Objašnjenje rada tranzistora

Tranzistori su osnovna komponenta svih današnjih elektroničkih uređaja. Mogu se koristiti kao obični prekidači da bi isključili ili uključili neki uređaj kao što je LED. Iako su jednostavni upotreba i je raznolika, npr. jedan Pentium procesor ima oko 3.5 miliona tranzistora koji su drugačije dizajnirani, proizvedeni...
Tranzistori koje mi koristimo izgledaju otprilike ovako:


Nožice tranzistora
Postoje tri nožice. Kolektor (C), Baza (B), i Emiter (E). Ako je kučiste ovakvog oblika i ako je obla strana kučista okrenuta prema vama onda je raspored nožica prema slici. Lijevo je kolektor, u sredini baza, a desno je emiter.

Simbol tranzistora
Slijedeći simbol je onaj koji se koristi u shemama i predstavlja tranzistor (Ovo je NPN tranzistor).


Osnovni strujni krug
Baza (B) je On/Off prekidač tranzistora. Ako struja teče u bazu biti će slobodan put od kolektora do emitera (prekidač je uključen). U drugom slučaju kada struja ne teče u bazu je isključen.
Na slici ispod je osnovna shema koju ćemo koristiti


Spojite tranzistor prema slici. Trebalo bi izgledati otprilike ovako:


Ukoliko ste sve dobro spojili dioda bi trebala svijetliti kada na 2.2 K otpornik spojite na +.

Vraćamo se Ohmovom zakonu
Da bismo izračunali kolika struja teče prema bazi tranzistora i kroz njega moramo znati dvije stvari o tranzistoru.
1.) Kada je tranzistor uključen voltaža baze je za 0.6 V veća od emitera
2.) Kada je tranzistor uključen voltaža kolektora je 0.2 V veća od emitera. Kada je 2.2K otpor spojen na 9V DC, krug će izgledati ovako:


Struja koja teče kroz 2.2K otpor je (9 - 0.6) / 2200 = 0.0038 A = 3.8 mA.
Struja koja teče kroz 330 ohma otpor je (7.6 - 0.2) / 330 = 0.0224 A = 22.4 mA.
ako želite da veća struja teče kroz diodu postavite manji otpor umjesto ovog od 330 ohma. To ne utječe na struju koja teče u bazu tranzistora. Iz ovoga se vidi da sa vrlo malom strujom možemo prekidati strujne krugove puno veće struje bez da mijenjamo količinu struje na bazi tranzistora.

Ispitivanje tranzistora

Tranzistore možemo razvrstati na dvije osnovne grupe NPN i PNP tranzistore. Ispitivati se mogu u samom uređaju kojem pripadaju i to pod naponom ili izvađeni iz uređaja. Kažemo da je tranzistor zatvoren kada put struje preko kolektora ka emiteru nije moguć.

Da bi tranzistor počeo voditi struju mora mu se osigurati radna točka, odnosno to je za silicijski tranzistor napon između baze i emitera 0,7V. Kada se taj napon ostvari struja počne slobodno teći od od kolektora prema emiteru ili obratno, zavisi o kojem se tipu tranzistora radi.

Odnosno sa malim naponom i malom strujom upravljamo velikom strujom kroz kolektor i emiter tranzistora. Ako tranzistor u uređaju koji ispitujemo nema osiguranu radnu točku odnosno napon od 0,7V između baze i emitera on ne radi. Kvar je moguć negdje drugdje u ispitivanom sklopu ili je nastao naponski proboj između baze i emitera tranzistora. Ako je nastao proboj razlika potencijala je između baze i emitera je nula volta. Tranzistor je neispravan. Opisano mjerenje treba izvesti pod naponom.

Tranzistori najćešće probijaju radi naponske špice koja je veća od dozvoljenog radnog napona između emitera i kolektora tranzistora, a pregaraju radi velike struje između emitera i kolektora koja je protekla radi kvara nekog drugog elementa u sklopu, kao i radi mogućeg pregrijavanja tranzistora.

Svim tranzistorima za veće struje potrebno je osigurati odvođenje topline, koja se razvija za vrijeme rada tranzistora. Odvođenje topline može biti izvedeno pasivnim ili aktivnim hladnjacima. Pasivni hladnjaci su hladnjaci koji su izrađeni od materijala koji dobro vodi toplinu, a zadatak im je da toplinu s tranzistora prime na sebe a potom ju predaju okolini. Aktivi su isti kao i pasivni samo im je dodan ventilator, pa se toplina odvodi kroz struju zraka koji struji preko hladila.

Dinamičko ispitivanje tranzistora i određivanje tipa

Potenciometar P1 stavi se na maximalni otpor. Tada priključimo tranzistor koji želimo ispitati. Polako počnemo snizivati otpor na P1 dok ne zasvijetli neki LED. Kad svijetli LED1 tranzistor je tipa NPN, kad svijetli LED2 tranzistor je tipa PNP. Ako svijetle obe LED diode ili nijedna tranzistor je neispravan.