Tranzistor

Kako NPN tranzistor malom strujom baze uključuje veliku struju: baza, kolektor i emiter, tranzistor kao sklopka uz Arduino, pojačanje, otpornik baze i toplina.

05.11.2026. Elektronika Info

Mnogo malih crnih tranzistora s tri nožice i jedan veći tranzistor s metalnom pločicom

Što je tranzistor?

Tranzistor je elektronička sklopka bez pokretnih dijelova. Mala struja na jednoj nožici uključuje veliku struju kroz druge dvije. Zamisli slavinu: malim pokretom ruke pustiš jak mlaz vode, a ruka pritom ne nosi vodu.

Tranzistor ima tri nožice:

baza (B) je ručica slavine: u nju ulazi mala upravljačka struja,
kolektor (C) i emiter (E) su cijev: kroz njih teče velika struja, od kolektora prema emiteru.

Tranzistori su u svakom čipu: procesor mobitela ima ih milijarde. Mi koristimo pojedinačne tranzistore, najčešće vrste NPN.

Kako ga prepoznati?

Mali tranzistori su u crnom kućištu s jednom ravnom stranom, koje se zove TO-92. Na ravnoj strani piše oznaka, a ispod su tri nožice.

Dva tranzistora u kućištu TO-92, ravnom stranom prema nama: 2N2222 ima nožice redom E, B, C, a BC547 obrnuto, C, B, E. Desno je simbol NPN tranzistora s bazom B, kolektorom C i emiterom E, na kojem strelica na emiteru pokazuje prema van

Pazi: raspored nožica ovisi o vrsti tranzistora. Na slici su dva tranzistora koje koristimo na radionici. Kad ih okreneš ravnom stranom prema sebi, 2N2222 ima nožice redom E, B, C, a BC547 obrnuto, C, B, E. Prije spajanja zato pogledaj oznaku i raspored nožica u tehničkoj dokumentaciji (datasheetu). Na simbolu je emiter nožica sa strelicom, a kod NPN tranzistora strelica pokazuje prema van.

Tranzistor kao sklopka

Pin Arduina smije dati oko 20 mA. Žaruljica, motor, relej ili traka LED-ica trebaju mnogo više, pa ih pin ne smije napajati izravno (zabluda 25). Između pina i trošila zato stavljamo tranzistor:

Shema: pin D9 preko otpornika od 1 kΩ spojen je na bazu tranzistora 2N2222. Žaruljica od 5 V i 100 mA spojena je između +5 V i kolektora, a emiter na masu. U bazu ulazi 4,3 mA, kroz žaruljicu i kolektor teče 100 mA, a iz emitera izlazi 104,3 mA

Pin je LOW: u bazu ne ulazi struja, tranzistor je isključen i kroz žaruljicu ne teče struja.
Pin je HIGH: kroz otpornik u bazu uđe mala struja, 4,3 mA. Tranzistor se uključi i kroz žaruljicu, kolektor i emiter poteče 100 mA, više od dvadeset puta više nego što daje pin.

Iz emitera izlazi zbroj obiju struja, 104,3 mA. Žaruljica dobiva struju iz napajanja od 5 V, a ne iz pina. Pin samo otvara slavinu.

Graf pokazuje sve tri veličine dok program pali i gasi pin: napon na pinu D9 (gore), struju u bazu (u sredini) i struju kroz kolektor (dolje).

Tri grafa kroz 6 sekundi. Gore: napon na pinu D9 je 5 V od 1. do 3. i od 4. do 5. sekunde, a inače 0 V. U sredini: struja baze u isto vrijeme je 4,3 mA, a inače nula. Dolje: struja kolektora u isto vrijeme je 100 mA, a inače nula

Struja kolektora prati pin: čim je pin HIGH, teče 100 mA, a čim je LOW, ne teče ništa. Tranzistor se uključi i isključi za manje od mikrosekunde, pa tako može raditi i s PWM-om.

Pojačanje

Tranzistor struju baze pojača: struja kolektora može biti onoliko puta veća koliko je tranzistorovo pojačanje, koje se označava grčkim slovom β (beta). Za tranzistore koje koristimo β je oko 100 ili više.

\[ I_C = \beta \cdot I_B \]

Struja kolektora u ovisnosti o struji baze, uz pojačanje 100 i žaruljicu od 100 mA: struja kolektora raste sto puta brže od struje baze do 1 mA struje baze, a dalje ostaje 100 mA, koliko propušta žaruljica. Točka pri 4,3 mA struje baze označena je

Na grafu struja kolektora najprije raste sto puta brže od struje baze. Uz 1 mA u bazi teče već 100 mA, a to je sve što žaruljica može povući na 5 V. Više struje u bazu ne daje više struje kroz žaruljicu: tranzistor je potpuno uključen (inženjeri kažu u zasićenju). Mi u bazu puštamo 4,3 mA, četiri puta više nego što treba. Ta rezerva osigurava da je tranzistor uvijek potpuno uključen, i kad mu je β manje od očekivanog.

Tranzistor na Arduino radionici

Od ovog mjesta stranica je za Arduino radionicu. Prvi put tranzistor koristimo u lekciji Arduino - korak po korak.

Otpornik baze

Bazu nikad ne spajamo izravno na pin: između baze i emitera napon je oko 0,7 V, kao na diodi, pa bi bez otpornika iz pina potekla prevelika struja. Otpornik baze računamo ovako:

Koliku struju treba trošilo? Žaruljica 100 mA.
Koliku struju treba baza? I_B = I_C / β = 100 mA / 100 = 1 mA.
Dodaj rezervu. Uzmi 4 do 5 puta više, oko 4 do 5 mA. To pin bez problema daje.
Izračunaj otpornik. Na otporniku je napon pina umanjen za 0,7 V:
\[ R_B = \frac{5\ \text{V} - 0{,}7\ \text{V}}{0{,}0043\ \text{A}} = 1000\ \Omega = 1\ \text{k}\Omega \]
Ako izračunata vrijednost nije u nizu E12, uzmi prvu veću, kao za otpornik uz LED-icu, i provjeri je li struja baze i dalje barem dvostruko veća od potrebne.

Toplina

Tranzistor pretvara u toplinu snagu P = U_CE · I_C, gdje je U_CE napon između kolektora i emitera. Potpuno uključen tranzistor ima U_CE oko 0,2 V, pa pri 100 mA pretvara samo 0,02 W i ostaje hladan. Napola uključen tranzistor, s 2,5 V na sebi, pretvarao bi 0,25 W i brzo se zagrijao. Zato tranzistor kao sklopku uvijek uključujemo do kraja, s dovoljno struje u bazu.

Granice

Tranzistor	Najveća struja kolektora	Najveći napon C–E	Najveća snaga
BC547	100 mA	45 V	0,5 W
2N2222	oko 600 mA	40 V	0,6 W

BC547 je dobar za LED-ice i male releje. Za žaruljice, motore i solenoide uzmi 2N2222, a za još veće struje MOSFET ili gotov modul za upravljanje motorima.

Relej, solenoid i motor trebaju diodu

Kad tranzistor isključi zavojnicu releja, solenoida ili motora, na kolektoru na trenutak nastane napon od desetaka ili stotina volti, koji probije tranzistor. Uz svaku zavojnicu zato stavi zaštitnu diodu, katodom prema plusu. Zašto, objašnjava stranica Dioda.

Zajednička masa

Emiter je na masi, a trošilo se može napajati iz drugog izvora, na primjer 12 V za motor. Masa tog izvora i masa Arduina moraju biti spojene, inače struja baze nema kamo teći natrag i tranzistor se ne uključi (zabluda 8).

PNP tranzistor

PNP tranzistor radi obrnuto: emiter mu je na plusu, a uključuje se kad bazu spustimo na nižu razinu. Strelica na simbolu pokazuje prema unutra. Koristi se kad trošilo mora biti spojeno na masu, a sklopka na plusu. Na radionici koristimo NPN.

Što smo naučili?

Tranzistor je elektronička sklopka: mala struja u bazu (B) uključuje veliku struju od kolektora (C) prema emiteru (E).
Raspored nožica ovisi o vrsti: 2N2222 ima E, B, C, a BC547 C, B, E, gledano na ravnu stranu.
Pin Arduina pali trošilo preko tranzistora, a trošilo dobiva struju iz napajanja. Bazu uvijek spajamo preko otpornika.
Struja kolektora može biti β puta veća od struje baze. U bazu puštamo nekoliko puta više struje nego što treba, da tranzistor bude potpuno uključen i hladan.
Uz relej, solenoid i motor uvijek stavljamo zaštitnu diodu, a mase svih izvora spajamo zajedno.

Mali kviz

1. Kako se zovu nožice tranzistora i kroz koje teče velika struja?

Baza (B), kolektor (C) i emiter (E). Velika struja teče od kolektora prema emiteru, a u bazu ulazi mala upravljačka struja.

2. Zašto motor ne spajamo izravno na pin Arduina?

Pin smije dati oko 20 mA, a motor treba mnogo više. Pin bi se mogao oštetiti. Motor spajamo preko tranzistora, a struju dobiva iz napajanja.

3. Tranzistor ima β = 100, a trošilo treba 200 mA. Kolika je najmanja struja baze?

I_B = 200 mA / 100 = 2 mA. S rezervom uzimamo 8 do 10 mA. Za 200 mA trebaš 2N2222, jer BC547 smije najviše 100 mA.

4. Izračunaj otpornik baze za struju baze od 5 mA, s pina od 5 V.

R = (5 V − 0,7 V) / 0,005 A = 860 Ω. Najbliža veća vrijednost iz niza E12 je 1 kΩ, uz koju u bazu ulazi 4,3 mA, i dalje dovoljno.

5. Zašto se potpuno uključen tranzistor ne grije, a napola uključen se grije?

Snaga je P = U_CE · I_C. Potpuno uključen ima na sebi samo oko 0,2 V, pa je snaga mala. Napola uključen ima na sebi nekoliko volti, a kroz njega i dalje teče velika struja, pa pretvara mnogo više snage u toplinu.

6. Na stolu su BC547 i 2N2222. Imaju li nožice istim redom?

Nemaju. Gledano na ravnu stranu, 2N2222 ima E, B, C, a BC547 C, B, E. Zato prije spajanja uvijek provjerimo oznaku i raspored nožica.