STUDIUL TRANZISTOARELOR

34
STUDIUL TRANZISTOARELOR Argument Tranzistorul a fost inventat la Bell Telephone Laboratories din New Jersey în decembrie 1947 de John Bardeen, Walter Houser Brattain, şi William Bradford Shockley. Descoperirea tranzistorului a determinat dezvoltarea electronicii fiind considerat una din cele mai mari descoperiri ale erei moderne. Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete în amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentatie, oscilatoare, modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutaţie sau în circuite integrate, tehnologia de astăzi permiţând integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori. Tranzistorii se realizează pe un substrat semiconductor (în general siliciu, mai rar germaniu, dar nu numai). Tehnologia de realizare diferă în funcţie de tipul tranzistorului dorit. De exemplu, un tranzistor de tip PNP se realizează pe un substrat de tip P, în care se creează prin diferite metode (difuzie, de exemplu) o zona de tip N, care va constitui baza tranzistorului. Valoarea temperaturii maxime a joncţiunilor până la care tranzistorul funcţionează normal depinde de natura semiconductorului folosit. Astfel, tranzistoarele realizate din siliciu funcţionează corect până spre 200 grade C, în timp ce cele realizate din germaniu sunt limitate în funcţionare în jurul valorii de 100 grade C. Observaţie: La temperaturi mai mari decât cele menţionate, are loc creşterea extraordinar de rapidă a concentraţiei purtătorilor minoritari şi 1

Transcript of STUDIUL TRANZISTOARELOR

Page 1: STUDIUL TRANZISTOARELOR

STUDIUL TRANZISTOARELOR

Argument

Tranzistorul a fost inventat la Bell Telephone Laboratories din New Jersey în decembrie 1947 de John Bardeen, Walter Houser Brattain, şi William Bradford Shockley. Descoperirea tranzistorului a determinat dezvoltarea electronicii fiind considerat una din cele mai mari descoperiri ale erei moderne.

Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete în amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentatie, oscilatoare, modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutaţie sau în circuite integrate, tehnologia de astăzi permiţând integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori.

Tranzistorii se realizează pe un substrat semiconductor (în general siliciu, mai rar germaniu, dar nu numai). Tehnologia de realizare diferă în funcţie de tipul tranzistorului dorit. De exemplu, un tranzistor de tip PNP se realizează pe un substrat de tip P, în care se creează prin diferite metode (difuzie, de exemplu) o zona de tip N, care va constitui baza tranzistorului.

Valoarea temperaturii maxime a joncţiunilor până la care tranzistorul funcţionează normal depinde de natura semiconductorului folosit. Astfel, tranzistoarele realizate din siliciu funcţionează corect până spre 200 grade C, în timp ce cele realizate din germaniu sunt limitate în funcţionare în jurul valorii de 100 grade C.

Observaţie: La temperaturi mai mari decât cele menţionate, are loc creşterea extraordinar de rapidă a concentraţiei purtătorilor minoritari şi semiconductorul se apropie de unul intrinsec, dispozitivul pierzându-si proprietăţile iniţiale.

Puterea disipată de tranzistor apare datorită trecerii curentului prin dispozitiv. O parte din această putere este radiată în mediul ambiant şi o parte produce încălzirea tranzistorului.

În funcţionare normală joncţiunea emitor- bază este polarizată direct, iar joncţiunea colector- bază este polarizată invers.

Joncţiunea emitor- bază, fiind polarizată direct, este parcursă de un curent direct(curent de difuzie) IE, mare în raport cu curentul invers (rezidual) şi, într-o plajă largă de curenţi, UEB = const, cu valori tipice de 0,6 - 0,7 V (Si) sau 0,2 -0,3V (Ge).

Joncţiunea colector- bază, fiind polarizată invers, este caracterizată de un curent propriu, invers, foarte mic, de ordinul nanoamperilor pentru tranzistoarele de siliciu şi de ordinul microamperilor pentru tranzistoarele de germaniu.

Caracteristică tranzistorului este cuplarea electrică a celor două joncţiuni. Pentru aceasta trebuie satisfăcute două condiţii:

joncţiunea emitorului să fie puternic asimetrică, adică impurificareaemitorului să fie mult mai puternică decât cea a bazei.

1

Page 2: STUDIUL TRANZISTOARELOR

baza să fie foarte subţire, astfel încât fluxul de purtători majoritari din emitor să ajungă practic în totalitate în regiunea de trecere a colectorului.

1. INTRODUCERE

Tranzistorul este un dispozitiv electronic din categoria semiconductoarelor care are trei borne (terminale sau electrozi), care fac legătura la cele trei regiuni ale cristalului semiconductor. Aspectul tranzistoarelor depinde de natura aplicaţiei pentru care sunt destinate.

Clasificare:

2. TRANZISTORUL BIPOLAR2.1. Noţiunea de tranzistor bipolar. Structura şi joncţiunile

tranzistorului bipolar

Tranzistor bipolar este numit dispozitivul electronic cu trei pini şi două sau mai multe joncţiuni p-n ce interacţionează între ele. În tranzistor se rânduiesc trei regiuni semiconductoare, pentru care pe placheta de izolator din Si-i, prin metoda epitaxial - planară se formează regiunile colectorului (C), bazei (B) şi emitorului (E) (fig. 1.). Pentru aceasta, în regiunea Si-n, ce serveşte ca colector, prin metoda difuziei este formată regiunea bazei Si-p. În această regiune, prin metoda difuziei locale, este format emitorul Si-n cu concentraţie majoră a impurităţilor donoare.

Fig.1. Structura tranzistorului bipolar tip n-p-n

La frontiera regiunii emitorului cu cea a bazei şi de asemenea la frontiera regiunii bazei cu cea a colectorului se formează două joncţiuni p-n – emitor şi colector (după denumirea regiunilor laterale ale structurii). Joncţiunile interacţionează dacă distanţa între

2

Page 3: STUDIUL TRANZISTOARELOR

ele , numită lăţimea bazei, este cu mult mai mică ca lungimea de difuzie a purtătorilor de sarcină mobili ( ). Lungimea de difuzie este distanţa pe care o parcurge electronul sau golul din momentul apariţiei în semiconductor până la recombinare. De regulă, suprafaţa joncţiunii colectorului este mai mare ca suprafaţa joncţiunii emitorului. Regiunea emitorului trebuie să posede o electroconductibilitate mai înaltă ca cea a bazei şi a colectorului. Concentraţia impurtăţilor în regiunile tranzistorului bipolar trebuie să respecte inegalitatea

. (1)

2.2. Tranzistorul bipolar ca element al circuitului În dependenţă de alternarea regiunilor, după tipul de electroconductibilitate, se deosebesc structuri tip p-n-p şi n-p-n. În fig. 2. sunt prezentate structurile p-n-p şi n-p-n ale tranzistorului bipolar şi reprezentarea lor în circuitele electrice.

Fig. 2. Reprezentarea tranzistoarelor bipolare

Ca element al circuitului electric, tranzistorul bipolar este utilizat în aşa mod, ca unul din pini să fie conectat la intrare, iar altul – la ieşire. Al treilea pin este comun. În dependenţă care din pini este comun, se deosebesc trei circuite de conectare ale tranzistoarelor bipolare:

- bază comună (BC);- emitor comun (EC);- colector comun (CC).

În fig. 3. sunt prezentate aceste trei modificări de cuplare a tranzistorului bipolar în circuitul electric.

Fig. 3. Schemele de conectare ale tranzistoarelor bipolare

2.3. Regimul de lucru şi procesele fizice în tranzistorul bipolar2.3.1. Regimul de lucru al tranzistoarelor bipolare

În timpul funcţionării tranzistorului, la bornele sale este aplicată o tensiune de la sursa de alimentare în curent contionuu. În dependenţă de polaritatea tensiunii aplicate,

3

Page 4: STUDIUL TRANZISTOARELOR

fiecare din joncţiunile p-n ale tranzistorului bipolar poate fi polarizată direct sau indirect, adică sunt posibile patru modalităţi de funcţionare a tranzistorului (tab.1).

Tabelul 1. Modalităţile de funcţionare a tranzistorului bipolar

Denumirea joncţiuniiConectarea joncţiunii

Denumirea regimului de funcţionare a tranzistorului

Joncţiunea emitoruluiJoncţiunea colectorului

InversăInversă

Regim de blocaj

Joncţiunea emitoruluiJoncţiunea colectorului

IdirectăIdirectă Regim de saturaţie

Joncţiunea emitoruluiJoncţiunea colectorului

Directă DnversăRegim activ

Joncţiunea emitoruluiJoncţiunea colectorului

Inversă DirectăRegim de inversie

2.3.2. Regim de blocaj

În regim de blocaj ambele joncţiuni p-n sunt polarizate indirect. Prin bornele tranzistorului circulă curenţii de scurgere a joncţiunilor polarizate indirect, care reprezintă parametrii statici ai regimului dat. În fiecare din cele trei scheme de conectare a tranzistorului aceşti parametri posedă valori determinate. Ele sunt prezentate sub forma următoare:

pentru circuitul cu BC - ; pentru circuitul cu EC - ; pentru circuitul cu CC - .

Primul indice în reprezentare determină pinul prin care circulă curentul, al doilea – schema de conectare, al treilea, condiţiile în regiunea rămasă a schemei („0” – lipsa curentului, adică mers în gol; „S” – scurtcircuit).

2.3.3. Regim de saturaţie

În regimul de saturaţie ambele joncţiuni p-n sunt polarizate direct, joncţiunile sunt saturate cu purtători de sarcină mobili, rezistenţele lor sunt reduse. Regiunea E-C posedă o conductibilitate înaltă şi poate fi considerată ca scurtcircuitată. Parametrii statici reprezintă curenţii de saturaţie , , şi tensiunile de rest ( , ). Raportând mărimile tensiunilor şi curenţilor, obţinem rezistenţa de saturaţie:

; .

2.3.4. Regimul activ

În fig. 4. este reprezentat modelul plan unidimensional al tranzistorului bipolar, joncţiunea emitor a căreia este polarizată direct, iar cea a colectorului indirect. Această conectare corespunde regimului activ.

4

Page 5: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Fig. 4. Mişcarea purtătorilor de sarcină şi curenţii în tranzistorul bipolar (regim activ)

Principiul de funcţionare a tranzistorului bipolar în regim activ se bazează pe utilizarea următoarelor fenomene:

- injecţia purtătorilor de sarcină prin joncţiunea emitorului;- purtătorii injectaţi prin bază care circulă drept rezultat al fenomenelor de difuzie şi

drift;- recombinarea purtătorilor de sarcină în regiunea bazei;- extragerea purtătorilor minoritari din bază în regiunea colectorului prin intermediul

câmpului electric, format de joncţiunea colectorului. Injecţia purtătorilor de sarcină duce la trecerea prin joncţiunea emitorului a curenţilor de difuzie (a golurilor şi electronilor ). În circuitul extern al emitorului circulă curentul de injecţie:

. (2)

Pentru structura tranzistorului tip p-n-p relaţia între concentraţiile impurităţilor din regiunile emitorului şi bazei se determină ca:

.Din aceste considerente se obţine .

Relaţia între componentele curentului emitorului pot fi apreciate cu ajutorul coeficientului de injecţie

(3)

Injecţia purtătorilor de sarcină din emitor în bază măreşte concentraţia purtătorilor minoritari în regiunea bazei. Concentraţia lor la frontiera joncţiunii emitorului pentru structura tip p-n-p se determină din relaţia:

(4)

Sarcina golurilor, apărute momentan în apropierea joncţiunii emitorului (~ 10-17 s), se compensează cu sarcina electronilor, ce pătrund în bază de la sursa de alimentare UEB. Circuitul emitor – bază devine blocat şi asigură circulaţia curentului emitorului. Majorarea concentraţiei electronilor şi a golurilor în apropierea joncţiunii emitorului formează gradientul concentraţiei purtătorilor de sarcină în bază ( şi ). Sub acţiunea gradientului concentraţiei purtătorilor de sarcină se produce mişcarea de difuzie a golurilor şi electronilor prin regiunea bazei de la emitor spre colector. Concomitent cu difuzia golurilor în bază, are loc şi recombi-narea lor cu electronii. În locul electronilor care se recombină în regiunea bazei din circuitul extern al

5

Page 6: STUDIUL TRANZISTOARELOR

sursei de alimentare UEB sunt injectaţi alţi electroni, formând curentul de recombinare al bazei

, alături de curentul electronilor injectaţi . Deoarece lăţimea bazei este considerabil mai mică ca lungimea de difuzie a purtătorilor de sarcină , micşorarea concentraţiei purtătorilor de sarcină în regiunea bazei din cauza recombinării este nesemnificativă, iar curentul de recombinare este mai mic decât curentul emitorului cu un ordin-două. Golurile injectate de emitor în regiunea bazei se apropie de joncţiunea colectorului polarizată indirect, nimerind în câmpul de accelerare a acestei joncţiuni şi sunt transferate în colector. În aşa mod se formează componenta dirijată a curentului colectorului:

.Procesul de tranziţie a purtătorilor de sarcină minoritari prin bază este caracterizat de coeficientul de transfer .Coeficientul de transfer depinde de lărgimea bazei BW şi lungimea de difuzie a golurilor

. (5)

Cu cât mai multe goluri sunt injectate din emitor în bază, cu atât mai major este curentul colectorului. Din aceste considerente curentul este proporţional cu curentul emitorului şi se numeşte curentul dirijat al colectorului. Utilizând relaţiile (3) şi (5), se obţine

. (6) Coeficientul este numit coeficient integral de transfer al curentului emitorului în circuitul colectorului. Dacă apelăm la relaţiile (3), (5), primim:

E

pE

pE

pC

E

pCE I

I

I

I

I

I. (7)

Posibilitatea de dirijare cu curentul de ieşire al tranzistorului, modificând valoarea curentul de intrare, este o proprietate importantă a tranzistorului bipolar, ceea ce oferă posibilitatea de a-l utiliza în calitate de element activ în circuitele electronice. În afară de componenta dirijată a curentului colectorului prin electrodul colectorului circulă şi componenta nedirijată a curentului, numită curentul de scurgere a joncţiunii p-n polarizate indirect. El este analogic curentului diodei semiconductoare cuplate indirect şi de aceea a primit denumirea de curentul de scurgere al colectorului . Aici indicii „C” indică curentul joncţiunii colectorului cuplate indirect; „B” – măsurările au loc în schema de cuplare BC; 0 – măsurările au loc pentru , adică pentru regim mers în gol la intrare. Direcţia curentului de scurgere a colectorului corespunde cu componenta dirijată a curentului colectorului şi de aceea

. (8) Curentul în circuitul bazei este orientat invers curentului de recombinare în bază

şi curentului de injecţie . (9)

În circuitul emitorului curentul de injecţie se determină ca suma curentului colectorului şi curentul bazei :

. (10) Relaţiile (8) şi (10) determină legătura dintre curenţii tranzistorului şi sunt adecvate pentru oricare din circuitele de conectare.

6

Page 7: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Procese analogice au loc şi în tranzistorul tip n-p-n, cu unică deosebire că în loc de goluri trebuie să vorbim despre electroni şi invers. Direcţiile curenţilor continui şi polarizarea tensiunilor de alimentare ce corespund regimului activ sunt prezentate în fig. 3. În circuitele EC şi CC (fig.1.3) curentul de dirijare este curentul bazei, iar relaţia pentru curentul colectorului (1.8) poate fi scrisă în felul următor:

;;

, (11)

unde:

este coeficientul de amplificare după curent în schema de cuplare EC;

- componenta nedirijată a curentului colectorului în schema

EC, sau curentul de scurgere a tranzistorului bipolar. Pentru schema CC curentul de ieşire este curentul emitorului. Din aceste considerente

;

,

sau,

unde

. (12)

2.3.5. Regim de inversie

În regim de inversie joncţiunea emitorului este cuplată invers, iar joncţiunea colectorului direct. De aceea, în comparaţie cu regimul activ, în regim de inversie injecţia purtătorilor de sarcină este înfăptuită de joncţiunea colectorului, iar extracţia purtătorilor de joncţiunea emitorului. Practic, emitorul şi colectorul îşi schimbă funcţia şi poziţia în circuit. Pentru schema de cuplare BC:

, (13)unde este coeficientul de transfer invers. Deoarece suprafaţa joncţiunii emitorului este cu mult mai mică decât cea a joncţiunii colectorului şi , atunci . Pentru schema CC

. (14)

Pentru schema EC

. (15)

7

Page 8: STUDIUL TRANZISTOARELOR

3. Tranzistoare unipolare3.1. Generalitaţi

Tranzistoarele în care conducţia electrică este asigurată de un singur tip de purtatori de sarcină, se întalnesc în literatură sub denumirea de unipolare sau efect de câmp. Pentru aceste tranzistoare se foloşeste prescurtarea de tranzistoare TEC sau FET (Field Effect Trasistor).

Funcţionarea lor se bazează pe variaţia conductibilitaţii unui ,,canal” realizat dintr-un material semiconductor, ale cărui dimensiuni tranversale sau concentraţii de purtători de sarcina mobili pot fi controlate cu ajutorul campului electric tranzversal, creat între un electrod de comandă numit grilă sau poartă, situat în vecinătatea canalului şi masa semiconductorului unde este format sau indus acest canal.

În funcţie de modul de realizare a grilei, distingem tranzistoarele cu grilă joncţiune TEC-J şi cu grilă izolată TEC-MOS.

Tranzistoarele TEC prezintă avantajul, în raport cu cele bipolare, că au o rezistenţa de intrare mare, au o tehnologie de fabricaţie mai simplă şi ocupă o arie de siliciu mai mica în sructurile integrate. Pe de altă parte tranzistorul cu efect de câmp nu amplifică în curent. În circuitele electronice cu componente discrete se întalneşte şi în combinaţie cu tranzistorul bipolar. Până în 1970 tranzistoarele cu efect de câmp realizate abia puteau comanda curenţi de câteva zeci de mA la tensiuni de zeci de volţi. Apoi, o nouă tehnologie a permis realizarea tranzistoarelor MOS de putere (cu nume depinzând de companie, VMOS, TMOS, HEXFET, etc.). Aceste noi tranzistoare sunt capabile să opereze la tensiuni de ordinul a 1000 V şi să vehiculeze curenţi medii de până la 70 A; pentru durate scurte, ele pot conduce curenţi de până la 280 A (curenţi de vârf). În plus, tranzistoarele MOS de putere sunt mult mai stabile termic decât corespondentele lor bipolare, la acelaşi tip de capsulă putând opera la puteri disipate mai mari. Într-un tranzistor bipolar prin emitor sunt injectaţi purtători majoritari care ajung apoi în regiunea bazei, fiind aici minoritari datorită tipului diferit de dopare a bazei. Majoritatea lor traversează această regiune ajungând la colector şi formând curentul de colector, aproximativ egal cu cel de emitor. O foarte mică parte din ei se combină în regiunea bazei cu purtătorii majoritari de acolo. Acest fapt determină apariţia unui curent slab prin terminalul bazei. Astfel, tranzistorul bipolar poate fi privit fie ca un amplificator de curent (cu factorul aproximativ constant, de ordinul sutelor) fie ca un dispozitiv transconductanţă în care curentul de colector este controlat de tensiunea bază emitor. Dar, indiferent cum privim noi lucrurile, sursa de semnal care comandă tranzistorul bipolar trebuie să debiteze sau să absoarbă un curent care este de ordinul a 1 % din curentul comandat. şi aceasta, dacă nu am ales cumva conexiunea cu bază comună, în care sursa de semnal trebuie să debiteze întregul curent comandat... Spre deosebire de tranzistoarele bipolare, tranzistoarele cu efect de câmp controlează curentul între canalul dintre terminalul de drenă şi cel de sursă prin câmpul electric determinat de tensiunea aplicată pe poartă. Ori, cel puţin în principiu, pentru a menţine un câmp electric nu avem nevoie de un curent care să circule.

Astfel, avantajul esenţial al tranzistoarelor cu efect de câmp este acela că intensitatea curentului în terminalul porţii este practic nulă. Din acest motiv, la tranzistoarele cu efect de câmp, curentul între terminalul de drenă şi cel de sursă este controlat de tensiunea dintre poartă şi sursă.

8

Page 9: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Conducţia între drenă şi sursă are loc printr-o regiune limitată a semiconductorului, numită canal.În cazul tranzistoarelor JFET, între poartă şi canalul conductor există o joncţiune semiconductoare invers polarizată; astfel, curentul de poartă are valori de ordinul zecilor de nanoamperi.

Curenţii de poartă, de o mie de ori mai mici, se obţin în cazul celuilalt tip de tranzistoare cu efect de câmp.

La tranzistoarele MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) poarta este izolată prin intermediul unui strat de oxid de siliciu şi curentul de poartă este de ordinul zecilor de picoamperi.

3.2. Clasificare Clasificarea tranzistoarelor cu efect de câmp este complicată suplimentar de un alt aspect constructiv. Un tip de tranzistoare conduc până când se face ceva care să le micşoreze curentul: sunt tranzistoarele care au canal iniţial (depletion mode în engleză). Toate tranzistoarele JFET şi anumite tranzistoare MOSFET funcţionează după acest principiu.

Tranzistoarele de celălalt tip sunt proiectate astfel încât să nu conducă decât dacă se aplică un câmp care să "sape" un canal conductor. Sunt tranzistoarele care au canal indus (enhancement mode în engleză). Marea majoritate a tranzistoarelor MOSFET au canal indus.

Fig. 5. Clasificarea tranzistoarelor cu efect de câmp.

Dacă mai ţinem seama de felul de dopare al canalului, care poate fi n sau p, am avea în total 8 tipuri de tranzistoare cu efect de câmp. Dintre acestea, şase ar putea fi realizate, cinci sunt chiar produse şi numai patru sunt importante. Arborele familiei de tranzistoare cu efect de câmp poate fi vazut în fig. 5. Din cauza joncţiunii porţii care trebuie să fie întodeauna invers polarizată, tranzistoarele JFET (cu poartă joncţiune) nu pot fi realizate decât cu canal iniţial. Tranzistoarele cu poartă izolată pot avea oricare dintre aceste tipuri de canale, dar cele cu canal iniţial nu au decât câteva aplicaţii particulare. Ambele categorii pot avea fie canal n, fie canal p. Cum funcţionarea celor cu canal n este similară cu a tranzistoarelor bipolare NPN, voi focaliza atenţia numai asupra acestora.

3.3. Tranzistoare TEC-MOS9

Page 10: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Fig. 6. Tranzistoare MOSFET şi tipurile bipolare similare acestora

Tranzistoarele MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) sunt dipozitive electronice cu trei terminale active: poarta G (de la gate - în lb. engleză), drena D şi sursa S (Fig. 6 a). În plus, ele mai au un terminal, legat la substratul pe care a fost realizat tranzistorul, care trebuie menţinut la cel mai coborât (sau ridicat, după tipul tranzistorului) potenţial din circuit. Poarta este izolată cu un strat de oxid de siliciu, astfel încât curentul de poartă este practic nul (putând ajunge chiar la 1 pA) iar curenţii de drenă şi sursă sunt practic egali. Funcţionarea tranzistorului se bazează pe controlul conductanţei electrice a canalului între drenă şi sursă, control efectuat prin tensiunea poartă-sursă.

Curentul de poartă este atât de mic încât condensatoarele realizate pe chip-ul de siliciu în cazul memoriilor ROM (read-only memory), şi care nu au altă cale de descărcare decât poarta tranzistoarelor MOSFET cu care sunt "citite", Îşi păstrează sarcina electrică un timp care ajunge spre zece ani de zile. Există două tipuri de tranzistoare MOS: cu canal n (NMOS) sau canal p (PMOS), iar după principiul de funcţionare avem tranzistoare cu canal indus (nu există canal înainte de aplicarea unei anumite tensiuni pe poartă) sau cu canal iniţial (tensiunea aplicată pe poartă micşorează conductanţa canalului existent). Ar rezulta astfel patru tipuri de tranzistoare MOS. Cu o singură excepţie (utilizată la foarte înaltă frecvenţă), tranzistoarele MOS sunt realizate cu canal indus. Dintre acestea, ca tranzistoare discrete sunt preferate cele NMOS, având performanţe mai bune. Modul lor de comandă (Fig. 6. a) este similar cu acela al tranzistoarelor bipolar NPN. Pentru tranzistoarele NMOS cu canal indus se utilizează şi simbolurile speciale (Fig. 6. b).

10

Page 11: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Fig. 7.

Modul de comandă al tranzistoarelor NMOS şi al tranzistoarelor NPN (a) şi conexiunea cu sursă comună (b). În afara terminalelor "active" (poarta, sursa şi drena), tranzistoarele MOSFET mai au un al patrulea terminal, legat la substratul pe care a fost construit tranzistorul. Între canal şi substrat există o joncţiune semiconductoare, reprezentată pe simboluri prin săgeata desenată pe terminalul substratului. Sensul săgeţii arată sensul în care această joncţiune conduce; joncţiunea trebuie însă menţinută întodeauna invers polarizată, altfel ar compromite funcţionarea tranzistorului. Pentru ca această joncţiune să fie blocată în orice moment, pentru un tranzistor cu canal n substratul trebuie să fie legat la cel mai coborât potenţial din circuit.

Cea mai utilizată conexiune este aceea cu sursa comună porturilor de intrare şi ieşire, echivalentă cu conexiunea emitor comun de la tranzistoarele bipolare (Fig. 7. b). Cum sursa este legată la potenţialul cel mai coborât, substratul a fost legat la sursă. În această conexiune, portul de intrare este între poartă şi sursă iar portul de ieşire este între drenă şi sursă.

Există două carateristici: de transfer I f VD GS V constDS

( ) .

de ieşire I f VD DS V constGS

( ) .

3.3.1. Caracteristica de transfer

Pentru tensiuni VDS suficient de mari, caracteristica de transfer arată ca în (Fig. 8. a). Cu tensiune nulă între poartă si sursă, nu există curent de drenă; la aplicarea unei tensiuni pozitive care depăşeşte o anumită valoare VT , numită tensiune de prag (threshold în engleză), apare un canal indus, valoarea curentului fiind controlată de tensiunea pe poartă.

Dacă tensiunea poartă-sursă VGS depăşeşte tensinea de prag VT , curentul depinde parabolic de VGS .

TGSTGSD

TGSD

VVVVKI

VVI

pentru)(

pentru02

(16)

11

Page 12: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Fig. 8. Caracteristica de transfer a unui tranzistor NMOS (a), limitele împrşstierii sale tehnologice pentru tranzistorul 2N4351 (b) şi dependenţa

transconductanţei de tensiunea (c).

Parabola are minimul chiar pe axa orizontală, la V VGS T şi ID 0; a doua ramură a parabolei (pentru V VGS T ) nu face parte din caracteristica de transfer şi a fost desenată punctat în figură. Diferenţa V VGS T joacă un rol important în relaţiile ce descriu funcţionarea tranzistorului MOSFET. Peste tensiunea de prag, curentul are o dependenţă pătratică de comanda porţii.

Tranzistorul este considerat "complet" deschis (în starea ON) la o anumită valoare

a tensiunii VGS , uzual de 10 V, unde se defineşte curentul ID on( ) .

Valoarea a curentului ID on( ) este dată în foile de catalog; de aici s-ar putea estima valoarea parametrul K al tranzistorului:

2)(

)(

TonGS

onD

VV

IK

(17)

Din păcate, atât VT căt şi ID on( ) sunt puternic împrăştiate tehnologic În cadrul exemplarelor pe care producătorii le vând ca fiind de acelaşi tip. De exemplu, pentru

2N4351 produs de Motorola, tensiunea de prag este în domeniul 1,5 - 5 V, iar ID on( ) între 3 şi 15 mA. Caracteristica de transfer are, astfel, o împrăştiere tehnologică incomparabil mai mare decât la tranzistoarele bipolare; limitele acestei împrăştieri, pentru tranzistorul specificat, au fost desenate în Fig. 8. b.

La variaţii mici în jurul unui punct de funcţionare, acţiunea tranzistorului poate fi

descrisă prin transconductanţa g

dIdVm

D

GS

. Din relaţia (1) rezultă că transconductanţa este proporţională cu comanda porţii

DTGSm IKVVKg 22 (18)

aşa cum se vede în graficul din Fig. 8. c. În funcţie de curentul de drenă, transconductanţa este proporţională cu radical din curentul de drenă.

Valoarea sa cu tranzistorul complet deschis este

g

I

V Vm onD on

GS on T( )

( )

( )

2

(4)12

Page 13: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Pentru tranzistorul 2N4351, în cel mai favorabil caz ( ID on( ) 15 mA şi VT 5 V ), obţinem gm 6 mA V . Un tranzistor bipolar, operat tot la 15 mA, are transconductanţa gm 15 600 mA 25 mV mA V . În concluzie tranzistoarele cu efect de câmp au transconductanţa cu 1-2 ordine de mărime mai mică decât cele bipolare. Altfel spus, sensibilitatea controlului curentului este mult mai micâ la tranzistoarele FET.

3.3.2. Caracteristica de ieşire

Dacă aplicăm pe poartă o tensiune mai mare decât tensiunea de prag (altfel tranzistorul ar fi blocat) familia de caracteristici de ieşire are forma din Fig.9. Fiecare din caracteristici prezintă două regiuni distincte.

La valori VDS mici, curentul de drenă este aproximativ proporţional cu tensiunea drenă-sursă: tranzistorul se comportă ca un rezistor.

Fig. 9. Caracteristici de ieşire pentru tranzistorul MOSFET 2N3797.

Valoarea rezistenţei ohmice echivalente depinde de tensiunea aplicată pe poartă; avem o regiune de rezistenţă controlată. Un rezistor adevărat este însă un dispozitiv simetric: bornele sale pot fi inversate şi comportarea sa rămâne aceeaşi. În consecinţă, pentru a putea înlocui un rezistor, tranzisorul ar trebui să-şi extindă comportarea liniară a caracteristicii şi la tensiuni negative. Pentru tensiuni drenă sursă mici în valoare absolută, aşa se şi întâmplă, după cum se poate constata pe fig. 9.

În această regiune, curentul de drenă are expresia aproximativă DSTGSD VVVKI 2 (19)

tranzistorul fiind echivalent cu un rezistor de rezistenţă

TGSDS VVK

R

2

1

, (20)controlată de tensiunea aplicată pe poartă. Cum parametrul K nu este dat explicit în foile de catalog, este mult mai util să scriem relaţia precedentă în funcţie de rezistenţa RDS0 obţinută la o valoare particulară VGS0 a tensiunii poartă-sursă

R RV V

V VDS DSGS T

GS T

0

0

. (21) Cea mai mică valoare a rezistenţei se obţine când tranzistorul este complet deschis;

ea poate fi exprimată prin parametrul ID on( ) ca

13

Page 14: STUDIUL TRANZISTOARELOR

)(

)()( 2 onD

TonGSonDS I

VVR

În foile de catalog este dată valoarea sub care se găseşte garantat această rezistenţă (cel mai defavorabil caz).

Într-a doua regiune, tranzistorul se comportă cu totul altfel: la valori VDS mari, curentul încetează practic să mai depindă de tensiunea drenă-sursă, ieşirea comportându-se ca o sursă de curent controlată de tensiunea de poartă. Se observă aici saturaţia curentului de drenă în raport cu tensiunea drenă-sursă.

În regiunea de sursă de curent controlată, este valabilă relaţia (16) şi aici am ridicat caracteristica de transfer şi am definit transconductanţa. Cu tranzistorulîn acest regim de funcţionare se pot realiza amplificatoare (pentru că ID nu este saturat în raport cu mărimea de intrare VGS ci, din contră, este controlat practic numai de aceasta).

Este foarte important să cunoaştem limita aproximativă între cele două regiuni de funcţionare. Astfel, pentru o tensiune poartă-sursă fixată, frontiera între regiunea de rezistor controlat şi aceea de sursă de curent controlată este la o valoare a tensinii drenă-

sursă egală cu comanda porţii V V VDS GS Tlimita .

3.4.Tranzistoare TEC-J

La tranzistoarele cu efect de câmp cu poartă joncţiune (JFET), între poartă şi canalul conductor există o joncţiune invers polarizată. Tensiunea aplicată între poartă şi sursă controlează conducţia în canalul dintre drenă şi sursă. Deoarece joncţiunea este invers polarizată, curentul de poartă este mult mai mic decât curentul de bază de la tranzistoarele bipolare, având valori de ordinul zecilor de nanoamperi. Dacă la tranzistoarele de tip metal oxid semiconductor (MOSFET) putem avea fie canal iniţial, fie canal indus, datorită principiului de funcţionare, tranzistoarele JFET nu pot fi realizate decât având canal iniţial.

Aceasta înseamnă că la tensiune nulă între poartă şi sursă VGS 0, tranzistorul conduce între dreă şi sursă, urmând ca acest curent ID să fie micşorat prin aplicarea unei tensiuni VGS care polarizează invers joncţiunea porţii.

S

D

GB

E

C

S

D

GB

E

C

( )JFET cu canal n

JFET cu canal p

( )

Fig. 10. Tranzistoare JFET şi coreespondentele lor bipolare.

14

Page 15: STUDIUL TRANZISTOARELOR

După tipul de dopare, există două tipuri de tranzistoare JFET: cu canal de tip n (similare tranzistoarelor bipolare NPN) şi cu canal p (similare tranzistoarelor bipolare PNP). Simbolurile lor sunt prezentate în Fig. 10, alături de corespondentele lor bipolare. Săgeata arată sensul direct al joncţiunii; în aplicaţii, joncţiunea porţii trebuie întodeauna polarizată invers.

Tranzistoarele JFET cu canal n sunt mai frecvent utilizate. Modul de comandă al acestora este reprezentat în Fig.11.

G

D

JFET cu canal n bipolar NPN

+

on

offB E

Con

off

+

a)

D

+

_

VGS

ID +

_

IG =0VDS

SG

VGS < 0

S

tensiunenegativa !

b) Fig. 11.

Cea mai utilizată conexiune este accea cu sursa comună porturilor de intrare şi ieşire, echivalentă cu conexiunea emitor comun de la tranzistoarele bipolare (Fig.13. b). În acest caz, portul de intrare este între poartă şi sursă iar portul de ieşire este între drenă şi sursă. Deoarece nu există curent de poartă se vor studia caracteristica de transfer I f VD GS V constDS

( ) . şi cea de ieşire I f VD DS V constGS

( ) .

Fig. 12. Caracteristica de transfer pentru tranzistoare JFET şi MOSFET cu canal indus (a)

şi dependenţa transconductanţei de tensiunea pentru JFET (b). În Fig.12.a) este reprezentată caracteristica de transfer a unui tranzistor JFET (care are obligatoriu canal iniţial) împreună cu aceea a unui tranzistor MOSFET cu canal indus. Se observă faptul că ele sunt asemănătoare, aceea a tranzistorului JFET fiind deplasată pe axa tensiunilor spre valori negative.

15

Page 16: STUDIUL TRANZISTOARELOR

La tranzistorul JFET, cu tensiune nulă între poartă si sursă curentul de drenă nu este nul şi valoarea sa este un parametru important al tranzistorului, fiind notat cu IDSS.

Canalul iniţial poate fi închis progresiv prin aplicarea unei tensiuni poartă-sursă negative. Când valoarea ei ajunge la VP , numită tensiune de blocare sau tăiere (cutoff voltage sau pinch-off voltage în engleză), curentul de drenă devine nul. Pentru tensiuni VDS suficient de mari curentul depinde parabolic de tensiunea poartă-sursă VGS .

PGSP

GSDSSD

PGSD

VVV

VII

VVI

pentru1

pentru02

(22) Dacă comparăm relaţia anterioară cu aceea de la tranzistorul MOSFET I K V VD GS T ( )2

şi facem înlocuirileV V

I V K

P T

DSS P

2 (23)

se obsevă că avem, de fapt, exact aceeaşi dependenţă. Formele sub care se utilizează sunt diferite pentru că la JFET este comod să folosim ca parametru curentul de drenă IDSS (definit la VGS 0).

Din acest motiv, toate relaţiile de la secţiunea precedentă, unde am abordat tranzistoarele MOSFET, rămân valabile şi pentru tranzistoarele JFET. Vor apărea puţin diferite ca formă dar cu înlocuirile (11) ele devin identice.

Ca şi la tranzistoarele MOSFET, parametrii tranzistoarelor sunt puternic împrăştiaţi

tehnologic: tensiunea de tăiere poate avea o dispersie de 5V iar IDSS o variaţie în raportul 5

la 1. Aşa cum am văzut, aceasta produce o slabă predictibilitate a punctului de funcţionare.La variaţii mici în jurul unui punct de funcţionare, acţiunea tranzistorului poate fi

descrisă prin transconductanţa g

dIdVm

D

GS

. Din relaţia (23) rezultă că aceasta este proporţională cu radicalul din curentul de drenă

D

P

DSSPGS

P

DSSm I

V

IVV

V

Ig 22

2

(24) Dependenţa transconductanţei de tensiunea VGS a fost reprezentată în Fig.12.b); valoarea maximă a trasconductanţei se obţine cu poarta legată la sursă, când VGS 0:

g

I

VmDSS

Pmax 2

. (25)

16

Page 17: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Fig. 13. Caracteristici de ieşire pentru tranzistorul JFET.

Dacă aplicăm pe poartă o tensiune mai mare decât tensiunea de prag, familia de caracteristici de ieşire are forma din Fig.13. Fiecare din caracteristici prezintă două regiuni distincte.

La valori VDS mici, curentul de drenă este aproximativ proporţional cu tensiunea drenă-sursă, tranzistorul comportând-se ca un rezistor.Valoarea rezistenţei ohmice echivalente depinde de tensiunea aplicată pe poartă; avem o regiune de rezistenţă controlată. Pentru tensiuni drenă sursă mici în valoare absolută, această regiune se continuă şi la tensiuni drenă-sursă negativă.

În această regiune, dependenţa curentului de sursă poate fi aproximată prin

DSPGSP

DSSD VVV

V

II

22

(26)

tranzistorul are o comportare de rezistor, cu rezistenţa

PGSDSS

PDS VVI

VR

2

2

(27)controlată de tensiunea aplicată pe poartă. Valoarea minimă a acestei rezistenţe se obţine când poarta este legată la sursă şi VGS 0. În aceste condiţii,

RV

IDSP

DSSmin

2 (28)

Într-a doua regiune, tranzistorul are o comportare complet diferită:la valori VDS mari, curentul încetează practic să mai depindă de tensiunea drenă-sursă, ieşirea comportându-se ca o sursă de curent controlată de tensiunea de poartă. În regiunea de sursă de curent controlată, este valabilă relaţia (22) şi aici s-a ridicat caracteristica de transfer şi s-a definit transconductanţa. Cu tranzistorul în acest regim de funcţionare se pot realiza amplificatoare (pentru că ID nu este saturat în raport cu mărimea de intrare VGS ci, din contră, este controlat practic numai de aceasta).

Comparaţia relaţiei (18) cu (14) arată un lucru extrem de interesant: alegând o tensiune de poartă, rezistenţa din regiunea de rezistenţă controlată este inversul transconductanţei din regiunea de saturaţie.

17

Page 18: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Este util să cunoaştem o limită aproximativă între aceste două regiuni. Astfel, pentru o tensiune poartă-sursă fixată, frontiera între regiunea de rezistor controlat şi aceea de sursă de curent controlată este la o valoare a tensinii drenă-sursă egală cu comanda porţii V V VDS GS Plimita . În Fig.13. această frontieră a fost desenată cu linie întreruptă.

4. MĂSURI DE PROTECŢIA MUNCII LA UTILIZAREAINSTALAŢIILOR ŞI ECHIPAMENTELOR ELECTRONICE

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesară eliminarea posibilităţii de trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

Măsurile, amenajările şi mijloacele de protecţie trebuie să fie cunoscute de către tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate.

Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la locurile de muncă sunt: Asigurarea inaccesibilităţii elementelor care fac parte din circuitele electrice şi care se

realizează prin:- amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum şi a unor echipamente

electrice, la o înălţime inaccesibilă pentru om. Astfel, normele prevăd că înălţimea minimă la care se pozează orice fel de conductor electric să fie de 4M, la traversarea părţilor carosabile de 6M, iar acolo unde se manipulează materiale sau piese cu un gabarit mai mare, această înălţime se depăşească cu 2,25m gabaritele respective.

- izolarea electrică a conductoarelor;- Folosirea carcaselor de protecţie legate la pământ;- Îngrădirea cu plase metalice sau cu tăblii perforate, respectându-se distanta impusă

până la elementele sub tensiune. Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24, 36V) pentru lămpile şi sculele electrice

portative. Sculele şi lămpile portative care funcţionează la tensiune redusă se alimentează la un transformator coborâtor. Deoarece exista pericolul inversării bornelor este bine că atât distanta picioruşelor fiselor de 12, 24 şi 36V, cât şi grosimea acestor picioruşe, să fie mai mari decât cele ale fiselor obişnuite de 120, 220 şi 380 V, pentru a evita posibilitatea inversării lor. La utilizarea uneltelor şi lămpilor portative alimentate electric, sunt obligatorii:

- verificarea atentă a uneltei, a izolaţii ai a fixării sculei înainte de începerea lucrului;- evitarea răsucirii sau a încolăcirii cablului de alimentare în timpul lucrului şi a

deplasării muncitorului, pentru menţinerea bunei stări a izolaţiei;- menajarea cablului de legătură în timpul mutării uneltei dintr-un loc de muncă în altul,

pentru a fi solicitat prin întindere sau răsucire; unealta nu va fi purtată ţinându-se de acest cablu;

- evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces şi în locurile de depozitare a materialelor; dacă acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin îngropare, acoperire, cu scânduri sau suspendate;

- interzicerea reparării sau remedierii defectelor în timpul funcţionarii motorului sau lăsarea fără supraveghere a uneltei conectate la reţeaua electrică.

18

Page 19: STUDIUL TRANZISTOARELOR

Folosirea mijloacelor individuale de protecţie şi mijloacelor de avertizare. Mijloacele de protecţie individuală se întrebuinţează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă şi pot fi împărţite în două categorii: principale şi auxiliare.Mijloacele principale de protecţie constau din: tije electroizolante, cleşti izolanţi şi

scule cu mânere izolante. Izolaţia acestor mijloace suporta tensiunea de regim a instalaţiei în condiţii sigure; cu ajutorul lor este permisă atingerea părţilor conductoare de curent aflate sub tensiune.

Mijloacele auxiliare de protecţie constau din: echipament de protecţie (mănuşi, cizme, galoşi electroizolanţi), covoraşe de cauciuc, platforme şi grătare cu picioruşe electroizolante din porţelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza însă singure securitatea împotriva electrocutărilor.

Întotdeauna este necesară folosirea simultană cel puţin a unui mijloc principal şi a unuia auxiliar.

Mijloacele de avertizare constau din plăci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilită prin standarde şi care conţin indicaţii de atenţionare), îngrădiri provizorii prevăzute şi cu plăcute etc. Acestea nu izolează, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie de punctele de lucru periculoase.

Deconectarea automată în cazul apariţiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplica mai ales la instalaţiile electrice care funcţionează cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat faţă de pământ.Menţionând faptul că un curent de defect 300-500A poate deveni în anumite condiţii,

un factor provocator de incendii, aparatul prezentat asigura protecţia şi împotriva acestui pericol.

Întreruptorul este prevăzut cu carcase izolante, şi este echipat cu declanşatoare termice, electromagnetice şi releu de protecţie la curenţi de defect.

Separarea de protecţie se realizează cu ajutorul unui transformator de separaţie. Prin acesta, se urmăreşte crearea unui circuit izolat faţă de pământ, pentru alimentarea echipamentelor electrice, la care trebuie înlăturat pericolul de electrocutare. În cazul uni defect, intensitatea curentului care se închide prin om este foarte mică, deoarece trebuie să treacă prin izolaţia care are o rezistenţă foarte mare.

Condiţiile principale care trebuie îndeplinite de o protecţie prin separare sunt:- la un transformator de separaţie să nu se poată conecta decât un singur utilaj;- izolaţia conductorului de alimentare să fie întotdeauna în stare bună, pentru a fi

exclusă posibilitatea apariţii unui curent de punere la pământ de valoare mare. Izolarea suplimentară de protecţie consta în executarea unei izolări suplimentare faţă

de izolarea obţinută de lucru, dar care nu trebuie să reducă calităţile mecanice şi electrice impuse izolării de lucru.Izolarea suplimentară de protecţie se poate realiza prin:

- aplicarea unei izolări suplimentare intre izolaţia obişnuită de lucru şi elementele bune conducătoare de electricitate ale utilajului;

- aplicarea unei izolaţii exterioare pe carcasa utilajului electric;- izolarea amplasamentului muncitorului faţă de pământ. Protecţia prin legarea la pământ este folosită pentru asigurarea personalului contra

electrocutării prin atingerea echipamentelor şi instalaţiilor care nu fac parte din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de

19

Page 20: STUDIUL TRANZISTOARELOR

izolaţie. Elementele care se leagă la pământ şut următoarele: carcasele şi postamentele utilajelor, maşinilor şi ale aparatelor electrice, scheletele metalice care susţin instalaţiile electrice de distribuţie, carcasele tablourilor de distribuţie şi ale tablourilor de comandă, corpurile manşoanelor de calibru şi mantalele electrice ale cablurilor, conductoarele de protecţie ale liniilor electrice de transport etc. Instalaţia de legare la pământ consta din conductoarele de legare la pământ şi priza de pământ, formată din electrozi. Prizele de pământ verticale sau orizontale se realizează astfel încât diferenţa de potenţial la care ar putea fi expus muncitorul prin atingere directă să nu fie mai mare de 40V.În general, pentru a se realiza o priză bună, cu rezistenţa mică, elementele ei metalice

se vor îngropa la o adâncime de peste 1M, în pământul bun conducător de electricitate, bine umezit şi bătut.

Sistemul de priza (legare la pământ) separată pentru fiecare utilaj prezintă următoarele dezavantaje: este costisitor (cantităţi mari de materiale şi manopera); unele utilaje (transformatoare de sudură, benzi transportoare etc.) se mută frecvent dintr-un loc în altul; legătura este de multe ori incorect executată datorită caracterului de provizorat al instalaţiei.

Protecţia prin legare la nul se realizează prin construirea unei reţele generale de protecţie care însoţesc în permanenţă reţeaua de alimentare cu energie electrică a utilajelor.Reţeaua de protecţie are rolul unui conductor principal de legare la pământ, legat la

prize de pământ cu rezistenţa suficient de mică.Sistemul prezintă o serie de avantaje:

- utilajele electrice pot fi legate la o instalaţie de legare la pământ cu o rezistenţă suficient de mică;- este economic, deoarece la instalaţiile provizorii pentru şantiere, materialele folosite pot fi recuperate în cea mai mare parte;- este uşor de realizat, putând fi folosite prizele de pământ naturale, constituite chiar din construcţiile de beton armat;- permite să se execute legături sigure de exploatare, deoarece are prize stabile cu durată mare de funcţionare;- toate utilajele electrice pot fi racordate cu uşurinţă la reţeaua de protecţie;- se poate executa în mod facil un control al instalaţiei de legare la pământ, deoarece legăturile sunt simple şi vizibile, iar prizele de pământ pot fi separate pe rând pentru măsurare, utilajele rămânând protejate sigur de celelalte prize. Pentru cazul unei întreruperi accidentale a legăturii la nul se prevede, ca o măsură suplimentară, un număr de prize de pământ.

În aceeaşi instalaţie nu este permisă protejarea unor utilaje electrice prin legare la pământ, iar a altora prin legare la nul. Instalaţia de protecţie nu poate fi modificată în timpul exploatării, fără un proiect şi fără dispoziţia şefului unităţii respective.

Conductoarele de legare la pământ şi la nul nu se vor folosi pentru alte scopuri (alimentarea corpurilor de iluminat, a prizelor monofazate etc.). Conductoarele circuitelor electrice prin care circulă curentul de lucru (conductoarele de nul, de lucru) nu pot fi folosite drept conductoare de protecţie. Pentru a nu se crea confuzii, conductoarele de nul de protecţie se vopsesc în culoarea roşie (sau se folosesc conductoare cu izolaţie roşie), iar cele de lucru în culoare alb-cenuşiu.

Protecţia prin egalizarea potenţialelor este un mijloc secundar de protecţie şi constă în efectuarea unor legături, prin conductoare, în toate părţile metalice ale diverselor

20

Page 21: STUDIUL TRANZISTOARELOR

instalaţii şi ale construcţiilor, care în mod accidental ar putea intra sub tensiune şi ar fi atinse de către un muncitor ce lucrează sau de către o persoană care trece prin acel loc.Prin intermediul legăturilor se realizează o reducere diferenţelor de potenţial dintre

diferite obiecte metalice sau chiar o anulare a acestor diferenţe, obţinându-se astfel egalizarea potenţialelor şi deci eliminarea pericolului de electrocutare. De precizat însă că reţeaua de egalizare trebuie conectată la instalaţia de legare la pământ sau la nul.

21

Page 22: STUDIUL TRANZISTOARELOR

BIBLIOGRAFIE

1. Alex. I . Stan, Traian Cănescu, Mihai Huhulescu, C-tin Popescu, D. Simulescu, Aparate echipamente şi instalaţii de electronică industrială, Ed. Didactică şi pedagogică, R.A. Bucureşti, 1998.

2. Mares F., Cociuba P., Macadon D.C., Electrotehnică şi măsurări electrice Editura DIDAKTICOS, TIMIŞOARA, 2005

3. Cosma D. , Mares F., Chivu A., Componente şi circuite electronice. Lucrări practice, Editura Arves, Craiova 2008

4. Antoniu M., Măsurări electronice. Metrologie, aparate de măsură analogice, Ed. SATYA, Iaşi, 1999.

5. Bărbulescu D., Marcuţa C., Măsurări electrice şi electronice. Îndrumar de laborator, Institutul Politehnic Iaşi, 1986.

6. Bogoevici N., Electrotehnică şi măsurări electrice, Ed. Didactica şi pedagogica, Bucureşti, 1979.

7. Ignea A., Măsurarea electrica a mărimilor neelectrice, Ed. de Vest, Timişoara, 1996.

8. Iliescu C., Ionescu - Golovanov C., ş.a., Măsurări electrice şi electronice, Ed. Didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1983.

22

Page 23: STUDIUL TRANZISTOARELOR

CUPRINS

ARGUMENT1. INTRODUCERE2. TRANZISTORUL BIPOLAR

2.1. Noţiunea de tranzistor bipolar. Structura şi joncţiunile tranzistorului bipolar2.2. Tranzistorul bipolar ca element al circuitului2.3. Regimul de lucru şi procesele fizice în tranzistorul bipolar

2.3.1. Regimul de lucru al tranzistoarelor bipolare2.3.2. Regim de blocaj2.3.3. Regim de saturaţie2.3.4. Regimul activ2.3.5. Regim de inversie

3. TRANZISTOARE UNIPOLARE3.1. Generalitaţi3.2. Clasificare3.3. Tranzistoare TEC-MOS

3.3.1. Caracteristica de transfer3.3.2. Caracteristica de ieşire3.4.Tranzistoare TEC-J

4. MĂSURI DE PROTECŢIA MUNCII LA UTILIZAREA INSTALAŢIILOR ŞI ECHIPAMENTELOR ELECTRONICE

BIBLIOGRAFIE

23