31.05.2010r. 1. Paweł Zajdel Ch-ki stałoprądowe tranzystorów bipolarnych ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM

(1)

AGH, WEAIiE

ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM

^{Rok 1 EiT}

Nr ćwiczenia:

7

Temat:

Ch-ki stałoprądowe tranzystorów bipolarnych

Ocena:

Data wykonania:

31.05.2010r.

Imię i nazwisko:

1. Paweł Zajdel

Konspekt:

Charakterystyka wyjściowa tranzystora bipolarnego (zależność Ic=f(Uce))

III ćwiartka przedstawia charakterystykę wejściową czyli Ib=f(Ube) I i IV ćwiartki przedstawiają charakterystyki wyjściowe Ic=f(Uce) II ćwiartka przedstawia charakterystykę przejściową Ic=f(Ib) Zasada działania

Tranzystor bipolarny – tranzystor , który zbudowany jest z trzech warstw półprzewodników o różnym rodzaju przewodnictwa. Rozróżniamy tranzystory typu pnp oraz npn, ich uproszczona struktura, oraz symbol zostały przestawione poniżej.

(2)

Zasada działania tranzystora bipolarnego od strony 'użytkowej' polega na sterowaniu wartością prądu kolektora za pomocą prądu bazy. (Prąd emitera jest zawsze sumą prądu kolektora i prądu bazy). Prąd kolektora jest wprost proporcjonalny do prądu bazy, współczynnik proporcjonalności nazywamy wzmocnieniem tranzystora i oznaczamy symbolem h21^E lub grecką literą beta

Napięcie przyłożone do złącza baza-emiter przyłożone w kierunku przewodzenia wymusza

przepływ prądu przez to złącze – nośniki większościowe (elektrony w tranzystorach NPN lub dziury w tranzystorach PNP) przechodzą do obszaru bazy. (stąd nazwa elektrody : emiter, bo emituje nośniki). Nośniki wprowadzone do obszaru bazy przechodzą bezpośrednio do kolektora – jest to możliwe dzięki niewielkiej grubości obszaru bazy – znacznie mniejszej niż droga swobodnej dyfuzji nośników ładunku w tym obszarze (ok. 0,01-0,1mm), co pozwala na łatwy przepływ nośników przechodzących przez jedno ze złącz do obszaru drugiego złącza – nośniki wstrzyknięte do bazy niejako 'siłą rozpędu' dochodzą do złącza kolektor baza. Ponieważ złącze to jest spolaryzowane w kierunku zaporowym to nośniki mniejszościowe są 'wsysane' do kolektora.

Prąd bazy składa się z dwóch głównych składników: prądu rekombinacji i prądu wstrzykiwania.

Prąd rekombinacji to prąd powstały z rekombinowania wstrzykniętych do bazy nośników

mniejszościowych z nośnikami większościowymi w bazie. Jest tym mniejszy im cieńsza jest baza.

Prąd wstrzykiwania jest to prąd złożony z nośników wstrzykniętych z bazy do emitera, jego wartość zależy od stosunku koncentracji domieszek w obszarze bazy i emitera.

Podstawowe znaczenie dla działania tego urządzenia mają zjawiska zachodzące w cienkim obszarze, zwanym bazą, pomiędzy dwoma złączami półprzewodnikowymi . Kolejne obszary materiału

tranzystora noszą nazwy:

 emiter (ozn. E)

 baza (ozn. B)

 kolektor (ozn. C)

Tak samo zwykło się nazywać podłączone do nich wyprowadzenia.

Rozróżnia się cztery stany pracy tranzystora bipolarnego:

 stan zatkania: złącza BC i BE spolaryzowane są w kierunku zaporowym;

 stan nasycenia: złączą BC i BE spolaryzowane są w kierunku przewodzenia;

 stan aktywny: złącze BE spolaryzowane w kierunku przewodzenia, zaś złącze BC zaporowo;

 stan aktywny inwersyjny: BE zaporowo, BC w kierunku przewodzenia (odwrotnie niż stanie aktywnym).