Pnp tranzistory

První bipolární spojovací tranzistor byl vynalezen v roce 1947 v laboratořích Bell. „Dvě polarity“ je zkráceno jako bipolární, proto název bipolární spojovací tranzistor. BJT je zařízení se třemi terminály s kolektorem (C), základnou (B) a vysílačem (E). Identifikace svorek tranzistoru vyžaduje pinový diagram konkrétní BJT části. Bude k dispozici v datovém listu. Existují dva typy tranzistorů BJT - NPN a PNP. V tomto tutoriálu budeme hovořit o tranzistorech PNP. Zvažme dva příklady tranzistorů PNP - 2N3906 a PN2907A, které jsou uvedeny na obrázcích výše.

Na základě procesu výroby se může změnit konfigurace kolíků a tyto podrobnosti jsou k dispozici v odpovídajícím datovém listu tranzistoru. Většinou všechny tranzistory PNP mají konfiguraci nad kolíky. Jak se zvyšuje výkon tranzistoru, je nutné k tělu tranzistoru připojit nezbytný chladič. Nestranný tranzistor nebo tranzistor bez potenciálu aplikovaného na svorky je podobný dvěma diodám připojeným zády k sobě, jak je znázorněno na obrázku níže. Nejdůležitější aplikací PNP tranzistoru je spínání na vysoké straně a kombinovaný zesilovač třídy B.

Dioda D1 má vlastnost zpětného vedení na základě dopředného vedení diody D2. Když diodou D2 protéká proud z vysílače do základny, dioda D1 snímá proud a proporcionální proud bude moci protékat v opačném směru ze svorky emitoru na svorku kolektoru za předpokladu, že na svorku kolektoru bude použit zemní potenciál. Proporcionální konstanta je zisk (β).

Práce PNP tranzistorů:

Jak bylo diskutováno výše, tranzistor je proudově řízené zařízení, které má dvě vrstvy vyčerpání se specifickým bariérovým potenciálem potřebným k difúzi vrstvy vyčerpání. Bariérový potenciál pro křemíkový tranzistor je 0,7 V při 25 ° C a 0,3 V při 25 ° C pro germánský tranzistor. Nejčastěji používaným typem tranzistoru je křemík, protože je to po kyslíku nejhojnější prvek na Zemi.

Interní provoz:

Konstrukce pnp tranzistoru spočívá v tom, že oblasti kolektoru a emitoru jsou dotovány materiálem typu p a základní oblast je dotována malou vrstvou materiálu typu n. Oblast emitoru je ve srovnání s oblastí kolektoru silně dotována. Tyto tři oblasti tvoří dva spojovací body. Jsou to spojení kolektor-základna (CB) a spojení základna-emitor.

Když je aplikován záporný potenciál VBE na křižovatku Base-Emitter klesající od 0V, elektrony a díry se začnou hromadit v oblasti vyčerpání. Když potenciál dále klesá pod 0,7 V, je dosaženo bariérového napětí a dochází k difúzi. Tudíž elektrony proudí směrem ke kladnému konci a toky základního proudu (IB) jsou naproti toku elektronů. Kromě toho začne proudit proud z vysílače do kolektoru za předpokladu, že na svorku kolektoru bude přivedeno napětí VCE. Tranzistor PNP může fungovat jako spínač a zesilovač.

Provozní region versus režim provozu:

1. Aktivní oblast, IC = β × IB– operace zesilovače

2. Oblast saturace, IC = Saturační proud - Spínací provoz (zcela ZAPNUTO)

3. Cut-off region, IC = 0 - Switch operation (Completely OFF)

Tranzistor jako spínač:

Použití tranzistoru PNP má fungovat jako spínač na vysoké straně. Pro vysvětlení modelu PSPICE byl vybrán tranzistor PN2907A. První důležitá věc, kterou je třeba mít na paměti, je použít rezistor omezující proud na základně. Vyšší základní proudy poškodí BJT. Z datového listu je maximální trvalý proud kolektoru -600 mA a odpovídající zisk (hFE nebo β) je uveden v datovém listu jako testovací podmínka. K dispozici jsou také odpovídající saturační napětí a základní proudy.

Kroky k výběru komponent:

1. Najděte proud kolektoru proud spotřebovaný vaší zátěží. V tomto případě to bude 200 mA (paralelní LED nebo zátěže) a odpor = 60 Ohmů.

2. Aby bylo možné uvést tranzistor do stavu nasycení, je třeba odebrat dostatečný základní proud tak, aby byl tranzistor zcela zapnutý. Výpočet základního proudu a odpovídajícího odporu, který se má použít.

Pro úplnou saturaci je základní proud přibližně 2,5 mA (není příliš vysoký ani příliš nízký). Níže je tedy obvod s 12V k základně stejný jako obvod k emitoru vzhledem k zemi, během kterého je spínač ve stavu VYPNUTO.

Teoreticky je spínač zcela otevřený, ale prakticky lze pozorovat tok svodového proudu. Tento proud je zanedbatelný, protože jsou v pA nebo nA. Pro lepší pochopení řízení proudu lze tranzistor považovat za proměnný rezistor napříč kolektorem (C) a emitorem (E), jehož odpor se mění v závislosti na proudu procházejícím základnou (B).

Zpočátku, když základnou neprotéká žádný proud, je odpor napříč CE velmi vysoký, takže jím neprotéká žádný proud. Když se na základnové svorce objeví potenciální rozdíl 0,7 V a vyšší, křižovatka BE difunduje a způsobí difúzi křižovatky CB. Nyní proud teče z emitoru do kolektoru úměrně k proudu proudu z emitoru do základny, také zisk.

Nyní se podívejme, jak řídit výstupní proud ovládáním základního proudu. Opravte IC = 100mA navzdory zatížení 200mA, odpovídající zisk z datového listu je někde mezi 100 a 300 a podle stejného vzorce výše dostaneme

Odchylka praktické hodnoty od vypočtené hodnoty je způsobena poklesem napětí na tranzistoru a použitou odporovou zátěží. Také jsme použili standardní hodnotu rezistoru 13kOhm místo 12,5kOhm na základně terminálu.

Tranzistor jako zesilovač:

Zesílení je převod slabého signálu do použitelné formy. Proces zesílení byl důležitým krokem v mnoha aplikacích, jako jsou bezdrátové vysílané signály, bezdrátové přijímané signály, MP3 přehrávače, mobilní telefony atd., Tranzistor může zesilovat výkon, napětí a proud v různých konfiguracích.

Některé konfigurace používané v obvodech tranzistorových zesilovačů jsou

1. Společný emitorový zesilovač

2. Společný kolektorový zesilovač

3. Společný základní zesilovač

Z výše uvedených typů je běžným typem emitoru oblíbená a nejčastěji používaná konfigurace. K operaci dochází v aktivní oblasti, příkladem je jednostupňový obvod zesilovače společného emitoru. Stabilní stejnosměrný zkreslený bod a stabilní střídavý zisk jsou důležité při navrhování zesilovače. Název jednostupňového zesilovače, když se používá pouze jeden tranzistor.

Nahoře je jednostupňový zesilovač, kde se slabý signál aplikovaný na terminálu základny převádí na β násobek skutečného signálu na terminálu kolektoru.

Část účel:

CIN je vazební kondenzátor, který spojuje vstupní signál se základnou tranzistoru. Tento kondenzátor tedy izoluje zdroj od tranzistoru a umožňuje průchod pouze střídavého signálu. CE je obtokový kondenzátor, který funguje jako cesta s nízkým odporem pro zesílený signál. COUT je vazební kondenzátor, který spojuje výstupní signál z kolektoru tranzistoru. Tento kondenzátor tedy izoluje výstup od tranzistoru a umožňuje průchod pouze střídavého signálu. R2 a RE zajišťují stabilitu zesilovače, zatímco R1 a R2 společně zajišťují stabilitu v DC zkreslení tím, že působí jako dělič potenciálu.

Úkon:

V případě PNP tranzistoru označuje slovo common negativní záporné napájení. Emitor bude tedy ve srovnání s kolektorem záporný. Okruh pracuje okamžitě pro každý časový interval. Jednoduše pochopitelné, když se střídavé napětí na svorce základny zvýší, odpovídající zvýšení proudu protéká odporem emitoru.

Toto zvýšení proudu emitoru tedy zvyšuje vyšší proud kolektoru protékající tranzistorem, který snižuje pokles emitoru kolektoru VCE. Podobně, když vstupní střídavé napětí exponenciálně klesá, napětí VCE se začíná zvyšovat v důsledku poklesu proudu emitoru. Všechny tyto změny napětí se okamžitě odrážejí na výstupu, který bude obráceným průběhem vstupu, ale zesílen.

Vlastnosti	Společná základna	Společný vysílač	Společný sběratel
Zisk napětí	Vysoký	Střední	Nízký
Aktuální zisk	Nízký	Střední	Vysoký
Zisk síly	Nízký	Velmi vysoko	Střední

Tabulka: Tabulka porovnání zisků

Na základě výše uvedené tabulky lze použít odpovídající konfiguraci.