vyp.otazky.bip.tr

Bipolární tranzistory
19. Fyzikální princip činnosti bipolárního tranzistoru (tzv. tranzistorový jev):
Činnost tranzistoru je založena na interakci mezi dvěma přechody PN. Pojem interakce dvou přechodů můžeme vysvětlit, uvažujeme-li dva přechody PN, z nichž jeden působí jako injektor nosičů do polovodiče, ve kterém je v určité vzdálenosti umístěn další přechod PN. Při vzdálenosti obou přechodů větší než je pětinásobek difuzní délky injektovaných nosičů, se může druhému přechodu přiblížit necelé jedno procento těchto nosičů. Je zřejmé, že pokud má k nějakému vzájemnému ovlivňování obou přechodů dojít, musí být jejich vzdálenost podstatně menší; Schopnost zesilovat, označovaná jako tranzistorový jev, vzniká při propustně polarizovaném přechodu emitoru a závěrně polarizovaném přechodu kolektoru. V podstatě jde o to, že proud vyvolaný vnějším zdrojem na nízké impedanční úrovni (propustný polarizovaný emitorový přechod) protéká jen nepatrně zmenšený i kolektorovým obvodem, ve kterém je zapojen "velký" odpor (odpor kolektorového přechodu polarizovaného v nepropustném směru). Výstupní výkon je mnohem větší než vstupní. Úbytek napětí na výstupním odporu bývá mnohokrát větší než napětí přiložené na vstup tranzistoru, tj. bázi nebo emitor. Tranzistorový jev vzniká tehdy, jsou-li dva přechody PN v tak těsné blízkosti, že nosiče náboje jednoho přechodu polarizovaného v propustném směru ovlivňují proud druhým přechodem PN, který je polarizován v závěrném směru (tj. báze musí být velmi tenká). Nestačí tedy pouze spojit dva přechody PN.
20. Základní konstrukční požadavky na strukturu bipolárního tranzistoru:
1. Šířka báze je menší než střední difúzní délka minoritních nosičů v bázi ωB > LpB 3. Koncentrace příměsí v emitoru je mnohem vyšší (102 až 104 krát) než koncentrace příměsí v bázi NAE >> NDB 4. Aby tranzistor dobře zesiloval, musí být plocha kolektoru větší než plocha emitoru SC > SE
21. Režimy činnosti bipolárního tranzistoru: definice, pásové diagramy, vyznačení režimů ve výstupních charakteristikách SE:
Režim I (závěrný) a III (saturační) nacházíme při spínacím provozu. Režim I představuje rozpojený tranzistor, tj. který nevede. Režim III představuje sepnutý tranzistor, tj. který vede. V režimu II (aktivní) pracuje tranzistor jako zesilovač signálu, a to ve směru buď to od emitoru ke kolektoru (normální), nebo od kolektoru k emitoru (inverzní). Z uvedených pracovních režim tranzistoru je nejdůležitější normální aktivní režim.
22. Základní zapojení bipolárního tranzistoru (SE, SB, SC) a jejich vlastnosti:
Zapojení se společným emitorem (SE) se používá nejčastěji. Vstupní signál se přivádí mezi bázi a společnou elektrodu - emitor. Výstupní signál se pak odebírá z kolektoru, který je připojen k napájecímu napětí U přes zatěžovací rezistor RZ. Průchodem poměrně velkého kolektorového proudu zatěžovacím rezistorem vzniká na něm velké napětí (úbytek napětí) v porovnání se vstupním napětím. Protože přechod B-E je pólován v propustném směru, vstupní odpor RVST zapojení je malý. Ve výstupním obvodu je naopak přechod C-E pólován v závěrném směru. Výstupní odpor RVÝST v zapojení SE je proto velký. Konkrétně vstupní bývá 500 ohmů až 10 kiloohmů a výs