skanuj0108

214

b)

a)

Rys. 2. Polaryzacja diody w kierunku przewodzenia - a, charakterystyka prądowo-napięciowa diody - b

1.2. Tranzystor

Półprzewodnikowymi elementami wzmacniającymi są tranzystory. W tranzystorze mamy do czynienia z dwoma złączami p-n. Tranzystor składa się bowiem z trzech warstw półprzewodnika złożonych w kolejności: n-p-n lub p-n-p (rys.3). Te warstwy nazywamy odpowiednio: emiterem E, bazą B i kolektorem K. Złącze emiter-baza polaryzujemy w kierunku przewodzenia, a złącze baza-kolektor w kierunku zaporowym.

Zajmiemy się teraz mechanizmem działania tranzystora typu p-n-p. Napięcie na złączu emiter-baza przyło- E\-rei-K /?«**»*.• umb k

żonę jest w kierunku przewodzenia, zatem niewielkim zmianom tego napięcia odpowiadają duże zmiany prądu dziurawego płynącego przez złącze. Ponieważ półprzewodnik typu p Iworzący emiter jest silnie domieszkowany w porównaniu z obszarem bazy, prawie cały prąd składa się dziur poruszających się przez złącze emiter-baza. Dziury z obszaru emitera    ⁿ~^p~ⁿ

Iu/.uchodzą do bazy, która jest na i s ic cienką warstwą że nośniki z ła-

tranzystor n-p-n

tranzystor p-n-p

	§		K	^E1
n	T	n		—		n

symbot graficzny tranzystora

p-n-p

Rys.3. Symbole graficzne tranzystora

twością dyfundują przez nią do obszaru kolektora, powodując przepływ prądu kolektora/*. Tylko niewielka ilość dziur dociera do bieguna ujemnego baterii (rys.4) dając prąd w obwodzie baza-emiter Ib . Zachodzi zatem:

Rys.4. Zasada działania tranzystora w układzie ze wspólną bazą

Ie ⁼ h + Ik i Ib « Ik ■

Za pomocą zmiany napięcia emiter-baza Ueb , możemy zmieniać prąd w obwodzie emiter-baza, a jego zmiany wywołują proporcjonalne zmiany prądu kolektora Ik. Duża oporność złącza baza-kolektor (polaryzacja w kierunku zaporowym!) pozwala na włączenie w obwód dużego oporu wyjściowego Rwyj, z którego zbieramy napięcie wyjściowe U_wyj, odpowiednio wzmocnione w stosunku do napięcia wejściowego U_wej, i zmieniające prąd w obwodzie emiter-baza.

Tranzystor może pracować w różnych układach połączeń, w których cechą charakterystyczną jest wspólna jedna elektroda. Rozróżniamy trzy układy: układ ze wspólnym emiterem (OE), układ ze wspólną bazą (OB) i układ ze wspólnym kolektorem (OK). Najczęściej stosowany jest układ ze wspólnym emiterem, który został przedstawiony na rys.5.

Przy odpowiedniej polaryzacji w układzie ze wspólnym emiterem (OE), prąd bazy Ib , jest bardzo mały. Ale małe zmiany Ib mogą w dużym stopniu zmienić prąd kolektora /*, przy czym zachodzi proporcjonalność:

A/* =PM_b,

gdzie /?, zwane współczynnikiem wzmocnienia prądowego, jest rzędu 10 lub 100, w zależności od typu tranzystora. Zgodnie z tym, co było już powiedziane, to małe zmiany prądu I_B, wywołane zmiennym w czasie, słabym sygnałem U_wej na wejściu obwodu, wywołają dużą zmianę napięcia wyjściowego U_wyj. Widać zatem, że tranzystor może być używany do wzmacniania małych, zmiennych w czasie sygnałów.