Odeslat nové téma Odpovědět na téma  [ Příspěvků: 32 ]  Přejít na stránku 1, 2, 3  Další
Autor Zpráva
PříspěvekNapsal: čtv 26.09.2019 11:10 
Mazák
Mazák
Uživatelský avatar

Registrován: 11.6.2010
Příspěvky: 620
Chtěl bych se zeptat kolegů modelářů - elektroniků, jak doopravdy funguje bipolární tranzistor.

Myslím tím pohyb těch elektronů a děr z emitoru, přes bázi, až do kolektoru.

Všechna ta běžná vysvětlení jsou založena na tom, že napětí na kolektoru je mnohem vyšší, než napětí na bázi. Obojí vztaženo vůči emitoru.

Ani jedna ta teorie však nevysvětluje jak mohu změnou bázového proudu ovládat proud kolektorový, tedy funkci proudového zesilovacího činitele.

https://www.youtube.com/watch?v=K_h7jxrQLQI
https://www.youtube.com/watch?v=7ukDKVHnac4
https://www.youtube.com/watch?v=jKVPEIMybUg

Předem všem děkuji za ochotu a shovívavost.


Nahoru
 Profil  
 
 
PříspěvekNapsal: čtv 26.09.2019 13:17 
Protřelejší uživatel
Protřelejší uživatel

Registrován: 15.9.2017
Příspěvky: 160
Bydliště: Psáry
To tajemství, proč tranzistor narozdíl například od dvou antisériově zapojených diod zesiluje spočívá v tom, že báze je tenká, rozměrově koresponduje s šířkou nevodivé vrstvy, která vznikne na přechodu PN vlivem rekombinace volných nosičů. Pak stačí, když se volné nosiče díky bázovému proudu přiblíží ke kolektorovému přechodu PN a ten už vlivem vyššího napětí si přetáhne většinu nosičů do kolektoru. Tím vzniká kolektorový proud, který je funkcí bázového proudu.
Tohle je takové laické vysvětlení. Přesný popis je dán poměrně složitými výrazy, založenými na energetických hladinách volných elektronů. To bych takhle z hlavy nebyl schopen vysvělit. Třeba se ozve nějaký zdatný fyzik.
Jirka

_________________
Jirka


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: čtv 26.09.2019 15:32 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
@StrycAlois V podstatě je to jak popisuje "jirka525" a takhle je to i interpretováno v 3. videu (jKVPEIMybUg)
"How does a Transistor Work? A Simple Explanation" čas cca 7:22
_ Pouze 2% volných elektronů rekombinují s dosažitelnými "děrami"
a vrací se z (tenké vrstvy mezi přechody) = báze zpět k emitorovému vývodu proud Ib
Zbylých 98% přejde do blízké (en) vrstvy kolektoru (je vysvětlováno na příkladu NPN tranzistoru).
Pokud je k vývodu této vrstvy = kolektoru připojen zdroj, teče jím kolektorový proud Ic.
Pro proud tekoucí emitorem platí Ie = Ib + Ic.
(Šipky toku proudu jsou dle technických zvyklostí od + k -, tedy obráceně než je tok elektronů.)
Tímto způsobem malým proudem báze Ib řídíme (velký) proud kolektoru.
Což je podstata "proudového" popisu zesilovací schopnosti tranzistoru v zapojení "SE SPOLEČNÝM EMITOREM".
(Regulace Ib je v příkladu prováděna (zakreslena) proměnným zdrojem napětí.)
Ten popis a překlad jsem pro větší názornost zjednodušil. Podrobně to zájemci najdou v AJ ve videu.

_Skoro totéž "ON Semiconductor, Pro studenty > Studijní materiály > Tranzistor > Jak funguje tranzistor"
https://www.onsemi.com/PowerSolutions/content.do?id=18459
Pozornost nutno věnovat žlutým šipkám(tok elektronů) na obr. Jejich počet znázorňuje poměr proudů Ic ku Ib

==edit02 (bylo: Oba přechody) Opr.: Přechod "dioda" Báze-Emitor v uvedeném příkladu (NPN společný emitor)
je zapojen v průchozím směru = "zúžená potenciálová bariéra = průchod elektrického proudu"
- Vedení elektrického proudu v polovodičích
- Přechod PN (polovodičová dioda)
- Vznik potenciálové bariéry difuzí majoritních nosičů v oblasti přechodu PN
- Polovodičová dioda (přechod PN) v propustném směru - Zúžení potenciálové bariéry a průchod elektr. proudu
https://www.gymck.cz/storage/1361192308_sb_2s_4o_28_29_polovodice_02.pdf
===edit 03 OPRAVA do edit02: V průchozím směru je pouze "dioda" báze-emitor, "dioda" báze-kolektor
je v závěrném směru. Její proud je dán (řízen) 98% nabitých částic prošlých z blízkého přechod báze-emitor
_ Pokud by i B-C byla v průchozím směru (což je v rozporu s konstrukcí NPN) napětí by ji otevřelo jako diodu


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: pát 27.09.2019 15:56 
Mazák
Mazák
Uživatelský avatar

Registrován: 11.6.2010
Příspěvky: 620
Děkuji oběma za odpovědi, ale ...

To jsou právě ty odpovědi, jenž vyvolávají další otázky.

Otázka č.1:
Z těch videí vyplývá, že např. elektrony (u tranzistoru NPN) "vylákány" z emitoru napětím báze, pokračují ke kolektoru, jenž má vyšší napětí.
Proč tedy není kolektorový proud závislý na napětí kolektoru mnohem více než ve skutečnosti je (viz výstupní charakteristiky tranzistoru)? Vypadá to, že napětí kolektoru hraje, co se změny kolektorového proudu týče, až "druhé housle".

Otázka č.2:
Většinou opravdu bývá napětí kolektoru vyšší jako napětí báze (vůči emitoru), ale tranzitor funguje i tehdy, kdy je napětí kolektoru stejné, nebo i málo menší než napětí báze (viz výstupní charakteristiky tranzistoru).
Proč tedy např. elektrony (u tranzistoru NPN) nejdou do blízké báze s vyšším napětím, ale paradoxně pokračují do vzdálenějšího kolektoru, který má dokonce nižší napětí?

Otázka č.3:
Čím je dáno, že proudový zesilovací činitel je u jednoho tranzistoru takový a u jiného zase jiný?

Otázka č.4:
Proč není proudový zesilovací činitel silně závislý na napětí kolektoru, pakliže právě toto napětí "krade" elektrony z báze svou vyšší hodnotou než Ube?

...

..

.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: sob 28.09.2019 0:01 
Protřelejší uživatel
Protřelejší uživatel

Registrován: 15.9.2017
Příspěvky: 160
Bydliště: Psáry
Když se nikdo nepřihlásil, tak to zkusím sám.
1. Já bych naopak řekl, že závislost (strmost) proudu na kolektorovém napětí je vysoká především pro malá Uce < 3V. Pak už všechny elektrony, které jsou nalákány ke kolektorovému přechodu jsou nasáty do kolektoru a už není z čeho brát a kolektorý proud již dále roste pomalu. viz. malá strmost VA charakteristik pro Uce > 3 V.

3. Zesilovací činitel je hodně závislý na tloušťce báze. Tranzistory jsou konstruovány pro různé použití - signálové, výkonové, VF, spínací a pod. Tomu odpovídá tvar a rozměry jednotlivých elektrod, dotace polovodičů P-N a pod. To jsou hlavní parametry, které určují velikost proudového zesilovacího činitele.

4. Proudový zesilovací činitel je hodně závislý na pracovním bodu tranzistoru. Takové ty tranzistory pro všeobecné využití mají udávaný činitel H21 třeba v rozsahu 100 - 600.

Doufám, že ti to bude takhle stačit.
Jirka

_________________
Jirka


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: sob 28.09.2019 9:21 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
Na podporu už napsaného, jen z jiného pohledu (Q bipolární (pnp) slitinové tranzistory s difusními přechody)
_ 4) "Proč není proudový zesilovací činitel silně závislý na napětí kolektoru"
Na rozdíl od napěťově řízené elektronky u Q jde víc o řízení proudu kolektoru proudem báze
zesilovací činitel Q je závislý na proudu kolektoru, s rostoucím proudem klesá
_ V mém prvním popisu jsou chyby. V emitoru (polovodič P) jsou majoritním nosičem díry +
Pokračování této skutečnosti a zavedení dalších pojmů nezbytných pro zjednodušené objasnění "Jak funguje ..."
najdou zájemci zde
Princip činnosti bipolárního tranzistoru (Princip1)
http://www.trunky.cz/bp/bipolar/stranky/princip.htm
a rozšířené o další užitečné souvislosti pak třeba v tomto odkazu
tranzistor – z agnl. slova transistor, tj. transfer resisitor
https://is.muni.cz/el/1431/jaro2016/F5090/um/E16_P3.pdf
_ 3) "proudový zesilovací činitel je u jednoho tranzistoru takový a u jiného zase jiný"
"jirka525" již odpověděl - Rozptyl-nepřesnost výroby, zejména tloušťka báze. Proti počátkům Q rozptyl menší
_ 2) "paradoxně pokračují do vzdálenějšího kolektoru, který má dokonce nižší napětí"
Dostávají se tam i bez napětí pohybem tepelná difuse vyobrazení S a BEZ přiloženého napětí v "Princip1"
_ 1) "napětí kolektoru hraje, co se změny kolektorového proudu týče, až "druhé housle""
Ano až druhé housle. Ty první housle hraje vzdálenost báze od přechodu BE měřeno v difuzních délkách děr


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: sob 28.09.2019 9:34 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
Snad ještě vypíchnuté pro ty co se jim nechce dlouze hledat
Princip činnosti tranzistoru
Uvažováno:oblast N velmi úzká
oblast P silně dotovaná
PN přechod B-E polarizován v propustném směru
=˃ velká injekce děr z emitorové oblasti P (řízeno napětím mezi B a E)
oblast báze velmi vzdálena a oblast kolektoru velmi blízko →
díry budou „odsávány“ kolektorovou oblastí P, tzn. proud
smyčky 1 přemístěn do smyčky 2 (stále řízeno napětím mezi B a E)
(přechod B-C polarizován v závěrném směru)

Aby byla zajištěna správná činnost tranzistoru,
musí být splněný podmínky:
1. šířka báze je menší než střední difúzní délka
minoritních nosičů v bázi
2. kontakt báze je vzdálen o několik středních
difúzních délek minoritních nosičů od
emitorového přechodu
3. koncentrace příměsí v emitoru je mnohem vyšší
(102 až 104 krát) než koncentrace příměsí v bázi
4. plocha kolektoru je větší než plocha emitoru

Motto: "Vše už bylo někdy někde popsáno (napsáno)"


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: pon 30.09.2019 18:05 
Mazák
Mazák
Uživatelský avatar

Registrován: 11.6.2010
Příspěvky: 620
jirka525 píše:
1. Já bych naopak řekl, že závislost (strmost) proudu na kolektorovém napětí je vysoká především pro malá Uce < 3V. Pak už všechny elektrony, které jsou nalákány ke kolektorovému přechodu jsou nasáty do kolektoru a už není z čeho brát a kolektorý proud již dále roste pomalu. viz. malá strmost VA charakteristik pro Uce > 3 V.

Určitě?
Příloha:
Vyst. char. tranzistoru.jpg
Vyst. char. tranzistoru.jpg
[ 61.93 KiB | Zobrazeno 1911 krát ]




jirka525 píše:
4. Proudový zesilovací činitel je hodně závislý na pracovním bodu tranzistoru. Takové ty tranzistory pro všeobecné využití mají udávaný činitel H21 třeba v rozsahu 100 - 600.

Mně se zdá, že tenhle rozsah je myšlen pro celou množinu prodávaných tranzistorů daného typu.
Tedy ne pro jeden konkrétní kus.

Potom by se při větším rozkmitu výstupního signálu značně měnilo zesílení a výsledkem by bylo neúměrné zkreslení.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: pon 30.09.2019 18:55 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
@StrycAlois: "rozsah je myšlen pro celou množinu prodávaných tranzistorů daného typu" - JE TO TAK
Náhrada oblíbeného Si typu KC 509 = BC547 je výrobcem tříděna do skupin A110-220 B200-450 C420-800 (h FE)
Příslušné písmeno A, B nebo C je posledním znakem na řádku s ciframi (zde za 547) označení.

https://www.gme.cz/data/attachments/dsh.212-092.1.pdf


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: pon 30.09.2019 21:58 
Protřelejší uživatel
Protřelejší uživatel

Registrován: 15.9.2017
Příspěvky: 160
Bydliště: Psáry
Určitě?
Příloha:
Vyst. char. tranzistoru.jpg


Předpokládám, že máš na mysli hodnotu Uce 3V, kterou jsem určil jako typickou. Asi jsem použil netypický tranzistor nebo podklad.
odkaz
Podstata mého sdělení ale spočívá v tom, že pro určitý rozdah Uce je strmost vysoká. Pochopitelně to není pracovní oblast tranzistoru pro lineární aplikace.

_________________
Jirka


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: úte 01.10.2019 4:51 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
V parametrech tranzistoru uváděný (proudový) zesilovací činitel je poměr proudu kolektoru a báze.
K definici a popisu se používá pojem čtyřpól (dvojbran).
u1=h11 . i1 + h12 . u2
i2=h21 . i1 + h22 . u2
Odtud pak dostáváme proudový zesilovací činitel při výstupu nakrátko (pro u2=0) h21 = i1/i2
(Parametry hij jsou střídavé parametry, určované v okolí pracovního bodu)
http://moryst.sweb.cz/elt2/stranky1/elt020.htm
Změnu zesílení v závislosti na nastavení pracovního bodu lze (s jistým omezením) použít pro řízení zesílení.
V celé řadě (AC i DC) aplikací je žádoucí zesílení konstantní. Odpovědí na řešení na této potřeby
byl vývoj IO (IC) pracujících jako polovodičové operační zesilovače (OZ).
Jejich přenosová charakteristika (amplitudová i frekvenční) se nastavuje pasivními prvky (vnějšími/vnitřními).


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: úte 01.10.2019 8:54 
Moderátor serveru
Moderátor serveru
Uživatelský avatar

Registrován: 17.8.2008
Příspěvky: 7101
Bydliště: Moravský kras
<sarkasmus>simvás, nemohl by někdo sebrat gucharovi klávesy ctrl, C a V ?? </sarkasmus> :roll:

_________________
OK2WY


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: úte 01.10.2019 9:07 
Mazák
Mazák

Registrován: 7.5.2015
Příspěvky: 4826
Bydliště: ČR
Obrázky: 1
JirkaA píše:
<sarkasmus>simvás, nemohl by někdo sebrat gucharovi klávesy ctrl, C a V ?? </sarkasmus> :roll:

Klidně. Já to beru jako připomínku. Neb i bez sarkasmu, tohle je výhradně otázka gHLAVY.


Nahoru
 Profil Soukromé album  
 
PříspěvekNapsal: úte 01.10.2019 10:29 
Mazák
Mazák
Uživatelský avatar

Registrován: 11.6.2010
Příspěvky: 620
jirka525 píše:
Asi jsem použil netypický tranzistor nebo podklad.

Netypické je nejspíš to laboratorní měření.
Místy tam kluk dostává i záporný dynamický vnitřní odpor 8O .


jirka525 píše:
Podstata mého sdělení ale spočívá v tom, že pro určitý rozdah Uce je strmost vysoká. Pochopitelně to není pracovní oblast tranzistoru pro lineární aplikace.

Pro nelineární aplikace celkem dobře "zesiluje" třeba i takové relé :wink: .

Takže by tranzistory ani nebyly zapotřebí.

..........................................................

Já hned říkal, že každá "učebnicová" odpověď je většinou k ničemu, poněvač navozuje pouze další a další otázky.


Nahoru
 Profil  
 
PříspěvekNapsal: úte 01.10.2019 13:13 
Mazák
Mazák
Uživatelský avatar

Registrován: 22.9.2008
Příspěvky: 2795
Bydliště: Nové Mesto nad Váhom
StrycAlois píše:

Já hned říkal, že každá "učebnicová" odpověď je většinou k ničemu, poněvač navozuje pouze další a další otázky.


Vysvetliť tranzistorový jav NIE JE vôbec jednoduché!

Preto, aj keď sledujem toto vlákno (a aj sa trochu občas pousmejem), nedovolím si bez nejakého kreslenia (animácie) tento jav vysvetliť tak, aby to bolo jednoznačne zrejmé.

Totižto nemožno tranzistory - konkrétne bipolárne tranzistory považovať za jednoduchú náhradu elektróniek!!!!
Iný jav - iný princíp!

Otvorene poviem, že Fety sa vysvetľujú lepšie ako bipolárne T.
Akurát škoda, že "prišli na svet" až po nich...( a sú k elektrónka podstatne bližšie)

_________________
Realistické RC modely - http://rcmodely.cevaro.sk


Nahoru
 Profil {RCalbum.cz}  
 
Zobrazit příspěvky za předchozí:  Seřadit podle  
Odeslat nové téma Odpovědět na téma  [ Příspěvků: 32 ]  Přejít na stránku 1, 2, 3  Další

 


Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 4 návštevníků


Nemůžete zakládat nová témata v tomto fóru
Nemůžete odpovídat v tomto fóru
Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru
Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru
Nemůžete přikládat soubory v tomto fóru

Hledat:
Přejít na:  

 

  Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group  Český překlad – phpBB.cz 

 

NAVRCHOLU.cz