Tranzistory

Tranzistor

Je všeobecné známe, že základom integrovaných obvodov je tranzistor. Podľa typu nosiča náboja ich delíme na:

• bipolárne (dva typy nosiča - elektróny a diery) a
• unipolárne (jeden typ nosiča).

Unipolárna technológia výroby: Sú to vlastne elektrickým poľom riadené tranzistory (FET – Field Effect Transistor).

Historicky najstaršou technológiou je PMOS (Metal Oxid Semiconductor), ktorá používa unipolárny tranzistor s kanálom P. Vzhľadom na nízku rýchlosť a zlú zlučiteľnosť s TTL obvodmi sa nahradila technológiou NMOS (MOS tranzistor s kanálom N). Dosahuje vyššie rýchlosti, pretože elektróny sa pohybujú rýchlejšie ako diery. Výhodou je aj dobrá zlučiteľnosť s obvodmi TTL. Hradlo typu NMOS v invertujúcom zapojení používa ako záťaž spínacieho prvku rezistor. Hradlo NMOS zapojené ako invertor používa rezistor vo funkcii záťaže spínacieho obvodu.

Výhody:

• minimalizované straty
• zlučiteľné s TTL

V ďalšom budeme uvažovať N a P MOS tranzistory ako jednoduché spínače. Napájacie napätie je unipolárne: $\ V_{DD}$.

N-typ tranzistora má vývod S pripojený na ZEM. Aby bol tranzistor vodivý – ON musí byť napätie $\ U_{GS}$ voči bodu S kladné. $\ U_{GS}$ musí byť väčšie ako je minimálna prahová hodnota. Napr.: $\ U_{GS}\ =\ V_{DD}$. Prechod DS je potom vodivý. Ak je napätie $\ U_{GS}\ =\ 0V$, potom je tranzistor nevodivý – v stave OFF.

P-typ tranzistora má bod S pripojený na $\ V_{DD}$. Ak má byť tranzistor v stave ON, musí byť napätie $\ U_{GS}$ voči bodu S záporné. $\ U_{GS}$ musí byť menšie ako je minimálna prahová hodnota. Napr.:$\ U_{GS}\ =\ 0V$. Ak je napätie $\ U_{GS}\ =\ V_{DD}$, potom je tranzistor nevodivý – v stave OFF.

Úlohy

1. Zmerajte základné parametre spínacieho tranzistora BD243.

• BD243 - katalógový list
• Návod na meranie: str. 32
• Výstup: tabuľka zo str. 32

2. Zmerajte charakteristiku tranzistora BD243.

• Návod na meranie: str. 35
• Výstup: tabuľka zo str. 35 + graf závislosti Ic od Ib, vypočítané beta.

3. Riadenie výkonu šírkovou moduláciou PWM

• Návod na meranie: str. 36
• Výstup: tabyuľka zo str. 36 + grafické znázornenie striedy zmerané na osciloskope

4. Zmerajte základné parametre FET tranzistora BUZ71.

• BUZ71 - katalógový list
• Návod na meranie: str. 37
• Výstup: tabuľka str. 37

5. Charakteristika js motora riadeného PWM moduláciou

• Návod na meranie: str. 47
• Výstup: grafická závislosť otáčok elektromotora od striedy PWM