Tranzystory bipolarne
(9 041)Tranzystory to półprzewodnikowe, trójkońcówkowe elementy elektroniczne służące do wzmacniania lub przełączania sygnału. Dzielimy je na unipolarne i bipolarne.
Tranzystory bipolarne różnią się one od unipolarnych tym, że składają się nie z jednego, a dwóch rodzajów półprzewodników o różnym typie przewodnictwa. Składają się one z trzech warstw półprzewodnika – bazy, emitera i kolektora. Mniejszy prąd, płynący pomiędzy bazą i emiterem steruje większym prądem pomiędzy emiterem, a kolektorem.
Tranzystory bipolarne można podzielić na dwa podstawowe typy: PNP i NPN (o odwrotnych kierunkach napięć i prądów), co informuje, jakich rodzajów półprzewodników użyto do stworzenia danych obszarów. Jeśli chodzi o dobór właściwego półprzewodnika, to najczęściej stosuje się warstwy krzemowe lub germanowe.
Tranzystor bipolarny może działać w jednym z trzech stanów: aktywnym (jako wzmacniacz), nasycenia (całkowicie włączony, jako przełącznik) lub zatkania (całkowicie wyłączony, również jako przełącznik).
Tranzystor bipolarny określany jest również mianem tranzystora warstwowego lub złączowego ze względu na swoją charakterystyczną budowę..
Tranzystor bipolarny - trochę historii
Pierwszy tranzystor powstał w Stanach Zjednoczonych w 1948 roku. W latach 60-tych ubiegłego wieku rozpoczęto prace nad miniaturyzacją tych już dość małych podzespołów elektronicznych. Obecne układy scalone składają się ze zminiaturyzowanych tranzystorów, które mogą być już tak małe, jak jedna cząsteczka.
Tranzystor bipolarny - konfiguracja pracy
Tranzystor bipolarny jest elementem trójelementowym z trzema końcówkami. Istnieje zatem trzy podstawowe sposoby podłączenia go do układu elektroniki z jedna końcówką wspólną dla wejścia i wyjścia. W zależności od tego, jak podłączymy tranzystor do układu, sygnał wejściowy do tego elementu zostanie inaczej obsłużony - tranzystor będzie miał inną charakterystykę.
W konfiguracji wspólnej bazy, jak sama nazwa wskazuje baza (jej zacisk) jest wspólna dla sygnału wejścia i wyjścia. Sygnał wejścia jest brany z zacisku bazy i emitera tranzystora. Tymczasem sygnał wyjścia znajduje się na zacisku bazy i kolektora. W układzie tym wzmocnieniu ulega napięcie, a nie natężenie prądu.
W konfiguracji wspólnego emitera to emiter jest wspólny dla wejścia i wyjścia. Sygnał wejścia jest brany z zacisku między bazą i emiter, tymczasem sygnał wyjściowy jest pobierany ze wspólnego zacisku kolektora i emitera. W tym układzie wzmocnione zostaje zarówno prąd, jak i napięcie. W konfiguracji wspólnego emitera tranzystora bipolarnego mamy do czynienia z układem odwracającym fazę.
W konfiguracji wspólnego kolektora to kolektor jest elementem wspólnym dla sygnału wejścia i wyjścia. Wzmocnieniu ulega prąd, ale już nie napięcie.
Tranzystor bipolarny - jaki wybrać?
Osoby mające do czynienia z elektroniką od dawna być może jeszcze pamiętają, że tranzystor bipolarny był dobrem na wagę złota. Zastąpiły one skutecznie awaryjne i energochłonne lampy elektronowe. Mimo, że czasy się zmieniły i dostępne są powszechnie bardziej skomplikowane podzespoły elektroniczne, tranzystory bipolarne wciąż doskonale sprawdzają się w swoim pierwotnym przeznaczeniu. Ponadto podstawowa wiedza na ich temat pozwala zrozumieć działanie współczesnych, bardziej złożonych układów elektronicznych. Tranzystory bipolarne dobiera się zgodnie z podstawowymi parametrami następujących elementów – prąd kolektora, napięcie między kolektorem a emiterem oraz wartości straty mocy. Należy też wziąć pod uwagę sposób montażu – zależnie od potrzeb znajdziemy elementy na montaż THT i SMD. Wśród zastosowań można wymienić realizację układów logicznych, wzmacniacze elektroniczne, czujniki temperatury czy konwertery logarytmiczne.
Pamiętać należy, że ilość parametrów danego tranzystora jest dość duża. Jego pełna charakterystyka nie jest wypisana na jego obudowie. Poszczególni producenci odsyłają do kart charakterystyk (ang. datasheet). W wyborze właściwego tranzystora konieczna jest specjalistyczna wiedza. Warto więc skonsultować wybór w specjalistycznym sklepie z sprzedawcą, który na co dzień ma do czynienia z elektroniką. Jeszcze trudniejsze zadanie w wyborze staje przed nami, gdy wybieramy właściwy tranzystor bipolarny w sklepie internetowym. Również w tym przypadku dobrym pomysłem jest posiłkowanie się wiedzą i doświadczeniem obsługi hurtowni elektronicznej, a także rozbudowanymi filtrami wyszukiwania. Tutaj przykład daje hurtownia elektroniczna KME ze swoją zaawansowaną wyszukiwarką tranzystorów bipolarnych.
Zastosowanie tranzystorów bipolarnych
Mimo, że tranzystory bipolarne są coraz częściej zastępowane przez bardziej skomplikowane układy elektroniczne, wciąż znajdują swoje zastosowanie w konfiguracji np. wzmacniaczy liniowych, wzmacniaczy różnicowych, ale także przerzutników: bistabilnych, monostabilnych i astabilnych.
Technologia radiowa to kolejny obszar, gdzie doskonale sprawdzają się tranzystory bipolarne. Znajdziemy je w układach modulatorów, demodulatorów i filtrów aktywnych oraz wszędzie tam, gdzie przetwarza się sygnał analogowy.
Tranzystory bipolarne doskonale sprawdziły się jako część elementów pamięci półprzewodnikowej. Wciąż są powszechne w kościach pamięci RAM i ROM i układach scalonych.
Pamiętajmy, że obecnie tranzystory bardzo rzadko występują pojedynczo. Częściej są częścią złożonych układów elektronicznych wykorzystywanych powszechnie w każdej dziedzinie naszego życia.
Tranzystory bipolarne w ofercie TME
Hurtownia elektroniczna TME dystrybuuje tranzystory bipolarne o szerokim przeznaczeniu. Największą grupą są tranzystory bipolarne pojedyncze, takie jak tranzystory PNP i NPN o różnych wartościach prądu kolektora i napięcia kolektor-emiter. Złożone filtry wyszukiwania produktów pozwalają także na podział ze względu na stratę mocy i wariant montażu (THT/SMD/przykręcane). Specjalnym rodzajem są tranzystory Darlingtona, które są układami wzmacniacza, opartymi na dwóch połączonych tranzystorach bipolarnych. Cechują się tym, że prądy kolektorów sumują się, co sprawia, że element ten powoduje większe wzmocnienie sygnału, niż w przypadku dwóch odseparowanych podzespołów. Tranzystor Darlingtona sprawdzi się wszędzie tam, gdzie zachodzi konieczność wysterowania dużego obciążenia bez możliwości dostarczenia odpowiednio wysokiego natężenia prądu bazy tranzystora.W ofercie KME znajdziemy też tranzystory bipolarne komplementarne - czyli bipolarne NPN i PNP o zbliżonych parametrach elektrycznych, wykorzystywane głównie we wzmacniaczach mocy. Przy wyborze produktów dostępne są wygodne formy opakowań – rolki, taśmy czy tuby.
Magazyn:
