Bipolární tranzistor jsou polovodičová zařízení, která se aktivně používají v různých elektronických systémech a zařízeních. Skládají se ze tří hlavních elektrod: emitoru, základny a kolektoru. Každá z těchto elektrod plní svou roli při přenosu a zesílení signálu.
Emitor je elektroda tranzistoru, přes kterou proudí hlavní proud. Obvykle se označuje symbolem e. základna je elektroda, která řídí proud emitoru. Je označen symbolem B. kolektor je elektroda, která přijímá hlavní proud z emitoru. Je označen symbolem C.
Princip fungování bipolárních tranzistorů je založen na přepínání proudu v základně. Když je na základnu přiveden užitečný signál (například signál ve formě zvuku), elektrony jsou přeneseny ze základny do emitoru a vytvoří tam proud. To vede ke změně elektrického stavu kolektoru a také vytváří změněný proud v jeho obvodu.
Bipolární tranzistory jsou široce používány v různých oblastech, včetně radioelektroniky, telekomunikací, automatizace atd. jsou klíčovými prvky v zařízeních pro zesílení zvukových a video signálů, stejně jako v digitální elektronice pro zesílení a přepínání signálů.
Zařízení bipolárních tranzistorů
Emitor je elektroda, kterou do tranzistoru vstupují elektrony nebo díry. Základna je elektroda, která řídí tok elektrického proudu mezi emitorem a kolektorem. Kolektor je elektroda, na které se shromažďují elektrony nebo díry, které protékají tranzistorem.
Princip fungování bipolárních tranzistorů je založen na proudění nosičů náboje – elektronů nebo děr – přes základnu. V závislosti na typu tranzistoru lze použít přetečení elektronů nebo děr. Když se proud v základně změní, způsobí to změnu proudu v kolektoru, což umožňuje zesílení nebo přepínání signálu.
Bipolární tranzistory se používají v mnoha zařízeních, jako jsou zesilovače, usměrňovače, generátory, napájecí zdroje a další. Jsou široce používány v elektronice a elektrotechnice díky svým vlastnostem, jako je vysoká rychlost přepínání, nízká spotřeba energie a nízké napětí saturace.
Účel elektrod
Bipolární tranzistory mají tři elektrody, z nichž každá plní svou funkci:
- Emitor (E): Elektroda emitoru je zdrojem nosičů náboje (elektronů nebo děr) v tranzistoru. Zde dochází k vstřikování nosičů do základního p-n přechodu. Emitor používá napětí k vytvoření elektrického pole pro usnadnění vstřikování.
- Kolektor (C): Elektroda kolektoru je sběrným místem nosičů náboje, které procházejí základnou a emitorem. Má vlastnosti obohacení a plní funkci odvodu proudů a tepla z tranzistoru.
- Základna (B): Elektroda základny řídí proud kolektoru úpravou jeho otevírání nebo zavírání. Zde probíhá hlavní kontrola proudu v tranzistoru. Základna může být připojena k externímu obvodu pro ovládání tranzistoru jako zesilovače nebo klíče.
Kombinace napětí aplikovaných na tyto elektrody řídí provozní režim a výkon tranzistoru. Každá elektroda hraje důležitou roli při určování funkčnosti a použití bipolárních tranzistorů v různých elektronických zařízeních.
Princip práce
Když na přechodu PN proteče přímý proud, vytvoří se elektrony a díry, které se pohybují přechodem. Díry se pohybují do základny a elektrony do emitoru. Kolektor-základna zpět-korek je zcela izolován, ale když je na něj přiváděno zpětné napětí, přechod se rozšíří a zapne. Nyní, když se v emitoru objevují elektrony, jsou přitahovány kolektorovým polem a vytvářejí velký kolektorový proud. Je přibližně stejný jako β-zisk (zisk základny), který je přiměřený základnímu proudu.
Základní princip fungování bipolárních tranzistorů-řízení proudu prostřednictvím základny umožňuje ovládat velký kolektorový proud, díky čemuž jsou optimální pro použití v zesilovačích a elektronických obvodech.
Uplatnění
Hlavní použití bipolárních tranzistorů:
- Zesilovače signálu: Díky své zesilující vlastnosti jsou bipolární tranzistory široce používány v audio a video zesilovačích, rádiových přijímačích, televizorech a dalších zařízeních pro zesílení slabých signálů.
- Spínací obvody: Bipolární tranzistory se často používají v spínacích obvodech k řízení toku elektrického proudu. Lze je použít v jednoduchých inkluzích zapnuto / vypnuto, stejně jako ve složitých logických obvodech.
- Stabilizátory napětí: bipolární tranzistory lze použít k vytvoření stabilizátorů napětí. Umožňují udržovat stabilní napětí na určité úrovni i při změně vstupního napětí nebo zatížení.
- Generátory: u některých typů generátorů, jako jsou generátory napájecího zdroje, lze tranzistory použít k vytváření a stabilizaci signálů.
- Digitální elektronika: Bipolární tranzistory jsou široce používány v kombinačních a po sobě jdoucích logických obvodech k provádění různých aritmetických a logických operací.