TRANZYSTOR

Temat dosyć obszerny - ale spróbujmy go skrócić do minimum.

Budowa tranzystora oparta jest na tzw. półprzewodnikach. Są dwa podstawowe rodzaje materiału najczęściej stosowane w produkcji tranzystorów - german (starsze) i krzem (nowsze tr.). Tranzystor to zespolone ze sobą  trzy płytki półprzewodnikowe oznaczane N-P-N, lub P-N-P.

Oznaczenia: C-kolektor ; B - baza; E - emiter.

Działanie tranzystora.

Jeżeli do skrajnych płytek doprowadzimy napięcie i zamkniemy obwód elektryczny przez odbiornik, to przez tranzystor prawie nie będzie płynął prąd, lecz jeśli do środkowej płytki doprowadzimy maleńki prądzik, to w obwodzie prąd zwiększy się znacznie -  średnio 1000 razy. Prąd ten będzie się zmieniał dokładnie tak samo jak zmieniał się będzie prąd sterujący. Jeśli prąd sterujący będzie rósł, to prąd w obwodzie odbiornika także będzie rósł. Jeśli malał, to przez odbiornik płynął będzie malejący prąd. 

Rys. 2

Na schematach z rys 2 pokazałem jak zachowuje się przekaźnik gdy:

· baza nie jest wysterowana ( rys 2a) bo zestyk jest rozwarty

· baza tranzystora jest wysterowana ( rys 2b) - zestyk jest zwarty i na bazę tranzystora podano pewien potencjał dodatni względem emitera.

Na rysunku 2c pokazałem jak w obwód tranzystora ( kolektora) włączona jest dioda LED ( tutaj świeci). Należy jednak zwrócić uwagę na napięcie (max 2V) pomiędzy punktem 1a 2 . Napięcie to zależy od między innymi od wartości R4 i powinno wynosić odpowiednio do typu diody LED.

Dla tranzystora pnp obwody te wyglądają mniej więcej tak :

Rys. 3

Proszę zwrócić uwagę na biegunowość zasilania !!!.

Tranzystor jako przełącznik.

Rys. 4.  Tranzystor jako przełącznik: a) schemat układu, b) obszary pracy tranzystora, c) charakterystyka przejściowa, d) sygnał cyfrowy.

Gdy do wejścia układu z rys. 4 jest doprowadzone napięcie UI 0,7V, czyli niski poziom napięcia, wówczas tranzystor nie przewodzi (jest odcięty - punkt pracy A) i na jego kolektorze występuje napięcie bliskie UCC , czyli wysoki poziom napięcia - UOH . Jeżeli natomiast napięcie wejściowe UI  ma odpowiednio dużą wartość, czyli na wejściu występuje wysoki poziom napięcia, to tranzystor przewodzi (jest nasycony - punkt pracy B) i na jego kolektorze występuje napięcie nasycenia UCE(sat), czyli niski poziom napięcia - UOL . Tranzystor w tym układzie pracuje jak typowy przełącznik dwustanowy (OFF - ON) którego kontaktami są końcówki emitera i kolektora. Rezystancja pomiędzy kolektorem i emiterem zmienia się, przy przejściu od stanu wyłączenia do stanu włączenia, od wartości powyżej 5Mdo wartości poniżej 50. Z przebiegu charakterystyki przejściowej układu wyraźnie widać odwrócenie poziomów napięć na wyjściu w stosunku do wejścia układu. Układ o takim rodzaju pracy jest nazywany inwerterem. Inwerter stanowi najbardziej elementarny komponent scalonych układów cyfrowych.

Sprawdzenie tranzystora.

Najprostszy sposób sprawdzenia stanu tranzystora można dokonać za pomocą omomierza - ale UWAGA! - większość omomierzy elektronicznych ( np, cyfrowy) nie nadaje się do tego celu z powodu zbyt niskiego napięcia pomiarowego.

rys. 5

W tym wypadku można się posłużyć specjalnym gniazdem do pomiaru tranzystora ( o ile jest) lub do pomiaru diod. Bo tranzystor można traktować jak dwie odpowiednio połączone diody.

rys. 6

 Parametry tranzystora.

Do najważniejszych parametrów ( przy zastosowaniu  tranzystora w układach przełączających) należy:

· Ic max - maksymalny dopuszczalny prąd kolektora

· Uce max - maksymalne napięcie kolektor- emiter.

Inne parametry ( np. współczynnik wzmocnienia) zazwyczaj są mało istotny w tych układach. Mają one zastosowanie przy obliczaniu elementów układu.

Inne typy tranzystora omówione zostaną w następnej lekcji.