Jednoduše řečeno tranzistor. Co je to tranzistor - typy polovodičových součástek a způsoby ověřování

Elektronika nás obklopuje všude. Téměř nikdo se ale nezamýšlí nad tím, jak to celé funguje. Ve skutečnosti je vše docela jednoduché. To se dnes pokusíme ukázat. Začněme tímto důležitý prvek jako tranzistor. Řekneme vám, co to je, co dělá a jak funguje tranzistor.

Co je to tranzistor?

Tranzistor- polovodičové zařízení určené k řízení elektrického proudu.

Kde se používají tranzistory? Ano, všude! Bez tranzistorů se neobejde prakticky žádná moderní technologie. Kruhový diagram. Jsou široce používány ve výrobě počítačová věda, audio a video zařízení.

Časy, kdy Sovětské mikroobvody byly největší na světě, prošly a velikost moderních tranzistorů je velmi malá. Takže nejmenší z přístrojů má velikost řádově nanometr!

Řídicí panel nano označuje velikost řádově deset až mínus devátá mocnina.

Existují však obří exempláře, které se používají především v oblastech energetiky a průmyslu.

Existovat odlišné typy tranzistory: bipolární a polární, přímé a reverzní vedení. Provoz těchto zařízení je však založen na stejném principu. Tranzistor je polovodičová součástka. Jak je známo, nosiče náboje v polovodiči jsou elektrony nebo díry.

Oblast s přebytkem elektronů je označena písmenem n(negativní) a oblast s vodivostí otvoru p(pozitivní).

Jak funguje tranzistor?

Aby bylo vše velmi jasné, zvažte práci bipolární tranzistor (nejoblíbenější typ).

(dále jen tranzistor) je polovodičový krystal (nejčastěji používaný křemík nebo germanium), rozdělené do tří zón s různou elektrickou vodivostí. Podle toho jsou zóny pojmenovány kolektor, základna A emitor. Tranzistorové zařízení a jeho schematické znázornění je znázorněno na obrázku níže.

Samostatné tranzistory s přímou a zpětnou vodivostí. Tranzistory P-n-p se nazývají propustné tranzistory a tranzistory n-p-n se nazývají reverzní.

Nyní o tom, jaké jsou dva režimy provozu tranzistorů. Samotná činnost tranzistoru je podobná činnosti vodovodního kohoutku nebo ventilu. Pouze místo vody - elektrický proud. Jsou možné dva stavy tranzistoru - pracovní (tranzistor otevřen) a klidový stav (tranzistor uzavřen).

Co to znamená? Když je tranzistor zavřený, neprotéká jím žádný proud. V otevřeném stavu, kdy je na bázi přiveden malý řídicí proud, se tranzistor otevře a vysoký proud začne protékat emitorem-kolektorem.

Fyzikální procesy v tranzistoru

A nyní více o tom, proč se vše děje tímto způsobem, tedy proč se tranzistor otevírá a zavírá. Vezměme si bipolární tranzistor. Nech to být n-p-n tranzistor.

Pokud připojíte napájecí zdroj mezi kolektor a emitor, elektrony kolektoru se začnou přitahovat ke kladnému pólu, ale mezi kolektorem a emitorem nebude proud. Tomu brání základní vrstva a samotná vrstva emitoru.

Pokud je však mezi bázi a emitor zapojen další zdroj, začnou elektrony z oblasti n emitoru pronikat do oblasti bází. V důsledku toho bude oblast báze obohacena o volné elektrony, z nichž některé budou rekombinovat s dírami, některé budou proudit do plusu báze a některé (většina) půjde do kolektoru.

Tranzistor se tedy otevře a protéká v něm proud emitor-kolektor. Pokud se základní napětí zvýší, zvýší se také proud kolektor-emitor. Navíc při malé změně řídicího napětí je pozorováno výrazné zvýšení proudu kolektorem-emitorem. Právě na tomto efektu je založen provoz tranzistorů v zesilovačích.

To je celý smysl toho, jak tranzistory v kostce fungují. Potřebujete spočítat výkonový zesilovač na bipolárních tranzistorech přes noc, nebo provést laboratorní práce studovat činnost tranzistoru? To není problém ani pro začátečníka, pokud využijete pomoci našich specialistů studentského servisu.

V takovém případě vyhledejte odbornou pomoc důležité záležitosti jako studovat! A teď, když už máte představu o tranzistorech, zveme vás k odpočinku a sledování videa skupiny Korn „Twisted transistor“! Například se rozhodnete, obraťte se na Korespondenci.

Obvykle může být bipolární tranzistor nakreslen ve formě polovodičové desky s různými oblastmi různé vodivosti, sestávající ze dvou p-n křižovatka ov. Navíc krajní oblasti desky mají vodivost jednoho typu a střední oblast opačného typu, každá z oblastí má svůj vlastní osobní závěr.

V závislosti na střídání těchto oblastí mají tranzistory p-n-p a n-p-n vodivost.

A když vezmeme a zakryjeme jakoukoliv část tranzistoru, tak dostaneme polovodič s jedním p-n přechodem nebo diodu. To vede k závěru, že bipolární tranzistor může být podmíněně reprezentován jako dva polovodiče s jednou společnou zónou, spojené proti sobě.

Část tranzistoru, jejímž účelem je injektovat nosiče náboje do báze, se nazývá emitor a odpovídající p-n přechod je emitor a část prvku, jejímž účelem je odstranit nebo extrahovat nosiče náboje z báze, se nazývá kolektor. a p-n přechod je kolektor. Společný prostor se nazýval základna.

Rozdíl v označení různých struktur je pouze ve směru šipky emitoru: v p-n-p směřuje k základně a v n-p-n naopak pryč od základny.

Jaký je rozdíl mezi PNP a NPN tranzistory? Pokusil jsem se v tomto videu ukázat rozdíl v činnosti dvou typů bipolárních tranzistorů. Použil jsem dostupné rádiové části, jako je LED (a odpor pro ochranu), abych ukázal, jak to funguje. V příkladu jsem použil tranzistory jako 2n2907 a bc337. Napětí jsem reguloval proměnným rezistorem (potenciometrem).

V počátečním období vývoje polovodičové elektroniky se vyráběly pouze z germania technologií příměsové fúze, proto se jim říkalo legované. Základem je například krystal germania a do něj tavím malé kousky india.

Atomy india pronikají do těla krystalu germania a vytvářejí v něm dvě oblasti - kolektor a emitor. Mezi nimi je velmi tenká vrstva polovodiče opačného typu, několik mikronů - báze. A aby byl krystal schovaný před světlem, je schovaný v pouzdře.

Na obrázku je vidět, že ke kovovému disku je přivařen držák krystalu, který je výstupem ze základny, a ze spodní strany disku je jeho vnější drát.

Vnitřní přívody kolektoru a emitoru jsou přivařeny k vodičům vnějších elektrod.

S rozvojem elektroniky začali zpracovávat křemíkové krystaly a vynalezli křemíková zařízení, která téměř úplně vyřadila germaniové tranzistory.

Jsou schopni pracovat s více vysoké teploty, mají nižší hodnotu zpětného proudu a další vysokého napětí zhroutit se.

Hlavní výrobní metodou je planární technologie. Takový p-n tranzistory přechody jsou umístěny ve stejné rovině. Princip metody je založen na difúzi nebo tavení nečistoty do křemíkového plátku, který může být v plynné, kapalné nebo pevné složce. Při zahřátí na přísně pevnou teplotu difundují prvky nečistot do křemíku.

V tento případ jedna z kuliček vytváří tenkou základní oblast a druhá emitor. V důsledku toho se v křemíku vytvoří dva p-n přechody. Tato technologie se používá k výrobě nejběžnějších typů křemíkových tranzistorů v továrně.

Kromě toho se pro výrobu tranzistorových struktur široce používají kombinované metody: fúze a difúze nebo různé možnosti difúze, například oboustranná nebo oboustranná.

Udělejme praktický experiment, k tomu potřebujeme jakýkoli tranzistor a žárovku ze staré baterky a trochu montážního drátu, abychom mohli tento obvod sestavit.

Žárovka svítí, protože na kolektorový přechod je přivedeno přímé předpětí, které odblokuje kolektorový přechod a protéká jím kolektorový proud Ik. Jeho hodnota závisí na odporu vlákna žárovky a vnitřní odpor baterie nebo napájecí zdroj.

A nyní představíme toto schéma ve strukturální podobě:

Protože elektrony jsou hlavními nosiči náboje v oblasti N, procházejí potenciálem p-n bariéra přechodu, spadají do oblasti děr typu p a stávají se menšinovými nosiči náboje, kde je začínají absorbovat většinovými nosiči dírami. Otvory z kolektoru mají tendenci se stejným způsobem dostat do oblasti báze a jsou absorbovány hlavními nosiči náboje elektrony.

Vzhledem k tomu, že základna je v mínusu zdroje energie, bude k ní proudit spousta elektronů, které kompenzují ztráty z oblasti základny. A kolektor, připojený k plusu přes vlákno lampy, je schopen přijmout stejné číslo, takže koncentrace otvorů bude obnovena.

Vodivost p-n přechodu se výrazně zvýší a kolektorovým přechodem začne protékat kolektorový proud Ik. A čím je vyšší, tím silněji bude žárovka hořet.

K podobnému procesu dochází také v obvodu přechodu emitoru. Obrázek ukazuje možnost připojení obvodu pro druhý experiment.

Proveďme další praktický experiment a připojte základnu tranzistoru k plusu PSU. Žárovka nesvítí, jelikož jsme p-n přechod tranzistoru zapojili opačně a odpor přechodu prudce vzrostl a prochází jím jen velmi malý zpětný kolektorový proud Ikbo, který není schopen rozsvítit vlákno žárovky .

Provedeme další zajímavý experiment, připojíme žárovku podle obrázku. Žárovka nesvítí, podívejme se proč.

Pokud je na emitor a kolektor přivedeno napětí, pak pro jakoukoli polaritu zdroje energie bude jeden z přechodů vpřed a druhý v opačném směru, a proto nebude protékat žádný proud a světlo se nerozsvítí.

Z blokového diagramu je velmi jasné, že přechod emitoru je dopředně zaujatý a otevřený a čeká na přijetí volných elektronů. Kolektorový přechod je naopak zapojen v opačném směru a zabraňuje vstupu elektronů do báze. Mezi kolektorem a základnou se vytvoří potenciální bariéra, která bude vyvíjet proud velký odpor a lampa se nerozsvítí.

Do našeho obvodu přidáme pouze jednu propojku, kterou propojíme emitor a patici, ale žárovka stále nesvítí.

Zde je v zásadě vše jasné, když jsou základna a emitor uzavřeny propojkou, kolektorový přechod se změní na diodu, která přijímá zpětné napětí zaujatost.

Namísto propojky nainstalujte odpor Rb s nominální hodnotou 200 - 300 Ohmů a další zdroj 1,5 V. Jeho mínus připojíme přes Rb k základně a plus k emitoru. A stal se zázrak, žárovka se rozsvítila.

Lampa se rozsvítila, protože jsme mezi základnu a emitor připojili další zdroj energie a tím jsme přivedli stejnosměrné napětí na přechod emitoru, což vedlo k jeho otevření a protékal jím stejnosměrný proud, který odblokoval kolektorový přechod tranzistoru. . Tranzistor se otevře a protéká jím kolektorový proud Ik, který je mnohonásobně větší než proud emitor-báze. A tak se rozsvítila tato současná žárovka.

Pokud změníme polaritu přídavného zdroje energie a aplikujeme plus na základnu, uzavře se přechod emitoru a následně kolektor. Reverzní Ikbo proteče tranzistorem a světlo přestane hořet.

Hlavní funkcí rezistoru Rb je omezit proud v základním obvodu. Pokud je do báze přivedeno všech 1,5 voltů, pak přechodem poteče příliš velký proud, v důsledku čehož dojde k tepelnému průrazu přechodu a tranzistor může shořet. Pro germaniové tranzistory odblokovací napětí by mělo být asi 0,2 voltu a pro křemík 0,7 voltu.

Pojďme se obrátit na blokové schéma: Při přivedení dalšího napětí na základnu se přechod emitoru otevře a volné otvory z emitoru se vzájemně absorbují elektrony báze a vytvoří stejnosměrný proud báze Ib.

Ale ne všechny díry, které se dostanou do základny, se rekombinují s elektrony. Protože oblast báze je poměrně úzká, základní elektrony absorbují pouze nepodstatnou část děr.

Hlavní objem otvorů emitoru přeskakuje základnu a spadá pod více vysoká úroveň záporné napětí v kolektoru a spolu s otvory kolektoru proudí na jeho zápornou svorku, kde jsou vzájemně absorbovány elektrony z hlavního zdroje energie GB. Odpor kolektorového obvodu emitor-báze-kolektor prudce klesne a začne v něm protékat propustný proud kolektoru Ik, který je mnohonásobně vyšší než základní proud Ib obvodu emitor-báze.

Čím vyšší je úroveň odblokovacího napětí na bázi, čím vyšší je počet otvorů od emitoru k základně, tím vyšší je hodnota proudu v kolektoru. Naopak, čím nižší je spouštěcí napětí na bázi, tím nižší je proud v kolektorovém obvodu.

V těchto experimentech začínajícího radioamatéra na principech činnosti tranzistoru je v jednom ze dvou stavů: otevřený nebo zavřený. Přepínání z jednoho stavu do druhého se provádí působením odblokovacího napětí založeného na Ub. Tento režim činnosti tranzistoru v elektronice se nazývá klíčový režim. Používá se v přístrojích a automatizačních zařízeních.

V režimu zesílení pracuje tranzistorový zesilovač v obvodech přijímače a zesilovačích. zvukový kmitočet(ULF a ULF). Při provozu se v obvodu báze používají malé proudy, které řídí velké proudy v kolektoru.To je rozdíl mezi režimem zesílení a režimem spínání, který pouze otevírá nebo zavírá tranzistor v závislosti na napětí na bázi

Tranzistor je velmi běžná aktivní rádiová součástka, která se vyskytuje téměř ve všech obvodech a velmi často, zejména při experimentálních kurzech osvojování základů elektroniky, selhává. Proto bez dovednosti kontroly tranzistorů je pro vás lepší se do elektroniky nemíchat. Pojďme tedy zjistit, jak zkontrolovat tranzistor.

13. Zařízení a princip činnosti tranzistorů

V závislosti na principu činnosti a konstrukčních vlastnostech jsou tranzistory rozděleny do dvou velkých tříd: bipolární a polní.

Bipolární tranzistory jsou polovodičová zařízení se dvěma nebo více interagujícími elektrickými p-n přechody a třemi nebo více terminály, jejichž zesilovací vlastnosti jsou způsobeny jevem injekce a extrakce vedlejších nosičů náboje.

V současné době jsou široce používány bipolární tranzistory se dvěma p-n přechody, kterým je tento termín nejčastěji označován. Skládají se ze střídajících se oblastí (vrstev) polovodiče s elektrickou vodivostí různých typů. V závislosti na typu elektrické vodivosti vnějších vrstev se rozlišují tranzistory r-p-r a n-p-n-typů.

Tranzistory, ve kterých jsou na kontaktních plochách polovodičových vrstev vytvořeny p-n přechody, se nazývají planární

bipolární tranzistor je polovodičový krystal sestávající ze tří vrstev se střídavou vodivostí a opatřený třemi přívody (elektrodami) pro připojení k vnějšímu obvodu.

Na Obr. 1,5 a b ukazuje označení obvodu dvou typů tranzistorů p-p-p-typ A p-r-p- typ . Vnější vrstvy se nazývají vyzařovatrum(E) a kolektor(K), mezi nimi je základna(B). Třívrstvá struktura má dva p-n přechody: emitorový přechod mezi emitorem a základnou a kolektorová křižovatka mezi základnou a kolektorem. Jako výchozí materiál pro tranzistory se používá germanium nebo křemík.

Při výrobě tranzistoru musí být splněny dvě podmínky:

tloušťka základny (vzdálenost mezi emitorem a kolečkem

lektorské přechody) by měly být malé ve srovnání se střední volnou cestou nosičů náboje;

2) koncentrace nečistot (a hlavních nosičů náboje) v zářiči musí být výrazně vyšší než v bázi (N A >> N D PROTI r-p-r tranzistor).

Zvažte princip fungování r-p-r tranzistor.

Tranzistor je zapojen do série se zatěžovacím odporem Rk v obvodu zdroje kolektorového napětí E Na . Řídicí EMF je přivedeno na vstup tranzistoru E B", jak je znázorněno na obr. 1.6, a. Takové sepnutí tranzistoru při vstupu ( E B , R B ) a den volna ( E NA , R NA ) řetězce mají společný bod - emitor, je nejběžnější a nazývá se inkluze se společným emitorem(OE).

Při absenci stresu (E B =0, E NA\u003d 0) přechody emitoru a kolektoru jsou v rovnovážném stavu, proudy přes ně jsou rovné nule. Oba přechody mají dvojitou elektrickou vrstvu, složenou z iontů nečistot, a potenciální bariéru  o, která je pro každý z přechodů jiná. Rozložení potenciálů v tranzistoru za nepřítomnosti napětí je znázorněno na Obr. 1,6b přerušovaná čára.

Polarita vnějších zdrojů E B a E NA je zvolen tak, že na přechodu emitoru je propustné napětí (mínus zdroj E B aplikované na základnu, plus - na emitor) a na kolektorovém přechodu - zpětné napětí (mínus zdroj E NA- ke kolektoru, plus - k emitoru) a napětí |Uke|> |Ube| (napětí na kolektorovém uzlu Ukb \u003d Uke-Ube) S tímto zahrnutím zdrojů E B a E NA rozložení potenciálu v tranzistoru má tvar znázorněný na Obr. .1.6, b Nepřerušovaná čára. Potenciální bariéra dopředně předpjatého emitorového přechodu se snižuje a potenciální bariéra se zvyšuje na kolektorovém přechodu. V důsledku aplikace propustného napětí na přechod emitoru začíná zvýšená difúze (injekce) děr z emitoru do báze. Elektronickou složku difúzního proudu přes přechod emitoru lze zanedbat, protože R R >>p P , protože podmínka byla stanovena výše N A >>N D . Tedy proud emitoru I E \u003d I Edif R. Pod vlivem difúzních sil se v důsledku poklesu koncentrace podél základny pohybují otvory od emitoru ke kolektoru. Jelikož báze v tranzistoru je tenký, většina děr vstříknutých emitorem dosáhne kolektorového spojení, aniž by vstoupila do rekombinačních center. Tyto otvory jsou zachyceny polem kolektorového přechodu posunutým v opačném směru, protože toto pole se u menšinových nosičů zrychluje - otvory v základně typu n. Proud děr, který se dostal z emitoru do kolektoru, je uzavřen přes vnější obvod, zdroj E NA . Se zvýšením proudu emitoru o I E se kolektorový proud zvýší o I K = I E. Vzhledem k nízké pravděpodobnosti rekombinace v tenké bázi je koeficient přenosu proudu emitoru  \u003d I K / I E \u003d 0,9–0,99 .

Malá část děr vstříknutých emitorem vstupuje do rekombinačních center a mizí, rekombinuje se s elektrony. Náboj těchto otvorů zůstává v základně a pro obnovení neutrality náboje základny z vnějšího obvodu kvůli zdroji Ev elektrony vstupují do báze. Proto je základním proudem rekombinační proud I rec \u003d I E (1-) Kromě uvedených hlavních složek tranzistorového proudu je nutné vzít v úvahu možnost přechodu menšinových nosičů, které vznikají v báze a kolektor jako výsledek generování nosiče přes kolektorový přechod, na který je aplikováno zpětné napětí. Tento malý proud (průchod děr z báze do kolektoru a elektronů z kolektoru do báze) je podobný zpětnému proudu r-p přechod, nazývaný také kolektorový přechod zpětný proud nebo tepelný proud a je označeno I kbo (obr. 1.6, a)

FET- polovodičová zařízení, která prakticky nespotřebovávají proud ze vstupního obvodu.

Tranzistory s efektem pole se dělí na dva typy, lišící se od sebe principem činnosti: a) s r-p přechod; b) typu MDP.

. 1.6.1. FET sr-p přechod mají strukturu, jejíž řez je znázorněn na obr. 1,9, a. Vrstva s vodivostí typu p se nazývá kanál, má dva výstupy do vnějšího obvodu: S- skladem A A- zdroj. Vrstvy s typem vodivosti P, obklopující kanál jsou propojeny a mají výstup na externí obvod, tzv závěrka 3. Připojení zdrojů napětí k zařízení je znázorněno na Obr. 1.9, a, na Obr. 1.9.6 ukazuje označení obvodu tranzistoru s efektem pole s r-p křižovatka a kanál typu p. Existují také tranzistory s efektem pole s kanálem typu n, jejich označení je na obr. 1.9 PROTI, princip činnosti je podobný, ale směry proudů a polarita použitých napětí jsou opačné.

Zvažte princip činnosti tranzistoru s efektem pole s kanálem typu p. Na Obr. 1.9 G rodina odvodňovacích (výstupních) charakteristik tohoto zařízení je dána Iс=f(Uс) při Uз=konst.

S řídicím napětím Uzi = 0 a mezi kolektor a zdroj je zapojen zdroj napětí Usi Kanálem protéká proud, který závisí na odporu kanálu. Napětí Us Toto napětí aplikované rovnoměrně po délce kanálu způsobí reverzní předpětí r-p přechod mezi kanálem typu p a n-vrstvou s nejvyšším zpětným napětím napříč r-p přechod existuje v oblasti sousedící s odtokem a poblíž zdroje r-p přechod je v rovnováze. S rostoucím napětím Usi elektrická dvouvrstvá oblast r-p přechod, ochuzený o mobilní nosiče náboje, se rozšíří, jak je znázorněno na obr. 1.10, A. Rozšíření přechodu je zvláště výrazné v blízkosti svodu, kde je zpětné napětí na přechodu větší. Rozšíření r-p přechod vede k zúžení proudově vodivého kanálu tranzistoru a odpor kanálu se zvyšuje. V důsledku nárůstu odporu kanálu s rostoucím Us má charakteristika kolektoru tranzistoru s efektem pole nelineární charakter (obr. 1.9, d). Při nějakém napětí Usi hranic r-p přechody jsou uzavřeny (tečkovaná čára na obr. 1.10, a), a nárůst proudu Ic s rostoucí Ucb zastaví.

Když je na hradlo přivedeno kladné napětí Uzi>0 r-p přechod je ještě více posunut do oblasti zpětného napětí, šířka přechodu se zvětšuje, jak je znázorněno na Obr. 1.10.6. V důsledku toho se kanál vedoucí proud zužuje a proud Ic klesá. Tedy zvýšení napětí Uzi. je možné snížit Ic, což je patrné z úvahy na Obr. 1.9 G. Na jistý Uzi zavolal vypínací napětí, neexistuje prakticky žádný odtokový proud. Poměr změny svodového proudu I C ke změně napětí mezi hradlem a zdrojem Uzi při Usi = konst, která to způsobila, se nazývá sklon:S = I C /Uzi at Usi = konst

Na rozdíl od bipolárních tranzistorů jsou FETy řízeny napětím a hradlovým obvodem protéká pouze malý tepelný proud Iz. r-p křižovatka pod zpětným napětím.

V tomto článku se pokusíme popsat princip fungování Nejběžnějším typem tranzistoru je bipolární tranzistor. bipolární tranzistor je jedním z hlavních aktivních prvků radioelektronických zařízení. Jeho účelem je pracovat na zesílení výkonu elektrického signálu přicházejícího na jeho vstup. Zesílení výkonu se provádí přes vnější zdroj energie. Tranzistor je elektronická součástka se třemi svorkami.

Konstrukční prvek bipolárního tranzistoru

Pro výrobu bipolárního tranzistoru je potřeba polovodič děrového nebo elektronického typu vodivosti, který se získá difúzí nebo fúzí s akceptorovými nečistotami. V důsledku toho se na obou stranách základny vytvářejí oblasti s polárními typy vodivosti.

Bipolární tranzistory podle vodivosti jsou dvou typů: n-p-n a p-n-p. Pravidla provozu, kterým podléhá bipolární tranzistor s vodivostí n-p-n (pro p-n-p je nutné změnit polaritu přiváděného napětí):

1. Kladný potenciál na kolektoru je důležitější než na emitoru.
2. Každý tranzistor má své maximum platné parametry Ib, Ik a Uke, jejichž přebytek je v zásadě nepřijatelný, protože to může vést ke zničení polovodiče.
3. Svorky báze-emitor a báze-kolektor fungují jako diody. Dioda ve směru báze-emitor je zpravidla otevřená a ve směru báze-kolektor je předpětí v opačném směru, to znamená, že příchozí napětí interferuje s tokem. elektrický proud skrze něj.
4. Pokud jsou splněny body 1 až 3, pak je proud Ik přímo úměrný proudu Ib a má tvar: Ik = he21*Ib, kde he21 je proudový zisk. Toto pravidlo charakterizuje hlavní kvalitu tranzistoru, totiž to, že malý proud báze řídí silný kolektorový proud.

U různých bipolárních tranzistorů stejné řady se index he21 může zásadně měnit od 50 do 250. Jeho hodnota závisí také na protékajícím kolektorovém proudu, napětí mezi emitorem a kolektorem a na okolní teplotě.

Pojďme si prostudovat pravidlo číslo 3. Z toho vyplývá, že napětí aplikované mezi emitorem a bází by se nemělo výrazně zvyšovat, protože pokud je napětí báze o 0,6 ... 0,8 V větší než na emitoru (propustné napětí diody), pak bude extrémně velký proud objevit. V pracovním tranzistoru jsou tedy napětí na emitoru a bázi vzájemně propojena podle vzorce: Ub \u003d Ue + 0,6 V (Ub \u003d Ue + Ube)

Připomeňme ještě jednou, že všechny tyto body se týkají tranzistorů s vodivostí n-p-n. Pro typ pnp vše by se mělo obrátit.

Měli byste také věnovat pozornost skutečnosti, že kolektorový proud nemá žádnou souvislost s vodivostí diody, protože na diodu kolektorové báze je zpravidla přiváděno zpětné napětí. Navíc proud protékající kolektorem velmi málo závisí na potenciálu na kolektoru (tato dioda je podobná malému zdroji proudu)

Když je tranzistor zapnut v zesilovacím režimu, přechod emitoru je otevřený a přechod kolektoru je uzavřen. Toho se dosáhne připojením napájecích zdrojů.

Protože je přechod emitoru otevřený, bude jím procházet emitorový proud, vznikající přechodem děr z báze do emitoru, stejně jako elektrony z emitoru do báze. Proud emitoru tedy obsahuje dvě složky - díru a elektron. Vstřikovací poměr určuje účinnost emitoru. Vstřikování náboje se týká přesunu nosičů náboje ze zóny, kde byly dominantní, do zóny, kde se stávají vedlejšími.

V bázi se elektrony rekombinují a jejich koncentrace v bázi se doplňuje z plusu zdroje EE. V důsledku toho v elektrický obvod základnou poteče docela slabý proud. Zbývající elektrony, které se nestihly rekombinovat v bázi, se pod urychlujícím účinkem pole zablokovaného kolektorového přechodu jako menšinové nosiče přesunou do kolektoru a vytvoří kolektorový proud. Přenos nosičů náboje ze zóny, kde byly vedlejší, do zóny, kde se stávají hlavními, se nazývá extrakce elektrických nábojů.

Tranzistor je zařízení, které pracuje na polovodičích s elektronickou náplní. Je navržen tak, aby transformoval a zesiloval elektrické signály. Existují dva typy zařízení: a unipolární tranzistor neboli pole.

Pokud v tranzistoru pracují současně dva typy nosičů náboje – díry a elektrony, pak se nazývá bipolární. Pokud v tranzistoru funguje pouze jeden typ náboje, pak je unipolární.

Představte si fungování obyčejného vodovodního kohoutku. Otočení ventilu - průtok vody se zvýšil, otočení opačným směrem - průtok se snížil nebo zastavil. V praxi jde o princip fungování tranzistoru. Jen místo vody jím protéká proud elektronů. Princip činnosti tranzistoru bipolárního typu je charakteristický tím, že tímto elektronickým zařízením procházejí dva typy proudu. Dělí se na velké, neboli hlavní a malé, neboli manažerské. Navíc výkon řídicího proudu ovlivňuje výkon hlavního. Zvažte princip jeho fungování se liší od ostatních. Projde pouze jedním, který závisí na prostředí

Bipolární tranzistor je vyroben ze 3 vrstev polovodiče a hlavně ze dvou PN přechodů. Je nutné rozlišovat mezi PNP a NPN přechody, a tedy tranzistory. U těchto polovodičů dochází ke střídání elektronového a děrového vedení.

Bipolární tranzistor má tři piny. Jedná se o základnu, kontakt vycházející z centrální vrstvy a dvě elektrody na okrajích - emitor a kolektor. Ve srovnání s těmito koncovými elektrodami je základní vrstva velmi tenká. Na okrajích tranzistoru není oblast polovodiče symetrická. Pro správné fungování U tohoto zařízení by polovodičová vrstva umístěná na straně kolektoru měla být o něco silnější než na straně emitoru.

Principy činnosti tranzistoru jsou založeny na fyzikální procesy. Pojďme pracovat s modelem PNP. Činnost modelu NPN bude podobná, s výjimkou polarity napětí mezi hlavními prvky, jako je kolektor a emitor. Bude ukazovat opačným směrem.

Látka typu P obsahuje díry nebo kladně nabité ionty. Hmota typu N se skládá ze záporně nabitých elektronů. V tranzistoru, který uvažujeme, je počet děr v oblasti P velký více množství elektrony v oblasti N.

Když je zdroj napětí připojen mezi části, jako je emitor a kolektor, principy činnosti tranzistoru jsou založeny na skutečnosti, že otvory se začínají přitahovat k pólu a shromažďovat se v blízkosti emitoru. Ale není tam žádný proud. Elektrické pole ze zdroje napětí se nedostane do kolektoru z důvodu silné vrstvy emitorového polovodiče a základní polovodičové vrstvy.
Poté připojíme zdroj napětí s jinou kombinací prvků, a to mezi bázi a emitor. Nyní díry směřují k základně a začnou interagovat s elektrony. Střední část základny je prosycena otvory. Výsledkem jsou dva proudy. Velké - od emitoru ke kolektoru, malé - od základny k emitoru.

Se zvýšením napětí báze bude ve vrstvě N ještě více děr, proud báze se zvýší a proud emitoru se mírně zvýší. To znamená, že s malou změnou základního proudu se proud emitoru značně zvyšuje. V důsledku toho získáme růst signálu v bipolárním tranzistoru.

Zvažte principy fungování tranzistoru v závislosti na režimech jeho provozu. Rozlišujte mezi normálním aktivním režimem, režimem inverzní aktivní saturace a režimem cutoff.
Na aktivní režim provozu, přechod emitoru je otevřený a přechod kolektoru je uzavřen. V reverzním režimu se vše děje naopak.