1 / 20

Tranzistor jako spínač

Tranzistor jako spínač. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.

mirari
Download Presentation

Tranzistor jako spínač

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tranzistor jako spínač Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

  2. Charakteristika 1 DUM

  3. Náplň výuky Tranzistor jako spínač Rozdělení tranzistorů Tranzistorový jev Základní zapojení tranzistoru jako spínače Spínací vlastnosti Praktické využití

  4. tranzistorový jev byl objeven v prosinci 1947 skupinou vědců v Bellových laboratořích v USA • tým pracoval ve složení Wiliam Shockley, John Bardeen a Walter Brattain • za tento objev byla roku 1956 udělena Nobelova cena za fyziku • jednalo se o velmi významný objev, který se stal mezníkem ve vývoji v oblasti elektrotechniky • tím byl podpořen dosavadní trend miniaturizace jednotlivých součástek, který vedl až k integrovaným obvodům Historie tranzistorů

  5. tranzistor je polovodičová součástka, kterou tvoří dvě dvojice přechodů PN • základní vlastností tranzistoru je schopnost zesilovat • přechody tranzistoru vytvářejí strukturu odpovídající spojení dvou diod • tranzistor má tři elektrody – emitor, bázi a kolektor • podle principu činnosti se tranzistory dělí na • bipolární • unipolární • rozlišují se dva typy bipolárních tranzistorů • NPN • PNP Rozdělení tranzistorů

  6. běžné tranzistory zpracovávají signál v řádu jednotek voltů, hodnota proudu bývá řádově miliampéry • středně výkonné tranzistory s parametry mezi běžnými a výkonovými tranzistory • výkonové tranzistory pracující ve spínacím režimu s napětím v řádu kilovoltů a s proudy v řádu stovek až tisíců ampérů Rozdělení tranzistorů podle výkonu Obr. 1: Provedení tranzistorů

  7. vstupní obvod tvořený přechodem báze – emitor je zapojen v propustném směru • výstupní obvod je tvořen oběma přechody a je zapojen v závěrném směru. • jestliže k bázi připojíme zdroj malého napětí přecházejí elektrony z oblasti emitoru do oblasti báze, kde část rekombinuje • většina elektronů však pokračuje přes přechod báze – kolektor do oblasti kolektoru, kde jsou přitahovány velkým kladným napětím kolektoru • malá změna proudu v obvodu báze tedy vyvolá velkou změnu proudu v obvodu kolektoru. Princip tranzistoru

  8. struktura tranzistoru NPN je tvořena oblastí • emitoru – oblast N • báze – oblast P • kolektoru – oblast N • tranzistor typu PNP má opačnou strukturu Struktura tranzistoru Obr. 2: Struktura tranzistoru

  9. koncentrace majoritních nosičů v oblasti emitoru je větší než jejich koncentrace v oblasti kolektoru • oblast báze je velmi tenká, koncentrace nosičů je zde malá • vstupní elektrodou je báze a výstupní elektrodou je kolektor • tranzistor se chová jako odpor, který je řízen proudem báze • malá změna proudu IB v obvodu báze vyvolá velkou změnu proudu Icv obvodu kolektoru • tranzistor tedy proudově zesiluje • důležitým parametrem tranzistoru je jeho proudový zesilovací činitelβ (bezrozměrné číslo) Tranzistorový jev

  10. hodnota proudového zesilovacího činitele βudávázesílení tranzistoru • podle způsobu zapojení bývá řádově několik desítek až stovek Tranzistorový jev Obr. 3: Tranzistorový jev

  11. pro zapojení se společnou bází je definován jako poměr časové změny proudu kolektoru a emitoru • podle 1. Kirchhoffova zákona platí pro proudy jednotlivých elektrod • IE = IB + IC • kde IE jeproud emitoru, IB proud báze a IC proud kolektoru • charakteristické údaje tranzistorů jsou uvedeny v katalogu elektronických součástek Proudový zesilovací činitel

  12. nejčastěji se používá zapojení se společným emitorem (SE) z důvodu menší energetické náročnosti než u zapojení SB • základní stavy tranzistoru jako spínače • otevřený stav odpovídající sepnutému spínači • uzavřený stav odpovídající rozepnutému spínači Spínací režim tranzistoru Obr. 4: Spínací režim tranzistoru

  13. uzavřený tranzistor nesmí být namáhán napětím UEC • přechod kolektor – emitor proto musí být chráněn rychlými diodami • na výstupní charakteristice tranzistoru v zapojení SE určíme polohu pracovního bodu • IC = f(UCE) při IB = konst. Určení pracovního bodu tranzistoru Obr. 5: Výstupní charakteristika tranzistoru

  14. mez nasycení tranzistoru nastane při UBEsat= UCEsat • uzavřený stav (malé UCEsat, malý ztrátový výkon) – vhodné pro spínání • aktivní stav (velké UCEsat, velký ztrátový výkon) – nevhodnépro spínání, tranzistor pracuje jako zesilovač Pracovního stavy tranzistoru UCE t a) pracovní stavy tranzistoru b) spínací charakteristika Obr. 6: Tranzistor ve spínacím režimu

  15. v elektronice • analogové spínače • spínané zdroje • převodníky napěťových úrovní • v automatizaci • řízení elektrických pohonů akčních členů regulátorů • frekvenční měniče • v energetice • ovládání elektrických pohonů • příklady spínacích tranzistorů • KUV41, KUV41N, KUV60, KUV61, KD15003, KD15004 Využití spínacích tranzistorů

  16. Kontrolní otázky: Proveďte rozdělení tranzistorů podle různých kritérií. Vysvětlete podstatu tranzistorového jevu. Vysvětlete činnost tranzistoru ve spínacím režimu. Kde se využívají spínací tranzistory ?

  17. Seznam obrázků: Obr. 1: Bipolární tranzistory: In: Základy elektroniky [online]. 2011[vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://www.spsemoh.cz/vyuka/zel/tranzistory-bip.htm Obr. 2: Tranzistor NPN: Základy elektroniky [online]. 2011[vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://www.spsemoh.cz/vyuka/zel/tranzistory-bip.htm Obr. 3: Tranzistorový jev: In: FTUTB: Tranzistory [online]. 2012 [vid. 2.4. 2013]. Dostupné z:http://www.mikroelektro.utb.cz/e107_files/downloads/pr4.pdf Obr. 4: Tranzistor jako spínač: In: BAUER, J. : Tranzistor ve spínacím režimu[online]. 2011 [vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://motor.feld.cvut.cz/www/materialy/AD1M14VE2/AD1M14VE2_pr6.pdf Obr. 5: Výstupní charakteristika tranzistoru: In: BAUER, J. : Tranzistor ve spínacím režimu [online]. 2011 [vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://motor.feld.cvut.cz/www/materialy/AD1M14VE2/AD1M14VE2_pr6.pdf

  18. Obr. 6a): Pracovní stavy tranzistoru : In: BAUER, J. : Tranzistor ve spínacím režimu [online]. 2011 [vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://motor.feld.cvut.cz/www/materialy/AD1M14VE2/AD1M14VE2_pr6.pdf Obr. 6b): Spínací charakteristika: In: BAUER, J. : Tranzistor ve spínacím režimu [online]. 2011 [vid. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://motor.feld.cvut.cz/www/materialy/AD1M14VE2/AD1M14VE2_pr7.pdf

  19. Seznam použité literatury: [1] ANTOŠOVÁ, M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Praha:KOPP,2009. ISBN 978-80-7232-394-4 [2] HÄBERLE,H. a kol.Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha:Europa – Sobotáles, 2003. ISBN80-86706-04-4 [3 ] Tranzistory. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 2. 4. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Deriva%C4%8Dn%C3%AD_%C4%8Dl%C3%A1nek [4] ADÁMEK, M. Bipolární tranzistory In: Tranzistory. [online]. 2012 [cit. 2.4.2013]. Dostupné z: http://www.mikroelektro.utb.cz/e107_files/downloads/pr4.pdf

  20. Děkuji za pozornost 

More Related