Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ENI-3.ME-15_Bipolární tranzistor Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA Ročník třetí Datum tvorby Srpen 2012 Anotace Tématický celek je zaměřen na problematiku základů elektroniky. Prezentace je určena studentům 3.ročníku, slouží jako doplněk učiva. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Tranzistor (Transfer rezistor) Tranzistorový jev (efekt) byl objeven a tranzistor vynalezen 16. prosince 1947 v Bellových laboratořích týmem ve složení William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain. Za tento objev jim byla roku 1956 udělena Nobelova cena za fyziku, jednalo se o velmi významný objev, který vedl k faktickému vědeckotechnickému převratu v oblasti aplikované elektrotechniky.

Tranzistor (Transfer rezistor) Tranzistor (Transfer rezistor ) je polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN. Je základem všech dnešních integrovaných obvodů, jako např. procesorů, pamětí atd. Tranzistory bipolární využívají oba druhy nosičů elektrického náboje, tj. elektronů a děr, kdežto tranzistory unipolární využívají buďto jen elektronů, nebo jen děr. Složení tranzistoru se skládá ze tří vrstev Emitor E (BT); S – source (UT) Báze B (BT); G - gate (UT) Kolektor C (BT); D – drian (UT)

Základní typy tranzistorů Bipolární – (BJT – Bipolar Junction Transistor) Jsou řízeny proudem od báze. Unipolární – (FET – Field Effect Transistor) Jsou řízeny napětím (elektrostatickým polem) na subgate. JFET – (Junction FET) Řídící elektroda (gate) je tvořena závěrně polarizovaným přechodem PN. MESFET – (Metal Semiconductor FET) Řídící elektroda (gate) je tvořena závěrně polarizovaným přechodem kov–polokov. MOSFET – (Metal Oxide Semiconductor FET) Řídící elektroda (gate) je izolována od zbytku tranzistoru oxidem. MISFET – (Metal Insulated Semiconductor FET) Obecný název pro tranzistor s izolovanou řídící elektrodou. Izolantem nemusí být jen oxid (např. nitrid…).

Princip činnosti bipolárního tranzistoru Činnost tranzistoru typu PNP nebo NPN. V tranzistoru jsou dva přechody PN, a to jednak emitorový přechod mezi emitorem a bází, jednak kolektorový přechod mezi kolektorem a bází. Náhradní schéma bipolárního tranzistoru. Tranzistor je principielně spojení dvou polovodičových diod. Jednu tvoří kolektor-báze Druhou emitor-báze PNP NPN

TRANZISTOR ZAVŘENÝ Tranzistor je připojen ke zdroji stejnosměrného napětí UCE. Emitorový přechod mezi bází a emitorem je zapojen sice v propustném směru, ale kolektorový přechod mezi bází a kolektorem je zapojen v nepropustném směru, a tak kolektorový proud IC obvodem emitor - kolektor nemůže protékat.

TRANZISTOR OTEVŘENÝ Mezi bázi a emitor je připojen další zdroj stejnosměrného napětí UBE. Protože je emitorový přechod zapojen v propustném směru, pak účinkem napětí UBE začnou volné elektrony proudit z emitoru do báze. Ve skutečnosti je ovšem vrstva báze velmi tenká (přibližně 0,01 mm), a tak většina elektronů (asi 97 %) pronikne setrvačností až ke kolektorovému přechodu. Kolektorový přechod je sice zapojen v nepropustném směru, ale pouze pro díry a nikoli pro elektrony. Jelikož napětí zdroje UCE je 10x větší než napětí zdroje UBE, jsou naopak tímto kladným pólem zdroje elektrony přitahovány ke kolektoru přes přechod C – B a odtud proudí až ke kladnému pólu zdroje napětí UCE. Volné elektrony protékají tranzistorem z emitoru do kolektoru a obvodem protéká kolektorový proud IC. Menší část proudu (přibližně 3 %) protéká rovněž z emitoru přes bázi ke kladnému pólu zdroje napětí UBE a obvodem protéká proud báze IB. Pro proud tekoucí tranzistorem platí : IE = IB + IC, ale přibližně lze psát IC ~IE

Použité zdroje: Kesl, Jan. Elektronika I – Analogová technika. Praha :BEN, 2003. 118 s. ISBN 80-7300-074-1. http://cs.wikipedia.org/wiki/Tranzistor Ilustrace: archiv autora