TRANZISTOROVÝ JEV
Doporučujeme nejprve shlédnout video ukázku „Diodový jev“.
Pomůcky: tranzistor typu NPN, tranzistor typu PNP, zdroj stejnosměrného napětí, ampérmetr, spojovací vodiče, rezistor
Tranzistor je polovodičová součástka se dvěma přechody PN. Existují dva typy:
Jednotlivé části a zároveň i vývody(kovové elektrody)se nazývají kolektor, emitor a báze.
Objem báze je malý vzhledem k objemu kolektoru a emitoru.
Schematická značka tranzistoru:
Tranzistor typu NPN je v sérii s ampérmetrem připojený přes kolektor a emitor ke zdroji napětí. Tento obvod se nazývá kolektorový obvod.
Ampérmetr neukáže žádnou výchylku.
Do obvodu demonstrátor připojí rezistor mezi kladný pól zdroje napětí a bázi tranzistoru.
Obvod báze je tvořen zdrojem napětí, rezistorem a tranzistorem připojeným přes bázi a emitor. Ampérmetr ukáže výchylku.
Po připojení obvodu báze prochází kolektorovým obvodem proud (55 mA).
Ve druhé video ukázce je ve stejném zapojení zaměněn tranzistor typu NPN
za tranzistor typu PNP. Po připojení zdroje ampérmetr výchylku neukáže.
Měřitelný proud prochází kolektorovým obvodem až při změně polarity zdroje.
TRANZISTOROVÝ JEV:
Malé napětí vzbuzuje v obvodu báze proud, který je příčinou vzniku mnohem většího proudu v obvodu kolektorovém. Tranzistor se tzv. otevírá.
Vysvětlení
Proč neprochází proud v kolektorovém obvodu?
Jsou přechody zapojeny v propustném nebo závěrném směru?
V jakém směru (propustném/závěrném) je zapojen přechod mezi bází a emitorem? Prochází proud v obvodu báze?
Proud báze je tvořen elektrony, které z emitoru pronikají do oblasti báze. Co se stane s elektrony v bázi?
V malém objemu báze je nedostatek volných děr, s kterými by elektrony mohly rekombinovat. Elektrony jsou současně silně přitahovány ke kolektoru, který má kladný potenciál. Proč mohou elektrony volně přecházet kolektorovým přechodem (přechod mezi bází a kolektorem), i když je přechod zapojený v závěrném směru?
Z elektronů, které přicházejí do báze, se jen malá část rekombinuje, proud báze je tvořen jen několika málo elektrony, které bází projdou. Většina elektronů přechází do kolektoru a vytváří značně větší proud kolektorem (100x až 10 000x větší proud).
Proč ampérmetr ve 2. videoukázce neukáže výchylku, když připojíme zdroj podle prvního zapojení?
Poznámka 1:
Napětí v obvodu báze musí být alespoň cca 0,6 V (u křemíkových tranzistorů). To je hodnota, kdy se přechod PN stává propustným pro většinové nosiče náboje a přechodem prochází proud (viz video ukázka „Diodový jev“).
Poznámka 2:
Tranzistor se užívá jako zesilovač v elektronických zařízeních (rádio,…). Spolu s diodami, rezistory a dalšími součástkami bývá tranzistor součástí integrovaných obvodů, které tvoří např. základní součástky počítače.