Tranzistorový jav a jeho využitie

Prakticky je veľmi dôležitá polovodičová súčiastka – tranzistor. Je to elektronický prvok, ktorý obsahuje dva prechody PN V súčasnosti sa používajú plošné tranzistory. Delíme ich na dve skupiny : 1. Typ PNP 2. Typ NPN.
Základná časť medzi dvoma prechodmi PN sa nazýva báza. A ďalšie dve sú emitor a kolektor. Báza je veľmi tenká (asi 0,1 mm) narozdiel od emitora a kolektora. Rovnakými názvami označujeme aj vývody na elektrický obvod. Existuje viac možných zapojení tranzistora. Jedno z nich je tzv. zapojenie so spoločnou bázou. Má emitorový a kolektorový obvod. Zdroje napätia sú zapojené tak, že prechod PN medzi emitorom a bázou je zapojený v priepustnom smere a naopak prechod medzi bázou a kolektorom je v smere závernom. Pri tomto zapojení prechádza emitorom pomerne veľký prúd, kým kolektorom by mal prechádzať minimálny záverný prúd. V skutočnosti je však kolektorový prúd takmer rovnaký ako emitorový. To preto, že oba prechody PN sú veľmi blízko seba, tak^ze väčšina dier (elektrónov) vstupujúcich z emitora do bázy difunduje až do blízkosti prechodu PN medzi bázou a kolektorom, kde sú priťahované kolektorom. Takmer všetok emitorový prúd sa tak dostane tenkou bázou do kolektora. Zmena emitorového prúdu vyvolá podobnú zmenu kolektorového prúdu. To znamená, že kolektorový prúd je ovládaný emitorovým.
Kolektorový prúd býva o málo menší ako emitorový, lebo niektoré diery (elektróny) prechádzajúce z emitora do bázy sa do kolektora nedostanú. V báze rekombinujú, čím prispievajú k prúdu prechádzajúceho vývodom bázy. Prúd bázy je pritom oveľa menší ako kolektorový a emitorový prúd. Opísané vlastnosti tranzistora, ktoré sú podstatou tramzistorového javu sa využívajú v elektronike na zosilňovanie. Emitorový a rovnako kolektorový možno ovládať nepatrným napätím zdroja zapojenom medzi emitor a bázu. To preto, že prechod PN medzi emitorom a bázou je zapojený v priepustnom smere, tak že jeho odpor je malý. Napätie medzi bázou a emitorom býva v praxi premenlivé. Reprezentuje vstupný signál na zosilnenie, ktorým sa ovláda kolektorový prúd. Zdroj v kolektorovom obvode má zvyčajne väčšie napätie ako napätie zosilňovaného signálu. Prechod medzi bázou a kolektorom predstavuje vrstvu s veľkým odporom. Keď do kolektorového obvodu zaradíme vhodný zaťažovací rezistor, vznikajú na ňom oveľa väčšie zmeny napätia ako na zosilňovanom signále. = nastáva zosilnenie napätia.

V elektrotechnických zariadeniach sa častejšie využíva zapojenie so spoločným emitorom, ktoré je výhodnejšie pri spájaní tranzistorov. Fyzikálne deje sú analogické ako pri zapojení so spoločnou bázou. Emitorový vstup je pre obidva obvody spoločný a. Malým bázovým prúdom IB ovládame veľký kolektorový prúd IC.
Dôležitým parametrom tranzistora je prúdový zosilňovací činiteľ β definovaný:


Kde ΔIC je zmena kolektorového prúdu a ΔIB zmena bázového prúdu pri konštantnom napätí UCE. Β dosahuje v praxi hodnotu okolo 100. Vlastnosti tranzistora však nemožno vyjadriť jedným a dokonca ani viacerými parametrami a preto sa na opis vlastností používajú charakteristiky tranzistora.(napr. závislosť kolektorového prúdu od bázového pri konštantnom napätí.).