tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Masz problem? Zapytaj na forum elektroda.pl
From: Andy <windu_at_nospam_vp.pl>
Subject: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 02 Sep 2004 18:44:18 +0200
Witam,
Prosze o pomoc w zrozumieniu nastepujacego zagadnienia:
Rozwazmy tranzystor typu npn w ukladzie wspolnego emitera. W obwodzie
baza-emiter znajduje sie zrodlo napieciowe. Baza jest typu p, gdzie w
uproszczeniu znajduja sie nieruchome ujemne obszary ladunku i ruchome
nosniki wiekszosciowe - dziury dodatnie. Emiter jest typu n, co oznacza
ze nieruchome obszary ladunku sa dodatnie a nosnikami wiekszosciowymi
pradu sa elektrony (podobnie jak w kolektorze). Zlacze baza-emiter
polaryzuje sie w kierunku przewodzenia, czyli w tym wypadku do bazy
przykladamy + a do emitera - . Otrzymujemy standardowe zlacze np
spolaryzowane w kierunku przewodzenia i to jest jasne.
Interesuje mnie natomiast sformulowanie ksiazkowe mowiace ze "zlacze
kolektor-baza spolaryzowane jest w kierunku zaporowym". Kolektor jest
typu n, czyli przykladamy do niego + . Oznacza to ze zarowno do
kolektora jak i do bazy przylozone jest napiecie dodatnie (choc do bazy
przylozone jest kilkukrotnie mniejsze napiecie).
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o polaryzacji
w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest napiecie tego
samego znaku.
Z gory dziekuje i przepraszam za przydlugawy tekst.
========
Path: news-archive.icm.edu.pl!news2.icm.edu.pl!news.pw.edu.pl!not-for-mai
From: "Ukaniu" <l99ukasz_at_nospam_WYWALTOgazeta.pl>
Subject: Re: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 2 Sep 2004 18:55:26 +0200
Uzytkownik "Andy" <windu_at_nospam_vp.pl> napisal w wiadomosci
news:ch7ilu$1o$1_at_nospam_atlantis.news.tpi.pl...
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o polaryzacji
w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest napiecie tego
samego znaku.
Witam,
Zaczne od stwierdzenia A. Einsteina ze wszystko jest wzgledne.
Przyjecie punktu odniesienia w ukladach elektronicznych jest takze wzgledne
Napiecie tego samego znaku jak mówisz jest na obydwu koncach, ale gdyby sie
zmniejszyc i stanac na zlaczu C-B, uznajac ze u nas jest zero to wtedy z
jednej jest plus z drugiej minus.
Pozdrawiam Lukasz
========
Path: news-archive.icm.edu.pl!newsfeed.gazeta.pl!news.onet.pl!not-for-mai
From: "AW" <pipek_dreczyciel_at_nospam_hotmail-kropka-com.cos.tam>
Subject: Re: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 2 Sep 2004 19:04:01 +0200
"Andy" <windu_at_nospam_vp.pl> wrote in message
news:ch7ilu$1o$1_at_nospam_atlantis.news.tpi.pl...
Witam,
Prosze o pomoc w zrozumieniu nastepujacego zagadnienia:
Rozwazmy tranzystor typu npn w ukladzie wspolnego emitera. W obwodzie
baza-emiter znajduje sie zrodlo napieciowe. Baza jest typu p, gdzie w
uproszczeniu znajduja sie nieruchome ujemne obszary ladunku i ruchome
nosniki wiekszosciowe - dziury dodatnie. Emiter jest typu n, co oznacza
ze nieruchome obszary ladunku sa dodatnie a nosnikami wiekszosciowymi
pradu sa elektrony (podobnie jak w kolektorze). Zlacze baza-emiter
polaryzuje sie w kierunku przewodzenia, czyli w tym wypadku do bazy
przykladamy + a do emitera - . Otrzymujemy standardowe zlacze np
spolaryzowane w kierunku przewodzenia i to jest jasne.
Interesuje mnie natomiast sformulowanie ksiazkowe mowiace ze "zlacze
kolektor-baza spolaryzowane jest w kierunku zaporowym". Kolektor jest
typu n, czyli przykladamy do niego + . Oznacza to ze zarowno do
kolektora jak i do bazy przylozone jest napiecie dodatnie (choc do bazy
przylozone jest kilkukrotnie mniejsze napiecie).
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o polaryzacji
w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest napiecie tego
samego znaku.
Co prawda jestem elektronikiem amatorem i nie ksztalcilem sie w tym
kierunku, ale jak na mój gust, kierunek pola elektrycznego, w przypadku
zlacza emiter-baza (np) jest od emitera (potencjal masy) do bazy (potencjal
dodatni). Dokladnie na odwrót jest w przypadku zlacza kolektor - baza (pn).
Tu pole elektryczne ma zwrot od bazy (potencjal dodatni niski) do kolektora
(potencjal dodatni niski). Tak wiec jesli emiter-baza spolaryzowane jest w
kierunku przewodzenia, to kolektor-baza w kierunku zaporowym. Przylozenie do
kolektora potencjalu dodatniego - wyzszego niz do bazy powoduje, ze
elektrony "nie maja ochoty" opuszczac obszaru kolektora.
Jesli nawypisywalem glupot to przepraszam.
AW
=======
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_WIADOMO_PO_CO_TO.message.pl>
Subject: Re: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 2 Sep 2004 19:49:56 +0200
Użytkownik "Andy" <windu_at_nospam_vp.pl> napisał w wiadomości
news:ch7ilu$1o$1_at_nospam_atlantis.news.tpi.pl
Interesuje mnie natomiast sformulowanie ksiazkowe mowiace ze "zlacze
kolektor-baza spolaryzowane jest w kierunku zaporowym". Kolektor jest
typu n, czyli przykladamy do niego + . Oznacza to ze zarowno do
kolektora jak i do bazy przylozone jest napiecie dodatnie (choc do
bazy przylozone jest kilkukrotnie mniejsze napiecie).
Tranzystor bipolarny można rozrysować jako dwa połączone ze sobą złącza
p-n. W przypadku tranzystora n-p-n ich wspólną częścią jest obszar bazy
typu p. Jeżeli kolektor znajduje się na wyższym potencjale niż baza - a
jest to normalne w stanie aktywnym, to złacze B-C (n-p) będzie siłą rzeczy
spolaryzowane w kierunku zaporowym. Jedynie w stanie nasycenia dochodzi do
spolaryzowania tego złącza w kierunku przewodzenia (potencjał kolektora
spada poniżej potencjału bazy).
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o
polaryzacji w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest
napiecie tego samego znaku.
Być może zasugerowałeś się: Jak to się dzieje, że złącze kolektorowe
spolaryzowane zaporowo a jednak przewodzi? Owszem, ale jest to inny prąd
niż w przypadku polaryzacji w kierunku przewodzenia.
Otóż na prąd emitera Ie płynący przez złącze E-B (będący sumą prądów Ib i
Ic) składa się w lwiej części prąd nośników mniejszościowych wstrzykiwanych
przez to złącze do obszaru bazy (w obszarze "p" mniejszościowe są
elektrony). Gdyby nasz przyrząd półprzewodnikowy składał się tylko z
jednego złącza (tzn. zamiast tranzystora był diodą B-E), to wstrzyknięte
nośniki mniejszościowe spokojnie odpływałyby sobie dyfuzyjnie od warstwy
zaporowej złącza w głąb bazy, stopniowo rekombinując z nośnikami
większościowymi. Chyba, że baza okazałaby się zbyt krótka w stosunku do
długości drogi dyfuzji i kończyła znienacka metalicznym kontaktem, na którym
zachodziłaby natychmiastowa rekombinacja. Jednak wszystkie nośniki
mniejszościowe i tak uległyby ostatecznie rekombinacji i weszły w skład
prądu przepływającego przez metaliczny kontakt bazy.
W tranzystorze sytuacja się komplikuje. Otóż baza jest bardzo krótka (mało
czasu na rekombinację) a na jej drugim końcu, na nośniki mniejszościowe
czycha drugie złącze (B-C) spolaryzowane w kierunku zaporowym. Niewielka
część nośników mniejszościowych wstrzykniętych przez złącze E-B, którym
jednak zdarzy się zrekombinować po drodze wniesie swój wkład do prąd bazy
tranzystora (Ib). Jednak zdecydowana większość (wsp_transportu=~0.99)
unoszona strumieniem dyfuzji (a bywa, że i polem elektrycznym wbudowanym
przez niejednorodny profil domieszkowania bazy) dociera do warstwy zaporowej
złącza B-C gdzie jest natychmiast porywana przez pole elektryczne i unoszona
na drugą stronę, gdzie już jako nośniki większościowe (obszar n) staje się
prądem kolektora (Ic).
O ile mnie skleroza nie zwodzi, to na schemacie Ebersa-Molla rysuje się
tranzystor jako dwie diody z dołączonymi równolegle sterowanymi źródłami
prądowymi. Prąd źródła kolektorowego jest sterowany (ze wsp alfa ~=0.99)
prądem płynącym przez złącze emiterowe. W praktyce rozpływ prądów w
tranzystorze nie jest tak prosty - przede wszystkim za sprawą rekombinacji
nośników w obszarze warstwy zaporowej. Jednak zasadniczy mechanizm działania
tranzystora opiera się na opisanym transporcie nośników mniejszościowych
przez obszar bazy.
Aparat pojęciowy stosowany w fizyce półprzewodników nie jest prosty, a
uproszczenia stosowane w mniej ambitnych podręcznikach tylko utrudniają jego
przyswojenie. IMHO kluczowe jest zrozumienie pojęcia nośników
większościowych/mniejszościowych. Fizycznie oba rodzaje nośników są
elektronami jako, że dziura to brak_elektronu (odsłaniający zlokalizowane
ładunki domieszkowe) czyli twór de facto również opisany zachowaniem
elektronów. Jednak oba byty operując na różnych poziomach energetycznych są
od siebie w pewnym stopniu niezależne i potrafią przez pewien czas (tau -
czas życia nośników mniejszościowych) istnieć obok siebie, zachowując własne
indywidualne cechy jak np. różne wsp. ruchliwości. A nawet do momentu
rekombinacji działać w parach poruszając się ze wsp. dufuzji ambipolarnej.
Przypomniało mi się wyjaśnienie kolegi, który jako przykład dawał swojego
psa i kota współistniejących w jednym mieszkaniu. Pies operował na poziomie
podłogi, kot na poziomie szaf i górnych półek. Oba zwierzaki miały
zaskakująco długi czas życia a przepadki rekombinacji prawie się nie
zdarzały ;-)
--
Marek Dzwonnik, GG: #2061027 (zwykle jako 'niewidoczny')
"pl.misc.elektronika" podlega zasadom usenetu i Netykiety:
http://www.pg.gda.pl/~agatek/netq.html
Nie zmieniaj tematu. CYTUJ (ale OSZCZĘDNIE). Pisz POD cytatem!
========
Path: news-archive.icm.edu.pl!newsfeed.gazeta.pl!news.onet.pl!not-for-mai
From: J.F. <jfox_nospam_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 02 Sep 2004 20:21:30 +0200
On Thu, 02 Sep 2004 18:44:18 +0200, Andy wrote:
Rozwazmy tranzystor typu npn w ukladzie wspolnego emitera. [...]
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o polaryzacji
w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest napiecie tego
samego znaku.
Znak jest ten sam, ale potencjal emitera wynosi np 0V, potencjal
bazy +0.65V, a potencjal kolektora np +10V. Jakie sa napiecia
na poszczegolnych zlaczach policz sam.
J.
========
Path: news-archive.icm.edu.pl!newsfeed.gazeta.pl!news.onet.pl!not-for-mai
From: "SP9LWH" <spam_at_nospam_autorom.pl>
Subject: Re: tranzystor bipolarny w ukladzie WE
Date: Thu, 2 Sep 2004 20:46:57 +0200
Uzytkownik "Andy" <windu_at_nospam_vp.pl> napisal w wiadomosci
news:ch7ilu$1o$1_at_nospam_atlantis.news.tpi.pl...
Interesuje mnie natomiast sformulowanie ksiazkowe mowiace ze "zlacze
kolektor-baza spolaryzowane jest w kierunku zaporowym".
Prosze o wyjasnienie dlaczego mozemy w tej sytuacji mowic o polaryzacji
w kierunku zaporowym, skoro po obu stronach zlacza jest napiecie tego
samego znaku.
Do bazy wzgledem emitera podaje sie tak napiecie by plynal prad w obwodzie
baza emiter i to jest kierunek przewodzenia
Do kolektora podaje sie tak napiecie by nie plynal prad baza kolektor i to
jest kierunek zaporowy
Pomijajac stan glebokiego nasycenia sformulowanie ksiazkowe (zaporowe) dla
normalnych stanów pracy liniowej jest prawidlowe, bo nigdy nie plynie
znaczny prad miedzy kolektorem a baza
Tranzystor tym rózni sie od dwóch diod (tak polaczonych jak tranzystor npn:
anody w miejscu bazy, jedna katoda emiter, druga katoda kolektor), ze
oddzialywuje miedzy soba
Ale przyklad dwóch diod uzasadni Ci wprost przypadek polaryzacji zaporowej
jednej z nich (tej uznanej za kolektor)
========
Path: news-archive.icm.edu.pl!mat.uni.torun.pl!news.man.torun.pl!newsfeed.pionier.net.pl!news.task.gda.pl!not-for-mai