CCI20111111121

8.11. Tranzystory

Właściwości prostowników wykorzystano do budowy tranzystorów. które w urządzeniach elektronicznych pracują tak jak triody próżniowe. Najpierw wynaleziono tranzystor ostrzowy, a później złączowe, nazywane też tranzystorami warstwowymi, które dziś są szeroko stosowane.

Tranzystor warstwowy składa się z płytki półprzewodnikowej o dwóch obszarach o tym samym typie przewodnictwa, np. p (może być i n), przedzielonych cienką warstewką (o grubości setnych części mm) o przewodnictwie typu przeciwnego, np. n (albo p). Przedstawiony na schemacie (rys. 8-24 a) model jest tranzy-

a) _    b)

Emiter p fi    P kolektor

Rys. 8-24. Schemat tranzystora p-n-p (a) i symbol graficzny tranzystora (b)

storem typu p-n-p, który najczęściej jest stosowany. Rzadziej się spotyka tranzystory typu n-p-n.

W tranzystorze typu p-n-p występują dwa złącza: jedno p-n, drugie n-p. Do poszczególnych części (obszarów) tranzystora przylegają elektrody metalowe, do których doprowadza się napięcie biegunowości zaznaczonej na schemacie. Elektrodę boczną lewą spolaryzowaną w kierunku przewodzenia nazywamy emiterem, elektrodę boczną prawą spolaryzowaną w kierunku zaporowym — kolektorem, a środkową wąską — bazą. Na rys. 8-24 b przedstawiono symbol graficzny tranzystora p-n-p.

Przed doprowadzeniem napięć na złączach między emiterem i bazą oraz między bazą a kolektorem powstają bariery potencjału.

Z chwilą doprowadzenia napięć do obwodu emiter-baza. U_u rzędu ok. 0,5-f-l V, do obwodu baza-kolektor U₂ rzędu kilkudziesięciu woltów popłyną w tranzystorze prądy. W obwodzie emiter-baza zwrot doprowadzonego napięcia U₁ jest zgodny ze zwrotem przewodzenia, więc pomimo małych wartości napięcia U_x popłynie prąd 1_E powstający na skutek przechodzenia dziur z emitera do bazy. W bazie bardzo mała ich ilość rekombinuje z elektronami swobodnymi, natomiast większość pod wpływem napięcia U₂ przechodzi do kolektora tworząc prąd I_k o natężeniu tego samego rzędu, co i prąd emitera I_e.

A zatem prąd w obwodzie kolektora

⁼ Ie ~Ib

Prąd bazy I_B jest bardzo mały i nie popełniając większego błędu możemy przyjąć, że

In ^ Ie

Napięcie U₁ emiter-baza jest bardzo małe. natomiast napięcie U₂ kolektor-baza jest wielokrotnie większe niż napięcie Up Mała zmiana napięcia Uj wydatnie wpływa na ilość dziur przechodzących do kolektora. A zatem przez zmianę napięcia hazy można sterować prądem kolektora 1_K. Tranzystor ma więc zdolność wzmacniania mocy, ponieważ prąd I_E przy niskim napięcie U_t (moc wejściowa P_uej = lżj/_E) wpływa na zmiany prawie równego prądu I_K płynącego pod wielokrotnie wyższym napięciem U₂ (moc wyjściowa P_Wyj ~ U^k)- Występuje tu podobieństwo działania napięcia bazy tranzystora do działania napięcia siatki w triodzie próżniowej. Stąd też nazwa tranzystora — lampa półprzewodnikowa.

W porównaniu z lampami elektronowymi próżniowymi tranzystory wykazują szereg zalet, a więc są oszczędniejsze w eksploatacji, nie wymagają stosowania źródła energii dla żarzenia, lecz tylko wymagają zasilania obwodu kolektorowego, przy czym pracują przy mniejszych napięciach niż lampy elektronowe, odznaczają się większą trwałością, małymi wymiarami i odpornością na wstrząsy. Poważnym natomiast brakiem tranzystorów’ jest ich wrażliwość na wyższe temperatury. W temperaturze powyżej 70°C tranzystory pracują niestabilnie.

16* 243