Bipolārais tranzistors

Vikipēdijas raksts
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
PSRS ražotās 70. gadu skaitļojamās mašīnas "Minsk" tranzistori uz iespiestās plates

Bipolārais tranzistors ir pusvadītāju ierīces - tranzistora veids ar trim dažādu vadītspējas tipu slāņiem un trim izvadiem. Bipolārajā tranzistorā tiek izmantoti divu dažādu veidu pusvadītāji - ar elektronu vadītspēju (n jeb negatīvais tips) un ar caurumu vadītspēju (p jeb pozitīvais tips).

Bipolārā tranzistora uzbūve[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

npn tipa bipolārā tranzistora šķērsgriezuma shēma.

Bipolārā tranzistora trīs pusvadītāju slāņi tiek saukti par kolektoru (C), bāzi (B) un emiteru (E). Divus malējos slāņus (kolektoru un emiteru) izgatavo no pusvadītāju materiāla ar vienādu vadītspējas tipu (p vai n) bet trešo - centrālo - slāni (bāzi) no materiāla ar pretēju vadītspējas tipu. Tādējādi var būt divu dažādu veidu bipolārie tranzistori - pnp un npn tipa.

Pusvadītāju slāņu kontakta zonas sauc par pusvadītāju pārejām. Pāreju starp kolektoru un bāzi sauc par kolektora pāreju, starp emiteru un bāzi - par emitera pāreju. Kolektora pārejai mēdz būt daudz lielāks laukums, nekā emitera pārejai. Turklāt bipolārā tranzistora normālai darbībai ir nepieciešams, lai bāzes biezums būtu neliels.

Radioshēmās bipolārā tranzistora bāzi apzīmē ar līniju, no kuras perpendikulāri atiet izvads, kolektoru - ar līniju, kas slīpi atiet no bāzes, emiteru - ar bultiņu, kas slīpi ienāk vai atiet no bāzes.

Bipolārā tranzistora darbības princips[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Lai tranzistors varētu darboties, to elektriskajā ķēdē ieslēdz tā, lai emitera pāreja būtu atvērta (starp emiteru un bāzi varētu plūst strāva). Ja apskatām npn tipa bipolāro tranzistoru, šāda tranzistora emiteru pieslēdz strāvas avota negatīvajam polam. Kolektoru savukārt pieslēdz pozitīvajam polam. Tādā gadījumā elektroni caur emitera pāreju var brīvi nokļūt bāzē. Ja bāze nekam nav pieslēgta (uz tās nav potenciāla), vai arī uz tās ir negatīvs potenciāls, elektroni no bāzes kolektorā nokļūt praktiski nevar (kolektora pāreja ir aizvērta, jo tajā ir izveidojies sprostslānis). Tādēļ starp emiteru un kolektoru plūst relatīvi neliela strāva, ko nosaka kolektora pārejas sproststrāva.

Turpretī, ja bāzei pievada nelielu pozitīvu spriegumu, caur emitera pāreju sāk plūst caurlaides strāva. Tā kā kolektora pozitīvais spriegums ir relatīvi lielāks, nekā bāzes spriegums, un bāze ir ļoti plāna, lielākā daļa šīs emitera strāvas plūst caur kolektora pāreju (šajā virzienā kolektora pāreja ir atvērta). Tādējādi kolektora strāva ir gandrīz vienāda ar emitera strāvu, tikai neliela daļa tās plūst caur bāzi (to sauc par bāzes strāvu).

IE = IB + IK

Koeficientu α, kas saista emitera un kolektora strāvas, sauc par emitera strāvas pārneses koeficientu.

IK = α · IE

Jo šis koeficients ir tuvāks 1, jo tranzistors ir uzskatāms par labāku.

Sprieguma stabilizācijai paredzēti bipolārie tranzistori, uzmontēti uz radiatora.

Šis koeficients visai nelielā mērā ir atkarīgs no spriegumiem starp kolektoru un bāzi, kā arī bāzi un emiteru. Tādēļ kolektora strāva ir proporcionāla bāzes strāvai. Šo proporcionalitātes koeficientu β sauc par tranzistora strāvas pārneses koeficientu.

β = α / (1-α)

Parasti bipolārajiem tranzistoriem strāvas pārneses koeficients ir no 10 līdz 1000. Sevišķi liels tas ir saliktajiem jeb Dārlingtona tranzistoriem.

Tādējādi, izmainot nelielo bāzes strāvu, varam izmainīt un vadīt daudz lielāko kolektora strāvu.

pnp tranzistoriem darbības princips ir analoģisks, tikai visi spriegumi ir pretēji un elektronu vietā ir "caurumi".