Tranzystory można skutecznie wykorzystać jako przełączniki w obwodach elektronicznych, kontrolując przepływ prądu między dwoma zaciskami (zwykle kolektorem i emiterem w przypadku bipolarnych tranzystorów złączowych). Oto jak to działa: Gdy do zacisku bazy tranzystora przyłożony zostanie niewielki prąd lub napięcie, powoduje to przepływ większego prądu pomiędzy zaciskami kolektora i emitera. Ten mechanizm sterujący pozwala tranzystorom działać jak przełączniki, które można włączyć (stan przewodzący) lub wyłączyć (stan nieprzewodzący) w oparciu o sygnał wejściowy na bazie.
Aby zrozumieć, jak tranzystor działa jako przełącznik, rozważ typową konfigurację tranzystora NPN. W tranzystorze NPN, gdy do bazy (typ P) zostanie przyłożony niewielki prąd, umożliwia to przepływ znacznie większego prądu z kolektora (typ N) do emitera (typ N). To działanie przełączające ma miejsce, ponieważ złącze baza-emiter staje się spolaryzowane w kierunku przewodzenia, umożliwiając przepływ prądu z kolektora do emitera. Gdy do bazy nie jest doprowadzany żaden prąd, tranzystor znajduje się w stanie wyłączonym i z kolektora do emitera przepływa bardzo mały prąd.
Tranzystory znajdują liczne zastosowania jako przełączniki w obwodach elektronicznych:
- Cyfrowe obwody logiczne: Tranzystory to podstawowe elementy cyfrowych bramek i obwodów logicznych, w których przełączają się między stanami (włączenie/wyłączenie), aby reprezentować wartości binarne (0 i 1).
- Sterowanie mocą: Tranzystory służą do kontrolowania mocy dostarczanej do obciążeń, takich jak silniki, światła i grzejniki. Włączając lub wyłączając tranzystor, można regulować prąd płynący do obciążenia.
- Przełączanie sygnału: Tranzystory mogą przełączać sygnały w obwodach elektronicznych, kierując sygnały do różnych ścieżek w oparciu o sygnały sterujące podawane do terminala bazowego. Jest to przydatne w zastosowaniach przełączania audio i wideo.
Tranzystory mogą działać jako wzmacniacze lub przełączniki, w zależności od tego, jak są spolaryzowane i skonfigurowane w obwodzie. Jako wzmacniacze, tranzystory wzmacniają małe sygnały wejściowe do większych sygnałów wyjściowych. W trybie przełączania tranzystory kontrolują przepływ prądu lub sygnałów między swoimi zaciskami. W zastosowaniach przełączających tranzystory zwykle pracują w stanie nasycenia (stan włączenia) lub odcięcia (stan wyłączenia), w zależności od pożądanej mocy wyjściowej i charakterystyki sterowanego obciążenia.
Użycie tranzystora jako przełącznika silnika polega na podłączeniu silnika do kolektora i zasilania do emitera tranzystora. Baza tranzystora jest podłączona do sygnału sterującego (zazwyczaj przez rezystor ograniczający prąd). Kiedy sygnał sterujący zostanie przyłożony do bazy, włącza tranzystor, umożliwiając przepływ prądu z emitera do kolektora, a tym samym zasilanie silnika. Po usunięciu lub zmniejszeniu sygnału sterującego tranzystor wyłącza się, odcinając dopływ prądu do silnika i zatrzymując jego pracę. Taki sposób przełączania pozwala na efektywne sterowanie silnikami i innymi urządzeniami wysokoprądowymi w obwodach elektronicznych i układach automatyki.
