Princip funkce bipolárních tranzistorů

Tranzistor je polovodičová součástka, která obsahuje dva navzájem blízké přechody. V podstatě jde o kousek monokrystalického polovodiče s třemi oblastmi, jejichž vodivosti jsou typu P, N, P, popř. N, P, N. Ke každé oblasti je připojen přívod. Jednotlivé přívody jsou nazývány báze B, emitor E a kolektor C (K).


Principiální uspořádání polovodičů v tranzistoru



Schematické značky bipolárních tranzistorů



Tranzistorový jev

Připojíme-li na kolektor (C) tranzistoru NPN kladné napětí UCE například +5 V, bude přechod báze-emitor (BE) polarizován v propustném směru. Protože však bude přechod kolektor-báze (CB) polarizován v závěrném směru, nepoteče žádný kolektorový proud IC (než nepatrný proud způsobený menšinovými nosiči). Připojíme-li nyní na bázi napětí UBE větší než přibližně 0,55 V, začne se přechod báze-emitor (BE) otevírat. Pro elektrony, které jsou napětím UBE vtaženy z emitoru do oblasti báze je ovšem přechod CB polarizován v propustném směru. Začne tedy téci kolektorový proud IC. Vzhledem k tonu, že je vrstva báze velmi tenká a napětí na kolektoru větší než na bázi, přechází většina elektronů do kolektoru. Proud báze je jen nepatrným zlomkem kolektorového proudu. Malým proudem báze tedy ovládáme mnohonásobně (102 až 103) krát větší proud kolektoru. Tranzistor zesiluje elektrický proud.


Tranzistorový jev



Zesilovací činitel tranzistoru a závislost proudu IC na proudu IB:

(Tranzistorový jev je umožněn tím, že se oba přechody nachází velmi blízko sebe a navzájem se ovlivňují. Poměr proudu IC k proudu IB je tím větší, čím je báze tenčí.)

Tranzistory slouží k zesilování slabých signálů v elektronických přístrojích, ovládání velkých výkonů v elektrických pohonech a ke spínání v elektronických logických obvodech.


Provedení tranzistoru