Tranzistory jsou jedním z nejdůležitějších prvků v elektronice. Hrají klíčovou roli při zesilování nebo přepínání signálů v mnoha elektronických zařízeních. Tranzistory mohou být různých typů, z nichž každý má své vlastní vlastnosti a vlastnosti.
1. Tranzistor pole (FET). Odlišuje se tím, že řízení toku proudu se provádí pomocí elektrického pole. Fet tranzistory mají vysoký vstupní odpor a lze je použít v zesilovačích s vysokou citlivostí.
2. Bipolární tranzistor (BJT). Jedná se o nejběžnější typ tranzistoru. BJT tranzistory řídí proud spíše než napětí a lze je použít v zesilovačích a spínačích. Mají relativně nízký vstupní odpor a schopnost zesilovat velké proudy.
3. Unipolární tranzistor (JFET). Tranzistory JFET jsou podobné tranzistorům v terénu, ale mají jednodušší strukturu. Mají vysoký vstupní odpor a dobrou linearitu a často se používají ve středních zesilovačích a zapínání/vypínání signálu.
4. MOSFET tranzistor. Mosfetové tranzistory jsou jedním z typů tranzistorů v poli. Mají vysoký výkon a malou hodnotu vstupního proudu, což z nich činí ideální volbu pro přepínání velkých proudů.
5. Darlingtonův Tranzistor. Darlington tranzistory jsou dvojice bipolárních tranzistorů Spojených pro zlepšení zisku. Mají vysoký zisk a mohou být použity v zesilovačích s nízkým signálem.
6. Pulzní tranzistor. Pulzní tranzistory jsou speciálně navrženy tak, aby fungovaly v pulzních režimech s vysokou frekvencí. Mají krátkou spínací dobu a zvládnou vysoký výkon.
7. Polovodičový tranzistor. Tento typ tranzistoru se skládá z polovodičových materiálů, jako je křemík nebo germanium. Polovodičové tranzistory mají vysokou spolehlivost a dlouhou životnost a jsou široce používány v různých elektronických zařízeních.
Znalost různých typů tranzistorů a jejich charakteristik je základem pro pochopení fungování elektronických zařízení a vývoje nových technologií. Každý typ tranzistoru má své výhody a omezení, takže je důležité vybrat vhodný typ podle požadavků vašeho projektu.
Tranzistory jsou základem moderní elektroniky
Hlavní funkcí tranzistoru je řídit tok elektronů nebo děr mezi třemi vrstvami polovodiče – emitorem, kolektorem a základnou. Mohou fungovat jako klíčové prvky pro přenos a zesílení signálů a také pro řízení elektromagnetických polí.
Existují různé typy tranzistorů, z nichž každý má své vlastní vlastnosti a oblasti použití. Některé z hlavních typů tranzistorů:
| Typ | Popis |
|---|---|
| Bipolární NPN tranzistor | Používá se k zesílení signálů a přepínání, má 3 vrstvy polovodičových materiálů – emitor, základnu a kolektor. |
| Bipolární pnp tranzistor | Podobný tranzistoru NPN, ale s opačně směrovanými proudy a náboji elektronů a děr. |
| MOSFET (MOSFET) | Od bipolárního tranzistoru se liší tím, že řízení se provádí pomocí elektrického pole. |
| Tranzistor s izolovanou závěrkou (IGFET) | Používá se v integrovaných obvodech a má vysoký odpor mezi izolovanou závěrkou a kanálem. |
| IGBT tranzistor (Insulated Gate Bipolar Transistor) | Kombinuje výhody tranzistoru v terénu a bipolárního tranzistoru a poskytuje větší výkon a nízké ztráty. |
| Tyristor | Používá se k řízení elektrických signálů se stejnosměrným proudem a má vysokou spolehlivost a odolnost. |
| Tranzistor s efektem pole typu JFET | Má nejjednodušší konstrukci a používá se k řízení stejnosměrných signálů v nízkoproudých elektrických obvodech. |
Každý z těchto typů tranzistorů má své výhody a vlastnosti, které umožňují jejich použití v různých oblastech a aplikacích. Pochopení základních typů tranzistorů a jejich pracovních principů je důležité pro elektronické inženýry a elektronikáře při navrhování a vývoji nových zařízení a systémů.
Bipolární tranzistor
Hlavní charakteristiky bipolárních tranzistorů:
| Typ tranzistoru | Řídící elektroda | Vazba | Zesílení | Maximální proud kolektoru |
|---|---|---|---|---|
| NPN | Základ | Symetrický | 20 až 1000 | Od několika miliampérů po několik ampérů |
| PNP | Základ | Symetrický | 20 až 1000 | Od několika miliampérů po několik ampérů |
Symetrická konstrukce bipolárních tranzistorů jim umožňuje pracovat jak v režimu zesílení, tak v režimu přepínání. Bipolární tranzistory se používají v mnoha zařízeních, včetně rádiových přijímačů, zesilovačů, napájecích zdrojů, ovladačů a dalších elektronických systémů.
Role základny-emitního přechodu
Hlavní funkcí báze - emitorového přechodu je ovládání proudu kolektoru, který protéká emitor-kolektorovou částí tranzistoru. Když je na základnu tranzistoru přiveden řídicí signál, lze velikost proudu kolektoru změnit v závislosti na vlastnostech referenčního přechodu báze.
Když je kladný signál odeslán na základnu vzhledem k emitoru, přechod base-emitor se stává přímotopným a umožňuje elektronům volně přecházet z emitoru na základnu. To způsobuje zesílení proudu kolektoru a umožňuje tranzistoru fungovat jako zesilovač signálu.
Důležitou charakteristikou přechodu základny-emitoru je jeho nasycovací napětí, nazývané také "prahové" napětí nebo "přetáčivé" napětí. Toto je minimální napětí, které musí být aplikováno na základnu, aby se dosáhlo nasycení přechodu a proletělo velkou částí proudu kolektoru.
V důsledku toho hraje základní emitorový přechod kritickou roli při řízení tranzistoru a umožňuje mu fungovat jako zesilovač signálu nebo klíčové zařízení v různých elektronických systémech.
FET
Jedním z hlavních typů tranzistorů v poli je MOSFET. Skládá se ze struktury MOP (kov-oxid-polovodič) a má tři vodiče: zdroj (source), odtok (drain) a závěrku (gate). Závěrka ovládá elektrické pole, což umožňuje změnu proudu mezi zdrojem a odtokem.
| Typ tranzistoru pole | Charakteristiky |
|---|---|
| Prahová napětí (Vth) | Hodnota napětí na závěrce potřebná k zahájení vodivosti mezi zdrojem a odtokem. |
| Zesílení (gm) | Poměr změny proudu odtoku ke změně napětí na závěrce. |
| Maximální napětí odtoku (Vds) | Maximální hodnota napětí, které lze použít mezi odtokem a zdrojem bez poškození tranzistoru. |
| Maximální proud odtoku (Ids) | Maximální hodnota stejnosměrného nebo střídavého proudu, který může proudit odtokem. |
| Tranzistorový odpor (Rds) | Odpor způsobený tranzistorem při průchodu proudu stokou. |
| Teplotní koeficient (TCF) | Změna výkonu tranzistoru v závislosti na teplotě. |
| Kapacita závěrky (Cg) | Kapacita mezi závěrkou a zbytkem pinů tranzistoru způsobená přítomností dielektrické vrstvy. |
V závislosti na typu a konfiguraci lze tranzistory v terénu použít v široké škále aplikací, včetně zesilovačů, klíčů, oscilátorů a dalších elektronických zařízení.
Řízení proudu pomocí elektrického pole
Řízení proudu v tranzistorech se provádí pomocí tří oblastí: základny, emitoru a kolektoru. Jedním z hlavních typů tranzistorů je bipolární tranzistor. Skládá se ze dvou p-n přechodů oddělených oblastí typu n. Základna ovládá elektrické pole a v závislosti na jeho polaritě a napětí může být tranzistor otevřený nebo uzavřený. Bipolární tranzistory se vyznačují vysokým ziskem a vysokou rychlostí přepínání.
Dalším typem tranzistorů jsou FET. Mají čtyři oblasti: zdroj, odtok, uzávěr a kanál. Pole generované nábojem na závěrce řídí elektrickou polohu kanálu, a tedy proud procházející tranzistorem. Tranzistory v terénu se vyznačují vysokým vstupním odporem a nízkými ztrátami výkonu.
Existují také tranzistory řízené bracketterem (SCR), které se používají k řízení elektrického proudu v ochranných a spínacích obvodech. Mají schopnost pracovat ve dvou stavech: otevřený a uzavřený, pod vlivem kontrolního proudu.
Tranzistory-klíče jedná se o speciální typ tranzistorů, které mohou mít pouze dva možné stavy: otevřený a uzavřený. Jsou široce používány v digitálních obvodech, kde je vyžadováno přepínání logických úrovní.
Také stojí za zmínku operační zesilovače (Ou), které jsou zvláštním typem tranzistorů určených k zesílení signálů. Mají dva vstupy a jeden výstup a lze je použít k provádění různých matematických operací a funkcí.
Integrované obvody, které používají mnoho tranzistorů na jednom krystalu, se nazývají Čip. Jsou široce používány v moderní elektronice a jsou schopny provádět složité funkce na malém prostoru.
Na závěr, každý typ tranzistoru má své vlastní jedinečné vlastnosti a vlastnosti, které určují jeho použití v různých oblastech elektroniky a elektrotechniky.