POLTEHNKA AŁOSTOKA Tranzystory WYDZAŁ ELEKTYZNY 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne bipolarny unipolarne Trójkońcówkowy (czterokońcówkowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu "transfer resistor", który oznacza element transformujący rezystancję. JT ipolar Junction Transistor, sterowane prądowo, czyli aby 0 musi 0 typ npn, pnp FET Field Effect Transistor, sterowane napięciowo, napięciem GS występującym pomiędzy bramką i źródłem, G 0, typ JFET (PNFET), MOSFET.
Tranzystory - cele wykładu elem wykładu jest przedstawienie: konstrukcji i działania tranzystora bipolarnego, polaryzacji i zakresów pracy tranzystora, konfiguracji połączeń, zależności opisujących prądy w tranzystorze, punktu pracy tranzystora, obszaru pracy bezpiecznej. ELEKTONKA Jakub Dawidziuk piątek, 16 października 2015
Tranzystory - zastosowania Technika analogowa wzmacniacze: różnicowe, operacyjne, mocy (akustyczne), selektywne, pasmowe; układy elektroniczne: źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, przełączniki, przerzutniki, generatory. Technika cyfrowa układy standardowe (od małej do wielkiej skali integracji); układy programowalne (struktury logiczne PLD, matryce bramkowe FPGA; układy specjalizowane.
Tranzystory PODSTAWY ELEKTONK Jakub Dawidziuk 20 października 2006
Symbole graficzne tranzystorów bipolarnych npn i pnp budowa tranzystora npn, oznaczenia napięć i prądów
Stany pracy tranzystorów bipolarnych Tranzystor składa się z dwóch złączy p-n, które mogą być spolaryzowane w kierunku przewodzenia jak i w kierunku zaporowym. W związku z tym wyróżniamy cztery stany pracy tranzystora: 1. aktywny; 2. zatkania; 3. nasycenia; 4. inwersyjny. Stany pracy tranzystorów bipolarnych i odpowiadająca im polaryzacja złącz
kład o wspólnym emiterze (OE) i polaryzacja tranzystra dla pracy aktywne start 30.10.2014
Polaryzacja złącz przepustowo i zaporowo exp( 24) 2.649 10 10 10 12 exp( 24) 0.026 i D 26 ma26 10-3
Zasada działania w obszarze aktywnym E E α E E α α 0 0 E α współczynnik wzmocnienia prądowego O ( ) 0 α ( ) 0 1 α α 0 1 1 1 α α α β α α E E E 1 1 1 1 1 1 1 β α α α α β ( ) β β β 0 1 β współczynnik wzmocnienia prądowego OE
Prądy w obszarze aktywnym Start 13 ( β 1) β β 0 β współczynnik wzmocnienia prądowego OE β Przykład: β 100 100 µ A 0 1pA 3 10 10 10 10 10mA
Polaryzacja złącz tranzystora w obszarze pracy aktywnej W celu poprawnej pracy tranzystora jego złącza E i powinny być odpowiednio spolaryzowane za pomocą zewnętrznych napięć stałych, złącze E w kierunku przewodzenia, a złącze w kierunku zaporowym.
harakterystyki wyjściowe tranzystora bipolarnego i jego obszary pracy
Prosta obciążenia, punkt pracy E 0 E E 0 β E E
Stany pracy tranzystora - aktywny β E E E 2 V 0,7 V 1,3 V złącze E- przewodzi złącze - zatkane 2V 0 < < E < < β E ( sat )
Polaryzacja stałoprądowa tranzystora w stanie aktywnym układu ze OE Dane: E 12V 7V 5V 50mA β 100 50mA 0, 5 β 100 E ma 5 0,7 V 4,3 kω 8, 6kΩ 0,5 ma 0,5 E E E 12 7 V 5 kω 0, 1kΩ 50 ma 50 E E 7 V 0,7V 6,3V 12 0,7 V 11,3 kω 22, 6kΩ 0,5 ma 0,5
Zależności pomiędzy prądem wyjściowym oraz napięciem i prądem wejściowym dla OE w stanie aktywnym tranzystora ównanie diody spolaryzowanej w kierunku przewodzenia so β e V E T β 1 so e so V ( 40 ) E 40 E V e 1 e e T E e V T V T s so E so E Prąd wyjściowy w funkcji prądu wejściowego lub napięcia wejściowego E
Stany pracy tranzystora - zatkania 0 0 0 E 0 prądy zerowe E zmniejszenie t off <0 złącze E- zatkane złącze - zatkane
kład OE tranzystorem bipolarnym stan zatkania przykład
Stany pracy tranzystora - nasycenie Obszar aktywny E E E - E 2-0,71,3V E - Obszar nasycenia E E 0,7V 0,7-0,70V E E 0,2V 0,2-0,7-0,5V
Stany pracy tranzystora - stan nasycenia E E E ( sat ) E 0,2V 0,7V 0,2 0,7 0,5V złącze E- przewodzi złącze - przewodzi E(sat) 0 idealny E(sat) 0,1V-1,5V tranzystory mocy gr S β E E E ( sat ) ( sat ) ( sat ) β
Stany pracy tranzystora - nasycenie tranzystor nasycony β nasyc < β aktyw β β E 100 1mA E 20 100 1 80 V max wym max 10,7 0,7 1mA 10k 100mA?! 20V 20mA 1k 20mA 20 1mA
nwerter z tranzystorem bipolarnym - nasycony 10 nasycenie tranzystora
harakterystyki tranzystora Prąd kolektora jest funkcją napięcia bazaemiter E. harakterystyka ta ma charakter wykładniczy. harakterystykę przejściową tranzystora można z dobrym przybliżeniem przedstawić jako: S exp( E / T ) harakterystyka wyjściowa tranzystora, która przedstawia zależność prądu kolektora od napięcia kolektor-emiter E przy doprowadzonym napięciu wejściowym baza-emiter E. Zauważmy, że: powyżej pewnego napięcia prąd kolektora prawie nie zależy od napięcia E, do wywołania dużej zmiany prądu kolektora wystarczy mała zmiana napięcia baza-emiter E. Punkt, w którym następuje zagięcie charakterystyki wyjściowej nazywany jest napięciem nasycenia kolektor-emiter Esat.
odziny charakterystyk statycznych tranzystora JT w układzie OE
Obszar bezpiecznej pracy tranzystora przekroczenie grozi uszkodzeniem E0max - maksymalne dopuszczalne napięcie kolektor-emiter E0max - dopuszczalne napięcie wsteczne baza-emiter 0max - dopuszczalne napięcie wsteczne kolektor-baza max - maksymalny prąd kolektora max - maksymalny prąd bazy P strmax - maksymalna dopuszczalna moc strat
harakterystyka wyjściowa i podstawowe parametry tranzystora 237
kłady polaryzacji tranzystorów O takich układach mówi się również: układy zasilania tranzystorów czy też układy ustalania punktów pracy. kłady te mają za zadanie nie tylko zasilać tranzystor ale również ustalać jego stałoprądowy punkt pracy (spoczynkowy punkt pracy) czyli stałe napięcie kolektor-emiter E i stały prąd kolektora. Punkt pracy musi być dobrany w sposób optymalny do funkcji jaką spełnia układ, w którym pracuje tranzystor.
y ax b E 0 1 E E Prosta obciążenia, punkt pracy 0 β E E E
kład z wymuszonym prądem bazy E β E
TwierdzenieThevenina
kład z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem emiterowym schemat zastępczy Thevenina Th 1 2 2 Th 1 1 2 2
kład z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem emiterowym bilans napięć i prądów ( ) E E E E E E E β 1 β ( ) E E 1 β ( ) ( ) ( ) E E E E E E E przyjmujemy 20 10 1 1 β β β nie zależy od β
Przykład wykorzystania zmiany punkt pracy
W jakim stanie znajduje się tranzystor?
Obudowy tranzystorów małej mocy
Obudowy tranzystorów małej mocy Kilka tranzystorów w jednej obudowie
Obudowy pojedynczych tranzystorów mocy
Moduły tranzystorów mocy 5 generacja modułów PM -seria FLL GATE STT Mitsubishi