Tranzystor

  • tranzystor – trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny aktywny – wzmacniający sygnał elektryczny.
  • podział tranzystorów ze względu na typy użytych przełączników

 – bipolarne – prąd płynie przez półprzewodnik o różnym typie przewodnictwa (n i p) – należą tu tranzystory npni pnp;

 – unipolarne – prąd płynie przez półprzewodnik o jednym typie przewodnictwa – należą tu tranzystory FET (MSFET, PNFET, MOSFET, TFT).

Ryc

Ryc. 1 Schamat tranzystora: a) npn; b) pnp.

  • budowa tranzystora bipolarnego

 – baza (oznaczana literą B)

 – emiter (oznaczany literą E)

 – kolektor (oznaczany literą K)

  • działanie tranzystora bipolarnego – w stanie zatkania tranzystor nie przewodzi prądu. Możecie wyobrazić sobie zaporę pomiędzy kolektorem a bazą i emiterem. Jeśli do bazy doprowadzimy prąd:

- o zbyt małej wartości  (lub nie doprowadzimy go wcale) – stan zatkania – tranzystor pozostanie wyłączony, nie będzie  płynął prąd kolektora;

- o wartości przekraczającej progową wartość natężenia – stan przewodzenia (pracy liniowej) – złącze baza-emiter zostanie spolaryzowane w kierunku przewodzenia co spowoduje otwarcie i przepływ prądu przez złącze kolektor-emiter; stosunek prądu kolektora (IC) do prądu bazy (IB) to wzmocnienie prądowe tranzystora oznaczane literą β (beta) – im większy prąd bazy tym większy prąd kolektora;

IC = β x IB

prąd emitera jest równy sumie prądów kolektora i bazy (zgodnie z pierwszym prawem Kirchoffa):

IE = IC + IB

ale prąd bazy jest tak niewielki w stosunku do prądu kolektora, że prąd emitera jest niemalże równy prądowi kolektora:

IE ≈ IC

 – o wartości przekraczającej maksymalną wartość natężenia – stan nasycenia - tranzystor przewodzi w pełni, dalsze zwiększanie prądu bazy nie ma już wpływu na prąd kolektora, a może to wręcz uszkodzić tranzystor.

Prąd bazy (stosunkowo niewielki) steruje prądem płynącym przez złącze kolektor – emiter (dużo wyższym niż prąd bazy), który zostaje wzmocniony o współczynnik β. Dlatego właśnie tranzystor nazywany jest sterowalnym źródłem prądu.

Zasada działania tranzystorów bipolarnych (npn i pnp) jest ta sama, działają one w stosunku do siebie odwrotnie:

Ryc

Ryc. 2 Schematy tranzystorów: a) npn; b) pnp; linie emitera i kolektora pogrubiono, aby zobrazować większy prąd przez nie płynący, w stosunku do niewielkiego prądu bazy oznaczonej cieńszą linią.

 – NPN - prąd dopływa do bazy, sumuje się z prądem kolektora, a następnie wypływa z tranzystora przez emiter

Ryc

Ryc. 3 Wodne zobrazowanie pracy tranzystora npn: a)  stan zatkania – prąd nie płynie, mniejsza zapora w rynience „B” jest powiązana i blokuje większą zaporę na korytku „C”; b) stan przewodzenia – stosunkowo niewielki prąd bazy spowodował całkowite otwarcie zapory na korytku „C” i przepływ prądu przez tranzystor.

 – PNP – prąd dopływa do emitera, rozdziela się na prąd bazy i prąd kolektora; uwaga: to prąd bazy powoduje wymuszenie przepływu prądu przez złącze emiter – kolektor!

Ryc

Ryc. 4 Wodne zobrazowanie pracy tranzystora pnp: a)  stan zatkania – prąd nie płynie, mniejsza zapora w rynience „B” jest powiązana i blokuje większą zaporę na korytku „C”, ponadto do mniejszej zapory przywiązano sznureczek, który ją otwiera; b) stan przewodzenia – stosunkowo niewielki prąd bazy spowodował całkowite otwarcie zapory na korytku „C” i przepływ prądu przez tranzystor.

Dodaj komentarz