tahak 6-9

pětí se zvětší intenzita elektrického pole a zaškrcená část kanálu se prodlouží. Tím mohou být splněny podmínky pro vznik lavinového průrazu (kladný teplotní součinitel UDSBR ).
3. Nakreslete soustavu převodních a výstupních charakteristik tranzistoru JFET, vyznačte měřítka a hodnoty příslušného parametru. V obou soustavách vyznačte oblasti jednotlivých režimů.
A+ A- Aktivní režim pro malé UDS chová se jako řízený odpor.
B – saturační režim oblast proudového zdroje.
C – triodový režim režim otvírajícího se spínače.
4.Nakreslete soustavu převodních a výstupních charakteristik tranzistoru IGFET s indukovaným kanálem vyznačte měřítka a hodnoty příslušného parametru. V obou soustavách vyznačte oblasti jednotlivých režimů.
Viz 3
5. Nakreslete soustavu převodních a výstupních charakteristik tranzistoru IGFET s trvalým kanálem vyznačte měřítka a hodnoty příslušného parametru. V obou soustavách vyznačte oblasti jednotlivých režimů.
Viz 3
6. a) Načrtněte strukturu tranzistoru IGBT. b) Stručně vysvětlete jeho činnost. c) Ve kterých vlastnostech se odlišuje od tranzistorů IGFET a od bipolárních tranzistorů?
a) Viz skripta str. 170. b) Je to obdoba struktury VDMOS tranzistoru IGFET, jehož kolektor je oddělený vrstvou P+. Tak vzniká bipolární tranzistor PNP řízený do báze(= kolektor IGFET) původním tranzistorem IGFET. c) od IGFET: Napětí UDSON je dané vlastnostmi BT. Proud do báze se odebírá ze spínaného napětí, k úbytku na přechodu BE tranzistoru PNP se ještě přičte úbytek na řídícím tranzistoru IGFET. Napětí UDSON bude tedy poměrně velké i pro malé spínané proudy. Pro standardní tranzistory IGBT je UDSON menší než 2 V a na rozdíl od IGFET roste pouze nepatrně v oblastech velkých proudů (vliv BT). Menší rychlost rozepnutí daná vypínáním struktury BT - lze zrychlit pomocí rekombinačních příměsí ovšem za cenu zvýšení napětí UDSON. od BT: Není zapotřebí trvalý proud báze (při srovnatelných proudech IC je potřebné IB 1 A). Je naopak zapotřebí proudový impuls (IGS >> 100 mA) k nabití i vybití (!) kapacity CGS , popř. CDG Dosahuje se větších závěrných napětí a menší tepelné závislosti parametrů.
9.  Tranzistorové spínače
1. Tranzistorový spínač v zapojení SE má řídící signál uB=+5V (sepnuto) a uB=0V (rozepnuto). Báze je připojena přes rezistor RB=5600  , odpor zátěže (RZ) je 400. Napětí na zátěži v případě sepnutí tranzistoru má být U Z = 15 V.
a) Nakreslete schéma zapojení.
b) Zvolte potřebné napájecí napětí UN a určete požadované parametry spínacího tranzistoru : ICmax , UCEBr , h21Emin , PCmin .
c) Stanovte proudy a napětí v obvodu ve stavu zapnuto a vypnuto. Pro výpočet předpokládejte: UBE 0,6V, UCES 1V.a.      Viz. schéma v příkladu 2.
a.      Viz. schéma v příkladu 2.
b.      UN = UZ = 15 V , UCEBr  15 V, ICmax  IC = (UN - UCES )/R Z , IB = (uB - UBE) / RB , h21Emin   = I C /IB , PCmin = UCES . IC
c.       ZAPNUTO : IC = ( UN - UCES )/RZ , IB = (u B - UBE) /RB , UCE= U CES , UBE  0,6V.
VYPNUTO : UBE  0 , IB  0, IC = ICB0 , UCE = UN .
2. Nakreslete a) průběhy uBE a i B , b) průběhy i C a uCE jestliže je na vstup spínače podle schématu připojen obdélníkový signál (f= 500 Hz) s amplitudou uVST= +/- 1V nebo uVST = +/- 5V. Pro oba případy do grafů vyznačte, ve kterém režimu tranzistor pracuje. UN = 10V, RB = 1k ( , R2 = 100 V uvažované pracovní oblasti je proudový zesilovací činitel tranzistoru h 21E = 100.
a) uVST kladné: uBE = UBE  0,6V, iB = (uB - UBE) /RB ; u VST záporné: uBE = uVST , IB  0
b) iB = (uB - UBE) /RB, potom iC =  . iB a uCE = UN - i C RZ - pro uVST = +1 V (aktivní režim) , nebo i C = ( UN - UCES )/RZ a u CE = UCES pro uVST = +5 V ( saturace)
3. Tranzistor KFY34 / NPN, h21E = 35 až 125, UCB0 = 70V UCER = 50V, ICmax = 500 mA, UCES  1,5V PC = 800mW (bez přídavného chlazení)/ má spínat zátěž s jmenovitým napájecím napětím 24V a odporem vinutí RS = 60  :
a) navrhněte schéma zapojení spínače. b) určete velikost IB pro sepnutí zátěže.
c) určete velikost proudů a napětí v obvodu I B = f(t), IC= f(t), UBE = f(t) a U CE = f(t) při sepnutí a rozepnutí spínače a nakreslete je do grafu.
d) rozhodněte, zda je nutné použít přídavné chlazení tranzistoru.
a) Viz ot 2.
b) URZ = 24V IC = URZ/RS = 24/60=0,4A
IB = Ic/h21Emin= 11,4mA I’B > 2h21Emin*IB=2*35*11.4=0.8A
4. Dva tranzistory se stejnými geometrickými rozměry jsou určeny pro různou oblast použití. T1 je běžný křemíkový tranzistor, T2 je velmi rychlý spínací tranzistor. Který z tranzistorů bude mít obvykle větší proudový zesilovací činitel. Zdůvodněte.
U spínacích tranzistorů se zrychlení rozepnutí dosahuje pomocí rekombinace nadbytečných nosičů – především v  oblasti báze (příměsi, které se projevují jako rekombinační centra). Nosiče, které rekombinují v bázi, nemohou být odsáty kolektorovým přechodem - IC bude u spínacích tranzistorů při stejné velikosti I E popř. IB menší. Proudový zesilovací činitel bude tedy větší u běžného tranzistoru.
5. Je průrazné napětí bipolárního tranzistoru v závěrném režimu v zapojení SE závislé na obvodovém zapojení tranzistoru? Jestliže ano uveďte jak a zdůvodněte.
Ano. Zbytkový prou d přechodu CB (ICB0) může protékat bází do emitoru- zvětší se potenciál přechodu BE, zvětší se proud přechodu BE (emise) a následně se zvětší proud kolektoru. Při větším proudu kolektoru se zvýší pravděpodobnost lavinového průrazu přechodu CB. Pro dosažení velkého závěrného napětí je tedy třeba potlačit vliv zbytkového proudu přechodu CB: a) pomocí odporu R < 100Ω mezi B a E. b) zkratováním přechodu BE - např. vinutím budícícho transformátoru. c) přivedením záporného (NPN tranzistor) napětí na bázi.