Tranzistor

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Tranzistoare

Tranzistorul este un dispozitiv electronic din categoria semiconductoarelor care are cel puțin trei terminale (borne sau electrozi), care fac legătura la regiuni diferite ale cristalului semiconductor. Este folosit mai ales pentru a amplifica și a comuta semnale electronice și putere electrică.

Aspectul tranzistoarelor depinde de natura aplicației pentru care sunt destinate. În 2013 încă unele tranzistori sunt ambalate individual, dar mai multe sunt găsite încorporate în circuite integrate.

Tranzistorul este componenta fundamentală a dispozitivelor electronice moderne, și este omniprezent în sistemele electronice. Ca urmare a dezvoltării sale la începutul anilor 1950, tranzistorul a revoluționat domeniul electronicii, și a deschis calea pentru echipamente electronice mai mici si mai ieftine cum ar fi aparate de radio, televizoare, telefoane mobile, calculatoare de buzunar, computere și altele.

Istoric[modificare | modificare sursă]

Replica primului tranzistor, inventat de Laboratoarele Bell

Tranzistorul a fost inventat la Bell Telephone Laboratories din New Jersey la 6 decembrie 1947 de John Bardeen, Walter Houser Brattain, și William Bradford Shockley. Descoperirea tranzistorului a determinat dezvoltarea electronicii fiind considerat una din cele mai mari descoperiri ale erei moderne.

Construcție[modificare | modificare sursă]

Tranzistorii se realizează pe un substrat semiconductor (în general siliciu, mai rar germaniu, dar nu numai). Tehnologia de realizare diferă în funcție de tipul tranzistorului dorit. De exemplu, un tranzistor de tip PNP se realizează pe un substrat de tip P, în care se creează prin diferite metode (difuzie, de exemplu) o zona de tip N, care va constitui baza tranzistorului.

Utilizare[modificare | modificare sursă]

Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete în amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentatie, oscilatoare, modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutație sau în circuite integrate, tehnologia de astăzi permițând integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori.

Simbolurile folosite în mod curent pentru tranzistori:

Clasificare[modificare | modificare sursă]

Tranzistoare
Cu efect de câmp (TEC)
Bipolare (TB)
TECMOS
TEC-J
Cu canal indus Cu canal inițial
canal n canal p canal n canal p canal n canal p npn pnp

Tranzistoare de mică putere[modificare | modificare sursă]

Aceste tranzistoare sunt încapsulate în plastic sau metal și nu sunt destinate montării pe radiator.

Tranzistoare de putere[modificare | modificare sursă]

Aceste tranzistoare sunt încapsulate în plastic sau metal și sunt destinate montării pe radiator.

Tranzistoare de joasă frecvență[modificare | modificare sursă]

Sunt tranzistoare destinate utilizării până la frecvența de circa 100kHz, în circuite audio și de control al puterii.

Tranzistoare de înaltă frecvență[modificare | modificare sursă]

Sunt tranzistoare destinate aplicațiilor la frecvențe peste 100kHz, cum este domeniul radio –TV, circuite de microunde, circuite de comutație etc.

Tranzistorul bipolar ‒ principiul de funcționare[modificare | modificare sursă]

BJT NPN symbol (case).svg

În funcționare normală joncțiunea emitor–bază este polarizată direct, iar joncțiunea colector–bază este polarizată invers.

  • Joncțiunea emitor–bază, fiind polarizată direct, este parcursă de un curent direct(curent de difuzie) IE, mare în raport cu curentul invers (rezidual) și, într-o plajă largă de curenți, UEB  const, cu valori tipice de 0,6 - 0,7 V (Si) sau 0,2 -0,3V (Ge).
  • Joncțiunea colector–bază, fiind polarizată invers, este caracterizată de un curent propriu, invers, foarte mic, de ordinul nanoamperilor pentru tranzistoarele de siliciu și de ordinul microamperilor pentru tranzistoarele de germaniu.

Caracteristică tranzistorului este cuplarea electrică a celor două joncțiuni. Pentru aceasta trebuie satisfăcute două condiții:

  • joncțiunea emitorului să fie puternic asimetrică, adică impurificarea emitorului să fie mult mai puternică decât cea a bazei.
  • baza să fie foarte subțire, astfel încât fluxul de purtători majoritari din emitor să ajungă practic în totalitate în regiunea de trecere a colectorului.

[1] [2]

Parametri specifici tranzistoarelor[modificare | modificare sursă]

Cei mai importanți parametri ai unui tranzistor sunt:

Factorul de amplificare (β)[modificare | modificare sursă]

Temperatura maximă a joncțiunilor[modificare | modificare sursă]

Valoarea temperaturii maxime a joncțiunilor până la care tranzistorul funcționează normal depinde de natura semiconductorului folosit. Astfel, tranzistoarele realizate din siliciu funcționează corect până spre 200 grade C, în timp ce cele realizate din germaniu sunt limitate în funcționare în jurul valorii de 100 grade C.

Observație: La temperaturi mai mari decât cele menționate, are loc creșterea extraordinar de rapidă a concentrației purtătorilor minoritari și semiconductorul se apropie de unul intrinsec, dispozitivul pierzându-si proprietățile inițiale.

Puterea maximă disipată[modificare | modificare sursă]

Puterea disipată de tranzistor apare datorită trecerii curentului prin dispozitiv. O parte din această putere este radiată în mediul ambiant și o parte produce încălzirea tranzistorului.

Puterea disipată de un tranzistor este , în principal, puterea disipată în cele două joncțiuni ale acestuia:

PDT = PDE + PDC = UEB.IE + UCB.IC.

Curentul de colector maxim[modificare | modificare sursă]

Reprezintă valoarea maximă pe care o poate atinge curentul de colector al unui tranzistor fără ca acesta să se distrugă. El este indicat în cataloage și depinde de particularitățile tehnologice ale tranzistorului.

Tensiunea maximă admisă[modificare | modificare sursă]

Reprezintă valoarea cea mai mare a tensiunii pe care o poate suporta un tranzistor fără ca acesta să se deterioreze. Această valoare este limitată de tensiunea de străpungere a joncțiunii colector bază (polarizată invers).

Acest parametru are valori diferite în funcție de conexiunea tranzistorului și este prezentat în foile de catalog pentru fiecare situație în parte.

Referințe[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Sandu, D. D. (1973). Electronica Fizică. București: Editură Academiei Republicii Sociăliste România 
  2. ^ Vătășescu, A.; Ciobanu, M.; Cârcu, T.; Rates, I.; Gheorghiu, V. (1975). Dispozitive Semiconductoare - Manual de utilizare. București: Editură technică 


Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • Vătășescu, Anton; Sinnreich, Heinrich; Gavăt, Ștefan; Stere, Roman; Piringer, Reinhard (1971). Circuite cu semiconductoare în industrie - Amplificatoare și oscilatoare. București: Editură technică 
  • S. D. Anghel, Bazele electronicii analogice și digitale, Presa Universitară Clujeană, 2007

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]