Bipolární tranzistor. Princip fungování, návrh a začlenění

Obecný popis

Bipolární tranzistor Jedná se o polovodičový elektrický převodník určený k zesílení výkonu signálů a sestává ze tří zón se střídavými typy elektrické vodivosti. Díky své všestrannosti jsou dnes tato zařízení široce používána v řadě zesilovačů, impulsních zařízení a generátorů. První bipolární tranzistor byl bodový typ a byl charakterizován nedostatečnou stabilitou díla. V současné době se vyrábějí a používají bipolární tranzistory plochého typu, které jsou mnohem spolehlivější a nejsilněji funkční.

Struktura bipolárního tranzistoru

Toto zařízení se skládá ze tří polovodičových oblastí (elektrod). Dvě extrémní mají stejnou elektrickou vodivost a střední je opačná. Tato struktura se nazývá npn-struktura. Bipolární tranzistor je součástí elektrického obvodu přes vnější vodiče jeho elektrod. Charakteristickým rysem tohoto zařízení jsou různé velikosti jeho extrémních oblastí. Menší z nich, nazývaná emitor, plní funkci vytváření silného toku nosičů elektrický náboj (elektrony), který proniká celou strukturou zařízení. Proto je hlavní charakteristikou emitoru vysoký stupeň dopingu. Druhá krajní zóna tranzistoru tohoto typu - kolektor - je určena ke sběru vyzařovaného proudu, který způsobuje jeho velkou velikost v tranzistorové struktuře. Střední oblast, po druhé, se nazývá základna.

Druhy a princip činnosti

Bipolární tranzistor může být vyráběn různými technologiemi - metodou fúze, difúze a dalšími, což značně určuje technické vlastnosti zařízení. Pokud jde o materiál, z něhož jsou tato zařízení vyrobena, k vytvoření třívrstvé struktury se používají křemíkové nebo germaniové desky. Elektroda základní části se vždy posouvá směrem k emitoru, což dává zařízení určité asymetrii. Šířka střední části, která závisí na frekvencích, se kterými pracuje tranzistor, se může v určitých mezích lišit. Čím nižší je frekvence zařízení, tím širší je její základna. Provoz zařízení je založen na ovládání pohybu nosičů náboje v souladu s napětím aplikovaným na jeho přechody.

Schéma inkluze

Nejpoužívanější je takový obvod, který se používá k zapnutí tranzistoru tohoto typu se společným výstupem emitoru. Hlavní prvky tohoto systému jsou napájení samotný tranzistor a součást odporu. Tyto prvky tvoří lineární kaskádový obvod, kde se díky proudění řízených proudů na výstupu obvodu vytváří zesílené napětí s proměnnou povahou. Všechny ostatní prvky takového řetězce hrají čistě pomocnou roli. Například kondenzátor provádí separační funkci. Při absenci tohoto prvku by byl obvod vstupního zdroje charakterizován stejnosměrný proud ze zdroje napájení. Ve většině elektrických obvodů se jako čtyřpólový komponent používá bipolární tranzistor. Jinými slovy - jako zařízení, které má dva vstupní a výstupní kolíky. Vzhledem k tomu, že tranzistory tohoto typu mají pouze tři kontakty, aby tato zařízení používala jako čtyřpólové, je nutné, aby jeden z kontaktů byl společný. Zpravidla se to děje emitorovou elektrodou. Proto se často používá běžný bipolární tranzistor emitoru.