Mikroelektronické praktikum - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Mikroelektronické praktikum 69tranzistor, takže se ve značce dochoval kousek historie. Podstatné je, že šipka u emitorusměřuje z kruhu, tzn. směrem od báze. Občas používaný slogan jednoznačně praví:"NPN šipka ven". Jiným umístěním nebo spíš směrem šipky se liší značka tranzistoru opačnévodivosti PNP (Obr 5.34). Tranzistor PNP se vzhledově nijak neliší od tranzistoru NPN.Pokud je nečitelné typové označení, pak nedokážeme bez zkoušky či měření určit, o jaký druhvodivosti tranzistoru jde. Střední elektroda se označuje jako báze B. Krajní elektroda,polarizovaná vůči bázi v propustném směru, se nazývá emitor E, elektroda, polarizovaná vůčibázi v závěrném směru, je kolektor C. Není-li báze polarizována vnějším napětím a mezikolektor a emitor je zapojen zdroj napětí, prochází mezi kolektorem a emitorem tranzistorupouze nepatrný, tzv. zbytkový proud.Polarizací báze vůči emitoru v propustném směru se proud mezi emitorem a kolektoremzvětšuje. Tento proud je několikanásobně větší než proud, který prochází bází. Poměr těchtodvou proudů je nejzákladnějším parametrem tranzistoru a označuje se jako proudovýzesilovací činitel h 21 . Polarita tranzistoru PNP nebo NPN nemá na jeho činnost téměř vliv a jelhostejné, jaký druh tranzistoru pro výklad použijeme.V obvodech se však tranzistory NPN a PNP liší připojením napájecího napětí k emitorua kolektoru. Rovněž na bázi bude potřeba odlišit polaritu napětí. To ostatně vyplývá zpoznatků o závěrném a propustném směru polovodičového přechodu. Samotné polovodičovépřechody tranzistoru se chovají jako diody, můžeme se o tom přesvědčit měřením ohmetrem.Zjednodušeně bychom tedy mohli tranzistor znázornit dvojicí diod (Obr 5.34). Jistě jstenepřehlédli, že obě vodivosti, tedy NPN i PNP mají dvojice diod postaveny vzájemně opačně.Všimněte si dále diody E-B, a to u obou vodivostí. U vodivosti NPN je pólována opačně nežu vodivosti PNP. Znamená to, že ani polarita napětí připojená k emitoru a bázi nemůže být uobou vodivostí stejná. Totéž se týká diody B-C. Dále je jasné, že obvod C-E je u obouvodivostí pólován v závěrném směru, ať připojíme zdroj jakkoliv. Je to pochopitelné, protožekdyž jedna dioda z dvojice bude pólována v propustném směru, druhá dioda bude zároveňpólována obráceně, tedy v nepropustném směru. Měřením odporu mezi elektrodami C-Emůžeme získat základní informaci o stavu tranzistoru. Bez ohledu na způsob připojeníohmetru, přesněji řečeno na polaritu baterie v ohmetru, musí vykázat obvod C-E poměrněvelký odpor. Porovnáváme ho s odporem běžné diody. Pokud zjistíme malý odpor meziemitorem a kolektorem, je tranzistor pravděpodobně vadný.To co bylo řečeno o dvojici diod zjednodušeně nahrazující tranzistor, obecně platí ahodí se při zběžné zkoušce tranzistoru. Neobjasňuje to však funkci tranzistoru. Ta je složitějšía spolupracují tu všechny tři oblasti. Střední oblast - báze je rozměrově nepatrná, ale vůbec toneznamená, že by její význam byl zanedbatelný. Spíš naopak. Báze vykonává důležitoufunkci.Jak tranzistor pracuje, anebo jak vzniká tranzistorový jev ? Můžeme se zeptat i jinak:"Co musí nastat, aby obvodem E-C, o kterém víme, že je pólován vždy v závěrném směru,aby jím začal procházet proud ? A dále, jak zařídit, abychom takto vzniklý proud dokázalivyužít ?“Zkusme zapojit samotný obvod E-C tranzistoru NPN podle Obr. 5.35, kde pronázornost měříme proud každé elektrody ampérmetrem. Podle očekávání zjistíme, žeobvodem teče jen nepatrný proud. Naznačují to měřidla, jejichž výchylka ručky je velmimalá. Nyní se podíváme, jak se projeví báze, když ji připojíme k malému napětí vzhledemk napětí emitoru. Bude to kladné napětí, ale velice malé, protože víme, že obvod E-B jepólován v propustném směru. Znamená to, že v obvodu se uplatňuje jen malý odpor, kterýnebrání průchodu proudu. Měřidla na Obr. 5.36 znázorňují, že nyní prochází emitorem ikolektorem velký proud. Zdůrazněme, že tento emitorový nebo častěji řečený kolektorový