Tranzystory Tranzystory bipolarne Tranzystory unipolarne bipolarny

Prezentacja na temat: "Tranzystory Tranzystory bipolarne Tranzystory unipolarne bipolarny"— Zapis prezentacji:

1 Tranzystory Tranzystory bipolarne Tranzystory unipolarne bipolarny
Temat i plan wykładu Tranzystory Tranzystory bipolarne Tranzystory unipolarne bipolarny unipolarne ELEKTRONIKIA – Jakub Dawidziuk piątek, 24 marca 2017 1

2 Tranzystor Trójkońcówkowy (czterokońcówkowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu "transfer resistor", który oznacza element transformujący rezystancję.

3 BIPOLARNE (BJT – Bipolar Junction Transistor)
Rodzaje tranzystorów - bipolarne i unipolarne (ang. TRANSISTOR = TRANSfer resISTORs) BIPOLARNE (BJT – Bipolar Junction Transistor) STEROWANE PRĄDOWO, czyli aby IC ≠ 0 musi IB ≠ 0 prąd wyjściowy jest funkcją prądu wejściowego UNIPOLARNE (FET – Field Effect Transistor) STEROWANE POLEM ELEKTRYCZNYM występującym pomiędzy bramką i źródłem, czyli napięciem UGS wytwarzającym to pole, ale IG ≈ 0 prąd wyjściowy jest funkcją napięcia wejściowego

4 Tranzystory (ang. TRANSISTOR = TRANSfer resISTORs)
Podział

5 Tranzystory - zastosowania
Tranzystor ze względu na swoje właściwości wzmacniające znajduje bardzo szerokie zastosowanie. Wykorzystywany jest do budowy różnego rodzaju wzmacniaczy : różnicowych, operacyjnych, mocy (akustycznych), selektywnych, pasmowych. Jest podstawowym elementem w konstrukcji wielu układów elektronicznych, takich jak źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, przełączniki, przerzutniki oraz generatory. Ponieważ tranzystor może pełnić rolę przełącznika, z tranzystorów buduje się także bramki logiczne realizujące podstawowe funkcje boolowskie, co stało się motorem do bardzo dynamicznego rozwoju techniki cyfrowej w ostatnich kilkudziesięciu latach. Tranzystory są stosowane do konstrukcji wszelkiego rodzaju pamięci półprzewodnikowych

6 Symbol graficzny tranzystora bipolarnego npn

7 Symbol graficzny tranzystora bipolarnego pnp

8

9 Zastosowania tranzystorów

10 Łącznik tranzystorowy (npn)

11 Tranzystor bipolarny (BJT) npn – układy połączeń

12 Stany pracy tranzystora
Rozróżnia się cztery stany pracy tranzystora bipolarnego: stan zatkania (odcięcia): złącza BE i CB spolaryzowane są w kierunku zaporowym, stan nasycenia: złącza BE i CB spolaryzowane są w kierunku przewodzenia, stan aktywny: złącze BE spolaryzowane w kierunku przewodzenia, zaś złącze CB zaporowo, stan aktywny inwersyjny (krócej: inwersyjny): BE zaporowo, CB w kierunku przewodzenia (odwrotnie niż stanie aktywnym). Stan aktywny tranzystora jest podstawowym stanem pracy wykorzystywanym we wzmacniaczach; w tym zakresie pracy tranzystor charakteryzuje się dużym wzmocnieniem prądowym (kilkadziesiąt-kilkaset). Stany nasycenia i zaporowy stosowane są w technice impulsowej, jak również w układach cyfrowych. Stan aktywny inwersyjny nie jest powszechnie stosowanych, ponieważ ze względów konstrukcyjnych tranzystor charakteryzuje się wówczas gorszymi parametrami niż w stanie aktywnym (normalnym), m.in. mniejszym wzmocnieniem prądowym.

13 Obszary pracy tranzystora npn

14 Tranzystor pracujący w układzie wzmacniacza
Tranzystor pracujący w układzie wzmacniacza. Złącze kolektor-baza jest spolaryzowane zaporowo (bateria EC), natomiast złącze baza-emiter w kierunku przewodzenia (bateria EB) Rozpływ prądu w tranzystorze npn. Ponieważ złącze baza-emiter jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia to istnieje przepływ dziur z obszaru p do obszaru n oraz przepływ elektronów z obszaru n do obszaru p. Elektrony wprowadzane z emitera do bazy stają się tam nośnikami mniejszościowymi i drogą dyfuzji oddalają się od złącza emiterowego. Część tych elektronów łączy się z dziurami, których w bazie jest dużo (obszar p). Wszystkie elektrony, które dotrą w pobliże złącza kolektor-baza są unoszone do obszaru kolektora. Dla niedużej szerokości obszaru p (bazy) praktycznie wszystkie elektrony wstrzykiwane przez emiter do bazy dotrą do kolektora. Bardzo ważnym jest aby strata elektronów w bazie była jak najmniejsza.

15

16 Charakterystyki tranzystora
Prąd kolektora IC jest funkcją napięcia baza-emiter UBE. Charakterystyka ta ma charakter wykładniczy. Dla tranzystora współczynnik korekcyjny m jest praktycznie równy jeden i wzór opisujący charakterystykę przejściową można z dobrym przybliżeniem przedstawić jako: Charakterystyka wyjściowa tranzystora, która przedstawia zależność prądu kolektora IC od napięcia kolektor-emiter UCE przy doprowadzonym napięciu wejściowym baza-emiter UBE. Zauważmy, że: powyżej pewnego napięcia prąd kolektora prawie nie zależy od napięcia UCE, do wywołania dużej zmiany prądu kolektora IC wystarczy mała zmiana napięcia baza-emiter UBE. Punkt, w którym następuje zagięcie charakterystyki wyjściowej nazywany jest napięciem nasycenia kolektor-emiter UCEsat.

17 Charakterystyki U-I tranzystora npn w konfiguracji OE
UCEsat - parametr katalogowy, podawany przy określonej wartości IC oraz IB. UCEsat = 0,2 ÷2V Tranzystory małej mocy

18 Charakterystyki wyjściowe tranzystora npn (przykłady OB i OE)

19 Tranzystor bipolarny w konfiguracji OE – obszary pracy

20 BC 107

21 BC 239

22 Parametry tranzystora BC 211

23 Charakterystyka wyjściowa tranzystora BC 211

24 pnp npn IC=hFE· IB=b·IB
Aby tranzystor znajdował się w stanie normalnej pracy to muszą być spełnione następujące warunki: dla tranzystora npn potencjał kolektora musi być wyższy od potencjału emitera, dla tranzystora pnp potencjał kolektora musi być niższy od potencjału emitera, „dioda” baza-emiter musi być spolaryzowana w kierunku przewodzenia, a „dioda” kolektor-baza w kierunku zaporowym, nie mogą zostać przekroczone maksymalne wartości IC, IB, UCE, moc wydzielana na kolektorze IC· UCE, temperatura pracy czy też napięcie UBE. pnp npn Jeżeli tranzystor jest w stanie normalnej pracy czyli spełnia powyższe warunki to z dobrym przybliżeniem prawdziwą jest zależność, którą warto zapamiętać: IC=hFE· IB=b·IB gdzie hFE jest współczynnikiem wzmocnienia prądowego nazywanego również betą. Współczynnik ten może przyjmować wartości od 50 do 300A/A dla tego samego typu tranzystora, a więc nie jest dobrym parametrem na którym można opierać parametry projektowanego układu.