Prezentarea la fizica despre tranzistor

1. Tranzistorul
Prof. Ghiță Apostol
Realizat de Doboș Ionela Daniela
Clasa a- XII - Științe

2. • Ce este un tranzistor ?
• Este o componentă electronică a cărei rezistenţă electrică poate fi controlată cu
ajutorul unui semnal electric numit semnal de comandă. Cea mai importantă
menţiune referitoare la această definiţie este faptul că tranzistorul ne permite să
controlăm un curent electric mare cu ajutorul unui cantităţi foarte mici de energie
electrică. Din acest motiv, una din principalele aplicaţii ale tranzistorului este cea
de amplificator.
• Echivalentul mecanic al tranzistorului ar putea fi robinetul de gaz de la aragaz – cu
ajutorul unui semnal de comandă (forţa mâinii tale) controlează cantitatea de gaz
care iese pe ochiul respectiv şi implicit intensitatea flăcării.
• Aşa cum se observă şi în figura 1, pentru a putea funcţiona normal, tranzistorul
are nevoie să fie conectat simultan în două circuite şi anume:
• un circuit de intrare – prin intermediul căruia tranzistorului i se aplică semnalul electric
de comandă de la o sursă de tensiune (pe care o voi prescurta S.C.In);
• un circuit de ieşire – prin care circulă curentul electric controlat prin intermediul
tranzistorului. Acest curent este generat de o altă sursă de tensiune (pe care o voi
prescurta S.C.Out).

3. .
Notă: în figura 1 tranzistorul este simbolizat într-un mod simplificat, valabil doar în acea figură. Aşa că ai
grijă să nu confunzi acel simbol cu simbolurile reale pe care le voi prezenta în subcapitolele următoare.
Considerând schema din figura 1, tranzistorul se poate afla la un moment dat în una din următoarele
situaţii:
tranzistor blocat. Fără semnal de comandă în circuitul de intrare, tranzistorul blochează complet
trecerea curentului prin circuitul de ieşire. Alfel spus, dacă nu bagi nimic la intrare, nu obţii nici un curent
prin circuitul de ieşire. În acest caz, rezistenţa electrică dintre bornele de ieşire ale tranzistorului este
foarte mare (de cel puţin câteva sute de kΩ);
tranzistor în regiunea activă. De îndată ce creştem puterea semnalului de comandă, tranzistorul se va deschide puţin
câte puţin permiţând astfel trecerea curentului electric prin circuitul de ieşire. În acest caz, intensitatea curentului de
ieşire este dictată de puterea semnalului de comandă. Cu alte cuvinte, cu cât semnalul de comandă este mai puternic,
cu atât mai mare va fi şi curentul din circuitul de ieşire;
tranzistor saturat. Dacă vom creşte în continuare puterea semnalului de comandă, vom observa că la un moment dat
valoarea curentului din circuitul de ieşire nu mai creşte. Acest fenomen apare atunci când, în prezenţa unui semnal de
intrare suficient de puternic, rezistenţa electrică dintre bornele de ieşire ale tranzistorului scade până la 0.

4. • Tranzistorul este un dispozitiv electronic din categoria semiconductoarelor care are cel puțin
trei terminale (borne sau electrozi), care fac legătura la regiuni diferite ale cristalului
semiconductor. Este folosit mai ales pentru a amplifica și a comuta semnale electronice și putere
electrică.
• Aspectul tranzistoarelor depinde de natura aplicației pentru care sunt destinate. În 2013 încă
unele tranzistori sunt ambalate individual, dar mai multe sunt găsite încorporate în circuite
integrate.
• Tranzistorul este componenta fundamentală a dispozitivelor electronice moderne, și este
omniprezent în sistemele electronice. Ca urmare a dezvoltării sale la începutul anilor 1950,
tranzistorul a revoluționat domeniul electronicii, și a deschis calea pentru echipamente electronice
mai mici si mai ieftine cum ar fi aparate de radio, televizoare, telefoane mobile, calculatoare de
buzunar, computere și altele.

5. • Istoric
Tranzistorul a fost inventat la Bell Telephone Laboratories din New Jersey la 6
decembrie 1947 de John Bardeen, Walter Houser Brattain, și William Bradford Shockley.
Descoperirea tranzistorului a determinat dezvoltarea electronicii fiind considerat una din cele mai
mari descoperiri ale erei moderne.
• Construcție
• Tranzistorii se realizează pe un substrat semiconductor (în general siliciu, mai rar germaniu,
dar nu numai). Tehnologia de realizare diferă în funcție de tipul tranzistorului dorit. De exemplu, un
tranzistor de tip PNP se realizează pe un substrat de tip P, în care se creează prin diferite metode
(difuzie, de exemplu) o zona de tip N, care va constitui baza tranzistorului.
• Utilizare
• Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete în
amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentatie,
oscilatoare, modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutație sau
în circuite integrate, tehnologia de astăzi permițând integrarea într-o singură capsulă a milioane
de tranzistori.
• Simbolurile folosite în mod curent pentru tranzistori:

6. Tranzistorul bipolar KT-616
Tranzistorul KT – 616 reprezintă un
tranzistor din siliciu (Si) de tip n-p-n.
Tranzistorul dat se fabrică prin metoda
epitaxial – planară.
Metoda epitaxial-planară se bazează
pe metoda planară. Deci, pentru început
vom analiza metoda planară de fabricare
a tranzistoarelor.
Un tiristor este tot un dispozitiv semiconductor activ cu rolul principal de a comanda un
circuit prin aplicarea pe poarta acestuia a unui semnal electric. Mai clar, este o dioda a carui
conductibilitate se poate comanda. Are trei borne.. anod, catod si poarta de comanda. Cand
pe poarta nu se aplica niciun semnal curentul nu trece prin tiristor. Cand aplici un semnal
portii, tiristorul se deschide iar curentul prin "dioda" circula.. si va circula pana cand se va
deconecta una din bornele principale (anod sau catod). Cat despre tranzistoriti pot spune ca
este un dispozitiv semiconductor activ cu rolul principal de amplifiator de curent.. ca sa fiu
mai concis, obtii un curent amplificat la colector fiind ca el este alimentat separat.. emitorul
emite purtatorii de sarcina , colectorul ii colecteaza iar baza regleaza tranzitul de epurtatori
de sarcina de la emitor la colector.

7. • Parametri specifici tranzistoarelor
• Cei mai importanți parametri ai unui tranzistor sunt:
• Factorul de amplificare (βf)
• Temperatura maximă a joncțiunilor
• Valoarea temperaturii maxime a joncțiunilor până la care tranzistorul funcționează normal depinde de natura
semiconductorului folosit. Astfel, tranzistoarele realizate din siliciu funcționează corect până spre 200 grade C, în
timp ce cele realizate din germaniu sunt limitate în funcționare în jurul valorii de 100 grade C.
• Observație: La temperaturi mai mari decât cele menționate, are loc creșterea extraordinar de rapidă a
concentrației purtătorilor minoritari și semiconductorul se apropie de unul intrinsec, dispozitivul pierzându-si
proprietățile inițiale
• .
• Puterea maximă disipată
• Puterea disipată de tranzistor apare datorită trecerii curentului prin dispozitiv. O parte din această putere este
radiată în mediul ambiant și o parte produce încălzirea tranzistorului.
• Puterea disipată de un tranzistor este , în principal, puterea disipată în cele două joncțiuni ale acestuia:
• PDT = PDE + PDC = UEB.IE + UCB.IC.
• Curentul de colector maxim
• Reprezintă valoarea maximă pe care o poate atinge curentul de colector al unui tranzistor fără ca acesta să se
distrugă. El este indicat în cataloage și depinde de particularitățile tehnologice ale tranzistorului.
• Tensiunea maximă admisă
• Reprezintă valoarea cea mai mare a tensiunii pe care o poate suporta un tranzistor fără ca acesta să se
deterioreze. Această valoare este limitată de tensiunea de străpungere a joncțiunii colector bază (polarizată
invers).
• Acest parametru are valori diferite în funcție de conexiunea tranzistorului și este prezentat în foile de catalog
pentru fiecare situație în parte.

8. • Tranzistorul Bipolar
• Din punct de vedere fizic, tranzistorul bipolar este format din două joncţiuni
PN, dispuse spate în spate, aşa ca în figura 2. Denumirea de bipolar vine de la faptul
că este compus din două tipuri de materiale semiconductoare, care pot forma un
tranzistor NPN (cu o felie de semiconductor de tip P pusă între două felii de
semiconductori de tip N) sau un tranzistor PNP (cu o felie de semiconductor de tip N
pusă între două felii de semiconductoare de tip P). Simbolizarea fiecăruia din aceste
tipuri este de asemenea prezentată în figura 2.