Lineáris és nemlineáris működés

A tranzisztor olyan félvezető eszköz, amelyet az áramkörökben kapcsolóként, vagy leggyakrabban erősítő elemként használhatunk fel. A kapcsolóüzemű alkalmazás elsősorban a digitális technikában, míg az erősítő üzemmódban analóg és digitális áramkörökben alkalmazzuk. A tranzisztor megfelelő működésének érdekében a munkapontját úgy kell megválasztani, hogy az elvárt működésnek megfeleljen

Bipoláris tranzisztor

A tranzisztor munkapontja

Nézzük meg, milyen kritériumok alapján választjuk meg a munkapont helyzetét az adott átviteli karakterisztikán:
 A bemeneti jel maximális értékének hatására a munkapont még az átviteli karakterisztika lineáris szakaszán helyezkedjen el.
 Működés során a tranzisztor jellemző értékei ne haladják meg a gyártók által előírt határértékeket.
 Biztosítani kell a tranzisztor stabil működését akkor is, ha pl. változások következnek be a környezeti hőmérsékletben, a tápfeszültségben.
 A tranzisztor zajtényezője az előírt értéken belül kell, hogy maradjon.

JFET

Bipoláris tranzisztorok üzemmódjai

Ha felvesszük egy bipoláris és egy térvezérlésű tranzisztor átviteli karakterisztikáját, akkor a jelleggörbéken megkülönböztethetünk egy nemlineáris (I.) és egy lineáris (II.) tartományt. A munkapont elhelyezésétől függően a tranzisztor működése lehet:
 lineáris működésű: a tranzisztoron folyó áram egyenesen arányos a vezérlőjel megváltozásával,
 nemlineáris működésű: a tranzisztoron folyó áram nem egyenesen arányos a vezérlőjel időbeni lefolyásával.
Figyeljük meg a jelleggörbéken feltüntetett munkapontokat. Ha az munkapont a jelleggörbe lineáris szakaszára esik, akkor a tranzisztor lineáris elemként viselkedik. A tranzisztor lineáris működését erősítőkapcsolásokban használhatjuk. A tranzisztor nemlineáris működését pedig – az munkapont beállításakor – elektronikus kapcsolási feladatok megoldására alkalmazhatjuk.
A valóságban a tranzisztorok karakterisztikái nem biztosítanak tökéletesen lineáris működést, ezért nemlineáris torzítások lépnek fel.
Bipoláris tranzisztorok működése
Figyeljük meg, hogy ha a vezérlést változtatjuk, a munkapont megváltoztatja helyzetét a karakterisztikán.

A bipoláris tranzisztorok kapcsolóüzeme

A munkaegyenes egy kitüntetett pontja, amely meghatározza a tranzisztor működési paramétereit.

Lineáris működés: a tranzisztoron folyó áram egyenesen arányos a vezérlőjel megváltozásával.

Nemlineáris működés: a tranzisztoron folyó áram nem egyenesen arányos a vezérlőjel időbeni lefolyásával.