Tranzystory bipolarne – charakterystyka, budowa i zasada działania

Budowa tranzystora bipolarnego

Kiedyś tranzystory bipolarne ze względu na swoją budowę nazywane były tranzystorami warstwowymi lub tranzystorami złączowymi. Są to bowiem półprzewodnikowe elementy elektroniczne, zbudowane z trzech warstw półprzewodnika, charakteryzującego się różnymi typami przewodnictwa. To z kolei sprawia, że tranzystory bipolarne możemy podzielić pod względem ich przewodnictwa na dwa rodzaje:

• tranzystory pnp
• tranzystory npn

Natomiast warstwy tranzystorów to:

• emiter
• baza
• kolektor

Czytaj również: Elektroniczne przyrządy pomiarowe

Tranzystory bipolarne są obecnie najczęściej budowane z krzemu. Chociaż przy tranzystorach stosowanych w technikach wysokich częstotliwości wykorzystuje się również arsenek galu, azotek galu oraz węglik krzemu. Wiemy już, jak wygląda budowa tranzystora bipolarnego. A jaka jest charakterystyka tranzystora bipolarnego i jak działają tranzystory bipolarne?

Charakterystyka tranzystora bipolarnego

Zasada działania tranzystora bipolarnego jest dość skomplikowana. W uproszczeniu jednak polega ona na sterowaniu natężeniem prądu przepływającego z emitera do kolektora, za pomocą znajdującej się w środku słabo domieszkowanej i cieńszej warstwy (bazy). Złącza emiter-baza w stanie aktywnym są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, natomiast złącza baza-kolektor mają polaryzację w kierunku zaporowym.

W ten sposób płynący pomiędzy bazą a emiterem niewielki prąd steruje przepływem większego prądu pomiędzy emiterem a kolektorem. Przy czym tranzystor pnp charakteryzuje się wyższym potencjałem kolektora od potencjału emitera, a tranzystor npn wyższym potencjałem emitera od potencjału kolektora.

Tranzystor bipolarny – zastosowanie

Zastosowanie tranzystorów bipolarnych jest szerokie. Zasada działania tranzystora tego typu sprawia, że są to elementy elektryczne służące głównie do wzmocnienia sygnału. Dlatego najczęściej spotykane są jako wzmacniacz sygnału elektrycznego. Co istotne wzmocnieniu może ulec zarówno prąd, jak i jego napięcia albo obu tych wartości.

To nie jest jednak ich jedyne zastosowanie. Warto tutaj zaznaczyć, że wykorzystanie tranzystorów bipolarnych wiąże się ze stanami, w jakich może pracować taki tranzystor. Rozróżniamy stan: aktywny, nasycenia, zatkania oraz inwersyjny.

Przy zastosowaniu przejścia tranzystora pomiędzy stanem nasyconym, kiedy jest on włączony, a stanem zatkanym (tranzystor jest wyłączony) tranzystory bipolarne używane są jako przełącznik – klucz tranzystorowy, stosowany w układach cyfrowych i układach impulsywnych.

Tranzystory mogą pracować w wielu układach, dzisiaj jednak nie są one używane w pojedynczej roli, a raczej stanowią część bardziej złożonych układów cyfrowych, w których znajdują się już nawet nie dziesiątki, czy setki tranzystorów, a tysiące i miliony!

Czytaj również: Młotek nie jedno ma imię - jak dopasować odpowiedni model do konkretnego zadania?