II. Životodárny spoj a súčiastka

V tejto časti článku si povieme niečo podrobnejšie o PN-priechode a nazrieme do tranzistorov. Už z prvej časti vieme, že PN-priechod je rozhranie medzi P a N typom polovodiča. Nevznikne však mechanickým spojením t.j. ,že priložíme jednotlivé časti k sebe. Vzniká špeciálnym technologickým postupom:
1. Zlievaním
2. Difúziou
3. Epitaxným rastom
4. Iónovou implantáciou

V momente po vytvorení PN-priechodu nastane takzvaný difúzny pohyb majoritných nosičov t.j., že nosiče sa pohybujú smerom k priechodu. V jeho oblasti zrekonbinujú, vzniknú atómy a takzvaná vyprázdnená oblasť = potenciálová bariéra. Na PN-priechode pôsobí difúzne napätie,ktoré bráni majoritným nosičom prejsť cez priechod. Umožnuje však prechod minoritných nosičov => difúzne napätie klesá, tak môže prejsť niekoľko majoritných nosičov, potom difúzne napätie znova rastie a za krátky čas nastane tzv. dynamická rovnováha PN-priechodu t.j., že neprejde žiadny nosič.
Difúzne napätie sa z kryštalickej mriežky odviesť nedá, pretože ho tvoria nosiče umiestnené priamo v mriežke – je to tzv. viazaný náboj.

Dobre, lenže keď výrobca vytvorí samotný PN-priechod, tak mu je v podstate na nič. Preto sa k oblastiam P a N typu nanesie napríklad naparovaním vrstvička kovu, na ktorú sa pripájkujú vývody.Tým pádom môžeme PN-priechod pripojiť na vonkajšie jednosmerné napätie. Tento proces sa nazýva polarizácia PN-priechodu. A môže byť polarizovaný:

1. Priepustne:

V tomto prípade sú majoritné nosiče odpudzované od elektródy k vyprázdnenej oblasti,ktorá sa postupne zmenšuje, až zanikne.Tým pádom môžu majoritné nosiče volne prechádzať cez priechod a obvodom preteká prúd If. Pri zvýšení vonkajšieho napätia prudko vzrastá, pretože je tvorený majoritnými nosičmi.

2. Záverne:

Ak obrátime polaritu napätia, tak potenciálová bariéra medzi P a N vzrastie a vyprázdnená oblasť sa ešte viac rozšíri. Tým pádom majoritné nosiče nemôžu prejsť cez PN-priechod. Cez obvod tečie len velmi malý prúd Ir tvorení minoritnými nosičmi.

Toto je v jednoduchosti popísaný princíp PN-priechodu,ktorý využíva životne dôležitá súčasť našich PC, tranzistor :)

Tranzistory poznáme bipolárne a unipolárne.

I. Bipolárne:
Už z názvu vyplýva, že využíva dva nosiče náboja t.j. elektróny a diery. Skladá sa z dvoch PN-priechodov, ktoré sú oddelené velmi tenkou vrstvou polovodiča. Podla toho, či je stredná vrstva typu N alebo P rozoznávame tranzistory typu PNP a NPN.
Samozrejme, že tranzistor pracuje iba vtedy ak má polarizované PN-priechody. Označme si ich ako J1 a J2 a môžu byť polarizované následovne:
J1 priepustne a J2 záverne = aktívny režim tranzistora
J1 záverne a J2 priepustne = inverzný režim tranzistora
J1 priepustne a J2 priepustne = vodivý režim tranzistora
J1 záverne a J2 záverne = nevodivý režim tranzistora
V technickej praxi sa najčastejšie využíva aktívny režim tranzistora.

Ďalej je veľmi dôležité zapojenie tranzistora,ktoré môže byť:
So spoločným emitorom SE
So spoločnou bázou SB
So spoločným kolektorom SC
Najčastejšie sa využíva zapojenie so spoločným emitorom.

II. Unipolárne:
Od bipolárnych tranzistorov sa líšia najmä tým, že nemajú 2 PN-priechody, využívajú len jeden druh nosičov náboja (buď elektróny alebo diery) a prúd tranzistora sa ovláda vonkajším napätím. Používajú aj názov „tranzistory riadené polom (field effect transistors FET). Ich velkou výhodou je aj to, že sa majú omnoho menšie stratové teplo ako bipolárne.
Využitie má hlavne ako:
1. Diskrétna súčiastka v obvodoch:
- vstupné obvody zosilňovačov (vzhladom na ich vysoký vstupný odpor a nízku úroveň vlastných šumov)
- VF zosilňovače a zmiešavače TV prijímačov
- v meničoch jednosmerných signálov na striedavé
- vo filtroch a iných obvodoch, ako prvky s riadením odporom
2. Ako súčasť číslicových INTEGROVANÝCH OBVODOV:
- sú veľmi rýchle, majú nízku energetickú náročnosť a vysokú hustotu integrácie

Najpoužívanejšie je taktiež ako u bipolárnych zapojenie so spoločným emitorom.
Vzhľadom na ich princíp činnosti t.j., že sú ovládané vonkajším elektrickým polom, sú veľmi citlivé na bežnú statickú elektrinu.To znamená, že sa nesmú chytať do ruky.

PN-priechod využívajú aj ďalšie súčiastky ako diódy,diak,triak,tyristor.

Tak a máme za sebou ten najzákladnejsí základ ;) V ďalšej časti môžeme pustiť do integrovaných obvodov :)