Studiul+tranzistoarelor+bipolare

= = **A1.1 Structura și simbolurile tranzistoarelor bipolare **
 * A1.Generalități prvind tranzistoarele bipolare **


 * Tranzistorul bipolar ** – este un dispozitiv electronic realizat din material semiconductor, format din trei regiuni (**EMITOR, BAZĂ, COLECTOR**) separate prin două joncţiuni pn.În funcţie de tipul regiunilor, tranzistoarele bipolare se împart în două categorii:



**Figura A1.1 ** **Structura tranzistorului bipolat ** Tranzistorul bipolar de tip NPN este format din două regiuni N separate de o regiune P Tranzistorul bipolar de tip PNP este format din două regiuni P separate de o regiune N Regiunea bazei este mai subţire şi mai slab dopată în comparaţie cu regiunea emitorului(puternic dopată) şi cu regiunea colectorului( dopată moderat) Între două regiuni învecinate se formează o joncţiune. Între bază şi emitor este joncţiunea bază-emitor, iar între bază şi colector este joncţiunea bază-colector Fiecare regiune are ataşată câte un terminal care se notează cu E(emitor), B(bază), C(colector). În structura tranzistorului bipolar, purtătorii de sarcină electrică sunt atât golurile cât şi electronii. Deoarece conducţia este realizată de două tipuri de purtători, tranzistorul se numeşte bipolar.

** Figura A1.2 Secțiunea de principiu printr-un tranzistor **

**A.1.2 Funcționarea tranzistorului bipolar **
Un tranzistor bipolar funcţionează corect, dacă joncţiunea bază-emitor este polarizatădirect cu o tensiune mai mare decât tensiunea de prag, iar joncţiunea bază-colector este polarizată invers cu o tensiune mult mai mare decât tensiunea bază-emitor. Emitorul este sursa de purtători care determină curentul prin tranzistor, iar colectorulcolectează purtătorii ajunşi aici. Baza controlează curentul prin tranzistor în funcţie de valoarea tensiunii de polarizare a joncţiunii bază-emitor. Joncţiunea emitor-bază (polarizată direct) injectează un curent de emitor IE care este colectat în cea mai mare parte de joncţiunea colector-bază (polarizată invers), acest proces definind efectul de tranzistor.

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Tranzistorul bipolar transferă curentul din circuitul de intrare de rezistenţă mică, în circuitul de ieşire de rezistenţă mare, de unde denumirea transfer rezistor <span style="font-family: 'Cambria Math',serif; font-size: 12pt;">⇔ <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;"> tranzistor.

**<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">a. Funcţionarea tranzistorului NPN. ** <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">La acest tip de tranzistoare purtători majoritari sunt electronii. <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">


 * <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Figura A1.3 Prezentarea funcționării tranzistorului NPN **

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Regiunea de tip n a emitorului este puternic dopată cu electroni liberi. Regiunea de tip P a bazei este foarte subţire şi slab dopată cu goluri. Prin polarizarea directă a joncţiunii BE electronii din regiunea emitorului difuzează cu uşurinţă prin joncţiunea BE către regiunea bazei. Aici un procent foarte mic de electroni se combina cu golurile din bază şi formeazăcurentul de bază. Prin polarizarea inversă a joncţiunii BC majoritatea electronilor difuzeazăprin joncţiunea BC şi sunt atraşi către regiunea colectorului de către tensiunea de alimentare a colectorului, formându-se astfel curentul de colector.

**<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">b. Funcționarea tranzistorului PNP. ** <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">La acest tip de tranzistor putătorii majoritari sunt golurile. <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt; line-height: 0px; overflow-x: hidden; overflow-y: hidden;"> <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Regiunea de tip p a emitorului este puternic dopată cu goluri. Regiunea de tip N a bazei este foarte subţire şi slab dopată cu electroni. Prin polarizarea directă a joncţiunii BE golurile din regiunea emitorului difuzează cu uşurinţă prin joncţiunea BE către regiunea bazei. Aici un procent foarte mic de goluri se combina cu electronii din bază şi formează curentul de bază. Prin polarizarea inversă a joncţiunii BC majoritatea golurilor difuzează prin joncţiunea BC şi sunt atraşi către regiunea colectorului de către tensiunea de alimentare a colectorului, formându-se astfel curentul de colector.
 * <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Figura A1.4 Prezentarea funcționării tranzistorului PNP **

**<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">a1.Factorul de amplificare al tranzistorului **

 * <span style="font-family: Calibri,sans-serif; font-size: 11pt;">Factorul de amplificare în curent din bază în colector (βcc) **<span style="font-family: Calibri,sans-serif; font-size: 11pt;">– reprezintă raportul dintre curentul continuu prin colector (**IC**) şi curentul continuu prin bază (**IB**)

**β** este o mărime statică de curent continuu, care indică de câte ori este mai mare curentul prin colectorul tranzistorului decât curentul prin baza tranzistorului. Acest parametru mai poartă denumirea de **câştig în curent** al tranzistorului. Valoarea acestui parametru este menţionat de către producător în foile de catalog, ca parametru echivalent hibrid **hFE.**

Valorile parametrului **β** sunt cuprinse între 10 şi 1000, în funcţie de tipul tranzistorului. **Factorul de amplificare în curent din emitor în colector (**α**cc)** – reprezintă raportul dintre curentul continuu prin colector (**IC**) şi curentul continuu prin emitor (**IE**)

cest parametru este întotdeauna subunitar deoarece curentul de colector (IC) este întotdeauna mai mic decât curentul de emitor (IE). Valorile paramentului α sunt cuprinse între 0,95 şi 0,99 în funcţie de tipul tranzistorului. Între parametrii **β** şi α sunt următoarele relaţii:
 * a2.Valorile maxime absolute**

Sunt valori care nu trebuie depăşite în timpul funcţionării tranzistorului, deoarece pot produce defectarea acestuia. De regulă în această grupă apar: În practică se recomandă încărcarea tranzistorului la cel mult 0,75 din valorile de catalog ale acestor parametrii.
 * Tensiunile maxime între terminale: **VCBO, VCEO, VEBO**
 * Curentul maxim de colector şi de bază: **ICM, IBM**
 * Puterea maximă disipată: **Ptot**
 * Temperatura maximă a joncţiunii: **TjM** (este cuprinsă între 175°C şi 200°C)

**b.Caracteristicile electrice ale tranzistorului bipolar** **Figura A1.5 curanții și tensiunile tranzistorului**

**a.Caracteristica de ieșire**
În cataloagele de tranzistoare sunt prezentate caracteristica de intrare şi caracteristica de ieşire, deoarece aceste caracteristici sunt mai importante. Pe caracteristica de ieşire se pot delimita regiunile de funcţionare a tranzistorului şi se poate trasa dreapta de sarcină. **Figura A1.6 Caracteristica de ieșire a tranzistorului bipolar în conexiunea EC**

**b.Regimurile de funcționare**
În **regiunea de blocare** tranzistorul funcţionează în **regim de blocare (tăiere):**
 * joncţiunea bază – emitor este polarizată invers (sau direct cu o tensiune mai mică decât tensiunea de prag)
 * joncţiunea bază – colector este polarizată invers
 * curenţii prin tranzistor sunt foarte mici, practic **IC=0**
 * tensiunea de ieşire are valoare mare, practic **VCE = VCC**
 * tranzistorul se comportă ca un întrerupător deschis.

În **regiunea de saturaţie** tranzistorul funcţionează în **regim de saturaţie:**
 * joncţiunea bază – emitor este polarizată direct
 * joncţiunea bază – colector este polarizată direct
 * curemtul de saturație este mai mic decât în regim active normal **ICE(sat)<β****IB**
 * tensiunea de saturaţie este forte mică **VCE(sat) = 0,2 – 0,3 V**
 * tranzistorul se comportă ca un întrerupător închis.

În **regiunea activă normală** tranzistorul funcţionează în **regim activ normal (RAN):**
 * joncţiunea bază – emitor este polarizată direct
 * joncţiunea bază – colector este polarizată invers
 * curentul prin tranzistor este mare **IC = β·IB**
 * tensiunea de ieşire (**VCE**) este mică
 * tranzistorul se comportă ca un amplificator de semnal.

Pe graficul caracteristicii de ieşire (figura A1.6) dacă se uneşte punctul de blocare (**VCC**) cu punctul de saturaţie **(IC(sat))** se obţine **dreapta de sarcină** în curent continuu. De-a lungul dreptei de sarcină între cele două puncte se află regiunea activă normală de funcţionare a tranzistorului. La intersecţia unei caracteristici de ieşire cu dreapta de sarcină se află **punctul static de funcţionare (PSF)**.