Vytvorené: 13. 11. 2020 Tlačiť
V dnešnej dobe sú tranzistory takmer v každom elektronickom zariadení. Pracujú spoľahlivo v mnohých aplikáciách ako diskrétne prvky, veľa tranzistorov nájdeme v integrovaných obvodoch, resp. mikroprocesoroch.
Oproti elektrónkam používaným v minulosti má tranzistor:
Tranzistory rozdeľujeme na dve veľké skupiny:
![]() |
![]() |
![]() |
Značky bipolárnych tranzistorov NPN a PNP |
||
x | ||
![]() |
||
Značky unipolárnych tranzistorov |
Bipolárny tranzistor (BJT, Bipolar Junction Transistor)
Trojvrstvová polovodičová súčiastka. Každá vrstva tranzistora je vyvedená na elektródu, ktoré majú tieto názvy:
Tranzistor sa skladá z dvoch materiálov typu N oddelených materiálom typu P, tzv. NPN tranzistor, alebo z dvoch vrstiev materiálu typu P oddelených materiálom typu N, tzv. PNP tranzistor.
Bipolárny tranzistor inak:
Tranzistor je polovodičová súčiastka s tromi elektródami: emitorom E, bázou B a kolektorom C.
Vyrába sa v dvoch modifikáciách:
Rozdiel medzi tranzistorom typu NPN a typu PNP spočíva v podstate len v opačnej polarite pri ich napájaní.
Emitor je bohato dopovaná časť so stredne veľkou vrstvou a je určená na emitovanie elektrónov. Vrstva emitora musí mať podstatne väčšiu koncentráciu prímesí ako vrstva bázy.
Báza je stredne dopovaná úzka vrstva, určená na prechod elektrónov. Hrúbka prostrednej bázy má byť veľmi malá, menšia ako difúzna dĺžka dier emitorovej vrstvy PNP tranzistora resp. difúzna dĺžka elektrónov emitorovej vrstvy tranzistora NPN.
Kolektor je slabo dopovaná veľká vrstva určená na zachytávanie elektrónov.
Ako funguje bipolárny tranzistor?
Činnosť tranzistora NPN si vysvetlíme v dvoch krokoch[2].
1. Zapojenie kolektorového obvodu
Najprv zapojíme len obvod medzi kolektorom a emitorom tranzistora. Emitor pripojíme k zápornému a kolektor ku kladnému pólu zdroja s napätím Uc. Báza zatiaľ zostáva nezapojená. Prechod medzi emitorom a bázou je síce zapojený v priepustnom smere, ale prechod medzi bázou a kolektorom je zapojený v závernom smere. Preto kolektorovým obvodom prúd neprechádza.
![]() |
2. Pripojenie obvodu bázy
Teraz pripojíme medzi emitor a báze zdroj malého napätia Ub. Báza je pripojená k jeho kladnému a emitor k jeho zápornému pólu. Pretože je prechod emitor-báza zapojený v priepustnom smere, začnú elektróny prúdiť z emitora do bázy. Väčšina elektrónov však pokračuje cez prechod báza-kolektor až do kolektora, pretože sú k nemu priťahované veľkým kladným napätím Uc. Kolektorovým obvodom teraz prúd prechádza a je oveľa väčší prúd než obvodom bázy.
![]() |
Výsledok
Základnou vlastnosťou tranzistora je jeho schopnosť zosilňovať prúd alebo napätie. Tranzistor NPN sa zapája do obvodu tak, že báza je pripojená k malému kladnému napätie a kolektor k veľkému kladnému napätiu. Malá zmena prúdu alebo napätia v obvode bázy spôsobí veľkú zmenu kolektorového prúdu, t.j. tranzistor funguje ako zosilňovač. Inými slovami - malým prúdom v obvode bázy môžeme ovládať oveľa väčší prúd v obvode kolektora.
Poznámka
Podobným spôsobom môžeme popísať aj funkciu tranzistora PNP. Rozdiel je iba v tom, že oba zdroje napätia sú zapojené opačne ako u tranzistora NPN. Kolektorový prúd je v tomto prípade ovládaný malým záporným napätím, privedeným na bázu.
![]() |
![]() |
Vlastnosti bipolárnych tranzistorov:
Spôsoby a charakteristiky zapojenia bipolárnych tranzistorov
![]() |
![]() |
![]() |
Zapojenie so spoločným emitorom |
Zapojenie so spoločnou bázou |
Zapojenie so spoločným kolektorom |
Veličina/Zapojenie |
SE |
x |
SB |
x |
SC |
Vstupný odpor |
malý až stredný |
veľmi malý |
veľmi veľký |
||
Výstupný odpor |
veľký |
veľmi veľký |
veľmi malý |
||
Napäťové zosilnenie |
veľké |
veľmi veľké |
< 1 |
||
Prúdové zosilnenie |
veľké |
< 1 |
veľké |
||
Výkonové zosilnenie |
veľké |
malé až stredné |
malé až stredné |
![]() |
![]() |
|
Zapojenie a princíp zapojenia so spoločným emitorom podrobne. |
Zapojenie so spoločným emitorom sa v praxi používa najčastejšie.
![]() |
x | ![]() |
Tranzistor ako spínač |
Zapojenie dotykového snímača |
![]() |
Tranzistor ako zosilňovač |
![]() |
Zosilňovací efekt tranzistora |
Fotografia výkonového tranzistoru s kovovým púzdrom, ktorý sa používa vo veľkých zosilňovačoch. Tranzistor je tvorený základnou kremíkovou doštičkou, pripojenou tenkými drôtikmi s vonkajšími kontaktami – bázou, emitorom a kolektorem (kolektor je spojený s kovovým púzdrom).
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
|
Meranie bipolárnych tranzistorov |
História bipolárneho tranzistora
Prvý tranzistor v germániovom kryštáli vytvorili v roku 1948 W. Shockeley, W. Brattain a J. Bardeen. Dnes sa na výrobu tranzistorov zvyčajne používa kremík.
Unipolárny tranzistor (FET, Field Effect Transistor)
Pri unipolárnych tranzistoroch riadený prúd prechádza len polovodičom jedného typu. Majú teda veľmi malý úbytok napätia v zopnutom stave. Ovládajú sa iba napätím. Majú teda veľmi veľký vstupný odpor (rádovo MΩ).
Unipolárne tranzistory sú riadené napätím (elektrostatickým poľom) na riadiacej elektróde (gate)[4].
Unipolárny sa im hovorí preto, že používajú len jeden typ nosičov, t.j. buď elektróny alebo diery, podľa typu vodivého kanála.
Vlastnosti unipolárnych tranzistorov
Unipolárne tranzistory majú:
Ako funguje unipolárny tranzistor?
Ak máme substrát P a elektródy (S a D) N, medzi ktorými je P substrát, tak je tento tranzistor normálne nevodivý. Ale nad substrátom je elektróda G. Na tú keď privedieme kladné napätie, tak k nej pritiahneme elektróny a zo substrátu P sa v blízkosti elektródy vytvorí N. Tak vznikne medzi S a D most a tranzistor je otvorený.
![]() |
MOS N-kanál obohacovací, vypnutý |
Dôležitá je izolačná vrstva medzi hradlovou elektródou a substrátom.
![]() |
MOS N-kanál obohacovací, zapnutý |
Keď ale hradlo odpojíme, tento most ešte dlho ostane (rádove sekundy, pri diskrétnych výkonových ešte dlhšie). Keď ho chceme vypnúť, musíme hradlo pripnúť na nulu (alebo vyrovnať s D). Toto sa využívalo v niektorých pamätiach. Príčinou je kapacita medzi hradlom a S a D. Táto kapacita tiež obmedzuje rýchlosť spínania na tranzistore, lebo pri väčších frekvenciách sa samozrejme správa ako skrat.
Delenie unipolárnych tranzistorov:
Delenie unipolárnych tranzistorov inak:
Tranzistor jednoducho, Fototranzistor, Tranzistorový jav, Earlyho jav
![]() |
· Simulácie z fyziky· O Slovensku po slovensky· Slovenské kroje· Kurz národopisu· Diela maliarov· Kontrolné otázky, Domáce úlohy, E-testy - Priemysel· Odborné obrázkové slovníky· Poradňa žiadaného učiteľa· Rýchlokurz Angličtiny. Rozprávky (v mp3)· PREHĽADY (PRIBUDLO, ČO JE NOVÉ?)Seriály:· História sveta (1÷6)· História Slovenska (1÷5)· História módy (1÷5).
Členstvo na portáli
Poznámka pre autora
Copyright © 2013-2024 Wesline, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Mapa stránky ako tabuľka | Kurzy | Prehľady |