Bipolární tranzistory jsou jedním z hlavních prvků elektronických obvodů a jsou široce používány v různých zařízeních, včetně telekomunikačního zařízení, počítačů a zvukových zesilovačů. Jednou z důležitých charakteristik bipolárních tranzistorů je jejich vodivost. Vodivost určuje, jak elektrický proud protéká tranzistorem. Existují dva hlavní typy vodivosti u bipolárních tranzistorů: NPN a PNP.
Tranzistory NPN
Tranzistory NPN se skládají ze tří vrstev polovodičového materiálu: dvou vrstev typu N A jedné vrstvy typu P. Ve středu tranzistoru je základna tvořená vrstvou typu P.mezi základnou a emitorem (dvě vrstvy typu N) protéká proud elektronů, což se nazývá hlavní proud. Základní proud, který protéká mezi základnou a kolektorem (záměrná chyba), řídí hlavní proud a určuje vodivost tranzistoru.
Příklady tranzistorů NPN:
- 2N3904-nízkofrekvenční NPN tranzistor.
- Bc547 je obecně přijatelný nízkoenergetický NPN tranzistor.
- BC639 je univerzální NPN tranzistor se středním výkonem.
- 2n3055-vysokovýkonný NPN tranzistor pro výkonové zesilovače.
Tranzistory PNP
PNP tranzistory jsou reverzní verzí tranzistorů NPN. V nich dvě vrstvy typu P obklopují jednu vrstvu typu N.na rozdíl od tranzistorů NPN proud teče v opačném směru: hlavní proud teče z emitoru do základny. Stejně jako u tranzistorů NPN řídí základní proud a určuje vodivost tranzistoru.
Příklady tranzistorů PNP:
- 2N3906-nízkofrekvenční nízkoenergetický pnp tranzistor.
- Bc557 je obecně přijatelný nízkoenergetický pnp tranzistor.
- BC640 je univerzální pnp tranzistor se středním výkonem.
- 2n3055-vysoce výkonný pnp tranzistor pro výkonové zesilovače.
Vodivost vnitřního typu
Vnitřní typ vodivosti je typ vodivosti typický pro některé bipolární tranzistory. U tohoto typu vodivosti je hlavní nosič náboje určen typem materiálu, ze kterého je vyrobena základní vrstva tranzistoru.
Pokud je základní vrstva vyrobena z materiálu typu P, pak se vnitřní typ vodivosti nazývá "vnitřní vodivost typu P". V tomto případě jsou hlavním nosičem náboje díry.
Pokud je základní vrstva vyrobena z materiálu typu N, pak se vnitřní typ vodivosti nazývá "vnitřní vodivost typu N". V tomto případě jsou hlavním nosičem náboje elektrony.
Příkladem bipolárního tranzistoru s vodivostí vnitřního typu je tranzistor NPN. V tomto případě je základní vrstva vyrobena z typu P materiálu, zatímco emitor a kolektor jsou vyrobeny z typu N materiálu.
Vnitřní vodivost hraje důležitou roli v provozu bipolárních tranzistorů tím, že určuje jejich základní parametry a vlastnosti. Správné pochopení a účetnictví vnitřního typu vedení umožňuje efektivní využití bipolárních tranzistorů v různých elektronických zařízeních a obvodech.
| Typ tranzistoru | Typ vnitřní vodivosti |
|---|---|
| NPN | Vnitřní vodivost typu P |
| PNP | Vnitřní vodivost typu N |
Popis vodivosti vnitřního typu u bipolárních tranzistorů
Hlavní složkou vnitřního typu vodivosti je pohyb děr v polovodičovém materiálu. Díry jsou nedostatek elektronů v elektronické struktuře atomů polovodiče, což jim umožňuje "pohybovat se" podél mřížky krystalu působením vnějšího elektrického pole.
Při přivádění napětí na základnu bipolárního tranzistoru, který má vodivost vnitřního typu, dochází k přechodu děr ze základny do emitorového odtoku. Tento proces poskytuje elektrický proud, který je zesílen v oblasti kolektoru tranzistoru a lze jej použít jako signál nebo ovládat jiná elektronická zařízení.
Příkladem bipolárního tranzistoru s vodivostí vnitřního typu je pnp tranzistor. V takovém tranzistoru mají emitor a kolektor Typ vodivosti N a základna Typ vodivosti P.jsou to díry, které se pohybují ze základny do emitoru a dále do kolektoru, vytvářejí elektrický proud a zajišťují provoz tranzistoru.
| Typ vedení | Emitor | Základ | Kolektor |
|---|---|---|---|
| Interní | N | P | N |
Příklady vnitřního vedení
V bipolárních tranzistorech existuje několik typů vnitřního vedení:
- Tranzistor se strukturou NPN: V tomto tranzistoru se vodivost provádí prostřednictvím tří vrstev polovodičů. Typickým příkladem takového tranzistoru je 2N3904, kde N označuje zakázanou zónu a vodivost P.
- Tranzistor s PNP strukturou: V tomto typu tranzistoru se vodivost provádí také prostřednictvím tří vrstev polovodičů, ale typickým příkladem je 2N3906, kde N označuje zakázanou zónu a vodivost P.
- Tranzistor s reverzní diodou: Tento typ tranzistoru má reverzní diodu mezi kolektorem a emitorem. Příkladem takového tranzistoru je 2n3905-1g.
- Darlington tranzistor: Tento typ tranzistoru používá dva bipolární tranzistory k zesílení signálu. Jeden tranzistor ovládá základnu druhého. Příkladem tohoto tranzistoru je 2N3906-D.
To jsou jen některé příklady vnitřního vedení v bipolárních tranzistorech. V závislosti na konkrétním modelu a konstrukci tranzistoru mohou existovat další možnosti vodivosti.
Vodivost vnějšího typu
V typu P tranzistor obsahuje materiál emitoru určité nečistoty zvané akceptory, které vytvářejí dostatek děr pro vodivost. Napětí aplikované na základnu umožňuje proud elektronů přicházejících ze základny pohybovat se do emitoru a vytvářet zisk a výstupní proud.
Příkladem externího vodivého tranzistoru je tranzistor PNP, ve kterém je emitor vodivou zónou vnějšího typu, zatímco základna je vodivou zónou vnitřního typu.
Externí vodivé tranzistory se používají například jako klíče nebo zesilovače signálu v elektronických obvodech.
Popis vodivosti vnějšího typu u bipolárních tranzistorů
Externí vodivost nebo typ NPN (z angl. "negativní-pozitivní-negativní"), je jedním ze dvou hlavních typů vodivosti, které mohou mít bipolární tranzistory. V tranzistoru NPN protéká elektrický proud polovodičovou strukturou mezi vrstvami typu P nahoře a typu N uprostřed, přičemž proud jde z emitoru do kolektoru.
Emitor v tranzistoru NPN transportuje mnoho volných elektronů do polovodičového materiálu a vytváří přebytek záporných nábojů. Kolektor naopak funguje jako elektronická past a přitahuje elektrony, aby je držely a poskytovaly proud.
Bipolární tranzistory NPN mají mnoho aplikací v elektronických obvodech, včetně zesilovačů, ventilů a klíčů. Režim provozu těchto tranzistorů se liší od režimu provozu PNP tranzistorů, kde záporný proud jde ze základny do emitoru přes kolektor. Příklady populárních tranzistorů NPN zahrnují 2N3904 a BC547.