Spis treści:
Tranzistor NPN je polovodičová součástka, která slouží jako zesilovač signálu nebo spínač v elektronických obvodech. V tomto článku se dozvíme, co to je a jak funguje.
Co je to vlastně tranzistor?
Tranzistor je klíčovou elektronickou součástkou, která tvoří základ moderní technologie. Jedná se o polovodičový obvod, který reguluje tok proudu tak, aby plnil specifické funkce, například zesiloval signál nebo fungoval jako spínač.
Název “tranzistor” pochází ze spojení anglických slov “transfer” a “resistor”. Toto zařízení přenáší signály mezi různými částmi obvodu a jeho odpor je proměnný.
Tranzistory jsou vyrobeny z polovodičového materiálu, obvykle z křemíku nebo germania. Skládají se ze tří vrstev polovodičů, které tvoří dvě pn bariéry. V závislosti na typu materiálu použitého k vytvoření těchto vrstev může být tranzistor NPN (záporný kladný záporný) nebo PNP (kladný záporný kladný).
Tranzistory lze použít v široké škále aplikací, od jednoduchých rádií až po složité obvody v počítačích a chytrých telefonech. Díky své schopnosti řídit proud a napětí v elektronických obvodech jsou nepostradatelnou součástí moderní elektroniky.
Co je to tranzistor NPN (záporně kladný záporný)?
Tranzistor NPN je jedním ze dvou typů bipolárních tranzistorů (druhým je tranzistor PNP), které jsou základními součástkami v elektronice. Jsou to polovodičové součástky, které mají tři vrstvy polovodičových materiálů tvořící strukturu N-P-N, odtud název.
V tranzistoru NPN jsou dvě vrstvy typu N “většinovými nosiči” (v tomto případě elektrony), zatímco vrstva typu P je “menšinovým nosičem” (v tomto případě díry). Tato struktura ovlivňuje způsob, jakým tranzistorem protéká proud.
Tranzistory NPN se hojně používají v různých elektronických zařízeních, od jednoduchých obvodů až po složité mikroprocesory. Pochopení toho, co je tranzistor NPN a jak funguje, je klíčem k lepšímu porozumění fungování těchto zařízení.
Tranzistor NPN - princip činnosti
Tranzistor NPN pracuje na principu řízeného toku proudu mezi dvěma vrstvami typu N (tzv. kolektor a emitor) přes vrstvu typu P (tzv. báze).
V tranzistoru NPN je proud báze (I_B) řízen napětím mezi bází a emitorem (V_BE). V důsledku toho je kolektorový proud (I_C) do značné míry nezávislý na napětí mezi kolektorem a emitorem (V_CE), ale je úměrný proudu báze. Jinými slovy, tranzistor NPN funguje jako proudový zesilovač.
Hlavním procesem je vstřikování elektronů z emitoru do báze. Protože báze je velmi tenká, většina elektronů jí prochází a vstupuje do kolektoru, čímž vzniká kolektorový proud.
V aktivním režimu (když V_BE >0,7 V pro křemík) se tranzistor NPN chová jako zesilovač. V nasyceném režimu (když V_BE> 0,7 V a V_BC >0,7 V) se tranzistor chová jako sepnutý spínač a umožňuje průchod proudu z kolektoru do emitoru. V uzamčeném režimu (když V_BE <0,7 V) se tranzistor chová jako otevřený spínač, který blokuje tok proudu z kolektoru do emitoru.
Tranzistory NPN jsou v praxi velmi užitečné, protože umožňují regulovat velký proud malým napětím, což je ideální pro aplikace, jako jsou zesilovače a spínače.
Tranzistor NPN - příklady praktických aplikací
Tranzistory NPN jsou díky své schopnosti řídit tok proudu a fungovat jako spínače nebo zesilovače velmi univerzální a nacházejí uplatnění v mnoha oblastech elektroniky.
Zde je několik příkladů praktického použití tranzistorů NPN:
- Zesilovače – tranzistory NPN se běžně používají jako zesilovače v audioobvodech. Zesilují slabé zvukové signály na úroveň, která je dostatečně silná, aby rozkmitala membrány reproduktorů.
- Spínače – tranzistory NPN mohou fungovat jako elektronické spínače. Používají se v mnoha zařízeních, jako jsou televizory, počítače a chytré telefony, k ovládání různých funkcí.
- Regulované napájení – tranzistory NPN lze použít v napájecích systémech k regulaci výstupního napětí. Umožňují, aby výstupní napětí zůstalo stabilní, i když se změní vstupní napětí nebo zátěž.
- Oscilátory – v obvodech generujících vlny, jako jsou oscilátory, se k řízení generované frekvence používají tranzistory NPN.
- Mikroprocesory a mikrokontroléry – tranzistory NPN jsou spolu s tranzistory PNP základními prvky mikroprocesorů a mikrokontrolérů, které slouží k provádění různých logických operací.
- Detektory a senzory – tranzistory NPN se často používají v detekčních a senzorových obvodech, kde zpracovávají signály ze senzorů.
- Rádia a televizory – tranzistory NPN jsou klíčovou součástí obvodů pro příjem signálu v rádiích a televizorech.
Tranzistory NPN jsou nesmírně důležité pro fungování mnoha elektronických zařízení – od těch nejjednodušších až po ty nejsložitější. To potvrzuje, jak důležitou roli hrají ve světě moderních technologií. Bez jejich přispění by tato zařízení nemohla vzniknout a fungovat tak, jak je známe.
