A bipoláris tranzisztor (ezt a tranzisztortípust nevezik egyszerűen tranzisztornak) egy kisméretű monokristály darabon létrehozott két azonos, és közte egy vékony, ezzel ellentétes vezetési típusú rétegből áll. Minden réteg rezisztív érintkezővel van ellátva. A két lehetséges felépítés: p-n-p illetve n-p-n tranzisztor. Az n-p-n tranzisztort feszültségmentes állapotban az 1. ábra mutatja. Mindkét p-n átmenetnél hasonló kiürített réteg jön létre, mint a dióda esetében. Bipoláris átmenet tranzisztor (BJT) | 3 Működési mód | Fontos felhasználások. 1. ábra: n-p-n tranzisztor feszültségmentes állapotban A tranzisztor elektródái az emitter (E), bázis (B), és a kollektor (C, magyar szövegben néha: K). Sokszor az emitter-bázis réteg között kialakult diódát "emitterdiódának", a kollektor-bázis réteg közötti diódát "kollektordiódának" nevezik. A tranzisztor működéséhez az szükséges, hogy emitterdiódája nyitó irányban, kollektordiódája záró irányban legyen előfeszítve (2. ábra). 2. ábra: n-p-n tranzisztor előfeszített állapotban A bázisra az emitterhez képest nyitó irányú feszültséget kapcsolnak.
Bipoláris tranzisztor vizsgálata 1. Tranzisztor ellenőrzése multiméter segítségével Ellenőrizd a kapott tranzisztort a következő módszerrel! Kézi multiméterrel diódavizsgáló állásban lehetőséged van a tranzisztor működőképességét megvizsgálni. Mivel a tranzisztor tulajdonképpen két diódával helyettesíthető, ezért ezek vizsgálatát kell elvégezni. NPN típusú tranzisztor esetén a B – E dióda akkor van nyitóirányban igénybe véve, ha a bázisra kapcsoljuk a pozitív feszültséget, tehát így vizsgálva a multiméter kijelzi a nyitófeszültség értékét. Ellentétesen vizsgálva szakadást kapunk A B – C diódára is ugyanez érvényes. De a C – E között mindkét irányban szakadást kell mérnünk. A megállapítások természetesen PNP tranzisztorra is érvényesek, de minden ellentétes "előjellel"! Ha a fentiektől eltérő eredményeket kapunk, akkor a tranzisztor valószínűleg hibás. (De a megfelelő eredmények sem jelentik 100% - ig a helyes működést! ) 2. Bipoláris tranzisztor vizsgálata | doksi.net. Bemeneti karakterisztika felvétele Állítsd be az UCE feszültséget először 0V majd +5V – ra és töltsd ki a következő táblázatot!
Bipoláris tranzisztor felépítése B E Bipoláris tranzisztor karakterisztikái Bemeneti karakterisztika Transzfer karakterisztika Bipoláris tranzisztorok típusai Unipoláris tranzisztor • Működésük alapelve, hogy egy térrészen átfolyó áramot úgy szabályozunk, hogy külső elektromos erőtérrel megváltoztatjuk a félvezető vezetőképességét, ill. a rendelkezésre álló keresztmetszetet. Unipoláris tranzisztor • Típusai • JFET • MOSFET • Tulajdonságok • Bemenő áramuk ~ 0A • Kis teljesítményigény • Kis helyigény • A többségi töltéshordozók árama határozza meg a működést.
Jellemző IB, μA UBE, mV IB, μA UBE, mV UCE = 0 V UCE = 5 V A táblázat eredményei alapján készítsd el a tranzisztor bemeneti karakterisztikáját UCE = 0V és UCE = 5 V előfeszítés esetén is! 3. Áramátviteli (transzfer) karakterisztika mérése Az UCE feszültséget stabilan 5 V- on tartva, vegyél fel 10 különböző bázisáramot és mérd meg a hozzá tartozó IC kollektor áram értékét! A következő táblázatot használd! Jellemző IB, μA IC, mA B = IC/IB UCE = 5 V A táblázat eredményei alapján készítsd el a tranzisztor transzfer karakterisztikáját! 4. Kimeneti karakterisztika felvétele Különböző bázisáramokat beállítva mérd le a tranzisztor kimeneti jellemzőit! Az UCE feszültséget 1-10 V-ig növeld! A táblázat alapján készítsd el a tranzisztor kimeneti jelleggörbéjét is! Jellemző UCE, V IC, mA Jellemző UCE, V IC, mA Jellemző UCE, V IC, mA Jellemző UCE, V IC, mA IB = 10 μA IB = 20 μA IB = 40 μA IB = 100 μA
tartalom A BJT definíciója A BJT típusai Konfigurációk Alkalmazási területek Előnyök hátrányok Különböző módok és jellemzők. A bipoláris átmenet tranzisztor meghatározása: A bipoláris átmeneti tranzisztor (más néven BJT) egy speciális félvezető eszköz, amelynek három kivezetése pn átmenetekből készül. Képesek egy jelet erősíteni, valamint áramot vezérelnek, azaz áramvezérelt eszköznek hívják őket. A három terminál a Base, Collector és Emitter. A BJT típusai: A BJT-nek két típusa van: PNP tranzisztor. NPN tranzisztor. A BJT három részből áll: emitter, kollektor és alap. Itt az emitter alapú csomópontok előre előfeszítettek, a kollektor alapú csomópontok pedig fordított előfeszítések. PNP bipoláris átmenet tranzisztor: Az ilyen típusú tranzisztorok két p-régióval és egy n-régióval rendelkeznek. Az n régió két p régió közé helyezkedik el. NPN bipoláris átmenet tranzisztor: "Az NPN tranzisztor a bipoláris átmeneti tranzisztor (BJT) egy típusa, amely három terminálból és három rétegből áll, és erősítőkként vagy elektronikus kapcsolóként is funkcionál. "
Ennek hatására (a dióda nyitóirányú működésénél leírt módon) az emitter-bázis átmenetnél a kiürített réteg és a potenciálgát megszűnik, ezért nincsen akadálya annak, hogy a határrétegen a többségi töltéshordozók áthaladjanak. Az n típusú emitterből a bázisrétegbe jutott elektronok (lévén a bázisréteg p típusú) ott kisebbségi töltéshordozók. A kollektordióda záró irányban van előfeszítve. Ezért a bázis-kollektor határrétegnél kiürített réteg és potenciálgát alakul ki. A potenciálgát elektrosztatikus hatásánál fogva megakadályozza a többségi töltéshordozók átjutását, ugyanekkor azonban az ellentétes töltésű, kisebbségi töltéshordozóknak a határrétegen való áthaladását segíti, azokat "átszippantja". Jelen esetben a bázisrétegben az emitter által injektált nagy számú kisebbségi töltéshordozó (elektron) van jelen. A bázisréteget olyan keskenyre (kisebb, mint 25 μm) készítik, hogy a bázis-kollektor határrétegen kialakult potenciálgát a bázisba érkezett elektronoknak minél nagyobb részét (95-99, 9%-át) "szippantsa át" a kollektorba.
Egyirányú eszköz: a kimenet megváltozása nem hat vissza a bemenetre. 3/13/2003 •Ha ARL/Rs > 1, Feszültségerősítést tudunk elérni, •Ha A > 1, a kimeneti áram nagyobb mint a bemeneti → áramerősítés •Az RL terhelőellenálláson disszipált teljesítmény nagyobb mint a bemenetre adott teljesítmény → a vezérelt forrással teljesítmény erősítést lehet elérni. 4/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Iout Iout=A*Iin Iin Uout Paraméter: a bemeneti áram ideális áram forrás: a kimenő áram független a kimenő feszültségtől 3/13/2003 5/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Paraméter: a bemeneti áram ideális áram forrás: a kimenő áram független a kimenő feszültségtől 3/13/2003 6/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése 3/13/2003 7/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Q2 Q1 3/13/2003 8/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Q2, Q3 átengedő kapcsoló Q3 Q2 Q1 megszakított kapcsoló t=T1, I13 = i1 = Vs/Rs 3/13/2003 Q1 t=0, us=0 esetén i1= 0, a munkapont Q1 Ha azt akarjuk, hogy a kapcsolón eső feszültség nulla legyen, a vezérlő áramot I14 értékűre kell választani, mert csak a Q3 munkapont ad ideális nulla 9/20 kimenőfeszültséget.