Tranzistorul - altfel decat la scoala

[Mondan]

Foarte multi pasionati de piese vor sa intelega cum functioneaza tranzistorul. Este explicat in destule manuale, dar in care autorul lor a copiat sau tradus si el din alta parte explicatii, sau scheme. Astfel un pasionat va simti imediat ca "ceva nu se leaga".

 

Lampile....

 

De ceva timp era cunoscut efectul de termoemisie electronica. Adica un matrial incins emitea electroni care "gravitau in jurul lui".

 

Dar daca acesti electroni s-ar deplasa intre 2 electrozi de la + la - ?

Trebuie sa acceptam din principiu ca electronii sunt atrasi de + si respinsi de -.

 

Atunci, in acest caz, curentul ar putea avea un singur sens de la + la -. Deci am obtinut o dioda cu conditia sa incingem borna "-" si ca de la "-" sa "+" sa treaca prin vidii, aerul ii absoarbe.

Curentul ("notiunea asta mai mult teoretica") circula de la + la -, dar electronii circula de la - la + adica invers.

Acum apre "jmecheria". Daca "-" ii respinge, iar acest "-" apare in drumul lor de la borna "-" spre borna "+" ei mai pot ajunge ?

Depinde ce cat de tare ii respinge "-", potentialul grilei si cat de stab ii atrage "+", adica cat de departe este de ei.

Deci curentul dintre "-" si "+" depinde de potentialul grilei si de amplasrea ei.

Astfel cu un potential de 10V pot bloca electronii care se deplaseaza intr-o diferenta de potential de 600V, datorita amplasarii grilei mai aproape de catod.

Mai multe explicatii:

http://wb0nni.dakotamade.com/basic.html

 

Radio cu trioda:

http://www.wirelesscommunication.nl/reference/chaptr07/history.htm

 

Acum ne punem problema daca putem obtine dioda din semiconductori.

Exista "impuritati donoare" adica materiale carora "le-ar face placere sa doneze electroni". Adica materiale ce contin atomi cu multe straturi electronice, unde nucleul incarcat pozitiv se afla departe de electronii marginali ii atrage slab, deci sunt "cam liberi".

Exista "impuritati acceptoare" adica "le-ar face placere sa primeasca electroni", adica au putine straturi electronice, nucleul este foarte aproape de electronii marginali si ii atrage puternic.

 

Daca le punem pe cele doua tipuri in contact obtinem o dioda. Electronii pot merge intr-un singur sens, si curentul invers. Exista insa o "forta a tensiunii aplicate" suficient de mare incat sa invinga atractia acceptorilor (p), se numeste tensiune inversa de strapungere (parca).

Dar cum sa le punem in contact ? Sa le lipin ? Am creia o izolatie electrica.

Un timp s-a considerat ca daca avem un cristal si "tragem cu ghiuleaua" de impuritate in el (la accelerator) cristalul se strica iremediabil. Apoi s-au gasit metode de remediere a defectelor produse (prin incalzire).

Avem dioda. Dar cum putem realiza amplificarea ?

 

Sa notam cu P impuritatile acceptoare si cu N impuritatile donoare.

Sa creem imaginar o structura de genul PNP - nu le denumim deocamdata, doar zona N din mijloc sa fie "Baza"

Reluam rationametul. Aplicam un potential de 10V intre cei doi P. Electronii ajunsi la P sunt puternic atrasi de P si slab atrasi de N. Astfel ei nu pot prasi P-ul. Tranzistorul este blocat.

 

Ca sa ii facem sa paraseasca P-ul trebuie sa il facem pe N atractiv pentru electroni. Aplicam astfel pe el un potential pozitiv si il marim progresiv. Cand se ajunge la 10V-0,7V surpriza: electronii nu "se scurg" prin circuitul bazei ci sunt atrasi de umatorul P pentru ca deja au ajuns in "zona lui de influenta" . 0.7V este pierderea de tensiune pentru deschiderea diodei NP pentru tranzistorul cu siliciu si este constanta indiferent de tensiunea aplicata Emitor-Colector. Ea depinde totusi "usor" de gradul de deschidere a lui diodei NP.

Astfel tensiunea ce se aplica in grila tranzistorului este foarte mare, dar curentul foare mic. Notam raportul Ic/Ib beta cam acelasi lucru ce insemamna Hfe, doar ca acesta ultim tine cont si de curentul rezidual prin tranzistor.

Acum reluam notatiile. Curentul circula exact invers. Rationametul merge si invers, considerand curentul nu electronii.

Tranzistorul PNP se pune cu Emitorul in "+" si colectorul in "-". El are o tensiune de 0.7V intre Emitor si Baza. Adica Baza are de fapt un potential pozitiv fata de Colector zona de unde pleaca electronii. Aparent aveam 0.7V de descidere a tranzistorului, tensiune negativa, in realiatate aveam o tensune pozitiva ce se aplica fata de colector adusi printr-o dioda.

Am cautat totusi un ghid in romana:

 

http://www.ghidelectric.ro/stire-112-Tranzistor-bipolar.html

 

Ma intrebat oare ce o sa intelega cineva de aici ? Au pus si ei niste poze probabil copiate.

Mai multe detalii le gasiti pe Wiki.

Emitorul si Colectorul se pot schmba intre ele ? Profesional nu. Dar eu am facut sursa de tensiune cu E si C inversate. Colectorul (pentru o colectare eficienta de curent) trebuie sa inveleasca, sa inconjoare zona Emitor-Baza, iar baza trebuie sa invelesca emitorul.

Daca ai un tranzistor si nu stii care e E si C de obieci pe aparatul de masura ("pus pe diode") dioda EB ar putea sa dea "putin mai mult" decat dioda BC, care are o suprafata mai mare. (de preferat nu se atinge electric cu mana pinii in timpul masuratorii)

Amanunte:

Nivelele energetice ale electronilor care apar in semiconductor de datoreaza interactiunii semiconductor-impuritate, nu doar impuritatilor asa cum am simplificat eu rationametul. De fapt nu mai sunt nivele fixe. Ele se largesc (datorat interactiei electronilor marginali cu 2 nuclee atomice diferite (semiconductor si impuritate)) si devin benzi energetice.

De fapt nici conductia nu mai e aceeasi ca la conductori prin electronii din stratul de conductie. Avem conductie de electroni si goluri, adica doua particule (una reala si una virtuala) de sarcini diferite. Este la fel precum conductia curentului electric in gaze. Daca avem un condensator cu aer, iar intre armaturile lui apare curent (la tensiune mare de vreo 2KV/cm), acea conductie este de doua tipuri: sarcina pozitiva (ionii pozitivi de aer) si sarcina negativa (ioni negativi de aer). Ei se deplaseaza in sensuri contrarea spre cei doi electrozi.

Chestii mai "de finetze":

Timpul de deschiderea a tranzistorului depinde de multi factori. Cel mai importanta sunt in ordine: timpul cat sarcina difuzeza in baza (pentru a crea potentialul electric necesar) si timpul cat sarcina traverseaza zona CE. Mai vorbim si de o impedanta bazei care se face mai putin simtita decat capacitate ei. Astfel pentru viteze mici de calcul merge logica TTL (0-5V) dar pentru viteza mari trebuie logica ECL, unde tranzistorul este pastrat "semidescis" pentru a nu pierde timp ca sarcica sa il aduca la potentialul de deschidere. In acesta logica curentul parcurge cam 1m/nS in cablurile electrice, iar cablul coaxial are 3 caracteristici disticte (tensiune-curent), nu doar una cu cat il vede SPICE-ul.

Se pot crea tranzistori in semiconductori, daca cream un strat de oxid izolator intre doua conductoare obtinem condensator, se pot crea rezistente prin impurificari. Metoda uzuala este cea foto. Se creaza masi pentru suprafata semiconductorului.

Cresterea cristalelor. Este cam acelasi lucru cu cresterea ghetii pe ferestre iarna. Face formele acelea ciudate care par repetitive. In laborator cristatul natural este "topit" iar apoi "reingheata" pornind de la un germenehete, in jurul caruia "ingheta", care ii controleaza structura cristalina (sa nu se solidifice aiurea).

[Vizitator]

Felicitari pentru initiativa.Si pentru mine a fost un mister functionarea tranzistorului bipolar pentru ca in timp ce umpleam pagini cu teorie aveam ceva realizari practice(incepusem deja timid depanarea tv cu lampi) si consideram o pierdere de vreme--doream sa trecem direct la montaje electronice.In prezentarea facuta nu ai scos in evidenta cu adevarat efectul de tranzistor,asa ca am sa contribui si eu cu 3 pag

[Vizitator]

Apreciez intentia si straduinta lui Mondan, cu mentiunea ca ceea ce a scris este doar o poveste frumoasa si plina de greseli, poveste care nu are legatura cu functionarea tranzistorului.

 

De aceea va recomand sa invatati tranzistorul ca la scoala.

[remus68]

Despre tranzistoare

http://www.sentex.ca/~mec1995/tutorial/xtor/xtor.html

[mihun70]

alte idei despre tranzistoare??sunt student in anul 1,am un prof care scuzati expresia are "diaree"la gura scriu un curs de 12 pagini...si nu stiu pe ce lume traiesc..am inceput sa dezleg tranzistorul de pe internet.alte idei...pdf uri mai are cineva?

[Vizitator AsmVax]

Dupa ce am cautat pe tot netul sa inteleg cum functioneaza tranzistorul, toti incercau sa explice dar nimeni nu explica ceva inteligibil, m-am gandit eu si am gasit o solutie mai simpla.Sa explicam un NPN:Alimentam Baza+Emitorul cu o tensiune(de comanda Be) iar tranzistorul va conduce de la colector spre emitor(Ce).La NPN pe baza este + pe emitor -.El va conduce un curent de la colector spre emitor.Explicam poza:Pe baza este rezistenta care limiteaza curentul si tensiunea, iar releul este conectat prin colector direct la 9V. Cand tranzistorul primeste comanda atunci deschide 9V la releu.

[Vizitator AsmVax]

Dupa ce am cautat pe tot netul sa inteleg cum functioneaza tranzistorul, toti incercau sa explice dar nimeni nu explica ceva inteligibil, m-am gandit eu si am gasit o solutie mai simpla.Sa explicam un NPN:Alimentam Baza+Emitorul cu o tensiune(de comanda Be) iar tranzistorul va conduce de la colector spre emitor(Ce).La NPN pe baza este + pe emitor -.El va conduce un curent de la colector spre emitor.Explicam poza:Pe baza este rezistenta care limiteaza curentul si tensiunea, iar releul este conectat prin colector direct la 9V. Cand tranzistorul primeste comanda atunci deschide 9V la releu.

Daca tai legatura intre + si rezistenta de pe baza atunci nu mai primeste comanda, evident.....Si inca ceva.Cred ca nu se stie inca exact cum circula curentul, inca exista dubii, dar....Se stie ca circula de la un pol spre altul. Un circuit functioneaza atunci cand se inchide circuitul. Nu costeaza pe unde trece curentul, important este sa ajunga in partea cealalta.Oamenii nu au reusit sa inventeze decat niste componente care puse pe traseu( in calea curentului) se comporta intr-un anumit fel.

[Vizitator]

pune un singur document gasit pe net sa vedem si noi care sant acele explicatii neinteligibile

[Vizitator AsmVax]

pune un singur document gasit pe net sa vedem si noi care sant acele explicatii neinteligibile

Eram singur ca trebuie sa comenteze cineva. De aia nu ma mai bag in seama cu nimeni fiindca oamenii sunt rai. Asa ca cine este incepator stie despre ce vorbesc.De asta nu intelege nimeni nimic in general, fiindca explica oameni care deja presupun ca stii tot.Daca as stii tot nu mai cautam informatii.In completare la schema mea.Exista 2 circuite in schema. Cel care alimenteaza tranzistorul, care este prin baza si cel care alimenteaza releul care este de un curent nelimitat.....La ce foloseste schema se poate intreba.Sunt curenti mici care nu pot comanda direct releul, asa ca se comanda prin tranzistor folosind un curent mai mare pe colector si cel mic pe baza. Minusul comun.....

[Vizitator]

de fapt nu prezinti functionarea tranzistorului ci montaje simple

daca nu te bagi in seama cu nimeni citeste totusi ceva prezentat de un domn cu pregatire temeinica

http://www.tehnium-azi.ro/page/index.ht ... ul_bipolar

 

pacat ca nu se permite accesarea adresei,era o prezentare pe intelesul tuturor

[yo9hnf]

Alimentam Baza+Emitorul cu o tensiune(de comanda Be) iar tranzistorul va conduce de la colector spre emitor(Ce).La NPN pe baza este + pe emitor -.El va conduce un curent de la colector spre emitor.

Cred ca trebuie sa focalizezi ideea pe curent, nu pe tensiune. Exemplul tau de functionare este un caz particular, anume "intrerupator comandat", cand tranzistorule este folosit saturat. In CA este alta mancare de peste...

[puriu]

Hai s-o luam metodic. Tranzistorul bipolar are trei electrozi. Emiterul este electrodul ce emite purtatori de sarcina (la NPN electroni si la PNP goluri). Baza este electrodul de comanda ce preia o mica parte din purtatorii emisi si permite ca restul sa treaca spre al treilea electrod, colectorul. Tranzistorul bipolar este un amplificator de curent. Curentul de colector este proportional, intre anumite limite, cu curentul de baza. In lipsa curentului de baza tranzistorul nu conduce si se cheama ca e blocat, ca un intrerupator deschis. La un curent de baza mai mare de o anumita valoare curentul de colector este maxim, iar tensiunea colector-emiter este foarte mica si se cheama ca tranzistorul e saturat, ca un intrerupator inchis.

Tensiunea baza-emiter, numita pe scurt tensiune de baza, este necesara deschiderii jonctiunii baza-emiter (0,6 V la siliciu) care este o dioda si, in plus, trecerii unui anumit curent de baza (0 - 0,4 V). Tensiunea colector-emiter (tensiune de colector) depinde de tensiunea de alimentare si de caderea de tensiune pe sarcina si poate fi intre zero si cateva mii de volti la unele tranzistoare speciale.

Amplificarea in curent a unui tranzistor este o caracteristica de catalog a acestuia si poate fi intre cateva zeci si cateva sute. Se noteaza cu h21 sau cu litera beta. Amplificarea in tensiune este o caracteristica a circuitului in care este montat tranzistorul si reprezinta raportul intre variatia tensiunii de colector si variatia tensiunii de baza (dUc / dUb). Circuitul simplu prezentat mai sus este un circuit de comutatie in care tranzistorul are numai doua stari: starea blocata cand nu primeste curent de baza si starea saturata cand curentul de baza este mare, iar tensiunea de colector tinde la zero.

[Vizitator]

Picioruşul care corespunde săgeţii se numeşte emitor, nu "emiter".

În engleză, emitor se scrie "emitter", cu dublu "t".

[puriu]

Corect. Eu sunt mai vechi (exact de varsta primului tranzistor) si in cartile romanesti din care am invatat scria "emiter". Asa era corect pe atunci.

[Vizitator]

Am bănuit că era vorba doar de exprimare, şi chiar am vrut să renunţ la precizarea emiter -> emitor, pentru că restul explicaţiilor sunt corecte, iar noţiunile sunt expuse foarte clar. Totuşi m-am hotărât să scriu după ce am văzut că în dexonline, http://dexonline.ro/definitie/emiter, nu este trecut cuvântul emiter. Am făcut-o doar cu intenţia de a adăuga informaţie, nu ca să anulez ce se scrisese.