MiniElektrikář 8. - Tranzistory

1.Tranzistor
Součástka se dvěma přechody PN se nazývá tranzistor.

NPN           PNP

Emitor – vysílá částice elektrického proudu.

Báze – střední tenká vrstva.

Kolektor – sbírá částice elektrického proudu.

Přechod báze-emitor = emitorový.

Přechod báze-kolektor = kolektorový.

Tranzistor je polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN. Je základem všech dnešních integrovaných obvodů, jako např. procesorů, pamětí atd.

Základní vlastností tranzistoru je schopnost zesilovat – malé změny napětí nebo proudu na vstupu mohou vyvolat velké změny napětí nebo proudu na výstupu.

Tranzistorový efekt byl objeven a tranzistor vynalezen 16. prosince 1947 v Bellových laboratořích týmem ve složení William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain. Za tento objev jim byla roku 1956 udělena Nobelova cena za fyziku, jednalo se o velmi významný objev, který vedl k faktickému vědeckotechnickému převratu v oblasti aplikované elektrotechniky, v praxi se to projevuje zejména obrovskou mírou miniaturizace jednotlivých součástek a tím i neustálým zvyšováním koncentrace polovodičových součástek vztaženou na jednotku plochy.

2. Rozdělení
podle principu činnosti
  - bipolární (BJT) ... jsou řízeny proudem do báze
  - unipolární (FET) ... jsou řízeny proudem napětím

Polovodičové přechody tranzistoru vytvářejí strukturu odpovídající spojení dvou polovodičových diod v jedné součástce, většinu vlastností tranzistoru však dvojicí diod nahradit nelze. Každý tranzistor má (nejméně) tři elektrody, které se u bipolárních tranzistorů označují jako kolektor, báze a emitor, u unipolárních jako drain, gate a source.

Podle uspořádání použitých polovodičů typu P nebo N se rozlišují dva typy bipolárních tranzistorů,

   - NPN

   - PNP (prostřední písmeno odpovídá bázi).

Unipolární tranzistory jsou označovány jako N-FET nebo P-FET.

3. Zapojení SE, SB, SK
Tranzistor může být v obvodu zapojen třemi základními způsoby : se společnou bází (SB), se spol. emitorem (SE) a se spol kolektorem (SK).

Základní zapojení tranzistorů
Se spolecnou bází - SB	Se spolecným emitorem - SE	Se spolecným kolektorem - SC
- malý vstupní odpor, velká vstupní impedance, velká stabilita, nepoužívá se ve vysokofrekvencní technice	- velká výstupní impedance, proudové a napetové zesílení, otácí výstupní fázi o 180°	- velké proudové zesílení, vhodné impedancní pomery, velký vstupní a nízký výstupní odpor

4. Jednostupňový střídavý zesilovač s bipolárním tranzistorem

Odporový trimr R1 slouží k nastavení pracovního bodu. Ochranný rezistor R2 omezuje maximální hodnotu proudu IB a zabraňuje zničení tranzistoru. Abychom dosáhli co největší amplitudy výstupního napětí, nastavíme trimrem napětí v kolektoru na 4,5 V. Voltmetr připojíme kladnou svorkou na kolektor a zápornou na GND.

Kondenzátory C1 a C2 se nazývají vazební a oddělují stejnosměrné napětí v bázi respektive kolektoru tranzistoru. Protože kondenzátory „propouštějí“ pouze střídavý proud, nenaměříme na vstupu ani výstupu žádné stejnosměrné napětí. Rezistor R4 nazýváme pracovní a vlivem změn IC v rytmu vstupního signálu se na něm vytváří úbytek napětí. R5 společně s C3 stabilizují pracovní bod tranzistoru.
Připojíme-li na vstup zesilovače generátor sinusového signálu, na výstup osciloskop a jemně otáčíme běžcem trimru R1, můžeme na obrazovce sledovat změny výstupního signálu. Správné nastavení je takové, kdy jsou obě půlvlny zesíleny bez viditelného zkreslení (prostřední část).