Tranzystor – podstawowe informację oraz parametry

Wiadomości podstawowe Tranzystor jest to element półprzewodnikowy umożliwiający nam sterowanie przepływem dużego prądu, za pomocą prądu o wiele mniejszego. Tranzystory wykorzystywane, są do wzmacniania małych sygnałów jak i przetwarzania informacji w postaci cyfrowej. Sama nazwa „tranzystor” wywodzi się od dwóch słów transfer i rezystor. Na poniższej grafice został przedstawiony pierwszy tranzystor, został on zbudowany w 1948 roku metodą ostrzową. Konstruktorami jak i pomysłodawcami byli J. Bardeen oraz W.H. Brattain.

pierwszy tranzystor

Tranzystor bipolarny został zbudowany miej więcej rok później przez amerykańskiego fizyka – W.B. Shockley. Cała wspomniana już trójka za wynalezienie tranzystora otrzymała w 1956 roku Nagrodę Nobla. Nazwa bipolarne odnosi się do tranzystorów, w których transport ładunków odbywa się za pośrednictwem obu rodzajów nośników jakie istnieją w półprzewodniku, tzn. elektronów oraz dziur. Półprzewodniki, w których na skutek nieregularności sieci krystalicznej przeważają nośniki typu dziurowego nazywa się półprzewodnikami typu p (niedomiarowymi), gdy przeważają nośniki elektronowe nazywa się je półprzewodnikami typu n (nadmiarowymi). Tranzystor bipolarny składa się z trzech obszarów półprzewodnika o przeciwnym typie przewodnictwa, co powoduje powstanie dwóch złączy: p-n i n-p.

Symbole graficzne tranzystorów npn i pnp oraz ich diodowe modele zastępcze.

Symbole graficzne tranzystorów npn i pnp oraz ich diodowe modele zastępcze.

Tranzystor zasada działania Zasadę działania tranzystora bipolarnego zostanie omówiona na przykładzie tranzystora NPN w stanie aktywnym. W stanie równowagi, bez polaryzacji (patrz rysynek poniżej podpunkt „a”), przechodzenie elektronów z emitera oraz kolektora do bazy tranzystora oraz dziur z bazy do obu przylegających obszarów jest harmoniczna przez pole utworzone przy obu złączach.  Położenie barier potencjałów oraz przepływające prądy w tranzystorze bipolarnym typu NPN.

a) położenia barier w stanie równowagi
b) położenia w stanie aktywnym
c) prądy nośników w stanie aktywnym. Spolaryzowanie złącza emiterowego w kierunku przewodzenie, to znaczy przyłożenie do złączy emitera napięcia ujemnego względem bazy, powoduje to obniżenie bariery emiterowej (rysunek powyżej podpunkt „b”).
Przez złącze emiter->baza płynie wtedy prąd tzw. dyfuzyjny, podobnie jak w diodzie półprzewodnikowej. Dzieje się tak w skutek obniżenia bariery potencjału, zostaje zwiększona liczba elektronów wprowadzonych do bazy oraz zmniejszona liczba dziór które są wprowadzenie do emitera (rysunek powyżej podpunkt „c”). Nadmiarnowe elektrony wyprowadzone do wąskiej bazy poruszają się ruchem dyfuzyjnym w stronę kolektor, ale tylko pod warunkiem, że jest jednorodnie domieszkowany. W momencie niejednowodnego domieszkowania obszarów bazy przepływ nośników jest przyspieszany działaniem pola elektrycznego, które powstaje wówczas wo obszarze bazy. Po drodze część z tych rekombinacje z dziurami, które są nośnikami większościowymi w obszarze bazy. Podobnie jak w diodach, następuje stały dopływ dziur od strony zacisków bazy i ciągłe odprowadzanie elektronów z par elektron-dziura, powstających w pobliżu tego zacisku. Natomiast nadmierne dziury wyprowadzają z obszaru bazy do emitera rekombinują z istniejącymi tam elektronami. Nie uczestniczą jednak one w przepływie prądu kolektorowego i dlatego zmniejsza się ich liczbę przez odpowiednią konstrukcję tranzystora. Natomiast jeżeli złącze kolektor-baza zostanie spolaryzowane w kierunku wstecznym tzn. kolektor ma wyższy potencjał od potencjału bazy, to pole elektryczne występujące w tym złączu powoduje unoszenie nośników z bazy do obszaru kolektora.
Podstawowe parametry oraz własnościowi ….
Sposoby polaryzacji tranzystora
Tranzystor składa się z dwóch złączy PN, które mogą być spolaryzowane w kierunku zaporowym lub przewodzenia. W związku z tym można wyróżnić cztery stany pracy tranzystora.

Artykuł w czasie tworzenia będzie jeszcze rozwijany o dalsze informację


Artykuł napisany przez Michała M.
Literatura:
A. Chwaleba B. Moeschke G. Płoszajski „Elektronika 5” wyd 7 1996r.
P. Horowitz, W. Hill „Sztuka elektroniki” wyd.8
U. Tietze, Ch. Schenk „Układy półprzewodnikowe” pod redakcją Stanisława Kuty „Elementy i układy elektroniczne”

Post Author: swistak

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Potwierdz, że nie jesteś botem. *