STRUKTURA PRVNÍHO TRANZISTORU

V ROCE 1956 OBDRŽELI J.BARDEEN, W.H.BRATTAIN A W.SHOCKLEY ZA OBJEV TRANZISTOROVÉHO JEVU A VÝZKUM POLOVODIČŮ NOBELOVU CENU

P N P

C B E

N P N

BIPOLÁRNÍ TRANZISTOR

DÍRA

ELEKTRON

C B E

IB

C

B

EIE

IC

UBC

UEB

C

B

E

IE

IC UBC

UEB

E C

B

UEC = UEB + UBC

E C

B

UCE = UBE + UCB

PNP NPN

PRINCIP TRANZISTORU

IE = IB + IC

MALÝ PROUD TEKOUCÍ OBVODEM BÁZE - EMITOR DOPROVÁZÍ VELKÝ PROUD V OBVODU KOLEKTOR - EMITOR

BÁZE JE EXTRÉMNĚ TENKÁ - cca 0,01 mm

B

C

E

+

- IE

UBE

Ic

+

-

UCB

IB

POPIS TRANZISTOROVÉHO JEVU

Po připojení báze k malému kladnému napětí, přechod B-E se otevírá, protože je takto polarizován v propustném směru a zaplaví ho volné nosiče náboje.

Pak ovšem elektrony, jakmile přejdou přes první přechod do prostoru báze, jsou kladným napětím kolektoru protaženy napříč tenkou bází a vtaženy

přes přechod C-B ke kolektoru. Přitom část nosičů, i když jen v nepatrné míře odbočí a odteče obvodem

báze. Tak vzniká proud báze IB.

IE = IB + IC

IE = IB + IC

MALÝ PROUD TEKOUCÍ OBVODEM BÁZE - EMITOR DOPROVÁZÍ VELKÝ PROUD

V OBVODU KOLEKTOR - EMITOR

CE

B

B

C

E

SIMULACE PRINCIPU TRANZISTORU

N

N

P

C

E

B

IB =0,05mA

UBE =0,1V

IK =1,5mA

C

E

B

SIMULACE PRINCIPU TRANZISTORU

N

N

P

C

E

B

IB =0,15mA

UBE =0,2V

IK =4,0mA

25k

4k7 6V/0,1A

Když napětí na bázi dostoupí přibližně 0,7 V proti emitoru, začne bází procházet proud a současně teče kolektorový proud.

Neprochází-li obvodem C-E proud, na kolektoru je plné napětí zdroje. Se vzrůstajícím kolektorovým proudem napětí na kolektoru klesá. Prochází-li obvodem C-E největší proud, napětí na kolektoru je nejmenší.

NEJJEDNODUŠŠÍ ZAPOJENÍ BIPOLÁRNÍHO TRANZISTORU

POZOR : Zvětší-li se z nějakých důvodů proud v obvodu C-E (např. nadměrným zatížením), zakonitě se zvětší i proud v obvodu B-E.

POZNÁMKA

ZÁKLADNÍ ZAPOJENÍ TRANZISTORU

VSTUP

SE

VÝSTUP

SB

VSTUP

SC

VSTUP

VÝSTUPVÝSTUP

• RVST = malý

• RVÝST = velký

• U zes. = velké

• I zes. = velké

• P zes. = zn.velké

• RVST = zn.malý

• RVÝST = velmi velký

• U zes. = zn.velké

• I zes. = menší než 1

• P zes. = malé až střední

• RVST = velmi velký

• RVÝST = velmi malý

• U zes. = menší než 1

• I zes. = velké

• P zes. = malé až stř.

VSTUP

SE

SC

VÝSTUP

VÝSTUP

SB

VSTUP

VÝSTUPVSTUP

NEJČASTĚJI POUŽÍVANÉ ZAPOJENÍ

DŘÍVE SE ZAPOJENÍ UPLATNILO VE VF OBVODECH - MALÝ RVST BYL PODMÍNKOU

KE STABILNÍ ČINNOSTI VF ZESIL.

V TÉTO PODOBĚ SE ZAPOJENÍ TÉMĚŘ NEPOUŽÍVÁ

PRAKTICKÉ POUŽITÍ

URČENÍ PROUDOVÉHO ZESILOVACÍHO ČINITELE

IB

h21E = IC UCE = konst. = -0,998

0,002= -499

h21C = IE

IB

UEC= konst. = -1

0,002= -500

IE, IE=-1mASC

- + + -

uA mA

IB, IB=0,002mA

UCE=-7,7VUCB=-7V

SE

uA mA

IB, IB=0,002

IC, IC=-0,998mA

+ - - +UBE=0,7V UCE=7,7V

SB

- + - +

mA1 mA2

IE, IE IC, IC

IB, IB

UBE UCB

h21B = IC

IE

UCB = konst. =

0,998

-1

= -0,998

URČENÍ PROUDOVÉHO ZESILOVACÍHO ČINITELE

UBE = 0,7V

UCB = 7V

IE = -1 mA

IC = 0,998 mA

ROZBOR VÝKONU PRO ZÁKLADNÍ ZPŮSOBY ZAPOJENÍ TRANZISTORU

SB

Výkon : ICUCB = - 9,98

IEUEB

SE

Výkon : ICUCE

= 5,49*103

IBUBE

SC

Výkon : IEUEC

= - 550 IBUBC

VA - CHARAKTERISTIKY A DIFERENCIÁLNÍ PARAMETRY

y 12 u

2

y 11

i1 = y11 u1 + y12u2 i2 = y21 u1 + y22u2

u1 y 22

y 21 u

1 u2

i1

i1i1

i2 i2

i2

u2

LINEARIZOVANÝ NÁHRADNÍ OBVOD NELINEÁRNÍHO DVOJBRANU S PARAMETRY y

h 12 u

2

u1 = h11 i1 + h12u2 i2 = h21 i1 + h22u2

u1

h 21 u

i 1

h22

i1

i2 i2

i2

u2

LINEARIZOVANÝ NÁHRADNÍ OBVOD NELINEÁRNÍHO DVOJBRANU S PARAMETRY y

mV1=

m A1

V2

mA1

=Rp1

Ic

Uce

Rp2

10-20V

Ie

Ube2V

IE

VSTUPNÍ VÝSTUPNÍ UBE = konst.

VÝSTUPNÍ IE = konst.

UBE V UCB V UCB V

UBE

IE mA

-5

-10

-15

-10,5 10 20

0

5

10

IC mA IC mA

0

5

10UCB

ZAPOJENÍ SE SPOLEČNOU BÁZÍ

mV1=

A1

V2

mA1

=Rp1

Ic

Uce

Rp2

10-20V

Ib

Ube2V

VSTUPNÍ VÝSTUPNÍ UBE = konst.

VÝSTUPNÍ IB = konst.

UBE V UCE V UCE V

UBE

IB uA

20

40

60

10,5 10 20

0

10

20

IC mA IC mA

0

10

20

UCE=k

IB uA

ZAPOJENÍ SE SPOLEČNÝM EMITOREM

mV1=

A1

V2

mA1

=Rp1

Ic

Uce

Rp2

10-20V

Ib

Ube2V

UNIPOLÁRNÍ TRANZISTORY