Pnp tranzistory

Prvý bipolárny tranzistor bol vynájdený v roku 1947 v laboratóriách Bell. „Dve polarity“ sa skratkou označuje ako bipolárny, preto sa nazýva bipolárny spojovací tranzistor. BJT je trojkoncové zariadenie so zberačom (C), základňou (B) a vysielačom (E). Identifikácia terminálov tranzistora vyžaduje pinový diagram konkrétnej BJT časti. Bude k dispozícii v údajovom liste. Existujú dva typy tranzistorov BJT - NPN a PNP. V tomto návode si povieme o tranzistoroch PNP. Zvážme dva príklady tranzistorov PNP - 2N3906 a PN2907A, ktoré sú zobrazené na obrázkoch vyššie.

Na základe procesu výroby sa môže zmeniť konfigurácia kolíkov a tieto podrobnosti sú k dispozícii v zodpovedajúcom údajovom liste tranzistora. Väčšinou sú všetky tranzistory PNP konfigurácie vyššie ako kolíky. Pretože sa výkon tranzistora zvyšuje, je potrebné k telu tranzistora pripojiť nevyhnutný chladič. Nestranný tranzistor alebo tranzistor bez potenciálu použitého na svorkách je podobný dvom diódam zapojeným navzájom zozadu, ako je to znázornené na obrázku nižšie. Najdôležitejšou aplikáciou PNP tranzistora je spínanie na vysokej strane a kombinovaný zosilňovač triedy B.

Dióda D1 má vlastnosť spätného vedenia na základe dopredného vedenia diódy D2. Keď diódou D2 preteká prúd z vysielača do základne, dióda D1 sníma prúd a proporcionálny prúd bude môcť tiecť v opačnom smere zo svorky emitora na svorku kolektora za predpokladu, že na svorke kolektora bude použitý zemný potenciál. Proporcionálna konštanta je zisk (β).

Fungovanie tranzistorov PNP:

Ako bolo diskutované vyššie, tranzistor je prúdom riadené zariadenie, ktoré má dve vyčerpávajúce vrstvy so špecifickým bariérovým potenciálom potrebným na rozptýlenie vyčerpávajúcej vrstvy. Bariérový potenciál pre kremíkový tranzistor je 0,7 V pri 25 ° C a 0,3 V pri 25 ° C pre germániový tranzistor. Najčastejšie používaným typom tranzistora je kremík, pretože je to po kyslíku najhojnejší prvok na zemi.

Interná prevádzka:

Konštrukcia pnp tranzistora je taká, že oblasti kolektora a vysielača sú dotované materiálom typu p a základná oblasť je dotovaná malou vrstvou materiálu typu n. Emitorová oblasť je v porovnaní s kolektorovou oblasťou výrazne dotovaná. Tieto tri regióny tvoria dva spojovacie body. Sú to spojenie kolektor-základňa (CB) a spojenie základňa-vysielač.

Keď sa na križovatku Base-Emitter použije záporný potenciálny VBE s poklesom z 0V, elektróny a otvory sa začnú hromadiť v oblasti vyčerpania. Keď potenciál ďalej klesá pod 0,7 V, dosiahne sa bariérové ​​napätie a dôjde k difúzii. Preto elektróny prúdia smerom ku kladnému pólu a toky základného prúdu (IB) sú proti toku elektrónov. Okrem toho začne prúdiť prúd z vysielača do kolektora za predpokladu, že sa na svorke kolektora použije napätie VCE. Tranzistor PNP môže fungovať ako prepínač a zosilňovač.

Prevádzková oblasť verzus režim činnosti:

1. Aktívna oblasť, IC = β × IB– prevádzka zosilňovača

2. Oblasť nasýtenia, IC = Saturačný prúd - prevádzka spínača (úplne zapnutá)

3. Oblasť cut-off, IC = 0 - prevádzka spínača (úplne vypnutá)

Tranzistor ako prepínač:

Použitie tranzistora PNP má fungovať ako spínač na vysokej strane. Na vysvetlenie modelu PSPICE bol vybraný tranzistor PN2907A. Prvá dôležitá vec, ktorú je potrebné mať na pamäti, je použitie rezistora obmedzujúceho prúd v základni. Vyššie základné prúdy poškodia BJT. Z údajového listu je maximálny trvalý prúd kolektora -600 mA a zodpovedajúci zisk (hFE alebo β) je uvedený v údajovom liste ako testovacia podmienka. K dispozícii sú tiež zodpovedajúce saturačné napätia a základné prúdy.

Kroky na výber komponentov:

1. Nájdite prúd kolektora prúd, ktorý spotrebuje vaša záťaž. V tomto prípade to bude 200 mA (paralelné LED alebo záťaže) a odpor = 60 Ohmov.

2. Aby sa tranzistor dostal do stavu nasýtenia, musí sa odobrať dostatočný základný prúd, aby bol tranzistor úplne zapnutý. Výpočet základného prúdu a zodpovedajúci odpor, ktorý sa má použiť.

Pre úplnú saturáciu je základný prúd približne 2,5 mA (nie príliš vysoký alebo príliš nízky). Takže nižšie je uvedený obvod s 12V na základňu rovnaký ako obvod na vysielač vzhľadom na zem, počas ktorého je spínač v stave OFF.

Teoreticky je spínač úplne otvorený, ale prakticky je možné pozorovať tok unikajúceho prúdu. Tento prúd je zanedbateľný, pretože sú v pA alebo nA. Pre lepšie pochopenie riadenia prúdu možno tranzistor považovať za premenný rezistor cez kolektor (C) a emitor (E), ktorého odpor sa líši v závislosti na prúde cez bázu (B).

Spočiatku, keď základňou nepreteká žiadny prúd, je odpor cez CE veľmi vysoký, takže ňou nepreteká žiadny prúd. Keď sa na svorke základne objaví potenciálny rozdiel 0,7 V a viac, spojnica BE difunduje a spôsobí difúziu spojenia CB. Teraz prúd prúdi z vysielača do kolektora úmerne k prúdu prúdu z vysielača do základne, tiež zisk.

Teraz sa pozrime, ako riadiť výstupný prúd riadením základného prúdu. Oprava IC = 100mA napriek zaťaženiu 200mA, zodpovedajúci zisk z údajového listu je niekde medzi 100 a 300 a podľa rovnakého vyššie uvedeného vzorca dostaneme

Odchýlka praktickej hodnoty od vypočítanej hodnoty je spôsobená poklesom napätia na tranzistore a použitou odporovou záťažou. Použili sme tiež štandardnú hodnotu rezistora 13 kOhm namiesto 12,5 kOhm na základnej svorke.

Tranzistor ako zosilňovač:

Zosilnenie je prevádzanie slabého signálu do použiteľnej formy. Proces zosilnenia bol dôležitým krokom v mnohých aplikáciách, ako sú bezdrôtové vysielané signály, bezdrôtové prijímané signály, MP3 prehrávače, mobilné telefóny atď., Tranzistor môže zosilňovať výkon, napätie a prúd v rôznych konfiguráciách.

Niektoré konfigurácie používané v obvodoch zosilňovača tranzistorov sú

1. Spoločný emitorový zosilňovač

2. Spoločný kolektorový zosilňovač

3. Spoločný základný zosilňovač

Z vyššie uvedených typov je bežným typom vysielača populárna a väčšinou používaná konfigurácia. Operácia sa vyskytuje v aktívnej oblasti. Príkladom je jednostupňový obvod spoločného zosilňovača emitorov. Stabilný bod predpätia DC a stabilný zisk AC sú dôležité pri návrhu zosilňovača. Pomenujte jednostupňový zosilňovač, keď sa používa iba jeden tranzistor.

Vyššie je uvedený jednostupňový zosilňovač, kde sa slabý signál aplikovaný na základnej svorke prevádza na β-násobok skutočného signálu na kolektorovej svorke.

Účel časti:

CIN je väzbový kondenzátor, ktorý spája vstupný signál so základňou tranzistora. Tento kondenzátor teda izoluje zdroj od tranzistora a umožňuje prechod iba striedavého signálu. CE je obtokový kondenzátor, ktorý slúži ako cesta s nízkym odporom pre zosilnený signál. COUT je väzbový kondenzátor, ktorý spája výstupný signál z kolektora tranzistora. Tento kondenzátor teda izoluje výstup od tranzistora a umožňuje prechod iba striedavého signálu. R2 a RE poskytujú stabilitu zosilňovača, zatiaľ čo R1 a R2 spoločne zaisťujú stabilitu v predpätom bode DC pôsobením ako delič potenciálu.

Prevádzka:

V prípade PNP tranzistora označuje slovo common záporné napájanie. Preto bude emitor v porovnaní s kolektorom negatívny. Okruh pracuje okamžite pre každý časový interval. Jednoducho pochopiteľné, keď sa striedavé napätie na základnej svorke zvýši, príslušné zvýšenie prúdu tečie cez odpor emitora.

Toto zvýšenie prúdu emitora teda zvyšuje vyšší prúd kolektora pretekajúci tranzistorom, ktorý znižuje pokles kolektora emitora VCE. Podobne, keď vstupné striedavé napätie exponenciálne klesá, napätie VCE sa začne zvyšovať v dôsledku poklesu prúdu emitora. Všetky tieto zmeny napätia sa odrazia okamžite na výstupe, ktorý bude obráteným tvarom signálu na vstupe, ale zosilní sa.

Charakteristiky	Spoločná základňa	Vysielač obyčajný	Spoločný zberateľ
Zisk napätia	Vysoký	Stredná	Nízka
Aktuálny zisk	Nízka	Stredná	Vysoký
Zisk sily	Nízka	Veľmi vysoko	Stredná

Tabuľka: Porovnávacia tabuľka ziskov

Na základe vyššie uvedenej tabuľky je možné použiť zodpovedajúcu konfiguráciu.