Tranzistorul Bipolar și Tiristorul

TRANZISTORUL BIPOLAR

Tranzistorul bipolar este format din trei regiuni alternativ dopate(emitor,bază,colector) între care se formează două joncţiuni(emitor-bază EB şi colector-bază CB).Astfel se obţin tranzistoarele de tip pnp şi npn. Emitorul este de dimensiune mare şi este foarte puternic dopat, baza este foarte îngustă şi foarte slab dopată,colectorul are dimensiunea cea mai mare şi este mediu dopat.

Fig D1.1 Structura şi simbolul tranzistorului bipolar

Pentru a avea loc efectul de tranzistor este necesară polarizarea directă a joncţiunii emitor –bază EB şi polarizarea inversă a joncţiunii colector-bază CB,situaţie în care baza foarte subţire şi slab dopată permite curentului din emitor să ajungă în colector. Curentul din emitor are valoarea cea mai mare,curentul din bază este foarte mic, ca urmare curentul din colector este aproape egal cu cel din emitor.

Fig D1.2 Funcţionarea tranzistorului bipolar

Clasificarea tranzistoarelor bipolare se face după mai multe criterii:

a)tipul conductivităţii: tranzistoare npn si pnp

b)puterea disipată: tranzistoare de mică putere,de medie putere, de putere

c)frecvenţa de lucru : tranzistoare de joasă frecvenţă,de înaltă frecvenţă.

d)materialul semiconductor din structură: tranzistoare cu siliciu,cu germaniu

Se stabilesc relaţii între curenţii tranzistorului: ecuaţia I fundamentală = + ;ecuaţia II fundamentală: =α* sau =β* cu α <1 şi β=α/(α-1), valabile pentru orice tip de tranzis-tor,în regimul activ normal de funcţionare. Parametrii tranzistorului reprezintă date de cata-log; respectiv factorii de amplificare în curent emitor-colector(α) şi bază-colector(β);iar curentul de colector maxim ICmax, tensiunea maximă UCEmax sau UBEmax, puterea disipată maximă PDmax sunt valori limită. Tranzistorul poate fi conectat ca un cuadripol astfel:

a) emitor comun b)bază comună c)colector comun

Fig. D.1.3. Modurile de conexiune ale tranzistorului

Tabel D.1.1

Regim Joncţiunea emitor bază Joncţiunea colector bază Comportarea tranzistorului

activ normal direct

polarizată invers

polarizată funcţionează în regim de amplificare; relaţiile între curenţi sunt cele stabilite prin ecuaţiile fundamentale I şi II

de saturaţie direct

polarizată direct

polarizată tensiunea =0,2-0,3V; este echivalent cu un întrerupător închis între C şi E dar nu este amplificator;are rezistenţă mică

de blocare invers polarizată invers polarizată este echivalent cu un întrerupător deschis între C şi E, are rezistenţă mare

activ invers invers polarizată direct polarizată E şi C îşi inversează funcţiile , se micşo-rează factorul de amplificare în curent din cauza deosebirilor structurale dintre E şi C

Regimurile de funcţionare din tabel depind de polarizarea joncţiunilor tranzistorului.

Caracteristicile statice ale tranzistorului sunt reprezentări grafice ale variaţiei unor curenţi ai tranzistorului în funcţie de tensiunile acestuia. Se definesc familiile de caracteristici:

a).de intrare:I intrare =f (U intrare) pentru Uieşire =constant

b).de ieşire:Iieşire =f(U iesire) pentru U intrare=constant sau Iiesire =f(U ieşire) pentru U intrare= ct

c).de transfer:Iieşire=f(U intrare) pentru U ieşire=constant sau I iesire=f(I intrare) pentru U ieşire= ct

Mărimile de intrare şi de ieşire vor fi identificate în funcţie de modul de conexiune în care se află tranzistorul.