Elektronika | Felsőoktatás » Rencz Márta - A bipoláris tranzisztor I

A bipoláris tranzisztor/1 Rencz Márta Elektronikus Eszközök Tanszék 3/13/2003 1/20 Mai témák •Tranzisztorok •Ideális áramvezérelt források működése •Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése •Az áramvezérelt forrás működése kisjelű erősítőként •A tranzisztor hatás •A bipoláris tranzisztor •felépítése, áramai, karakterisztikái •Bipoláris tranzisztor modellek •Az Ebers-Moll modell 3/13/2003 2/20 Tranzisztorok • A legfontosabb félvezetőeszközök – erősítőként – kapcsolóként • Fajtái: • Bipoláris (áram vezérelt) • FET (MOS) térvezérelt (unipoláris) • A működés háttere: vezérelt források – bipoláris: – térvezérelt: 3/13/2003 áram vezérelt forrás feszültség vezérelt forrás 3/20 Idális áramvezérelt források működése 3 kapcsú eszköz, egyik közös A: az áramerősítési tényező • • • vs a bemeneti jelforrás, Rs ennek soros ellenállása RL a

kimenetet terhelő ellenállás. Egyirányú eszköz: a kimenet megváltozása nem hat vissza a bemenetre. 3/13/2003 •Ha ARL/Rs > 1, Feszültségerősítést tudunk elérni, •Ha A > 1, a kimeneti áram nagyobb mint a bemeneti áramerősítés •Az RL terhelőellenálláson disszipált teljesítmény nagyobb mint a bemenetre adott teljesítmény a vezérelt forrással teljesítmény erősítést lehet elérni.4/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Iout Iout=A*Iin Iin Uout Paraméter: a bemeneti áram ideális áram forrás: a kimenő áram független a kimenő feszültségtől 3/13/2003 5/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Paraméter: a bemeneti áram ideális áram forrás: a kimenő áram független a kimenő feszültségtől 3/13/2003 6/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése 3/13/2003 7/20 Az áramvezérelt forrás

kapcsoló működése Fő jellemzője: a kimeneti karakterisztika. Q2 Q1 3/13/2003 8/20 Az áramvezérelt forrás kapcsoló működése Q2, Q3 átengedő kapcsoló Q3 Q2 Q1 megszakított kapcsoló t=T1, I13 = i1 = Vs/Rs 3/13/2003 Q1 t=0, us=0 esetén i1= 0, a munkapont Q1 Ha azt akarjuk, hogy a kapcsolón eső feszültség nulla legyen, a vezérlő áramot I14 értékűre kell választani, mert csak a Q3 munkapont ad ideális nulla 9/20 kimenőfeszültséget. Az áramvezérelt forrás működése kisjelű erősítőként Iin 3/13/2003 Iout=A*Iin Iout A Q munkapontban kis bemenő jel változáshoz nagy kimenő jel változás 10/20 tartozik A bipoláris tranzisztor (bipolar junction transistor, BJT) • Két egymással szoros kapcsolatban lévő p-n átmenetből áll, a középső réteg közös. • Npn vagy pnp kialakítás egyaránt elképzelhető, az npn tranzisztor gyorsabb, ezért ez a gyakoribb. Áramköri szimbólumok: npn tranzisztor pnp tranzisztor A

három kivezetés elnevezése: E emitter, B bázis, C kollektor (emitter, base, collector). 3/13/2003 11/20 A tranzisztor hatás A BJT rajzjele Emitter Bázis Kollektor 3/13/2003 Az “ős”, a tűs tranzisztor. 12/20 A tranzisztorhatás A tranzisztor több, mint két dióda! 3/13/2003 13/20 A bipoláris tranzisztor felépítése Két pn átmenet, szoros (néhány µm) közelségben BJT Planáris tranzisztor Két lehetőség: npn vagy pnp struktúra A működés azonos, általában csak az npn-t tárgyaljuk. 3/13/2003 14/20 A bipoláris tranzisztor felépítése Elvileg szimmetrikus, gyakorlatilag nem az wBM “metallurgiai” bázisvastagság 3/13/2003 15/20 A bipoláris tranzisztor felépítése B 3/13/2003 E 16/20 A bipoláris tranzisztor felépítése Kisteljesítményű tranzisztor Chip méret: ~ 0,5×0,5×0,3 mm 3/13/2003 17/20 A bipoláris tranzisztor felépítése Közepes teljesítményű tranzisztor B 3/13/2003 E 18/20

Az integrált áramköri BJT felépítése 3/13/2003 19/20 Az integrált áramköri BJT felépítése Collector Base Emitter 3/13/2003 20/20