Tranzystory » Elementy elektroniczne do przełączania, sterowania i wzmacniania
-
Co to jest tranzystor?
-
Jakie typy i rodzaj tranzystorów są dostępne?
-
Jakie typy i rodzaj tranzystorów są dostępne?
-
Często zadawane pytania na temat tranzystorów
Nazwa tranzystor pochodzi od angielskich słów transfer oznaczającego przenoszenie oraz resistor oznaczającego opór. Te dwa terminy dobrze oddają jego działanie. Tranzystor przenosi sygnały i pracuje w oparciu o opór, którego wartość można regulować.
Transistor ma trzy wyprowadzenia. W tranzystorach bipolarnych noszą one nazwy baza, kolektor i emiter, natomiast w tranzystorach polowych określa się je jako bramkę, dren i źródło. W jego wnętrzu znajduje się kryształ półprzewodnikowy z wysokiej czystości krzemu, wzbogacony precyzyjnie dobranymi domieszkami. W elektronice taki proces nazywa się domieszkowaniem.
Konstrukcja mechaniczna tranzystora różni się w zależności od parametrów technicznych. Modele zaprojektowane do pracy z większą mocą otrzymują większą obudowę, która może służyć również jako miejsce montażu odpowiedniego radiatora.
Tranzystory dzieli się na typy NPN i PNP w zależności od układu trzech warstw półprzewodnikowych. Na schematach ich kierunek pracy wskazuje strzałka przy emiterze. W tranzystorach NPN jest skierowana na zewnątrz, a w PNP do wewnątrz. Typ NPN współpracuje z dodatnią polaryzacją, natomiast PNP z biegunowością odwrotną.
Tranzystory Darlingtona łączą dwa tranzystory bipolarne w jednej obudowie, co pozwala uzyskać znacznie większe wzmocnienie prądu bez dodatkowego okablowania.
Tranzystory z polaryzacją mają wbudowany rezystor bazowy. Ułatwia to ustawienie stabilnego punktu pracy, co sprawdza się między innymi w układach audio i w obwodach zmiennego napięcia.
Tranzystory wysokiej częstotliwości są projektowane do pracy w zakresie HF. Charakteryzują się małymi pojemnościami pasożytniczymi oraz bardzo krótkimi czasami przełączania.
Dostępne są różne obudowy tranzystorów, zarówno SMD, jak i THT. Małej mocy zwykle montuje się w obudowach plastikowych. Tranzystory mocy wymagają odprowadzania ciepła, dlatego stosuje się obudowy metalowe lub podstawy przystosowane do radiatorów.
Istnieją także moduły zawierające od dwóch do kilku tranzystorów w jednej obudowie, co oszczędza miejsce i upraszcza montaż. W razie potrzeby można je wymieniać w gniazdach bez lutowania.
Sparowane tranzystory, czyli dopasowane pary, zawierają dwa elementy o bardzo zbliżonych parametrach elektrycznych, co poprawia stabilność i symetrię pracy układu.
Jeśli potrzebne jest wysokie wzmocnienie prądu, tranzystory Darlington sprawdzają się bardzo dobrze. W wielu układach pozwalają zrezygnować z dodatkowych stopni wzmocnienia i elementów towarzyszących. Do zastosowań audio oraz wzmacniaczy wielokanałowych stosuje się także tranzystory dobierane w pary.
Takie zestawy mają zbliżone parametry, dzięki czemu zapewniają wysoką liniowość podczas pracy równoległej. Tranzystory HF przeznaczone są natomiast do układów wysokiej częstotliwości i oferują właściwości dopasowane do pracy w tym zakresie.
Układy tranzystorowe pozwalają projektować bardziej zwarte konstrukcje niż pojedyncze elementy. To rozwiązanie ekonomiczne i oszczędzające miejsce, szczególnie przy małych pojemnościach, co ułatwia produkcję, montaż i lutowanie.
Przy projektowaniu nowych układów warto dokładnie sprawdzić parametry elektryczne w dokumentacji producenta. Dobór właściwego modelu zwiększa niezawodność działania, szczególnie gdy urządzenie pracuje na granicy swoich możliwości. W wymagających warunkach otoczenia trzeba uwzględnić dopuszczalny zakres temperatur i ewentualną konieczność obniżenia wartości znamionowych, dlatego tranzystor powinien mieć zapas mocy.
Gdy wymieniasz uszkodzony element, najlepiej użyć tego samego typu. Jeśli nie jest dostępny, pomocne będą tabele odpowiedników, które ułatwiają znalezienie elektrycznie zgodnego zamiennika. Ważna jest także obudowa: zgodność podziałki w elementach przewlekanych oraz rozmieszczenie i wielkość padów w SMD. Sprawdź, czy obudowa mieści się w dostępnej przestrzeni i współpracuje z chłodzeniem oraz mocowaniem.
Pamiętaj o wymaganych oznaczeniach i zgodności z normami. Tranzystory dostępne w sklepie Conrad spełniają rygorystyczne standardy jakości, co przekłada się na ich trwałość i stabilną pracę.
Czym są tranzystory bipolarne?
Tranzystory bipolarne, nazywane również BJT, to klasyczne elementy półprzewodnikowe z dwoma złączami typu pn. Do ich pracy potrzebny jest niewielki prąd doprowadzony do bazy.
Gdzie wykorzystuje się tranzystory bipolarne?
Tranzystory bipolarne są nadal wykorzystywane do wzmacniania sygnału, jako przełączniki oraz w aplikacjach cyfrowych. Jednak te wytrzymałe tranzystory doskonale nadają się również do celów szkoleniowych i eksperymentalnych.
Gdzie tranzystory są wykorzystywane jako przełączniki?
Tranzystory bipolarne nadal pełnią ważną rolę w elektronice. Używa się ich do wzmacniania sygnałów, pracy w roli przełączników oraz w układach cyfrowych. Ze względu na dużą odporność świetnie sprawdzają się też w projektach edukacyjnych i prostych eksperymentach.
W jakich sytuacjach tranzystory działają jako przełączniki?
Tranzystor pełni funkcję przełącznika, gdy układ sterujący nie jest w stanie dostarczyć odpowiedniej mocy. Typowa sytuacja to wyjście mikrokontrolera, które oferuje maksymalnie 20 mA, podczas gdy cewka przekaźnika potrzebuje ponad 50 mA. Trzeba wtedy użyć tranzystora sterującego. Aby zabezpieczyć go podczas wyłączania przekaźnika, równolegle do cewki montuje się diodę w kierunku zaporowym. Chroni ona układ przed napięciami indukowanymi w chwili rozłączania.