Tranzistor
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/Transistors.agr.jpg/220px-Transistors.agr.jpg)
Tranzistor je třívrstvá polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN.[zdroj?] Tranzistory jako samostatné součástky se používají jako zesilovače, spínače a invertory. Dále jsou tranzistory základem integrovaných obvodů, např. počítačových procesorů a pamětí.
Funkce tranzistoru je založena na tranzistorovém jevu (efektu), který byl objeven a tranzistor vynalezen 16. prosince 1947 v Bellových laboratořích týmem ve složení William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain.[zdroj?] Za tento objev jim byla roku 1956 udělena Nobelova cena za fyziku. Tranzistory postupně nahradily užívání elektronek ve funkci hlavních, tzv. aktivních součástek v elektronických obvodech. Výrazně menší a energeticky úspornější tranzistory umožnily v 2. polovině 20. století velký rozvoj elektroniky a díky miniaturizaci zvláště výpočetní techniky.
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.
Podle principu činnosti se rozlišují tranzistory bipolární a unipolární. Polovodičové přechody tranzistoru vytvářejí strukturu odpovídající spojení dvou diod v jedné součástce, většinu vlastností tranzistoru však dvojicí diod nahradit nelze. Každý tranzistor má minimálně 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 kov–polokov.
- MOSFET – (Metal Oxide Semiconductor FET) Řídící elektroda je izolována od zbytku tranzistoru oxidem. Jejich výkonnostní varianty mají mezi Drain a Body takzvanou body diodu, která jím pomáhá zvládat napěťové špičky opačného napětí způsobené rychlým rozpojováním induktoru např. motoru (pro jehož řízení se často používají)
- 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 schematické značky:
bipolární | unipolární | kombinace unipolární a bipolární | |||||
typ | kanál | JFET | MOSFET s indukovaným kanálem |
MOSFET s vodivým kanálem |
kanál, typ | IGBT | |
NPN: | ![]() |
P: | ![]() |
![]() |
![]() |
P, NPN: | ![]() |
PNP: | ![]() |
N: | ![]() |
![]() |
![]() |
N, PNP: |
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), 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]- Tranzistorový přijímač
- Bipolární tranzistor
- Unipolární tranzistor
- Základní zapojení tranzistoru
- Fototranzistor
- Integrovaný obvod
- Tyristor
- Relé
- Reostat
Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]Obrázky, zvuky či videa k tématu tranzistor na Wikimedia Commons
Slovníkové heslo tranzistor ve Wikislovníku
- Bipolární tranzistor v učebnici Praktická elektronika ve Wikiknihách