Pnp транзисторы

Первый транзистор с биполярным переходом был изобретен в 1947 году в лабораториях Bell. «Две полярности» сокращенно обозначают как биполярный, отсюда и название транзистор с биполярным переходом. BJT - это трехконтактное устройство с коллектором (C), базой (B) и эмиттером (E). Для идентификации выводов транзистора требуется схема выводов конкретной части BJT. Он будет доступен в таблице данных. Есть два типа BJT - NPN и PNP транзисторы. В этом уроке мы поговорим о транзисторах PNP. Рассмотрим два примера транзисторов PNP - 2N3906 и PN2907A, показанные на изображениях выше.

В зависимости от процесса изготовления конфигурация выводов может измениться, и эти подробности доступны в соответствующем техническом описании транзистора. В основном все транзисторы PNP имеют указанную выше конфигурацию контактов. По мере увеличения номинальной мощности транзистора необходимо прикрепить к корпусу транзистора необходимый радиатор. Несмещенный транзистор или транзистор без напряжения, приложенного к клеммам, аналогичен двум диодам, соединенным друг с другом, как показано на рисунке ниже. Наиболее важным применением транзистора PNP является переключение на стороне высокого напряжения и комбинированный усилитель класса B.

Диод D1 имеет свойство обратной проводимости, основанное на прямой проводимости диода D2. Когда ток течет через диод D2 от эмиттера к базе, диод D1 определяет ток, и пропорциональный ток может течь в обратном направлении от вывода эмиттера к выводу коллектора при условии, что на выводе коллектора приложен потенциал земли. Постоянная пропорциональности - это усиление (β).

Работа транзисторов PNP:

Как обсуждалось выше, транзистор представляет собой устройство с регулируемым током, которое имеет два обедненных слоя с определенным барьерным потенциалом, необходимым для диффузии обедненного слоя. Потенциал барьера для кремниевого транзистора составляет 0,7 В при 25 ° C и 0,3 В при 25 ° C для германиевого транзистора. В основном используется кремний, потому что это самый распространенный элемент на Земле после кислорода.

Внутренняя операция:

Конструкция pnp-транзистора заключается в том, что области коллектора и эмиттера легированы материалом p-типа, а базовая область легирована небольшим слоем материала n-типа. Область эмиттера сильно легирована по сравнению с областью коллектора. Эти три области образуют два стыка. Это переход коллектор-база (CB) и переход база-эмиттер.

Когда к переходу база-эмиттер прикладывается отрицательный потенциал VBE, уменьшающийся с 0 В, электроны и дырки начинают накапливаться в области обеднения. Когда потенциал падает ниже 0,7 В, достигается барьерное напряжение и происходит диффузия. Следовательно, электроны текут к положительному выводу, а ток базы (IB) противоположен потоку электронов. Кроме того, ток от эмиттера к коллектору начинает течь, если на выводе коллектора подано напряжение VCE. Транзистор PNP может действовать как переключатель и усилитель.

Зона действия в зависимости от режима работы:

1. Активная область, IC = β × IB– работа усилителя.

2. Область насыщения, IC = ток насыщения - переключение (полностью включено)

3. Область отключения, IC = 0 - переключение (полностью выключено)

Транзистор как переключатель:

Транзистор PNP используется для работы в качестве переключателя на стороне высокого напряжения. Для объяснения с моделью PSPICE был выбран транзистор PN2907A. Первое, что нужно иметь в виду - использовать в базе резистор, ограничивающий ток. Более высокие базовые токи повредят BJT. Из таблицы данных максимальный непрерывный ток коллектора составляет -600 мА, а соответствующее усиление (hFE или β) указано в таблице данных в качестве условий тестирования. Также доступны соответствующие напряжения насыщения и базовые токи.

Шаги по выбору компонентов:

1. Найдите ток коллектора - это ток, потребляемый вашей нагрузкой. В этом случае это будет 200 мА (параллельные светодиоды или нагрузки) и резистор = 60 Ом.

2. Чтобы привести транзистор в состояние насыщения, должен быть отведен достаточный базовый ток, чтобы транзистор был полностью открыт. Расчет тока базы и соответствующего резистора, который будет использоваться.

Для полного насыщения базовый ток составляет примерно 2,5 мА (не слишком высокий или слишком низкий). Таким образом, ниже приведена схема с 12 В на базу, такая же, как и на эмиттер относительно земли, во время которой переключатель находится в состоянии ВЫКЛ.

Теоретически переключатель полностью разомкнут, но практически можно наблюдать протекание тока утечки. Этим током можно пренебречь, поскольку они выражены в паа или нА. Для лучшего понимания управления током транзистор можно рассматривать как переменный резистор на коллекторе (C) и эмиттере (E), сопротивление которого изменяется в зависимости от тока через базу (B).

Первоначально, когда ток не течет через базу, сопротивление через CE очень велико, и ток не течет через него. Когда на базовом выводе появляется разность потенциалов 0,7 В и выше, соединение BE диффундирует и вызывает диффузию перехода CB. Теперь ток течет от эмиттера к коллектору пропорционально току от эмиттера к базе, а также коэффициенту усиления.

Теперь давайте посмотрим, как контролировать выходной ток, управляя базовым током. Исправьте IC = 100 мА, несмотря на то, что нагрузка составляет 200 мА, соответствующее усиление из таблицы находится где-то между 100 и 300 и, следуя той же формуле выше, мы получаем

Отклонение практического значения от расчетного связано с падением напряжения на транзисторе и используемой резистивной нагрузкой. Кроме того, мы использовали стандартное сопротивление резистора 13 кОм вместо 12,5 кОм на клемме базы.

Транзистор как усилитель:

Усиление - это преобразование слабого сигнала в пригодную для использования форму. Процесс усиления был важным шагом во многих приложениях, таких как беспроводные передаваемые сигналы, беспроводные принимаемые сигналы, Mp3-плееры, мобильные телефоны и т. Д. Транзистор может усиливать мощность, напряжение и ток в различных конфигурациях.

Некоторые из конфигураций, используемых в схемах транзисторных усилителей:

1. Усилитель с общим эмиттером

2. Усилитель с общим коллектором.

3. Усилитель с общей базой

Из вышеперечисленных типов наиболее распространенной и наиболее часто используемой конфигурацией является тип эмиттера. Работа происходит в активной области. Примером может служить схема одноступенчатого усилителя с общим эмиттером. Стабильная точка смещения постоянного тока и стабильное усиление по переменному току важны при разработке усилителя. Назовите одноступенчатый усилитель, когда используется только один транзистор.

Выше показан одноступенчатый усилитель, в котором слабый сигнал, подаваемый на вывод базы, преобразуется в β, умноженный на фактический сигнал на выводе коллектора.

Назначение детали:

CIN - это конденсатор связи, который передает входной сигнал на базу транзистора. Таким образом, этот конденсатор изолирует источник от транзистора и пропускает только сигнал переменного тока. CE - это байпасный конденсатор, который действует как путь с низким сопротивлением для усиленного сигнала. COUT - это конденсатор связи, который передает выходной сигнал с коллектора транзистора. Таким образом, этот конденсатор изолирует выход от транзистора и пропускает только сигнал переменного тока. R2 и RE обеспечивают стабильность усилителя, тогда как R1 и R2 вместе обеспечивают стабильность в точке смещения постоянного тока, действуя как делитель потенциала.

Операция:

В случае транзистора PNP слово «общий» указывает на отрицательное питание. Следовательно, эмиттер будет отрицательным по сравнению с коллектором. Схема работает мгновенно для каждого временного интервала. Чтобы просто понять, когда напряжение переменного тока на клемме базы увеличивается, соответствующее увеличение тока протекает через резистор эмиттера.

Таким образом, это увеличение тока эмиттера увеличивает более высокий ток коллектора, протекающий через транзистор, что уменьшает падение VCE коллектора-эмиттера. Аналогичным образом, когда входное переменное напряжение экспоненциально уменьшается, напряжение VCE начинает расти из-за уменьшения тока эмиттера. Все эти изменения напряжений мгновенно отражаются на выходе, который будет инвертированной формой волны входа, но усиленной.

Характеристики	Общая база	Общий эмиттер	Общий Коллекционер
Усиление напряжения	Высоко	Средняя	Низкий
Текущая прибыль	Низкий	Средняя	Высоко
Прирост мощности	Низкий	Очень высоко	Средняя

Таблица: Таблица сравнения коэффициентов усиления

На основании приведенной выше таблицы можно использовать соответствующую конфигурацию.