Celem ćwiczenia jest wyznaczenie rodziny charakterystyk.
Tranzystor jest przyrządem półprzewodnikowym spełniającym w układach elektronicznych podobną rolę jak lampa elektronowa trioda ( lub pentoda ). Podobnie jak ona tranzystor służy do wzmacniania prądu elektrycznego. Dlatego zwany jest też triodą półprzewodnikową .
Tranzystor składa się z dwóch diod p-n osadzonych bardzo blisko siebie we wspólnym materiale półprzewodnikowym zwanym bazą. Przewodnictwo bazy może być typu n lub typu p. Możliwe są więc tranzystory o budowie p-n-p oraz n-p-n. Złącza pomiędzy poszczególnymi obszarami mają właściwości prostowania prądu elektrycznego, natomiast przewody łączące tranzystor z resztą układu elektronicznego są połączone z nim kontaktami niskoomowymi - nieprostującymi.
Działanie tranzystora o budowie p-n-p. W czasie normalnej pracy emiter znajduje się pod napięciem dodatnim względem bazy, natomiast do kolektora przykłada się napięcie ujemne ( znacznie wyższe co do wartości bezwzględnej niż napięcie przykładane do emitera ).W ten sposób złącze emiter - baza jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze baza - kolektor w kierunku zaporowym. Jeżeli do emitera nie jest przyłożone żadne napięcie ( ), wówczas po przyłożeniu ujemnego napięcia do kolektora popłynie w jego obwodzie bardzo słaby prąd , który popłynie, gdy do emitera zostanie przyłożone napięcie dodatnie . Jest to związane z przepływem dziur z emitera do bazy, ułatwionym dzięki zwężaniu warstwy zaporowej w obszarze złącza p - n między emiterem i bazą. Wielu dziurom, które dostają się z emitera do bazy, udaje się przedyfundować w pobliże złącza baza - kolektor. Tam zostają one wciągnięte do kolektora silnym polem wytworzonym dzięki istnieniu napięcia . Dziury w bazie typu n są mniejszościowymi nośnikami ładunku i bardzo łatwo przechodzą przez spolaryzowane złącze n - p do obszaru typu p. W przypadku idealnym, gdy wszystkie dziury wychodzące z emitera dostają się do kolektora, prądy kolektora i emitera są sobie równe.
Zmieniając prąd przepustowy emitera ( poprzez zmianę napięcia ) można sterować koncentracją nośników mniejszościowych wprowadzonych do bazy, a tym samym prądem kolektora .Zakładając liniowość charakterystyki , można przyjąć, że przy stałym napięciu kolektor - baza ( ) prąd kolektora jest proporcjonalny do prądu emitera
W przypadku braku liniowości powyższa zależność nie traci na ważności, jeżeli traktuje się jako małe zmiany prądu, zwłaszcza jako małe amplitudy prądu zmiennego. Współczynnik α określa, jaka część prądu emitera dochodzi do kolektora. W dobrych tranzystorach jest on bliski jedności ( 0,95 ÷ 0,99 ) .
Omawiany typ tranzystora nie umożliwia wzmocnienia prądu, wzmacnia jednak napięcie oraz moc dzięki temu, że opór złącza między emiterem a bazą jest znacznie mniejszy, niżeli opór złącza między bazą a kolektorem. Pozwala to na umieszczenie w zewnętrznej części obwodu małego oporu wejściowego i dużego oporu wyjściowego . W czasie pracy wzmacniacza natężenia prądów płynących przez obydwa wymienione opory są w przybliżeniu równe, natomiast spadki napięć na są znacznie większe niż na . Ponieważ moc wyraża się iloczynem napięcia przez natężenie prądu, wzmocnienie mocy w omawianym tranzystorze ma podobną wartość jak wzmocnienie napięcia. Za pomocą jednego tranzystora można uzyskać wzmocnienie sięgające dziesiątków tysięcy .
Wyszukiwarka