Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Bipolární tranzistory
Proud I CB0 vstupuje celý do báze a je zesilován β krát. Zbytkový proud označený jako I CE0 je
největší zbytkový proud. K průrazu tranzistoru dochází (desítky voltů) nárazovou ionizací (viz kap.
2.2.6). Pravděpodobnost nárazové ionizace [3] roste s proudovou hustotou nosičů náboje. Průrazné
napětí v tomto režimu se označuje U BRCE 0 a je to většinou nejmenší průrazné napětí tranzistoru.
Výjimkou mohou být tranzistory s velkým proudovým zesilovacím činitelem β. Mají velmi
tenkou bázi a zde může dojít (dříve než k průrazu U BRCE 0 ) k tzv. stykovému průrazu. (punch-through -
již při 2 až 3 V; [4]). Tento stav nastane tehdy, když se ochuzená oblast zavřeného přechodu C-B
rozšíří až k přechodu E-B, tranzistor je vlastně zkratován a dojde k jeho zničení. Tyto tzv. „superbeta“
tranzistory se často používají v integrovaných obvodech. Spolehlivou funkci je třeba zajistit přesně
definovaným napětím mezi C a E.
Poslední diskutovaná situace je na obr. 3.14c. Mezi bází a emitorem je zapojen odpor R, proud
I CB 0 nevstupuje do báze celý, část proudu U BE R je odvedena. Zbytkový proud v tomto režimu se
označuje I CE R a jeho velikost je v intervalu I CB 0 (malé hodnoty R) až I CE 0 (velké hodnoty R).
Popsané skutečnosti jsou kvalitativně znázorněny na obr. 3.15. Kolektorový proud nesmí
překročit maximální hodnotu kolektorového proudu I C MAX (u diod I D MAX ) – dáno konkrétní konstrukcí
tranzistoru (diody).
proud
(mA)
I CE 0
1000
800
Stykový
průraz
I CE R
I CB 0
600
400
200
0
10 mA
0 10 20 30 40 50 60 70 80
U BRCE 0 U BRCB 0
napětí (V)
Obr. 3.15: Kvalitativní znázornění poměrů popisovaných u obr. 3.14.
Výkonová ztráta tranzistoru je dána součinem napětí U CE a proudu I C – kolektorová ztráta
(výkon rozptýlený v přechodu B-E je malý)
P
C
UCE
IC
(3.18)
a mění se v teplo. Pouzdro tranzistoru je schopno vyzářit pouze určitý výkon P CMAX (do okolí). Pokud
je hodnota P CMAX překročena, polovodivá struktura se přehřeje, může dojít k destrukci (poškození)
polovodiče. Hraničnímu stavu P CMAX = U CE·I C odpovídá ve výstupních charakteristikách parabola
mezního výkonu – obr. 3.16 – tečkovaná čára.
67