Tranzistori se prema načinu rada dele na dve osnovne grupe: bipolarne tranzistore (eng. BJT – Bipolar Junction Transistor) kod kojih provodnost zavisi od elektrona u NPN i šupljina u PNP tipu, i unipolarne tranzistore (eng. FET – Field Effect Transistor) kod kojih provodnost zavisi od elektrona u N-kanalu ili šupljinama u P kanalu.

 Više o tranzistorima možete pronaći OVDE.

 Osobine tranzistora se mogu znatno vernije sagledati iz njegovih grafičkih karakteristika,  koje se dobijajaju merenjem. Kod tranzistora je u principu potrebno poznavati ulazne, prenosne i izlazne karakteristike. Ulazne karakteristike predstavljaju međusobnu zavisnost, između ulaznih veličina uz uticaj ostalih veličina tranzistora. Obično se za vreme snimanja ulazne karakteristike ostale veličine održavaju konstantnim. Na primer, kod snimanja zavisnosti ulazne struje od ulaznog napona, izlazni napon se održava konstantnim.

 Kolo za snimanje svih karakteristika tranzistora u spoju sa zajedničkim emitorom je prikazan na slici br.1. U ovom kolu za snimanje karakteristika tranzistora koristi se dva izvora: Eb za polarizaciju baze i Ec za polarizaciju kolektora, mada se može koristiti i jedan izvor za obe polarizacije. Otpornici Rb i Rc služe za ograničenje struje kod pogrešnog uključivanja: na ovaj način se sprečava uništenje tranzistora ili instrumenata kod nepravilnog rukovanja. Ovde treba napomenuti da je najpovoljnije upotrebljavati digitalne multimetre, mada mogu da se upotrebe i analogni elektronski voltmetri sa velikom ulaznom otpornošću, od 10MΩ.

 Pomoću mikroampermetra(µA) i mA, voltermetra V1 i voltimetra V2 snimaju se ulazne karakteristike Ib=f(Ube) za napon Uce konstantan. Pomoću mikroampermetra µA i miliampermetra mA snimaju se prenosne karakteristike Ic=f(Ib) kada imamo konstantan napon Uce. Pomoću mirkoampermetra µA, miliampermetra mA i voltimetra V2 snimaju se izlazne karakteristike Ic=f(Uce) za konstantnu struju Ib.

Slika br.1 Kolo za snimanje ulaznih, izlaznih i prenosnih karakteristika tranzistora zajedničkim emitorom

Karakteristike bipolarnih tranzistora

 Posmatajući tranzistor kao četveropol i konstantne struje i napone koji utiču na njegov rad mogu se postaviti četiri vrste karakteristika: ulazna, izlazna, prenosna i povratna. Kao što je poznato tranzistor se može spojiti u tri osnovna spoja: sa zajedničkim emitorom, zajedničkom bazom i zajedničkim kolektorom. Za upotrebu tranzistora kao pojačala najčešće se koristi spoj sa zajedničkim emitorom, a za određivanje karakteristika tranzistora u tom spoju koristi se strujni krug prikazan na slici br.2 .

Slika br.2 Strujno kolo za određivanje karakteristika tranzistora sa zajedničkim emitorom

 Za određivanje ulazne karakteristike tranzistora posmatra se kako ulazna struja Ib zavisi od ulaznog napona Ube, pri konstantnom izlaznom naponu Uce. Ova karakteristika objašnjava kako će se opteretiti izvor signala, ako se spoji na ulazni krug. Zavisnost ulazne struje Ib od ulaznog napona Ube prikazana je ulaznom karakteristikom na slici br.3 .

Slika br.3 Zavisnost struje Ib=f(Ube) uz Uce=const. (ulazna karakteristika)

 Ulazna karakteristika tranzistora je zavisnost:

Ib = f1 (Vbe),

pri čemu je napon  Vce parametar(konstantan). Ova zavisnost ima eksponencijalni karakter.

Prenosna karakteristika tranzistora je zavisnost:

Ic = f2 (Vbe),

pri čemu je napon Vce parametar. Ova zavisnost ima eksponencijalni karakter.

Izlazna karakteristika tranzistora je zavisnost:

Ic = f3 (Vce),

pri čemu je struja baze Ib parametar.

Ove karakteristike se daju u katalozima i koriste se u procesu projektovanja.

The post Ulazna, izlazna i prenosna karakteristika tranzistora appeared first on Automatika.rs.

 Tranzistori se prema načinu rada dele na dve osnovne grupe: bipolarne tranzistore (eng. BJT – Bipolar Junction Transistor) kod kojih provodnost zavisi od elektrona u NPN i šupljina u PNP tipu, i unipolarne tranzistore (eng. FET – Field Effect Transistor) kod kojih provodnost zavisi od elektrona u N-kanalu ili šupljinama u P kanalu.

 Prvi tranzistor su napravili Vilijam Šokli, Džon Bardin i Valter Bretejn 22. decembra 1947. godine u Belovim laboratorijama. Šokli, Bardin i Bretejn su dobili Nobelovu nagradu za svoj izum „za njihova istraživanja poluprovodnika i otkriće tranzistorskog efekta“.

 Pre pronalaska bipolarnog tranzistora koristile su se elektronske cevi koje su imale bitne nedostatke (cena, potrošnja energije, dimenzije…) ali i prednosti (cevi se i danas ponekad koriste za posebne namene zbog manje osetljivosti na nuklearno zračenje, velike snage, i kao elementi u audiofilskim analognim pojačalima…). Najbliži ekvivalent tranzistoru je bila elektronska cev – trioda.

 Prvi silicijumski tranzistor proizveden je 1954.godine, od strane kompanije  Texas Instruments. Nakon toga je usledio veoma brz razvoj poluprovodničke tehnologije koja je rezultira tim da su se pojavile brojne vrste tranzistora.

 Kada kažemo TRANZISTOR najčešće se podrazumeva bipolarni tranzistor, a kada se govori o unipolarnom tranzistoru  obavezno je da se naglasi o kojoj vrsti unipolarnog tranzistora se radi.

 Bipolarni tranzistor

 Bipolarni su tranzistori nastaju dopiranjem čistog poluvodnika, najčešće silicijuma ili germanijumaa, gde nastaje struktura u kojoj se između dva područja istog tipa provodljivosti (P ili N) nalazi područje suprotnog tipa provodljivosti (N ili P). Ovo nam daje mogućnost da imamo dva tipa bipolarnih tranzistora koji se označavaju kao:

• PNP (pozitivno-negativno-pozitivno)
• NPN (negativno-pozitivno-negativno)

 Izvodi kod bipolarnih tranzistora su:

• Base [B]
• Emiter [E]
• Collector [C]

 Baza i emiter čine propustno polarizovan PN spoj (kod NPN tranzistora), za razliku od kolektora i baze koji čine nepropustno polarizovan PN spoj.

 Princip rada tranzistora se zasniva na pobudi manjinskih nosioca naelektrisanja iz emitera u bazu i njihovom prenosu do kolektora. Kako je napon na spoju baza-emiter manji od napona na spoju kolektor-baza, a takođe je i struja koja teče u bazu manja od struja emitera i kolektora.

 Kada imamo spoj sa zajedničkom bazom ostvaruje se samo pojačanje napona, u spoju sa zajedničkim kolektorom samo pojačanje struje, a spoju sa zajedničkim emiterom pojačava se i napon i struja, pa je pojačanje snage najveće.

 Bilo da se radi o PNP ili NPN tipu tranzistora oba obavljaju istu funkciju. Razlika je u polaritetima spoljnih napona i struja, te u vrsti nosilaca električne struje. U PNP tipu tranzistora glavni su nosioci struje su šupljine, a u NPN tipu tranzistora su to elektroni.

Unipolarni tranzistori

 Kod unipolarnih tranzistora, za razliku od bipolarnih, u provođenju struje učestvuje samo jedna vrsta električnog nosioca naelektrisanja (ili elektroni ili šupljine). Nazivaju se tranzistori sa efektom polja (engl. Field-effect transistor, skraćeno FET). Karakteristika im je izrazito veliki ulazni otpor te ih možemo smatrati naponski upravljanim aktivnim izvorom.

 Unipolarni tranzistori u zavisnosti od tehnologije izrade mogu se podeliti na:

• Spojni (engl. Junction field-effect transistor) – JFET
• Sa izoliranim izlazom (engl. Insulated gate FET) – IGFET
• Metal oksidni (engl. metal oxide semiconductor FET) – MOSFET
• Vertikalni metal oksidni (engl. vertical metal oxide semiconductor FET) – VMOSFET

 Izvodi kod unipolarnih tranzistora su:

• Source [S]
• Drain [D]
• Gate [G]

Funkicija i princip rada tranzistora

 Osnovna funkcija tranzistora je da kontroliše protok struje. Tranzistor funkcioniše tako što sa malom strujom u kolu emiter-baza možemo upravljati znatno jačom strujom u kolu emiter-kolektor. Ova pojava naziva se tranzistorski efekat. Najbolja analogija koja objašnjava tranzistor je slavina za vodu. Ventil na vodenoj slavini kontroliše protok vode. Kod tranzistora se taj ventil naziva baza (base) ili kapija (gate) kod FET-ova (Field Effect Transistor).

 Pojačanje tranzistora izražava se kao faktor strujnog pojačanja u spojevima sa zajedničkim emiterom:

\beta=\frac{Ic}{Ib}

Gde su:

• \beta – Faktor pojačanja tranzistora
• Ic – Struja kolektora
• Ib – Struja baze

Za pravilan rad tranzistora potrebno je polarizovati tranzistor (dovesti mu napajanje) kao i s obzirom na njegovu preosetljivost na promenu temperature, stabilizaciju radne tačke u odnosu na kolektor i emiter.

Izlazne karakteristike tipičnog bipolarnog tranzistora koji se ugrađuje u sklopove koji služe kao naponska pojačala, i druge različite namene, radno područje označeno je plavom bojom

Simboli bipolarnih i unipolarnih tranzistora

The post Tranzistori – PNP i NPN spoj, unipolarni i bipolarni tranzistori appeared first on Automatika.rs.