Fyzika Tranzistory

Tranzistor je jednou z najdoIežitejších polovodičových súčiastok. Základom tranzistora je kryštal polovodiča s dvoma prechodmi PN. Pri zhotovovani tranzistorov sa používajú rozne technolégie. Ich cielom je utvorit v kremíku, príp. v germániu s určitým typom vodivosti dve oblasti s opačným typom vodivosti. Tak vznikajú tranzistory typu PNP a NPN. Rozlišujú sa schematickoti značkou .
Základný kryštál polovodiča sa nazýva báza B. V oblasti s opačným typom vodivosti sú kolektor C a emitor E. Oblast kolektora je spravidla väčšia ako oblasť emitora. Obe oblasti sú od bázy oddelené prechodmi PN.





NPN PNP
Prechody sú blízko seba, takže objem bázy medzi obidvoma prechodmi je veľmi malý. Na jednotlivé časti tranzistora sú pripojené kovové elektrody. Označujeme ich zhodnými názvarni — báza, kolektor a emitor. Preto je pre tranzistor charakteristické, že na puzdre, ktoré chráni polovodičový systém, má tri vývody. Pomocou nich možno tranzistor zapojiť do elektrického obvodu.











Základné pripojenie tranzistora typu NPN ukazuje priložený obrazok. Ak pripojíme zdroj napätia medzi kolektor a emitor, pri ľuibovoľnej polarite zdroja jeden z prechodov do bázy je vždy zapojený v závernom smere a tranzistorom prúd neprechádza. Pripojme kolektor ku kladnému polu zdroja a emitor k zápornému polu. Zistime, že ko!ektorový prechod (prechod medzi bázou a ko!ektorom) je zapojený v závernom smere.Miliampérmetrom neprechádza prúd.











Utvorený kolektorový obvod doplnĺme obvodom hazy. Na bázu pripojíme k!adný pál zdroja napätia a na emitor záporný pol. Pretože prechod medzi bázou a emitorom je zapojený v priepustnom smere, obvodom začne prechádzať prúd. Možeme ho zmerať mikroampérmetrom pripojeným do prívodu k báze. Pri meraní zistíme, že prúd začal prechádzať aj kolektorovým obvodom, napriek tomu, že jeho prechod do bázy je zapojený v závernom smere. Pritom prúd v kolektorovom obvode je oveľa väčší ako prúd v obvode bázy.
Takto sa prejavuje základná funkcia tranzistora. V obvode bázy veľmi malé napätie vzbudzuje prúd, ktorý vyvolá značný prúd v kolektorovom obvode.Tento jav vysvetľujeme prenikanim elektronov z emitora do oblasti bázy. Vzhľadom na to, že objem bázy je veľmy malý, všetky elektrony sa v nej nemožu rekombinovať s dierami. Elektrody sú súčasne silne priťahované kladným ko!ektorom.

Na rozdiel od dier, pre ktoré je prechod do kolekrora uzavretý, elektrony mážu prechodom prechádzat
a utvarajú kolektorový prúd.
Už z výkladu funkcie tranzistora je zjavné, že tranzistor zväčšuje, čiže zosilňuje prúd. Preto sa tranzistor použiva ako zosilňovač v elektronických zariadeniach.
V technickej praxi sa tranzistory zapájajú do obvodov najčastejšie tak, ako to ukazuje priložený obrazok. Prerože emitor je spoločný pre obidva obvody, hovoríme o zapojení so spoločným emitorom. Podobne sa zapájajú aj ranzistory typu PNP, avšak polarita zdrojov napätia v obvodoch je opačná. V praxi sa zvyčajne nepoužívajú dva zdroje napätia, ale báza s kolektorom sa pripája cez rezistor na rovnaký pol zdroja.