Tranzistor

Tranzistory Tranzistor je třívrstvá polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN. Tranzistory jako samostatné součástky se používají jako zesilovače, spínače a invertory. Dále jsou tranzistory základem integrovaných obvodů, např. počítačových procesorů a pamětí.

Funkce tranzistoru je založena na tranzistorovém jevu (efektu), který byl objeven a tranzistor vynalezen 16. +more 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. Tranzistory postupně nahradily užívání elektronek ve funkci hlavních, tzv. aktivních součástek v elektronických obvodech. Výrazně menší a energeticky úspornější tranzistory umožnily v 2. polovině 20. století velký rozvoj elektroniky a díky miniaturizaci zvláště výpočetní techniky.

Základ činnosti

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

Podle principu činnosti se rozlišují tranzistory bipolární a unipolární. Polovodičové přechody tranzistoru vytvářejí strukturu odpovídající spojení dvou diod v jedné součástce, většinu vlastností tranzistoru však dvojicí diod nahradit nelze. +more Každý tranzistor má minimálně tři elektrody, které se u bipolárních tranzistorů označují jako kolektor (C, příp. K), báze (B) a emitor (E), u unipolárních jako drain (D), gate (G) a source (S). Podle uspořádání použitých polovodičů typu P nebo N se rozlišují dva typy bipolárních tranzistorů, NPN a PNP (prostřední písmeno odpovídá bázi). Unipolární tranzistory se rozlišují na N-FET a P-FET.

Základní typy tranzistorů

Bipolární - (BJT - Bipolar Junction Transistor) Jsou řízeny proudem tekoucím do báze. * Unipolární - (FET - Field Effect Transistor) Jsou řízeny napětím (elektrostatickým polem) na řídící elektrodě (gate). +more **JFET - (Junction FET) Řídící elektroda je tvořena závěrně polarizovaným přechodem PN. ** MESFET - (Metal Semiconductor FET) Řídící elektroda je tvořena závěrně polarizovaným přechodem kov-polokov. ** MOSFET - (Metal Oxide Semiconductor FET) Řídící elektroda je izolována od zbytku tranzistoru oxidem. Jejich výkonnostní varianty mají mezi Drain a Body takzvanou body diodu, která jím pomáhá zvládat napěťové špičky opačného napětí způsobené rychlým rozpojováním induktoru např. motoru (pro jehož řízení se často používají) ** MISFET - (Metal Insulated Semiconductor FET) Obecný název pro tranzistor s izolovanou řídící elektrodou. Izolantem nemusí být jen oxid (např. nitrid…).

Schematické značení tranzistorů

Pro označování tranzistorů v elektrotechnických schématech se používají následující schematické značky:

Rozdělení tranzistorů podle výkonu

běžné tranzistory: slouží pro zpracování signálu (ať už jako jednotlivé „diskrétní“ součástky, či součástky v čipech a mikročipech integrovaných obvodů), jsou dnes základním prvkem spotřební i nespotřební elektroniky (televize, rádia, počítače, mobilní telefony…). Běžné tranzistory obvykle zpracovávají signál v jednotkách voltů. +more Proud přitom bývá nejvýše v řádu miliampérů. Snahou od počátku je a zůstává minimalizace jak obou elektrických veličin, tak ztrát energie v součástce a z toho vyplývající efektivita zpracování informace.

* výkonové tranzistory: jsou klíčovým prvkem používaným ve výkonové elektronice, například v oblasti spínaných zdrojů nebo frekvenčních měničů. Výkonová elektronika je rovněž klíčová při realizaci moderních zdrojů světla (úsporná žárovka, LED), moderních trakčních vozidel s asynchronními motory, hybridních automobilů a elektromobilů, fotovoltaických a větrných elektráren. +more Současné výkonové tranzistory (viz IGBT) jsou schopny ve spínacím režimu pracovat s napětím až v řádu kilovoltů a s proudy v řádu stovek nebo tisíců ampér.

* středně výkonné tranzistory: mezi běžnými a výkonovými tranzistory - často jak parametry, tak fyzickou funkcí - jsou provozované v lineárním režimu a používají se například pro lineární regulátory napětí nebo pro výkonové stupně audiozesilovačů.

Odkazy

Literatura

Valsa J. : Teoretická elektrotechnika I; VUT Brno, 1997 * Brančík L. +more: Elektrotechnika I; VUT Brno * Dědková J: Elektrotechnický seminář; VUT Brno * Musil V. , Brzobohatý J. , Boušek J. , Prchalová I. : Elektronické součástky; VUT Brno, 1996 * Mikulec M. , Havlíček V. : Základy teorie elektrických obvodů 1; ČVUT, 1997 * Stránský J. a kol. : Polovodičová technika I - učebnice pro elektrotechnické fakulty; SNTL; 1982 * Blahovec A. : Elektrotechnika I; Informatorium, 1997 * Blahovec A. : Elektrotechnika II; Informatorium, 1997 * Blahovec A. : Elektrotechnika III; Informatorium, 1997 * Maťátko J. : Elektronika; Idea Servis, 1997 * Syrovátko M. : Zapojení s polovodičovými součástkami; SNTL, 1987 * * Vobecký J. , Záhlava V. : Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady; Grada Publishing; 2001.

Související články

Tranzistorový přijímač * Bipolární tranzistor * Unipolární tranzistor * Základní zapojení tranzistoru * Fototranzistor * Integrovaný obvod * Tyristor * Relé * Reostat

Externí odkazy

Bipolární tranzistor v učebnici Praktická elektronika ve Wikiknihách

Kategorie:Tranzistory Kategorie:Slova vzniklá blendingem Kategorie:Polovodičové součástky