Uvod
Tranzistor je aktivna poluprovodička elektronska komponeneta koja se koristi za pojačavanje
električnih signala, prekidanje struje, stabilizaciju napona, modulaciju signala... Zbog čega
tranzistori predstavljaju jedan od osnovnih elemenata gotovo svih elektronskih sklopova i
uređaja.
Tranzistori se prema načinu rada dijele na dvije osnovne grupe: bipolarne tranzistore (eng.
BJT – Bipolar Junction Transistor) kod kojih provodnost zavisi od elektrona u NPN i šupljina
u PNP tipu, i unipolarne tranzistore (eng. FET – Field Effect Transistor) kod kojih
provodnost zavisi od elektrona u N-kanalu ili šupljinama u P kanalu.
Prvi tranzistor su napravili Vilijam Šokli, Džon Bardin i Valter Bretejn 22. decembra 1947.
godine u Belovim laboratorijama. Šokli, Bardin i Bretejn su dobili Nobelovu nagradu za svoj
izum „za njihova istraživanja poluprovodnika i otkriće tranzistorskog efekta“.
Prvi silicijumski tranzistor proizveden je 1954.godine, od strane kompanije Texas
Instruments. Nakon čega je usljedio veoma brz razvoj poluprovodničke tehnologije.
Kod unipolarnih tranzistora struju čine samo jedna vrsta naelektrisanja a to su glavni nosioci
naelektrisanja, ovakvom strujom se upravlja električnim poljem. Zbog toga se unipolarni
tranzistori nazivaju i tranzistori sa efektom polja. Karakteristika im je izrazito veliki ulazni
otpor te ih možemo smatrati naponski upravljanim aktivnim izvorom.
Unipolarni tranzistori u zavisnosti od tehnologije izrade mogu se podeliti na:
Spojni (engl. Junction field-effect transistor) – JFET
Sa izoliranim izlazom (engl. Insulated gate FET) – IGFET
Metal oksidni (engl. metal oxide semiconductor FET) – MOSFET
Vertikalni metal oksidni (engl. vertical metal oxide semiconductor FET)
– VMOSFET
Izvodi kod unipolarnih tranzistora su:
Source [S]
Drain [D]
Gate [G]
Osnovna funkcija tranzistora je da kontroliše protok struje. Tranzistor funkcioniše tako što sa
malom strujom u kolu emiter-baza možemo upravljati znatno jačom strujom u kolu emiter-
kolektor. Ova pojava naziva se tranzistorski efekat. Pojačanje tranzistora izražava se kao faktor
strujnog pojačanja u spojevima sa zajedničkim emiterom:
JFET tranzistori
a) Izvedba JFET-a , b) simboli n-kanalnog i p-kanalnog JFET-a
Kada tranzistor kao upravljačku elektrodu (gejt) koristi inverzno polarizovan p-n spoj, tada se
naziva FET transistor sa upravljačkim p-n spojem ili JFET (engl. Junction-gate Field-Effect
Transistor). Rad ovih unipolarnih tranzistora zasnovan je na principu promjene debljine
provodnog kanala sužavanjem ili širenjem područja prostornog naboja (osiromašenog sloja)
p-n spoja. JFET se sastoji iz osnovne poluprovodničke oblasti n (ili p) tipa na koju su
priključene elektrode sorsa (engl. source) i drejna (engl. drain), dok se između tih priključaka
nalaze oblasti suprotnog tipa u odnosu na osnovnu oblast.
Za razliku od bipolarnoga tranzistora, kod FET-a nositelji naboja koji čine struju, ne prelaze
preko odgovarajuće polariziranih P-N spojeva među pojedinim elektrodama, već teku kroz
dio poluvodiča koji se naziva kanal. Ovisno o tome koji se tip nosioca naboja nalazi u kanalu,
unipolarni tranzistori mogu biti p-kanalni ili n-kanalni.
Kod n-kanalnog tranzistora gejt je načinjen od poluprovodničkog materijala p-tipa sa
homogenom koncentracijom akceptorskih primjesa.
Područje P tipa je legirano područje p+ tipa poluprovodnika na koje je priključen gejt.
Za rad u aktivnom području N JFET-a potrebno je na drejn priključiti pozitivan kraj izvora
jednosmjernog napona, a na sors negativan kraj istog izvora. Pri čemu gejt mora biti
priključen na minus pol baterije u odnosu na sors kako bi se obezbjedila inverzna polarizacija
p-n spoja. Time se postiže da je struja gejta praktično veoma mala, te se može zanemariti.
Naime, jednosmjerna struja gejta je veoma malena u poređenju sa strujom drejna što
implicira da je ulazna otpornost gejta vrlo velika.
