Téma č. 26 - Tranzistory

Druhy tranzistorů

Tranzistory jsou zesilovací polovodičové součástky tvořena přechody PN. Dělení na: bipolární a unipolární podle toho, zda se na zesilování podílí oba typy nosičů nábojů (vodivostní elektrony a díry), nebo jen jeden typ nosičů.

Konstrukce bipolárního ( NPN ) tranzistoru

• skládá se ze 3 na sobě ležících vrstev polovodičového materiálu

• podle sledu vrstev se dělí bipolární tranzistory na NPN a PNP

• oba typy tranzistorů (NPN, PNP) se chovají navzájem komplementárně

Zapojení čtyřpólu (dvojbranu) má čtyři vývody, tranzistor má vývody 3 a proto je nutné připojit jeden vývod společný pro vstup i výstup.

Rozlišujeme 3 základní zapojení SB (společná báze), SE (společný emitor) a SC (společný kolektor).
Každé z těchto zapojení má své výhody i nevýhody.

Nejpoužívanější zapojení je se společným emitorem (SE), protože má největší zesílení Vu, Vi, i Vp

Příklad zapojení tranzistoru se společným emitorem.

V-A - charakteristika

Základní zapojení bipolárních tranzistorů

• společným emitorem (SE)- obrací fázi, proudové a napěťové zesílení je mnohem větší než 1

• společnou bází (SB)- neobrací fázi, malé proudové zesílení (Ai<1), velmi malá vstupní impedance, velké napěťové zesílení (velikostně podobné jako zapojení SE), zapojení se využívá ve spínačích nebo ve zdrojích v části stabilizátu

• společným kolektorem (SC)(= emitorový sledovač) - neobrací fázi, velký vstupní odpor, velké proudové zesílení, menší napěťové zesílení (<1), využívá se ve sledovačích daného obvodu

Základní informace

• Tranzistor je polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN

• Základní funkce tranzistoru – zesilovací a spínací

• Každý tranzistor má (nejméně) tři elektrody: kolektor, báze,emitor, u unipolárních jako drain, gate a source

• Podle uspořádání použitých polovodičů typu P nebo N se rozlišují dva typy: NPN a PNP

Základní typy unipolárních tranzistorů

• JFET (junction FET, unipolární tranzistor s přechodovým hradlem)

• MOSFET je polem řízený tranzistor, kde je vodivost kanálu mezi elektrodami Source a Drain ovládána elektrickým polem vytvářeným ve struktuře kov(M)-oxid(O)-polovodič(S) napětím přiloženým mezi hradlo (Gate) a Source. Hradlo je odděleno od polovodiče vrstvou oxidu křemíku - odtud oxid v názvu tohoto typu tranzistoru

Přenosová a výstupní charakteristika unipolárního tranzistoru

Bipolární tranzistor ve spínacím režimu

• téměř vždy v zapojení s SE

• spínání je prováděno přivedením proudu do báze

• Výhody: -možnost spínání velkých proudů.

-rychlost sepnutí

Bipolární tranzistor v zesilovacím režimu

• zesilování je prováděno přivedením proudu do báze

• Zesilující efekt vznikne pouze u přerušovaného nebo u jinak vygenerovaného proudu

Shrnutí

• Změnami velmi malého proudu v bázi lze regulovat mnohonásobně větší proud v kolektoru a použít tak tranzistor jako zesilovač

• Zapínáním a vypínáním malého proudu v bázi lze zapínat a vypínat mnohonásobně větší proud v kolektoru a použít tak tranzistor jako výkonový spínač

• Zjednodušeně můžeme říct, že tranzistor se mezi kolektorem a emitorem chová jako proměnný rezistor, jehož hodnota se dá regulovat proudem báze