so massiv, dass die gegenwärtige Richtungskonvention unantastbar geworden war.

Der Pfeil im Emitter zeigt die aktuelle Richtung an. Hoffentlich haben Sie bemerkt, dass die Ströme im Transistor von externen Quellen kommen. Der Transistor ist nur ein Weg zu diesen Strömen, obwohl er im Vergleich zu Drähten oder Widerständen ziemlich komplex ist.