vypracované otázky

(MS) při stejných plochách přechodů.
Zotavovací doba charakterizuje rozepnutí diody. Projevuje se při přepnutí diody z přímého směru do zpětného, kdy jsou odčerpávány minoritní nosiče z oblastí P a N. U diody MS jsou elektrony injektovány do kovu, odtékají do hloubky kovu ke kontaktu a nemohou být při přepnutí odčerpány zpět do polovodiče. Zotavovací doba je mnohem kratší než u přechodu PN.
11) Nakreslete strukturu bipolárního tranzistoru NPN a PNP a odpovídající schematické značky. a) Uveďte podmínky vzniku tranzistorového jevu. b) Připojte odpovídající napětí k přechodům PN pro aktivní režim funkce tranzistoru.
a) b)
Vysvětlení trnazostorového jevu:
Uvažujeme obvod s tranzistorem NPN, kde pro názornost měříme proud
každé elektrody ampérmetrem. Podle očekávání zjistíme, že obvodem teče jen nepatrný
proud. Když připojíme bázi k malému napětí vzhledem k napětí emitoru. Bude to
kladné napětí, ale velice malé, protože víme, že obvod B-E je pólován v propustném směru.
Znamená to, že v obvodu se uplatňuje jen malý odpor, který nebrání průchodu proudu.
Nyní prochází emitorem i kolektorem velký proud.
Zdůrazněme, že tento emitorový nebo častěji řečený kolektorový proud prochází jen tehdy,
když současně prochází proud bází, třebaže nepatrný. Můžeme říci, že malým proudem v obvodu báze-emitor vyvoláme velký proud v obvodu emitor-kolektor. Žádným jiným způsobem nelze (za normálních okolností)
závěrně polarizovaný obvod C-E otevřít.
12) Nakreslete bipolární tranzistor v zapojení se společným emitorem včetně zatěžovacího rezistoru RC v kolektorovém obvodu. a) Nakreslete výstupní charakteristiky bipolárního tranzistoru v zapojení se společným editorem. b) Vymezte oblast aktivní, oblast saturace a oblast uzavření.
V aktivní oblasti pracuje tranzistor jako zesilovač, v saturaci je ve stavu sepnutí, tj. je na něm minimální napětí, ve stavu uzavření je ve stavu rozepnutí, tj. protéká jím minimální proud. Z toho vyplývá vymezení oblastí. Ukažte na výstupních charakteristikách rozdíl mezi tranzistorem jako spínačem a ideálním spínačem
zapojení se společným- E,C,B
13) Uveďte jaká vlastnost přechodu PN se využívá u bipolárního tranzistoru a u tranzistoru unipolárního tj. řízeného elektrickým polem s hradlem odděleným přechodem PN, označovaným jako JFET.
U tranzistoru bipolárního se využívá 1) injekční schopnost nesymetrického přechodu PN při zapojení v přímém (propustném) směru, tj. schopnost injektovat nosiče prakticky v jednom směru – z emitoru do báze, 2) extrakční schopnost kolektorového přechodu při zapojení ve zpětném (závěrném) směru tj. schopnost odčerpávat minoritní nosiče z báze tranzistoru. U tranzistoru JFET se využívá modulace šířky oblasti prostorového náboje, tzv. depletiční oblasti (prakticky vyprázdněné od volných nosičů) a následné modulace šířky vodivého kanálu.
14) Definujte proudový zesilovací činitel v zapojení se společným emitorem a) střídavý (diferenciální) h21e, b) stejnosměrný h21E. Uveďte, ve které etapě návrhu zesilovače se využívají, vysvětlete, proč se jejich číselné hodnoty výrazně neliší.
Proudový zesilovací činitel je definován poměrem výstupního a vstupního proudu při konstantním výstupním napětí, tj. UCE=konst. V případě h21e se jedná o poměr malých změn, tj. poměr přírůstků přesně vyjádřených derivací, v případě h21E se jedná o poměr stejnosměrných hodnot proudů. Stejnosměrný proudový zesilovací činitel se využívá při určení pracovního bodu, střídavý při určení zesílení. Jejich nepříliš rozdílné hodnoty vyplývají z lineární závislosti výstupního a vstupního proudu IC=f(IB) .
15) Nakreslete kmitočtovou závislost proudového zesilovacího činitele h21e = (. a) Definujte mezní kmitočet fh21e=f( . b) Definujte tranzitní kmitočet fT.
Se vzrůstajícím kmitočtem klesá schopnost tranzistoru zesilovat. Způsobuje to konečná doba průchodu nosičů proudu oblastí báze. Se vzrůstajícím kmitočtem se také proud kolektoru zpožďuje za proudem emitoru.

16) Porovnejte hodnoty proudového zesílení AI a napěťového zesílení AU zesilovače s bipolárním tranzistorem vzhledem k hodnotě 1 (jedna). a) pro zapojení se společnou bází (SB), b) pro společným editorem (SE) c) pro společným kolektorem (SC). Použijte symboly ( nebo (
Zapojení SE umožňuje jak proudové tak napěťové zesílení a je nejčastěji využívaným zapojením. U zapojení SB porovnejte vstupní a výstupní proud, u zapojení SC vstupní a výstupní napětí. Ze srovnání vyplyne, že druhé, svázané veličiny, tj. napětí u zapojení SB a proud u zapojení SC musí být na výstupu větší než na vstupu, jinak by nedošlo k zesílení.
SE: proudové a napěťové zesíleni větší než 1.
SB: proudové menši než 1 a napěťové větší než 1.
SC: proudové větší než 1 a napěťové menší než 1.
17) Nakreslete strukturu tranzistoru PNP v zapojení SB a k němu odpovídající zjednodušený Ebersův–Mollův model (s jedním proudovým zdrojem). K jednotlivým prvkům modelu uveďte, co představují v tranzistorové struktuře. Jak tento model usnadní pochopení průběhů vstupních a výstupních charakteristik tranzisto