Tranzistor. Princip činnosti
Tranzistor je polovodičová elektronická součástka, která patří do kategorie aktivních elektronických součástek.
| NPN tranzistor a PNP tranzistor na schématech |
V závislosti na uspořádání polovodičových vrstev, tranzistory se dělí na dva hlavní typy – NPN tranzistory a PNP tranzistory.
Elektrody typického bipolárního tranzistoru se nazývají báze, emitor a kolektor. Kolektor a emitor tvoří hlavní obvod elektrického proudu v tranzistoru a báze je navržena tak, aby regulovala velikost proudu v tomto obvodu.
Na symbolu tranzistoru ukazuje šipka na emitorovém terminálu směr proudu.
Jak funguje tranzistor?
Bázový obvod tranzistoru řídí proud tekoucí v obvodu kolektor-emitor. Změnou malého napětí přivedeného na bázi v malém rozsahu lze proud v obvodu kolektor-emitor měnit v poměrně širokém rozsahu.
| Princip činnosti bipolárního tranzistoru se strukturou NPN. Proud přivedený do báze otevírá tranzistor a umožňuje průtok proudu v obvodu kolektor-emitor. S malým proudem přivedeným do báze je možné řídit proud s vysokým výkonem tekoucí z kolektoru do emitoru. |
Schéma znázorňující princip fungování tranzistoru
Sestavme si diagram, který to jasně ukazuje tranzistorová operace
a princip jeho zapojení. Budeme potřebovat tranzistor s NPN strukturou, například 2N3094, proměnný nebo trimrový rezistor, rezistor s konstantním odporem a žárovku do baterky. Jmenovité hodnoty elektronických zařízení jsou uvedeny na schématu.
Změnou odporu proměnného rezistoru R1 budeme pozorovat, jak se mění jas žárovky H1.
Pevný rezistor R2 v tomto obvodu funguje jako omezovač, který chrání bázi tranzistoru před příliš velkým proudem, který do ní může být dodáván v okamžiku, kdy odpor proměnného rezistoru blíží nule. Omezovací rezistor zabraňuje selhání tranzistoru.
Nyní zkusme nahradit lampu nízkoenergetickým elektromotorem. Otáčením osy proměnného rezistoru můžeme pozorovat plynulou změnu rychlosti otáčení elektromotoru M1.
Tranzistory se používají v obvodech robotů k zesilování signálů ze senzorů, k řízení motorů a tranzistory lze použít k sestavení logických prvků, které implementují operace logické negace, logického násobení a logického sčítání. Tranzistory jsou základem téměř všech moderních mikroobvodů.
Tranzistory se dělí do dvou velkých podskupin: bipolární a polníBěžně se používají k zesilování, generování a převodu elektrických signálů. V roce 1956 obdrželi William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain Nobelovu cenu za fyziku za vynález bipolárního tranzistoru.
BIPOLÁRNÍ TRANSISTORY.
[reklamy]
Bipolární tranzistor — je polovodičová součástka se dvěma p-n přechody, která má tři vývody. Činnost bipolárního tranzistoru je založena na použití nosičů náboje obou znamének (dír a elektronů) a řízení proudu protékajícího jím se provádí pomocí řídicího proudu.
Bipolární tranzistor je nejběžnější aktivní polovodičová součástka.
Struktura tranzistoru. Bipolární tranzistor v zásadě obsahuje tři vrstvy polovodiče (p-n-p nebo n-p-n) a podle toho dva p-n přechody. Každá vrstva polovodiče je připojena k externímu vývodu přes neusměrňovací kontakt kov-polovodič.
Střední vrstva a odpovídající terminál se nazývají báze, jedna z vnějších vrstev a odpovídající terminál se nazývají emitor a druhá vnější vrstva a odpovídající terminál se nazývají kolektor.
Uveďme schematické, zjednodušené znázornění struktury tranzistoru typu n-p-n (Obr. 1, a) a dvě přijatelné varianty konvenčního grafického označení (Obr. 1, b). Typ tranzistoru p-n-p je uspořádán podobně. V tomto případě bude „šipka“ emitoru směřovat opačným směrem – k bázi. Šipky emitoru ukazují směr proudů procházejících tranzistorem.
Obr. 1. Schematické znázornění struktury tranzistoru
Tranzistor se nazývá bipolární, protože proces toku elektrického proudu zahrnuje nosiče elektřiny dvou znamének – elektrony a díry. V různých typech tranzistorů je však role elektronů a děr odlišná.
Tranzistory typu n-p-n jsou běžnější ve srovnání s tranzistory typu p-n-p, protože obvykle mají lepší parametry. To se vysvětluje následovně: hlavní roli v elektrických procesech v tranzistorech typu n-p-n hrají elektrony a v tranzistorech typu p-n-p díry. Elektrony mají dva až třikrát větší mobilitu než díry.
Je důležité si uvědomit, že ve skutečnosti je plocha kolektorového přechodu mnohem větší než plocha emitorového přechodu, protože taková asymetrie výrazně zlepšuje vlastnosti tranzistoru.
- Novoroční girlandové schémata
- Na Silvestra se mnoho radioamatérů zabývá otázkou: jak oživit novoroční stromeček?
- Jednoduchý přijímač 27 MHz
- Jednoduchý přijímač 27 MHz
