. Bipolárne tranzistory NPN a PNP

 

            Sú to polovodičové súčiastky s oblasťami P a N, ktoré sú usporiadané v poradí PNP alebo NPN, t.j. s dvoma priechodmi PN.

            Krajné oblasti tranzistorových štruktúr nazývame emitor a kolektor a strednú nazývame báza. Vývody jednotlivých oblastí nazývame emitor (E), kolektor (C), a báza (B).

Obr. 16. a) bipolárny tranzistor NPN, b) bipolárny tranzistor PNP

 

            Priechod PN na rozhraní emitorovej a bázovej oblasti nazývame emitorový priechod (EP), na rozhraní bázovej a kolektorovej oblasti kolektorový priechod CP.

            Bipolárne tranzistory pri svojej činnosti využívajú pohyb voľných nosičov náboja obidvoch polarít – elektrónov aj dier.

 

Tranzistorový jav

            Bipolárne tranzistory využívajú pri svojej činnosti tranzistorový jav. Pri tomto jave prúd spätne polarizovaným CP je závislý od riadiaceho prúdu. Riadiaci prúd preteká EP polarizovaným v spätnom smere. Podmienkou existencie tranzistorového javu je malá vzdialenosť obidvoch priechodov, ktorá je daná šírkou bázovej oblasti.

            Požadovaná polarizácia priechodov sa dosahuje pomocou vonkajších zdrojov, ktorých polarita pre tranzistory NPN je vyznačená na obrázku. Polarita pri tranzistoroch PNP je opačná.

Obr. 17. Princíp činnosti tranzistora NPN

Princíp činnosti bipolárneho tranzistora NPN :

            V bipolárnom tranzistore NPN majú vonkajšie vrstvy (kolektor a emitor) majoritný nosič náboja záporný. Kladný náboj ma vnútorná vrstva, teda báza. Ak pripojíme tranzistor na zdroj napätia tak, aby na emitore bol záporný pól a na kolektore kladný pól. Tak pri privedení napätia sa záporné nosiče náboja nachádzajúce v emitore začnú odpudzovať a prechádzať cez bázu a kolektor na kladný pól zdroja. Medzi bázou a kolektorom musí byť väčšie napätie ako medzi bázou a emitorom. Z dôvodu aby prechádzajúci náboj nebol priťahovaný ku kladnému pólu zdroja na báze.

            Princíp činnosti bipolárneho tranzistora PNP je obdobný mení sa iba polarita napätia.

            Tranzistor môže byť v obvode zapojený so spoločným kolektorom (SC), emitorom (SE), alebo so spoločnou bázou (SB). Vnútorná činnosť tranzistorov môže byť odlišná podľa spôsobu zapojenia.  

           

Obr. 18. a) SE, b) SB, c) SC

 

            Pri meraní hybridných charakteristík sa závislé premenné nachádzajú na y osi, a nezávislé premenné na x osi.

Obr. 19. VACH tranzistora

 

 

I. kvadrant - výstupná charakteristika, meria sa pri konštantnom vstupnom prúde IB

[S]............ výstupná vodivosť pri vstupe naprázdno

II. kvadrant - prevodová charakteristika, meria sa pri konštantnom výstupnom napätí UCE

....................prúdový zosilňovací činiteľ pri výstupe nakrátko

III. kvadrant - vstupná charakteristika, meria sa pri konštantnom výstupnom napätí UCE

[Ω]............vstupný odpor pri výstupe nakrátko

IV. kvadrant – spätná prevodová charakteristika, meria sa pri konštantnom vstupnom prúde IB

................spätný prenos napätia pri vstupe naprázdno

 

2.7. Unipolárne tranzistory

            Sú to polovodičové súčiastky, v ktorých vodivosť kanála medzi kolektorom C a emitorom E sa sprostredkuje nosičmi elektrického náboja jedného typu (elektrónmi alebo dierami) a reguluje  sa elektrickým poľom vytvoreným prostredníctvom riadiacej elektródy  G (Gate = hradlo).

            UT alebo tranzistory riadené elektrickým poľom sú:

  • S hradlom G izolovaným od kanála spätne polarizovaným priechodom PN
  • S hradlom G izolovaným od kanála vrstvou dielektrika, najčastejšie oxidu kremíka – MOSFET

Tranzistory FET môžu pracovať v dvoch režimoch:

·         V režime ochudobnenia kanála o nosiče elektrického náboja. V tomto režime môžu pracovať JFET a MOSFET so zabudovaným kanálom.

·         V režime obohatenia kanála nosičmi elektrického náboja môže pracovať MOSFET so zabudovaným a indukovaným káblom.