Bipolárne tranzistory sú vyrobené z dopovaných materiálov a môžu byť dvoch typov - NPN a PNP. Tranzistor má tri terminály, známe ako emitor (E), báza (B) a kolektor (C). Obrázok nižšie ukazuje NPN tranzistor, kde v hlavných prevádzkových režimoch (aktívny, saturačný, cutoff) má kolektor kladný potenciál, emitor je záporný a báza sa používa na riadenie stavu tranzistora.

Fyzike polovodičov sa v tomto článku nebudeme venovať, no stojí za zmienku bipolárny tranzistor pozostáva z troch oddelené časti, oddelené dvoma pn križovatky. Tranzistor PNP má jednu oblasť N oddelenú dvoma oblasťami P:

Tranzistor NPN má jednu oblasť P vloženú medzi dve oblasti N:

Artikulácie medzi oblasťami N a P sú podobné prechodom v , a môžu byť tiež vpred a vzad. posun p-n prechod. Tieto zariadenia môžu pracovať v rôzne režimy v závislosti od typu výtlaku:

• Cutoff: Tento režim funguje aj pri prepínaní. Medzi emitorom a kolektorom netečie žiadny prúd, prakticky „otvorený okruh“, to znamená „kontakt je otvorený“.
• Aktívny režim: tranzistor pracuje v obvodoch zosilňovača. AT tento režim jeho charakteristika je takmer lineárna. Medzi emitorom a kolektorom tečie prúd, ktorého hodnota závisí od hodnoty predpätia (riadiaceho) napätia medzi emitorom a bázou.
• Sýtosť: funguje pri prepnutí. Medzi emitorom a kolektorom je prakticky "skrat", to znamená "kontakt je uzavretý".
• Inverzný aktívny režim: Rovnako ako v aktívnom režime je prúd tranzistora úmerný prúdu bázy, ale tečie v opačnom smere. Používaný veľmi zriedkavo.

V tranzistore NPN sa na kolektor aplikuje kladné napätie, aby sa vytvoril prúd z kolektora do emitora. V tranzistore PNP sa na emitor aplikuje kladné napätie, aby sa vytvoril prúd z emitora do kolektora. V NPN prúd tečie z kolektora (K) do emitora (E):

A v PNP prúd tečie z emitora do kolektora:

Je zrejmé, že smery polarity prúdu a napätia v PNP a NPN sú vždy navzájom opačné. Tranzistory NPN vyžadujú kladný výkon voči zemi, zatiaľ čo tranzistory PNP vyžadujú záporný výkon.

PNP a NPN fungujú takmer rovnako, ale ich režimy sa líšia v dôsledku polarít. Napríklad, ak chcete uviesť NPN do režimu saturácie, U B musí byť vyššie ako U K a U E. Stručný opis prevádzkové režimy v závislosti od ich napätia:

Základným princípom každého bipolárneho tranzistora je riadenie základného prúdu na reguláciu toku prúdu medzi emitorom a kolektorom. Princíp činnosti tranzistorov NPN a PNP je rovnaký. Jediný rozdiel je v polarite napätí aplikovaných na ich N-P-N a P-N-P prechody, to znamená na emitor-báza-kolektor.

Charakteristika bipolárnych tranzistorov

Statický režim tranzistorová prevádzka nazýva sa taký režim, v ktorom nie je vo výstupnom obvode žiadna záťaž a zmena vstupného prúdu alebo napätia nespôsobí zmenu výstupného napätia Obr.7.

Statické charakteristiky Existujú dva typy tranzistorov: vstup a výstup. Na obr.8. znázorňuje schému nastavenia na meranie statických charakteristík tranzistora zapojeného podľa obvodu s spoločný žiarič.

Obr.8. Schéma

merania statiky

parametre tranzistora s OE.

Vstup statickýcharakteristický ja B zo vstupného napätia U BE pri konštantnom výstupnom napätí U CE. Pre obvod so spoločným emitorom:

I B \u003d f (U BE) pri U EC = konšt.

Keďže vetvy vstupnej statickej charakteristiky pre U KE > 0 sú umiestnené veľmi blízko seba a prakticky splývajú do jednej, potom sa dá v praxi s dostatočnou presnosťou použiť jedna spriemerovaná charakteristika (obr. 9 a). Charakteristickým znakom vstupnej statickej charakteristiky je prítomnosť v spodnej časti nelineárneho úseku v oblasti ohybu U 1(približne 0,2 ... 0,3 V pre germániové tranzistory a 0,3 ... 0,4 V pre kremík).

deň voľna statické charakteristický je závislosť výstupného prúdu ja K z výstupného napätia U CE pri konštantnom vstupnom prúde ja B. Pre spínací obvod so spoločným emitorom:

I K \u003d f (U KE) s I B = konšt.

Z obr.9 b je vidieť, že výstupné charakteristiky sú priamky takmer rovnobežné s osou napätia. Je to preto, že kolektorový prechod je uzavretý bez ohľadu na napätie báza-kolektor a kolektorový prúd je určený len počtom nosičov náboja prechádzajúcich z emitora cez bázu do kolektora, t.j. prúdom emitoru. Ja E.

dynamický režimČinnosť tranzistora sa nazýva taký režim, v ktorom je vo výstupnom obvode zaťažovací odpor R K, v dôsledku čoho sa mení vstupný prúd alebo napätie U VX spôsobí zmenu výstupného napätia U OUT = U KE(Obr.10).

Obr.9. Statické charakteristiky tranzistora s OE: a- vstup; b- víkendy.

Dynamický vstupcharakteristický je závislosť vstupného prúdu ja B zo vstupného napätia U BE v prítomnosti záťaže. Pre obvod so spoločným emitorom:

I B \u003d f (U BE)

Pretože v statický režim pre U CE > 0 použijeme teda jednu priemernú charakteristiku dynamický vstup charakteristiky sa zhodujú s vstup statický(Obr.11 a).

Obr.10. Tranzistorový spínací obvod v dynamickom režime s OE.

deň voľna dynamický (záťažová) charakteristika je závislosť výstupného napätia U CE z výstupného prúdu ja K pri pevných hodnotách vstupného prúdu ja B(Obr.11 b):

U KE \u003d E K - I K R K

Pretože táto rovnica je lineárna dynamický výstup charakteristika je priamka a stavané cez víkendy statické charakteristiky dva body, napr. ALE, AT na Obr.11 b.

Súradnice bodu ALE [U KE = 0; I K = E K⁄ R K] - na osi ja K.

Súradnice bodu AT [IK = 0; U KE \u003d E K] - na osi U KE.

Súradnice bodu R [U 0K; ja 0 K] – zodpovedá polohe pracovného bodu RT v pokojovom režime (pri absencii signálu).

Obr.11. Dynamické charakteristiky tranzistora s OE: a)- vstup; b)- deň voľna.

Čiara zaťaženia je vedená cez ľubovoľné dva body A, B alebo P, ktorých súradnice sú známe.

Záležiac ​​na stavy p-n prechody tranzistorov, existuje niekoľko typov jeho činnosti - režim cut-off, režim saturácie, obmedzujúci a lineárny režim (obr. 11).

Režim cutoff. Ide o režim, v ktorom sú oba jeho prechody uzavreté – tranzistor je uzamknutý. Základný prúd je v tomto prípade nulový. Kolektorový prúd bude spätný prúdJa K0 a napätie U KE \u003d E K.

Režim nasýtenia- ide o režim, keď sú otvorené oba prechody - emitor aj kolektor a v tranzistore nastáva voľný prechod nosičov náboja. V tomto prípade bude základný prúd maximálny, kolektorový prúd bude rovná prúdu saturačný kolektor a napätie medzi kolektorom a emitorom má tendenciu k nule.

IB = max; I K ≈ I KN; U KE \u003d E K - I KN R N; U KE → 0.

Limitné režimy- toto sú režimy, v ktorých je prevádzka obmedzená maximálnymi povolenými parametrami: I K pridať, U KE pridať, P K pridať(Obr.11 b) a Ja som my, ty buď extra(Obr.11 a) a je spojená s prehriatím tranzistora alebo jeho poruchou.

Linkový režim - toto je režim, v ktorom je zabezpečená dostatočná linearita charakteristík a je možné ho použiť na aktívne zosilnenie.

Takže tretia a posledná časť príbehu o bipolárnych tranzistoroch na našej stránke =) Dnes si povieme niečo o využití týchto úžasné zariadenia ako zosilňovače, zvážte možné spínacie obvody bipolárnych tranzistorov a ich hlavné výhody a nevýhody. Začnime!

Tento obvod je veľmi dobrý pri použití signálov vysoké frekvencie. V zásade sa na to používa v prvom rade takéto zahrnutie tranzistora. Veľmi veľkými nevýhodami sú nízky vstupný odpor a samozrejme chýbajúce prúdové zosilnenie. Presvedčte sa sami, na vstupe máme emitorový prúd, na výstupe.

To znamená, že emitorový prúd je väčší ako kolektorový prúd o malé množstvo základného prúdu. A to znamená, že nielenže nedochádza k zosilneniu prúdu, ale výstupný prúd je o niečo menší ako vstupný prúd. Aj keď na druhej strane má tento obvod pomerne veľký koeficient prenosu napätia) Toto sú výhody a nevýhody, pokračujeme ....

Schéma zapínania bipolárneho tranzistora so spoločným kolektorom

Takto vyzerá obvod na zapnutie bipolárneho tranzistora spoločný zberateľ. Nepripomína vám to niečo?) Ak sa na obvod pozriete z trochu iného uhla, tak tu spoznáme nášho starého priateľa - emitenta. Bol o ňom takmer celý článok (), takže sme už zvážili všetko, čo súvisí s touto schémou. Zatiaľ čakáme na najčastejšie používaný obvod – so spoločným žiaričom.

Schéma zapínania bipolárneho tranzistora so spoločným emitorom.

Táto schéma si získala popularitu pre svoje zosilňujúce vlastnosti. Zo všetkých obvodov dáva najväčší zisk prúdu a napätia, nárast výkonu signálu je tiež veľký. Nevýhodou obvodu je, že zosilňovacie vlastnosti sú značne ovplyvnené nárastom teploty a frekvenciou signálu.

Zoznámili sme sa so všetkými obvodmi, teraz sa pozrime bližšie na posledný (ale nie najmenej dôležitý) obvod zosilňovača na bipolárnom tranzistore (so spoločným emitorom). Na začiatok si to predstavme trochu inak:

Existuje jedno mínus - uzemnený žiarič. Pri tomto zaradení tranzistora dochádza na výstupe k nelineárnym skresleniam, s ktorými sa samozrejme treba vysporiadať. Nelinearita nastáva v dôsledku vplyvu vstupného napätia na napätie prechodu emitor-báza. V emitorovom obvode skutočne nie je nič „extra“, celé vstupné napätie sa aplikuje presne na spojenie báza-emitor. Aby sme sa vyrovnali s týmto javom, pridáme do obvodu emitora odpor. Takto dostaneme negatívna odozva.

Ale čo to je?

Skrátka teda princíp negatívneho chrbta th spojenia je, že určitá časť výstupného napätia sa prenesie na vstup a odčíta sa od vstupného signálu. Prirodzene to vedie k zníženiu zisku, pretože vstup tranzistora v dôsledku spätnej väzby dostane nižšia hodnota napätie ako pri absencii spätnej väzby.

Avšak, negatívne Spätná väzba je pre nás veľmi užitočné. Pozrime sa, ako to pomôže znížiť vplyv vstupného napätia na napätie medzi základňou a emitorom.

Takže, nech nie je žiadna spätná väzba, Zvýšenie vstupného signálu o 0,5 V vedie k rovnakému zvýšeniu. Všetko je jasné 😉 A teraz pridávame spätnú väzbu! A rovnakým spôsobom zvýšime vstupné napätie o 0,5 V. Následne sa zvýši, čo vedie k zvýšeniu prúdu emitora. A zvýšenie vedie k zvýšeniu napätia cez odpor spätnej väzby. Zdá sa, že je to tak? Ale toto napätie je odpočítané od vstupu! Pozrite si, čo sa stalo:

Vstupné napätie sa zvýšilo - prúd emitora sa zvýšil - napätie na odpore so zápornou spätnou väzbou sa zvýšilo - vstupné napätie sa znížilo (v dôsledku odčítania) - napätie sa znížilo.

To znamená, že negatívna spätná väzba bráni zmene napätia bázy-emitora pri zmene vstupného signálu.

Výsledkom bolo, že náš obvod zosilňovača so spoločným emitorom bol doplnený odporom v obvode emitora:

S naším zosilňovačom je ďalší problém. Ak sa na vstupe objaví záporná hodnota napätia, tranzistor sa okamžite zatvorí (základné napätie bude nižšie ako napätie emitora a dióda báza-emitor sa zatvorí) a na výstupe nebude nič. To akosi nie je veľmi dobré) Preto je potrebné vytvárať zaujatosť. Môžete to urobiť pomocou rozdeľovača, ako je tento:

Dostali sme takú krásu 😉 Ak sú odpory a rovnaké, napätie na každom z nich bude 6V (12V / 2). Takže pri absencii signálu na vstupe bude základný potenciál + 6V. Ak na vstup príde záporná hodnota, napríklad -4V, základný potenciál bude +2V, to znamená, že hodnota je kladná a neruší normálna operácia tranzistor. Tu je návod, ako užitočné je vytvoriť posun v základnom reťazci)

Ako inak môžeme zlepšiť našu schému...

Dajte nám vedieť, ktorý signál budeme zosilňovať, to znamená, že poznáme jeho parametre, najmä frekvenciu. Bolo by skvelé, keby na vstupe nebolo nič iné ako užitočný zosilnený signál. Ako to zabezpečiť? Samozrejme, pomocou hornopriepustného filtra) Pridajme kondenzátor, ktorý v kombinácii s predpätím vytvára hornopriepustný filter:

Takto bol zarastený obvod, v ktorom nebolo takmer nič, okrem samotného tranzistora doplnkové prvky😉 Možno sa tam zastavíme, čoskoro tu bude článok venovaný praktickému výpočtu zosilňovača na báze bipolárneho tranzistora. V ňom budeme nielen vyrábať schému zapojenia zosilňovač, ale aj vypočítať hodnoty všetkých prvkov a zároveň vybrať tranzistor vhodný pre naše účely. Do skorého videnia! =)

Bipolárny tranzistor je polovodičový prvok s dvoma p-n prechodmi a tromi vývodmi, ktorý slúži na zosilnenie alebo spínanie signálov. Prichádzajú v typoch p-n-p a n-p-n. Obrázok 7.1, aab ukazuje ich symboly.

Obr.7.1. Bipolárne tranzistory a ich diódové ekvivalentné obvody: a) p-n-p, b) n-p-n tranzistor

Tranzistor tvoria dve opačne zapojené diódy, ktoré majú jednu spoločnú p- alebo n-vrstvu. Elektróda k nej pripojená sa nazýva báza B. Ďalšie dve elektródy sa nazývajú emitor E a kolektor K. Dióda ekvivalentný obvod zobrazené vedľa symbol, vysvetľuje štruktúru spínania tranzistorových prechodov. Aj keď tento diagram úplne necharakterizuje funkciu tranzistora, poskytuje príležitosť znázorniť spätné a priepustné napätie, ktoré v ňom pôsobí. Typicky je spojenie emitor-báza dopredu predpäté (otvorené) a spojenie báza-kolektor je spätne predpäté (zablokované). Preto musia byť zdroje napätia zapnuté, ako je znázornené na obr. 7.2.

Obr.7.2. Polarita spínania: a) n-p-n, b) p-n-p tranzistor

Tranzistory typu N-p-n sa riadia nasledujúcimi pravidlami (pre tranzistory typ pnp pravidlá zostávajú, ale všimnite si, že polarita napätia musí byť obrátená):

1. Kolektor má kladnejší potenciál ako žiarič.

2. Obvody báza-emitor a báza-kolektor fungujú ako diódy (obr. 7.1). Zvyčajne je spojenie báza-emitor otvorený a spojenie báza-kolektor je predpäté v opačnom smere, t.j. aplikované napätie bráni tomu, aby ním pretekal prúd. Z tohto pravidla vyplýva, že napätie medzi bázou a emitorom nemožno donekonečna zvyšovať, pretože potenciál bázy prekročí potenciál emitora o viac ako 0,6 - 0,8 V (dopredné napätie diódy) a vzniká veľmi veľký prúd. Preto v pracovnom tranzistore je napätie na báze a emitoru spojené nasledujúcim vzťahom: UB ≈ UE + 0,6 V; (UB = UE + UBE).

3. Každý tranzistor je charakterizovaný maximálnymi hodnotami IK, IB, UKE. Ak sú tieto parametre prekročené, je potrebné použiť iný tranzistor. Malo by sa pamätať aj na hraničné hodnoty iných parametrov, napríklad rozptýlený výkon RC, teplota, UBE atď.

4. Ak sú splnené pravidlá 1-3, potom kolektorový prúd je priamo úmerný základnému prúdu. Pomer kolektorových a emitorových prúdov je približne rovnaký

IK \u003d αIE, kde α \u003d 0,95 ... 0,99 je koeficient prenosu prúdu emitora. Rozdiel medzi emitorom a kolektorové prúdy v súlade s prvým zákonom Kirchhoffa (a ako je zrejmé z obr. 7.2, a) je základný prúd IB \u003d IE - IK. Kolektorový prúd závisí od základného prúdu v súlade s výrazom: IK \u003d βIB, kde β \u003d α / (1-α) je základný koeficient prenosu prúdu, β >> 1.

Pravidlo 4 definuje základnú vlastnosť tranzistora: malý prúd bázy poháňa veľký kolektorový prúd.

Prevádzkové režimy tranzistorov. Každý prechod bipolárneho tranzistora môže byť zapnutý buď v smere dopredu alebo dozadu. V závislosti od toho sa rozlišujú nasledujúce štyri režimy činnosti tranzistora.

Boost alebo aktívny režim- na prechod emitoru sa privedie dopredné napätie a na prechod kolektora sa privedie spätné napätie. Práve tento režim činnosti tranzistora zodpovedá maximálnej hodnote koeficientu prenosu prúdu emitora. Kolektorový prúd je úmerný základnému prúdu a poskytuje minimálne skreslenie zosilneného signálu.

Inverzný režim- na kolektorový prechod sa privádza jednosmerné napätie a na emitorový prechod sa privádza spätné napätie. Inverzný režim vedie k výraznému zníženiu koeficientu prenosu prúdu bázy tranzistora v porovnaní s prevádzkou tranzistora v aktívny režim a preto sa v praxi používa len v kľúčových schémach.

Režim nasýtenia- oba prechody (emitor a kolektor) sú pod jednosmerným napätím. Výstupný prúd v tomto prípade nezávisí od vstupného prúdu a je určený iba parametrami zaťaženia. Kvôli nízkemu napätiu medzi svorkami kolektora a emitora sa na uzavretie obvodov prenosu signálu používa režim saturácie.

Režim cutoff- na oba prechody sú pripojené spätné napätia. Pretože výstupný prúd tranzistora v režime cutoff je prakticky nulový, tento režim sa používa na otvorenie obvodov prenosu signálu.

Hlavný spôsob činnosti bipolárnych tranzistorov v analógové zariadenia je aktívny režim. AT digitálnych obvodov tranzistor pracuje v kľúčovom režime, t.j. je iba v režime cutoff alebo saturácie, čím sa obchádza aktívny režim.

Tranzistor

Tranzistor - polovodičové zariadenie umožňujúci s slabý signál vysielať silnejší signál. Kvôli tejto vlastnosti sa často hovorí o schopnosti tranzistora zosilniť signál. Aj keď v skutočnosti nič nezosilňuje, ale jednoducho umožňuje zapnúť a vypnúť veľký prúd s oveľa slabšími prúdmi. Tranzistory sú v elektronike veľmi bežné, pretože výstup akéhokoľvek regulátora môže len zriedka produkovať prúd väčší ako 40 mA, a preto už nie je možné napájať priamo z mikrokontroléra ani 2-3 LED s nízkym výkonom. Tu prichádzajú na pomoc tranzistory. Článok pojednáva o hlavných typoch tranzistorov, Rozdiely P-N-P od N-P-N bipolárne tranzistorov, P-kanál z N-kanálových tranzistorov s efektom poľa, sú zvážené hlavné jemnosti spojovacích tranzistorov a je odhalený rozsah ich použitia.

Nezamieňajte tranzistor s relé. Relé je jednoduchý spínač. Podstata jeho práce pri zatváraní a otváraní kovových kontaktov. Tranzistor je zložitejší a jeho činnosť je založená na prechode elektrón-diera. Ak máte záujem dozvedieť sa o tom viac, môžete si pozrieť vynikajúce video, ktoré vás prevedie prevádzkou tranzistora od jednoduchého po zložité. Nenechajte sa zmiasť rokom výroby videa – fyzikálne zákony sa odvtedy nezmenili a novšie video, v ktorom je materiál prezentovaný v takej kvalite, sa nepodarilo nájsť:

Typy tranzistorov

bipolárny tranzistor

Bipolárny tranzistor je navrhnutý tak, aby poháňal ľahké zaťaženie (ako sú motory s nízkym výkonom a servá). Má vždy tri výstupy:

Zberateľ (angl. Collector) - slúžil vysoké napätie ktorý tranzistor riadi

• Základňa (anglická základňa) - prúd sa dodáva alebo vypína na otvorenie alebo zatvorenie tranzistora

Emitor (anglický emitor) - "konečný" výstup tranzistora. Preteká ním prúd z kolektora a základne.

Bipolárny tranzistor je riadený prúdom. Čím viac prúdu sa aplikuje na základňu, tým viac prúdu bude prúdiť z kolektora do emitora. Pomer prúdu prechádzajúceho z emitora do kolektora k prúdu cez bázu tranzistora sa nazýva zisk. Označený ako hfe (v anglickej literatúre sa nazýva zisk).

Napríklad, ak hfe= 150, a cez bázu prejde 0,2 mA, potom cez seba prejde tranzistor maximálne 30 mA. Ak je pripojený komponent, ktorý odoberá 25 mA (napríklad LED), bude mať 25 mA. Ak je pripojený komponent, ktorý odoberá 150 mA, bude mu poskytnutých maximálne 30 mA. Dokumentácia ku kontaktu uvádza maximálne prípustné hodnoty prúdov a napätí základ-> žiarič a zberateľ -> žiarič . Prekročenie týchto hodnôt vedie k prehriatiu a poruche tranzistora.

Smiešne obrázky:

Bipolárne tranzistory NPN a PNP

Existujú 2 typy polárnych tranzistorov: NPN a PNP. Líšia sa striedaním vrstiev. N (z negatívneho - negatívneho) je vrstva s prebytkom negatívnych nosičov náboja (elektrónov), P (z kladného - pozitívneho) je vrstva s prebytkom pozitívnych nosičov náboja (dier). Viac o elektrónoch a dierach sa dozviete vo videu vyššie.

Správanie tranzistorov závisí od striedania vrstiev. Zobrazuje sa animácia vyššie NPN tranzistor. AT PNP riadenie tranzistora je obrátené - prúd preteká tranzistorom pri uzemnení bázy a blokuje sa pri prechode prúdu cez bázu. V diagrame PNP a NPN sa líšia v smere šípky. Šípka vždy ukazuje na prechod z N do P:

Označenie tranzistorov NPN (vľavo) a PNP (vpravo) na schéme

NPN tranzistory sú bežnejšie v elektronike, pretože sú efektívnejšie.

FET

Tranzistory s efektom poľa sa líšia od bipolárnych interné zariadenie. MOS tranzistory sú najbežnejšie v amatérskej elektronike. MOS je skratka pre metal-oxid-conductor. To isté v angličtine: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor sa označuje skratkou MOSFET. MOS tranzistory umožňujú ovládanie veľké kapacity s relatívne malou veľkosťou samotného tranzistora. Tranzistor je poháňaný napätím, nie prúdom. Keďže tranzistor je riadený elektr lúka, tranzistor dostal svoje meno - lúka zavýjať.

Tranzistory s efektom poľa majú najmenej 3 výstupy:

Odtok - je naň privedené vysoké napätie, ktoré chcete ovládať

Brána (anglická brána) - na ňu je privedené napätie na ovládanie tranzistora

Zdroj (anglický zdroj) - prúd cez neho preteká z kolektora, keď je tranzistor "otvorený"

Chýbať by nemala animácia s tranzistorom s efektom poľa, ktorý sa však nebude nijako líšiť od bipolárneho okrem schematického zobrazenia samotných tranzistorov, takže animácia nebude.

FET kanála N a P kanála

Tranzistory s efektom poľa sa tiež delia na 2 typy v závislosti od zariadenia a správania. N kanál(kanál N) sa otvorí, keď je brána pod napätím a zatvorí sa. keď nie je napätie. P kanál(kanál P) funguje opačne: pokiaľ na hradle nie je napätie, tranzistorom preteká prúd. Keď je na bránu privedené napätie, prúd sa zastaví. Na diagrame sú tranzistory s efektom poľa znázornené trochu inak:

Analogicky s bipolárnymi tranzistormi sa tranzistory s efektom poľa líšia polaritou. N-kanálový tranzistor bol opísaný vyššie. Sú najbežnejšie.

P-kanál sa líši v smere šípky, keď je označený a opäť má "obrátené" správanie.

Existuje mylná predstava, že FET môže riadiť striedavý prúd. To nie je pravda. Na ovládanie striedavého prúdu použite relé.

Darlingtonov tranzistor

Nie je úplne správne odkazovať na Darlingtonov tranzistor samostatný typ tranzistory. Nemožno ich však v tomto článku nespomenúť. Darlingtonov tranzistor sa najčastejšie vyskytuje vo forme mikroobvodu, ktorý obsahuje niekoľko tranzistorov. Napríklad ULN2003. Darlingtonov tranzistor sa vyznačuje schopnosťou rýchleho otvárania a zatvárania (čo znamená, že umožňuje prácu s ním) a zároveň odoláva vysokým prúdom. Je to druh kompozitného tranzistora a ide o kaskádové spojenie dvoch alebo zriedkavo viacerých tranzistorov, zapojených tak, že záťaž v emitore predchádzajúceho stupňa je prechod báza-emitor tranzistora nasledujúceho stupňa, to znamená, že tranzistory sú spojené kolektormi a emitorom vstupný tranzistor sa pripája k výstupnej základni. Okrem toho môže byť odporová záťaž emitora predchádzajúceho tranzistora použitá ako súčasť obvodu na urýchlenie zatvárania. Takéto zapojenie ako celok sa považuje za jeden tranzistor, ktorého prúdové zosilnenie, keď sú tranzistory v aktívnom režime, sa približne rovná súčinu zosilnenia všetkých tranzistorov.

Tranzistorové pripojenie

Nie je žiadnym tajomstvom, že doska Arduino je schopná dodať na výstup napätie 5 V s maximálnym prúdom až 40 mA. Tento prúd nestačí na pripojenie výkonnej záťaže. Napríklad pri pokuse o priame pripojenie k výstupu led pásik alebo motor, zaručene poškodíte výstup Arduina. Je možné, že celá doska zlyhá. Navyše, niektoré zásuvné komponenty môžu vyžadovať viac ako 5 V na prevádzku. Oba tieto problémy rieši tranzistor. Pomôže pomocou malého prúdu z výstupu Arduina ovládať silný prúd zo samostatného zdroja alebo použiť napätie 5 V na ovládanie väčšieho napätia (aj najslabšie tranzistory majú zriedkavo hranicu napätia pod 50 V). Ako príklad zvážte pripojenie motora:

Vo vyššie uvedenom diagrame je motor pripojený k samostatnému zdroju energie. Medzi pin motora a napájanie motora sme umiestnili tranzistor, ktorý bude ovládaný pomocou ľubovoľného digitálneho pinu Arduino. Keď je na výstup regulátora privedený signál HIGH z výstupu regulátora, odoberieme veľmi malý prúd na otvorenie tranzistora a cez tranzistor pretečie veľký prúd a nepoškodí regulátor. Dávajte pozor na odpor nainštalovaný medzi výstupom Arduino a základňou tranzistora. Je potrebné obmedziť prúd tečúci po trase mikrokontrolér - tranzistor - zem a zabrániť skrat. Ako už bolo spomenuté, maximálny prúd, ktorý možno odobrať z kolíka Arduino, je 40 mA. Preto potrebujeme odpor aspoň 125 ohmov (5V / 0,04A = 125 ohmov). Pokojne môžete použiť 220 ohmový odpor. V skutočnosti by mal byť rezistor vybraný s prihliadnutím na prúd, ktorý sa musí aplikovať na základňu, aby sa získal požadovaný prúd cez tranzistor. Pre správny výber odpor, musíte vziať do úvahy zisk ( hfe).

DÔLEŽITÉ!! Ak sa pripájate silné zaťaženie zo samostatného zdroja je potrebné fyzicky prepojiť uzemnenie („mínus“) zdroja záťaže a zem („GND“ pin) Arduina. V opačnom prípade nebudete môcť ovládať tranzistor.

Použitím tranzistor s efektom poľa, rezistor obmedzujúci prúd na bráne nie je potrebný. Tranzistor je poháňaný výlučne napätím a cez hradlo nepreteká žiadny prúd.