Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Orbis pictus 21. století Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Princip tranzistorů I. Princip tranzistorů I. Obor:Elektrikář Ročník: 1. Vypracoval:Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

3  Tranzistor je polovodičová součástka, jejíž hlavní funkcí je zesílení (napětí nebo proudu).  Základním typem tranzistoru je bipolární tranzistor sestávající ze tří polovodičových oblastí, buď N-P-N nebo P-N-P.  Každá z těchto oblastí má kovový kontakt – kolektor C, bázi B a emitor E.

4  Tranzistor obsahuje dva PN přechody jeden mezi bází a emitorem a druhý mezi bází a kolektorem.  Šířka prostřední oblasti (báze) je velmi malá, proto i krajní oblasti (emitor, kolektor) navzájem na sebe přes bázi působí.  Napájení tranzistorů NPN a PNP

5  Uvažujme jako nosiče elektrického náboje volné elektrony, díry se v polovodiči pohybují proti směru pohybu elektronů.  Pro připojení napájecího napětí na tranzistor NPN podle předchozího obrázku bude PN přechod báze – emitor po- larizován v propustném směru. PN přechod kolektor – emitor je polarizován závěrně.  Pokud mezi bází a emitorem bude dostatečné napětí (alespoň 0,6 V u křemíkového tranzistoru), podobně jako u křemíkové diody začne přechodem téct proud.  Volné elektrony jsou dodávané do zdrojem napětí do emitoru jsou přitahovány kladným napěťovým potenciálem báze.  Avšak protože je báze (střední P-oblast tranzistoru) velmi

6  úzká, nejsou všechny elektrony bází zachyceny a odvedeny, ale velká část prolétne až do kolektoru (i přes PN přechod v závěrném směru), kde jsou přitahovány kladným potenciálem na kontaktu kolektoru.

7  Poměr počtu elektronů, které jsou zachyceny bází, a elektronů, které projdou až do kolektoru je konstantní, tzn., že když se počet elektronů zachycených bází zdvojnásobí, zdvojnásobí i se i počet elektronů, které prolétnou do kolektoru.  Pro poměr kolektorového a bázového proudu musí tedy platit: a představuje tzv. proudový zesilovací činitel tranzistoru a dosahuje hodnot od 10 až do 500 (napájecí napětí kolektoru musí být dostatečné).  Tranzistor je tedy součástka, pomocí které můžeme malým proudem báze řídit proud kolektorem (zesilovat proud).  Tranzistor zesiluje proud, tzv. tranzistorový jev.

8  Podle základního principu tranzistoru jsou nazvány i jeho elektrody: emitor emituje (generuje) elektrony, báze je základnou, kterou se řídí jejich množství (proud) a kolektor je kolektuje (sbírá).  Z principu tranzistoru je zřejmé, že proud emitorem je součtem proudu bází a kolektorem (emitor dodává volné elektrony jak pro bázi, tak i pro kolektor):  Příklad: Určete proudový zesilovací činitel tranzistoru, když byl naměřen proud do báze 5 mA a proud kolektorem 250 mA. Určete rovněž emitorový proud.

9  Bipolární tranzistor (pracuje s oběma typy nosičů náboje – volnými elektrony i volnými dírami) lze do obvodu, který tvoří dvojbran (obvod – „black box“, který má vstupní svorky a výstupní svorky), zapojit několika způsoby.  Nejčastěji se v praxi vyskytuje zapojení se společným emitorem SE (emitor je připojen ke vstupu i k výstupu)  Bipolární tranzistor v zapojení SE z principu zesiluje proud, malý proud do báze (do vstupu) zapříčiňuje velký proud kolektorem (do výstupu).

10  Proto bývá proudový zesilovací činitel tranzistoru  označován jako parametr h 21E (E v indexu parametru h 21 specifikuje zapojení se společným emitorem SE):  Napájení tranzistoru v zapojení SE  Napěťový zdroj U B zajišťuje vhodné předpětí báze (pra- covní bod tranzisto- ru), v praxi je nejčas- těji odvozen od spo- lečného napájecího zdroje U N.

11  Napájení výstupního obvo- du (zajištění kolektorového proudu) je řešeno pomocí napěťového zdroje U N.  Na zatěžovacím odporu (kolektorovém odporu) R Z pak vzniká úbytek napětí odpovídající kolektorovému proudu.  Pokud je pomocí zdroje U B (bázové předpětí) otevřen PN přechod báze-emitor, malý proud ze vstupu (napětí z generátoru s vnitřním odporem) se sčítá s proudem z předpěťového zdroje.  Tato malá změna bázového proudu se projeví velkou změnou kolektorového proudu (  -krát) a tím i úbytkem napětí na zatěžovacím odporu U RZ.

12  Tranzistor zapojený jako SE, tedy zesiluje napětí ze vstupu (z generátoru) na zátěž zapojenou v kolektorovém obvodu.  Protože je PN přechod báze – emitor polarizován v propustném směru (zajištěno předpětím U B ) má i malý odpor (dynamický odpor diody v propustném směru za prahovým napětím), který představuje vstupní odpor tranzistoru R vst.  Aby bipolární tranzistor zesiloval musíme do báze dodávat určitý proud – bipolární tranzistor v zapojení SE pracuje v režimu proudového buzení (musíme dodávat ze vstupu výkon).  Naopak ve výstupním obvodě je v sérii se zatěžovacím odporem zapojen PN přechod kolektor – báze v závěrném směru a bipolární tranzistor v zapojení SE tedy vykazuje velký výstupní odpor R výst.

13  Zapojení vstupního obvodu zesilovače s tranzistorem v za- pojení SE  Předpokládejme, že pomocí předpětí U B je otevřen PN přechod báze – emitor tranzistoru. Střídavý signál z generátoru (např. audiosignál ze sluchátkového výstupu počítače) s vnitřním (z pohledu generátoru výstupním) odporem R G můžeme navázat přes vazební kondenzátor do bázového obvodu tranzistoru.  Vazební kondenzátor C vst zajistí oddělení stejnosměrného předpětí od zdroje (jinak by mohl stejnosměrný proud ze zdro-

14 je U B téct do generátoru místo do báze).  Na bázi tranzistoru se sečtou oba proudy (z předpěťového zdroje a z generátoru) a vytvoří napětí na bázi (úbytek na vstupním odporu tranzistoru).  Kolektorový proud je pak zesílen  -krát.

15  Proud i C pak vyvolá úbytek napětí na zátěži u RZ, tranzistor v zapojení SE zesiluje napětí z generátoru na napětí na zátěži.  Aby tranzistor jako zesilovač v zapojení SE pracoval dobře, musí být odpor R G malý vzhledem k R vst, jinak by vznikl odporový dělič R G -R vst a zesilovaný signál by byl utlumen.  Naopak R z musí být velký vzhledem k R výst, aby na něm vznikl velký úbytek napětí.

16 Děkuji Vám za pozornost Jiří Šebesta Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google