Уређај и принцип рада транзистора

Практични значај биполарног транзистора за савремену електронику и електротехнику не може се преценити. Биполарни транзистори се данас користе свуда: за генерисање и појачавање сигнала, у електричним претварачима, у пријемницима и предајницима и на многим другим местима, може се набрајати веома дуго.

Стога, у оквиру овог чланка, нећемо се дотицати свих могућих области примене биполарних транзистора, већ ћемо само размотрити уређај и општи принцип рада овог дивног полупроводничког уређаја, који је од 1950-их окренуо читаву електронску индустрију и од 1970-их година значајно допринео убрзању техничког напретка.

Биполарни транзистор је полупроводнички уређај са три електроде који као основу укључује три базе променљиве проводљивости. Дакле, транзистори су типа НПН и ПНП. Полупроводнички материјали од којих се израђују транзистори су углавном: силицијум, германијум, галијум-арсенид и други.

Силицијум, германијум и друге супстанце су у почетку диелектрици, али ако им додате нечистоће, оне постају полупроводници. Додаци силицијуму као што је фосфор (донатор електрона) учиниће силицијум полупроводником Н-типа, а ако се бор (акцептор електрона) дода силицијуму, онда ће силицијум постати полупроводник П-типа.

Као резултат тога, полупроводници типа Н имају електронску проводљивост, а полупроводници типа П имају проводљивост кроз рупе. Као што разумете, проводљивост је одређена врстом активних носача наелектрисања.

Дакле, трослојна пита полупроводника П-типа и Н-типа је у суштини биполарни транзистор. За сваки слој су спојени терминали који се зову: Емитер, Колектор и База.

База је електрода за контролу проводљивости. Емитер је извор носилаца струје у колу. Колектор је место у чијем правцу јуре носиоци струје под дејством ЕМФ примењеног на уређај.

Симболи за НПН и ПНП биполарне транзисторе се разликују на дијаграмима. Ове ознаке одражавају само уређај и принцип рада транзистора у електричном колу. Стрелица је увек повучена између емитера и базе. Смер стрелице је смер контролне струје која се доводи у коло базног емитера.

Дакле, у НПН транзистору стрелица показује од базе ка емитеру, што значи да ће у активном режиму електрони из емитера јурити ка колектору, док контролна струја мора бити усмерена од базе ка емитеру.

У ПНП транзистору је управо супротно: стрелица је усмерена од емитера ка бази, што значи да у активном режиму рупе од емитера јуре ка колектору, док контролна струја мора бити усмерена од емитера ка колектору. база.

Хајде да видимо зашто се то дешава. Када се константни позитивни напон примени на базу НПН транзистора (у региону од 0,7 волти) у односу на његов емитер, пн спој база-емитер овог НПН транзистора (погледајте слику) је пристрасан унапред, а потенцијална баријера између колекторски спој -база и база емитер се смањују, сада електрони могу да се крећу кроз њега под дејством ЕМФ у колу колектор-емитер.

Са довољном базном струјом, струја колектор-емитер ће се појавити у овом колу и сакупљати се са струјом база-емитер. НПН транзистор ће се укључити.

Однос између колекторске струје и контролне струје (базе) назива се струјни добитак транзистора. Овај параметар је дат у документацији транзистора и може варирати од јединица до неколико стотина.

Када се константни негативни напон примени на базу ПНП транзистора (у региону од -0,7 волти) у односу на његов емитер, спој нп база-емитер овог ПНП транзистора је нагнут унапред, а потенцијална баријера између колектора- база и база спој -емитер се смањује, сада се рупе могу померати кроз њега под дејством ЕМФ у колу колектор-емитер.

Обратите пажњу на поларитет напајања колекторског кола. Са довољном базном струјом, струја колектор-емитер ће се појавити у овом колу и сакупљати се са струјом база-емитер. ПНП транзистор ће се укључити.

Биполарни транзистори се обично користе у различитим уређајима у појачалу, баријери или прекидачу.

У режиму појачавања, базна струја никада не пада испод струје задржавања, што транзистор стално одржава у отвореном проводном стању. У овом режиму, осцилације ниске базне струје покрећу одговарајуће осцилације при много вишој струји колектора.

У режиму кључа, транзистор прелази из затвореног у отворено стање, делујући као електронски прекидач велике брзине. У режиму баријере, променом основне струје, контролише се струја оптерећења укључена у коло колектора.

Такође видети:Транзисторски електронски прекидач – принцип рада и шема