Tranzistor

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o elektrotechnické součástce. Další významy jsou uvedeny v článku rádio.
Tranzistory

Tranzistor je polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN. Tranzistory jsou základní aktivní součástky, které se používají jako zesilovače, spínače a invertory. Jsou základem všech dnešních integrovaných obvodů, jako např. procesorů, pamětí atd.

Základ činnosti[editovat | editovat zdroj]

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

Tranzistorový jev (efekt) byl objeven a tranzistor vynalezen 16. 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, jednalo se o velmi významný objev, který vedl k faktickému vědeckotechnickému převratu v oblasti aplikované elektrotechniky. Tím byl zároveň potvrzen dosavadní stálý trend miniaturizace jednotlivých a později integrovaných součástek, shrnutý Mooreovým zákonem jako v čase konstantní proces koncentrace polovodičových součástek.

Podle principu činnosti se tranzistory dělí na bipolární a unipolární. Polovodičové přechody tranzistoru vytvářejí strukturu odpovídající spojení dvou polovodičových diod v jedné součástce, většinu vlastností tranzistoru však dvojicí diod nahradit nelze. Každý tranzistor má (nejméně) 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[editovat | editovat zdroj]

  • 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).
    • JFET – (Junction FET) Řídící elektroda je tvořena závěrně polarizovaným přechodem PN.
    • MESFET – (Metal Semiconductor FET) Řídící elektroda je tvořena závěrně polarizovaným přechodem kovpolokov.
    • MOSFET – (Metal Oxide Semiconductor FET) Řídící elektroda je izolována od zbytku tranzistoru oxidem.
    • MISFET – (Metal Insulated Semiconductor FET) Obecný název pro tranzistor s izolovanou řídící elektrodou. Izolantem nemusí být jen oxid (např. nitrid…).

Schematické značení tranzistorů[editovat | editovat zdroj]

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

Bipolární Unipolární JFET MOSFET
s indukovaným kanálem
MOSFET
s vodivým kanálem
NPN: BJT NPN symbol.svg kanál P: JFET P-Channel Labelled.svg IGFET P-Ch Enh Labelled.svg IGFET P-Ch Dep Labelled.svg
PNP: BJT PNP symbol.svg kanál N: JFET N-Channel Labelled.svg IGFET N-Ch Enh Labelled.svg IGFET N-Ch Dep Labelled.svg

Rozdělení tranzistorů podle výkonu[editovat | editovat zdroj]

  • 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. 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 dioda), moderních trakčních vozidel s asynchronními motory, hybridních automobilů a elektromobilů, fotovoltaických a větrných elektráren. 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[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Valsa J.: Teoretická elektrotechnika I; VUT Brno, 1997
  • Brančík L.: 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
  • FROHN M., OBERTHÜR W. A KOL.. Elektronika – polovodičové součástky a základní zapojení. Praha : BEN – technická literatura, 2006. ISBN 80-7300-123-3.  
  • Vobecký J., Záhlava V.: Elektronika – součástky a obvody, principy a příklady; Grada Publishing; 2001
  • DOLEČEK, J.. Moderní učebnice elektroniky 1. část. Praha : BEN – technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-146-2.  
  • DOLEČEK, J.. Moderní učebnice elektroniky 2. část. Praha : BEN – technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-161-6.  
  • DOLEČEK, J.. Moderní učebnice elektroniky 3. část. Praha : BEN – technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-184-5.  
  • DOLEČEK, J.. Moderní učebnice elektroniky 4. část. Praha : BEN – technická literatura, 2006. ISBN 80-7300-185-3.  

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]