HÁROMRÉTEGŰ FELVEZETŐ*

A tr a n z i s z t o r * h áro m ré te g é n e k eln e v e z é se : cm ittcT * (E). bázis* (B ) é s k o lle k to r* <C).

A ré te g e k je lle g é tő l fü g g ő e n v an p n p - tra n z is z to i^ és iip n -tra iiz isz to r* . A kétféle típus m űködési elve é s felhaszn álása is hasonló, csak az áraiiíforrások polaritását kell m egfordítani.

B - { n

n

B - { P

pnp-tranasztor □pn>tranzisztor

\!i

132~í. A tranzisztor szerkezeie. rajzjele és kivitelezése. M i a fehii/uT ehéréso többi féh'vzetötöi?

+

I33.I. A triinziszior er<Ssitése. Az úramok a kapcsoló Ziirása után 0>ról növekedtek a látható értékre. Hányszor luigyohfy a koUektoránim növeketlést; a hózisárajti növekaléxénéi? 5 iiiA. A , 50 iiiA iiiéréslialárú.)

Vizsgáljuk meg kísérletileg egy npn-tranzisztor áranivezetését!

Állítsuk össze a Í33.I. áhra szerinti kapcso- Isist! Záijuk először a K^ kapcsolóval a koHektor- eniitter áramkört! Az/V, amperntérő nem jelez áni> mól. a tranzisztor nem vezet.

Ezután a AT, kapcsolót hagyjuk zárva, és zár­ juk a K2 kapcsolóval a biízis-emitter áramkört is.

melynek áramát a z ^2 ampeniiérö méri! Meglepő, hogy nemcsak ;iz A ,. h<uiem az A ^ műszer is ára* mól jelez, sőt az utóbbi kb. 100*szor nagyobbat.

Ha a 20 kí2-os változtatható ellenállást I kí2- ig csökkcnijük. a kollcktonirain* növekedése is­ mét kb. 100*szorosa a bázi.sáram növekedésének. A tranzisztor tehát alkalmas erő.sítésre: a b<ízis- ánun kis változ<isai a kollektoníriunban felerősítve jelentkeznek.

A működés elve röviden a következik: A K^ kapcsoló zárásakor a tranzisztoron a kollektor-bá­ zis diódarész z<író iriínyú feszültséget kapott, ennek hatíirrétege szigetelővé \'ált. A kapc.soló zánlsa- kor a bázis-emitter diódarészen a nyitó ininyú fe­ szültség hatásaira <ír<un jött létre. Ez az <ínini - a bá­ zis csupiin néhány ^m-es vastagsága miatt - töltés- hordozókat junat a leziirt kollektor-biízis dióda ha­ tárrétegébe is. A tranzisztor a biízisiiram erősségé­ től függő mértékben végig vezetővé válik.

A tr;mzisztor erősítését megfigyelhetjük a Í33.2.

áhr*i szerinti fényérzékelő kapcsolásnál.

Alkalmazzunk érzékeny kisfeszültségű izzót (például rizsszem>izzót)! A változtatható ellenálhlst állítsuk maximálisra (kb. 20 kí2>! Figyeljük meg. hogy amikor a fotoellenállás nem kap fényt (laka- nísn.íl vagy a terem elsötétítésekor), ctz izzó világít!

Sötétítésnél ugyiuiis nő a fotoellenállás ellen- állásiúiak nagysiíga. és ezáltal meg\ áltozn:ik a vál­ toztatható ellenállásból és fotoellenállásból álló feszültségosztón a részfeszültségek. Ha nci a foto- ellenátlásm jutó. vagyis a bázis és emítter közötti

Fény*ámyék jelző kapcsolás. M ikor világiiaz izzi>?

nyitó irányú feszültség, akkor a tranzisztor kinyit, vezetővé válik.

A fotoellenállás és a változtatható ellenállás felcserélésekor a kapcsolás fordított nnklon jelez: ha megfelelően beállítjuk a változtatható cllcnálhls értékét, akkor az izzó éppen sötétítésnél alszik el. A tr a i i/ ís 7.(on>kat az elektrotechnikában szé­ les körben felha.sználják á r a m v á lto /á s o k leien)* s ítc sc rc (rádió. tv. m agnetofon, v ideó stb.).

I.Vt.I. A digitális mulliiDctcrrcl egyszerűbb és bizionsiígo* Mibb y tiiérév. inini i\z analós ntórőműszerekkel

A technika mai szintjén a tranzisztorokat, más áram köri alkatrészekkel (dióda, ellenállás, k o n ­ denzátor stb.) együtt rendszerint egym ástól elv á­ laszthatatlan ul. kis sz ilíc iu m la p o n alak ítják ki a félv ezető kristály k ü lö n b ö z ő típusú, m érték ű és form ájú szen nyezése útján. E z a z in te g r á lt á ra m k ö r* (IC). Egy m m - nagysiígrendű félveze­ tő lapka (ch lp )* a k á r m illió n y i integrált alkat­ részt is tartalm azhat.

N apjainkban a sziím ítógépektől a hírközlés, szórakoztatás célú elek tro n ik u s készülékeken át a korszerű m érőm űszerekig és szabályozó eszkö­ zökig m indenhol alap v ető szerepe van az integ­ rált áram köröknek.

CÍONDOLKODTATÓ KÉRDÉSEK

1. M ely ik félvezető eszköz alkalm as

a) v áltakozó áram egyenirányítására?

h) k is áram erősség-változások felerősítésére? c) érzé k en y hőm érő készítésére?

(I) ciriuiiforrás készítésére?

e) tenyváltoziisokból elektrom os ánunerősség-változiLsok létrehozására? f } áram erősség-változásokból fényerősség-változások előidézésére?

2. H o gy an készítenénk term isztoros hőm érőt*?

3. M ily en változást eredm ényezhet a d ió d a áram vezetésében a dióda felm elegedése?

Összefoglalás

A tö liésh o rd o zó k nieghatiirozott irányú rend ezett m ozgását clck tn » m o s á r a m n a k nevezzük.

A r a m ir á n y o n a pozitív töltések áram lási irányát, vagy a negatív töltések áram lásával ellentétes irányt értjük .

A z á r a m e r ő s s é g e t (/) a vezető keresztm etszetén áthaladó töltésm ennyiség ( 0 és az áthaladás ide­ jé n ek (r) hányadosával értelm ezzük.

/ = e .

t

C

A z áram erő sség m értékegysége: I A = I — . s

A z áram erősség függ az áram ot létrehozó elektrom os m ező erősségétől (am it a feszültség jellem ez), valam in t a vezető töltésáram lást ak ad ály ozó hatásától (am it az ellenállás je llem ez).

O h m tö rv é n y e szerint egy vezetőn a feszültség és áram erősség között eg yen es arányosság áll fenn. A vezetőre jellem ző ellenállást (R) a feszültség (U) és az áramerős.ség (/) hányadosával értelm ezzük:

/

V A z ellen állás m értékegysége: 1 Q = l — .

A vezető ellen állása függ a vezető hosszától (/), keresztm etszetétől (/l) é s an y ag i m inőségétől, am it a fajlag o s ellenállás (p ) fejez ki;

Időben állandó elektrom os áram ot á r a m k ö r r e l hozunk létre, m elynek részei: áram forrás, vezető, fo- gya.sztö, kapcsoló.

A z áram körben a töltéshordozók k ö r b e á r a m la n a k . A z áram forráson kívül a z áram forrásban szét­ választo tt töltések elektrom os m ezőjének hatására, az áram foiráson belül en n ek az elektrom os m e­ ző nek a z erőhatásával szem ben m ozogniik a töltések.

A z áram k örb en többszörös c n c r g ia á ta la k u lá s folyik, m elynek állom ásai: - az iüiim forrást m űködtető (kém iai, m ozgási, fény stb.) energia.

- a pólusok on szétváló töltések elektro m os m ezőjének energiája, - az áram ló töltéshordozók m ozgási energiája.

- a v ezető anyagában a részecskék ren dezetlen mozgásainak energiája, - a k ö rn y ezet energiiíja.

A z c lc k tn )m o s m c /ő m u n k á ja a vezetőn (fogyasztón):

W = U I T .

M értékegysége: I J = I V • A • s.

A z elek tro m o s teljesítm ény:

P = U L

A fejezetben vizsgált eg>'en;traiiiú i'iriunkörökben ntegfigyelhettUk a töltésmennyisé$ és az energia megmara- dásiU. Ezt fejezik ki a hfilózatokra a KírchholT-féic (örvények is.

A csomóponti tör\'ény szerint bánnely csomópontnK

I / = o .

A huroktörvény szerint bármely iíraniköri hurokra:

S ü = 0.

E törvények speciális eseteivel találkozhattunk a fogyasztók soras és párhuziunos kupcsolásánál.

S o ro s k a p c s o lá s n á l: l i = h ^ í / = t / |+ C / 2, /? = /? !+ ^ 2* P á r h u z a m o s k a p c s o lá sn á l: í/, = í / 2, 1 _ J _ ^ I R /?, /?2

Az HnuiifomL<%t iiHxlellezhetjUk egy Uff iiresjárási res/.ültségcl adó és egy hcLső elk'iiállással rendelkezi al­ katrészként, ahol az külső és az belső ellenállás sorosan kapcsolódik.

Általános esetben az áraníkörben folyó áram erőssége:

/ =

Ez a teljes áram k ö rre vonatko//) ()hm*törv<‘ny.

A z an y ag o k elektro m os szem pontból leh etnek vezetők és szig etelő k, d e a két viselk ed és között nincs m e re v határ.

F é m e k b e n a sziibad elektronok. elekln)liU »kban a pozitív és negatív ionok. gá/x>kban ionok é s elekt­ ronok v ezetik a z elektrom os áram ot.

A g áw ik gyakorlatban is hasznosítható áram vezetésénél a m indig jelen lévő k ev és töltéshorxloző m eg­ felelő felgy orsításával é s ütközési ion izációv al valósítjuk m eg a töltésho rd ozók utánpótlását.

V á k u u m b a n általában a k átédból te m iik u s em isszió vagy fotoem isszió útján kibocsátott elektronok biztosítják az áram vezetést.

A ré lv e z e to k b e n hő és fény hatására vagy szennyező atom ok beültetésével szabaddá váló negatív e lek tro n o k és pozitív lyukiüc az elek tro m o s töltéshordozók.