POLTECHNKA BAŁOSTOCKA Temat i cel wykładu WYDZAŁ ELEKTRYCZNY Tranzystory Celem wykładu jest przedstawienie: konstrukcji i działania tranzystora bipolarnego, punktu i zakresów pracy tranzystora, konfiguracji połączeń, zależności opisujących prądy w tranzystorze, obszaru pracy bezpiecznej, parametrów tranzystorów. ELEKTRONKA Jakub Dawidziuk sobota, 16 czerwca 2012
Tranzystory Tranzystory bipolarne Tranzystory unipolarne bipolarny unipolarne Trójkońcówkowy (czterokońcówkowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu TRANSfer resstor, który oznacza element transformujący rezystancję. ELEKTRONKA 1 Jakub Dawidziuk sobota, 16 czerwca 2012
Tranzystory - rodzaje Wyróżnia się dwie główne grupy tranzystorów, które różnią się zasadniczo zasadą działania: 1. Tranzystory bipolarne, w których prąd wyjściowy jest funkcją prądu wejściowego (sterowanie prądowe). 2. Tranzystory unipolarne (tranzystory polowe), w których prąd wyjściowy jest funkcją napięcia (sterowanie napięciowe). ELEKTRONKA Jakub Dawidziuk sobota, 16 czerwca 2012
Tranzystory - zastosowania Tranzystor ze względu na swoje właściwości wzmacniające znajduje bardzo szerokie zastosowanie. Wykorzystywany jest do budowy różnego rodzaju wzmacniaczy : różnicowych, operacyjnych, mocy (akustycznych), selektywnych, pasmowych. Jest kluczowym elementem w konstrukcji wielu układów elektronicznych, takich jak źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, przełączniki, przerzutniki oraz generatory. Ponieważ tranzystor może pełnić rolę przełącznika, z tranzystorów buduje się także bramki logiczne realizujące podstawowe funkcje boolowskie, co stało się motorem do bardzo dynamicznego rozwoju techniki cyfrowej w ostatnich kilkudziesięciu latach. Tranzystory są także podstawowym budulcem wszelkiego rodzaju pamięci półprzewodnikowych
Symbole graficzne tranzystorów bipolarnych npn i pnp
Sprawdzanie diody Większość multimetrów cyfrowych posiada zacisk pozwalający zmierzyć spadek napięcia na diodzie w kierunku przewodzenia (również stan zatkania).
Tranzystor npn czy pnp?
Tranzystor npn czy pnp? Określ elektrody.
Polaryzacja złącz tranzystora w obszarze aktywnym W celu poprawnej pracy tranzystora jego złącza BE i BC powinny być odpowiednio spolaryzowane za pomocą zewnętrznych napięć stałych, złącze BE w kierunku przewodzenia, a złącze BC w kierunku zaporowym.
Polaryzacja złącza p-n
Prądy w tranzystorze bipolarnym
Uproszczone modele tranzystora
Charakterystyka wyjściowa BJT C B 1 CB0 C B CE0 C B
E C B 1 1 C C E E E C C C B 0,95 0,99889 C E 1 1 1 1 1 C B 1 CB0 100 B 100 A CB0 1pA 3 10 10 10 10mA C 9 C B 9 900 30.000
Tranzystor bipolarny (BJT) npn układy połączeń
Polaryzacja dla zakresu pracy aktywnej, OE U BE =0,7 V U CE =2 V do U CC U CE =1/2 U CC
Stany pracy tranzystora Rozróżnia się cztery stany pracy tranzystora bipolarnego: stan zatkania (odcięcia): złącza BE i CB spolaryzowane są w kierunku zaporowym, stan nasycenia: złącza BE i CB spolaryzowane są w kierunku przewodzenia, stan aktywny: złącze BE spolaryzowane w kierunku przewodzenia, zaś złącze CB zaporowo, stan aktywny inwersyjny (krócej: inwersyjny): BE zaporowo, CB w kierunku przewodzenia (odwrotnie niż stanie aktywnym). Stan aktywny tranzystora jest podstawowym stanem pracy wykorzystywanym we wzmacniaczach; w tym zakresie pracy tranzystor charakteryzuje się dużym wzmocnieniem prądowym (kilkadziesiątkilkaset). Stany nasycenia i zaporowy stosowane są w technice impulsowej, jak również w układach cyfrowych. Stan aktywny inwersyjny nie jest powszechnie stosowanych, ponieważ ze względów konstrukcyjnych tranzystor charakteryzuje się wówczas gorszymi parametrami niż w stanie aktywnym (normalnym), m.in. mniejszym wzmocnieniem prądowym.
Obszary pracy tranzystora npn
Charakterystyki tranzystora Prąd kolektora C jest funkcją napięcia bazaemiter U BE. Charakterystyka ta ma charakter wykładniczy. Wzór opisujący charakterystykę przejściową można z dobrym przybliżeniem przedstawić jako: Charakterystyka wyjściowa tranzystora, która przedstawia zależność prądu kolektora C od napięcia kolektor-emiter U CE przy doprowadzonym napięciu wejściowym baza-emiter U BE. Zauważmy, że: powyżej pewnego napięcia prąd kolektora prawie nie zależy od napięcia U CE, do wywołania dużej zmiany prądu kolektora C wystarczy mała zmiana napięcia baza-emiter U BE. Punkt, w którym następuje zagięcie charakterystyki wyjściowej nazywany jest napięciem nasycenia kolektor-emiter U CEsat.
Charakterystyki U- tranzystora npn w konfiguracji OE rcesat U CE C w zakresie nasycenia U CEsat - parametr katalogowy, podawany przy określonej wartości C oraz B. U CEsat = 0,2 2V Tranzystory małej mocy Tranzystory mocy
Charakterystyki tranzystora npn w konfiguracji OE
Charakterystyki wyjściowe tranzystora npn (przykłady OB i OE) OB OE
Tranzystor bipolarny w konfiguracji OE obszary pracy
Parametry graniczne tranzystora przekroczenie grozi uszkodzeniem U CE0max - maksymalne dopuszczalne napięcie kolektor-emiter U EB0max - dopuszczalne napięcie wsteczne baza-emiter U CB0max - dopuszczalne napięcie wsteczne kolektor-baza Cmax - maksymalny prąd kolektora Bmax - maksymalny prąd bazy P strmax - maksymalna dopuszczalna moc strat
Parametry tranzystora BC 211
Charakterystyka wyjściowa tranzystora BC 211