Tranzistorul Bipolar

TRANZISTORUL BIPOLAR

1. SCOPUL LUCRARII

Lucrarea are ca scop studiul caracteristicilor tranzistorului bipolar, trasarea caracteristicilor statice, determinarea punctului static de functionare (PSF) si influenta temperaturii asupra caracteristicilor de intrare si de iesire ale tranzistorului bipolar.

2. BREVIAR TEORETIC

La tranzistoarele bipolare mecanismul conductiei este determinat de distributia de purtatori majoritari cât si de purtatorii minoritari din tranzistor.

Figura 1. Tranzistorul bipolar. Structura si simbol.

Tranzistoarele bipolare sunt dispozitive semiconductoare cu doua jonctiuni formate dintr-o succesiune de trei zone: npn sau pnp.

Zona din mijloc a tranzistorului se numeste BAZA (B), este foarte îngusta si cu o dopare cu impuritati mult mai mica fata de zonele laterale.

Celelalte doua zone se numesc EMITOR (E) (are concentratia de impuritati cea mai mare) si COLECTOR (C). Jonctiunile formate se numesc jonctiunea emitorului si jonctiunea colectorului.

Tranzistorul bipolar se evidentiaza prin proprietatile de amplificare care se obtin la functionarea în regiunea activa a caracteristicilor statice.

În aceasta regiune jonctiunea emitorului este polarizata în sens direct iar jonctiunea colectorului în sens invers.

3.CARACTERISTICI STATICE

În circuitele electronice tranzistorul este tratat ca un cuadripol activ, având doua borne de intrare si doua borne de iesire.

Tranzistorul fizic având doar trei borne, este necesar ca o borna sa fie comuna atât circuitului de intrare cât si circuitului de iesire. Functie de electrodul utilizat ca borna comuna se disting trei scheme de utilizare.

Figura 2. Scheme de conectare ale tranzistorului.

Figura 3. Tranzistorul bipolar în conexiune EC.

La simbolul tranzistorului sageata înclinata indica prezenta unei jonctiuni. Sensul ei corespunde sensului în care este injectat curentul. S-au figurat si sensurile normale ale curentilor si tensiunilor pentru polarizarea tranzistorului în regiunea activa.

Caracteristicile descriu functionarea unui dispozitiv semiconductor prin cunoasterea dependentei dintre marimile macroscopice masurabile la borne, facând abstractie de fenomenele fizice din dispozitiv.

Caracteristicile statice ale unui tranzistor exprima legaturile dintre curentii prin tranzistor si tensiunile aplicate, în regim stationar (de curent continuu).

Desi se pot exprima analitic (ecuatiile EBERS MOLL), cel mai frecvent caracteristicile statice ale tranzistorului bipolar se dau si se utilizeaza sub forma grafica

Cele mai folosite caracteristici sunt :

caracteristicile de intrare, reprezentând dependenta curentului din circuitul de intrare în functie de tensiunea de intrare si de tensiunea la bornele de iesire iB=f(uBE,uCE).

caracteristicile de iesire, reprezentând dependenta curentu¬lui din circuitul de iesire în functie de tensiunea la bornele de iesire si de curentul din circuitul de intrare: iC=f(uCE,iB).

Caracteristicile tranzistorului depind de schema de cone¬xiune a acestuia. Cea mai utilizata este schema de conectare cu emitorul comun (EC). În figura 4.b sunt puse în evidenta regiunea de saturatie si regiunea de blocare.

În regiunea de saturatie, caracteristicile de iesire sunt foarte apropiate reducându se practic la o dreapta apropiata de axa curentilor (axa Y), numita dreapta de saturatie.

Figura 4. Caracteristicile de intrare-iesire ale tranzistorului bipolar în conexiunea EC.

Regiunea de blocare corespunde situatiilor de polarizare inversa a jonctiunii emitor baza si a jonctiunii baza colector. Riguros, regimul de taiere se obtine pentru iB= IBCO (curentul rezidual de colector).