Pnp tranzisztorok

Az első bipoláris kereszteződésű tranzisztort 1947-ben találták fel a Bell laboratóriumaiban. A „két polaritás” rövidítése bipoláris, ezért a Bipolar Junction Transistor elnevezés. A BJT egy három terminálos készülék Collector (C), Base (B) és Emitter (E) csatlakozókkal. A tranzisztor termináljainak azonosításához szükség van egy adott BJT rész csapdiagramjára. Ez elérhető lesz az adatlapon. Kétféle BJT létezik - NPN és PNP tranzisztor. Ebben az oktatóanyagban a PNP tranzisztorokról fogunk beszélni. Vegyük figyelembe a PNP tranzisztorok két példáját - 2N3906 és PN2907A, amelyeket a fenti képek mutatnak.

A gyártási folyamat alapján a tűkonfiguráció megváltozhat, és ezek a részletek a tranzisztor megfelelő adatlapjában találhatók. Leginkább az összes PNP tranzisztor pin-konfiguráció felett van. Amint a tranzisztor névleges teljesítménye növekszik, a szükséges hűtőbordát rögzíteni kell a tranzisztor testéhez. Az előfeszítetlen tranzisztor vagy a terminálokon alkalmazott potenciál nélküli tranzisztor hasonló két két diódához, amelyek egymáshoz vannak kapcsolva, az alábbi ábra szerint. A PNP tranzisztor legfontosabb alkalmazása a magas oldalsó kapcsolás és a B osztályú kombinált erősítő.

A D1 dióda fordítottan vezetõ tulajdonsággal rendelkezik a D2 dióda elõzetes vezetése alapján. Amikor egy áram áramlik a D2 diódán keresztül az emitterről a bázisra, a D1 dióda érzékeli az áramot, és egy arányos áramnak engedni kell, hogy fordított irányban áramoljon az emitter terminálról a kollektor terminálra, feltéve, hogy földi potenciál van a kollektor terminálján. Az arányos állandó a Gain (β).

A PNP tranzisztorok működése:

Amint fentebb említettük, a tranzisztor egy áram által vezérelt eszköz, amelynek két kimerítő rétege van, amelyek specifikus gátpotenciállal rendelkeznek a kimerítő réteg diffundálásához. A szilícium-tranzisztor gátlópotenciálja 0,7 V 25 ° C-on és 0,3 V 25 ° C-on germánium tranzisztornál. Leginkább az alkalmazott tranzisztortípus a szilícium, mert ez az oxigén után a földön a legelterjedtebb elem.

Belső működés:

A pnp tranzisztor felépítése az, hogy a kollektor és az emitter régiókat p-típusú anyaggal, az alaprégiót pedig kis réteg n-típusú anyaggal adalékolják. Az emitter régió erősen adalékolt, összehasonlítva a kollektor régióval. Ez a három régió két csomópontot alkot. Ezek kollektor-alap csomópont (CB) és bázis-emitter csomópontok.

Ha a VBE negatív potenciált alkalmazzuk a Base-Emitter csomóponton, amely 0 V-ról csökken, az elektronok és a lyukak a felhalmozási régióban kezdenek felhalmozódni. Amikor a potenciál tovább csökken 0,7 V alá, eléri a gátfeszültséget és megtörténik a diffúzió. Ezért az elektronok a pozitív terminál felé áramolnak, és az alapáram (IB) ellentétes az elektronáramlással. Ezenkívül az emittertől a kollektorig terjedő áram elkezd áramlani, feltéve, hogy a VCE feszültséget a kollektor terminálján alkalmazzák. A PNP tranzisztor kapcsolóként és erősítőként működhet.

Működési régió és működési mód:

1. Aktív régió, IC = β × IB– Erősítő működés

2. Telítettségi tartomány, IC = Telítettségi áram - Kapcsoló működése (Teljesen BE)

3. Levágási tartomány, IC = 0 - Kapcsoló működése (Teljesen KI)

Tranzisztor kapcsolóként:

A PNP tranzisztor alkalmazása magas oldali kapcsolóként működik. A PSPICE modellel való magyarázat érdekében a PN2907A tranzisztort választották. Az első fontos dolog, amelyet figyelembe kell venni, hogy az alapkorlátkorlátozó ellenállást használja. A magasabb alapáramok károsítják a BJT-t. Az adatlapból a maximális folyamatos kollektoráram -600mA, és ennek megfelelő erősítést (hFE vagy β) adják meg az adatlapon tesztfeltételként. A megfelelő telítési feszültségek és alapáramok is rendelkezésre állnak.

Az összetevők kiválasztásának lépései:

1. Keresse meg a kollektoráramot, a terhelés által fogyasztott áramot. Ebben az esetben 200mA (párhuzamos LED vagy terhelés) és ellenállás = 60 Ohm.

2. Ahhoz, hogy a tranzisztort telítettségi állapotba lehessen vezetni, elegendő bázisáramot kell kihúzni úgy, hogy a tranzisztor teljesen BE legyen kapcsolva. Az alapáram és a használandó megfelelő ellenállás kiszámítása.

A teljes telítettség érdekében az alapáram megközelítőleg 2,5mA (Nem túl magas vagy túl alacsony). Tehát az alábbiakban a 12 V-os bázissal megegyező áramkört mutatjuk be azzal, amelyet a föld felé kell kibocsátani, amelynek során a kapcsoló KI állapotban van.

Elméletileg a kapcsoló teljesen nyitva van, de gyakorlatilag szivárgási áramáram figyelhető meg. Ez az áram elhanyagolható, mivel pA-ban vagy nA-ban vannak. Az áramszabályozás jobb megértése érdekében a tranzisztort változó ellenállásnak tekinthetjük a kollektoron (C) és az emitteren (E) keresztül, amelynek ellenállása az alapon keresztüli áramtól függően változik (B).

Kezdetben, amikor az alapon keresztül nem áramlik áram, a CE-vel szembeni ellenállás nagyon magas, így nem áramlik rajta keresztül áram. Amikor a bázis terminálon 0,7 V és annál nagyobb potenciálkülönbség jelenik meg, a BE csomópont diffundál és a CB csomópont diffúzióját okozza. Most az áram az emitterről a kollektorra arányosan arányos az emitterről az alapra áramló áram arányával, az erősítés is.

Most nézzük meg, hogyan lehet szabályozni a kimeneti áramot az alapáram vezérlésével. Fix IC = 100mA annak ellenére, hogy a terhelés 200mA, az adatlap megfelelő erősítése valahol 100 és 300 között van, és ugyanazt a fenti képletet követve kapjuk meg

A gyakorlati érték eltérése a számított értéktől a tranzisztoron átmenő feszültségesés és az alkalmazott ellenállási terhelés miatt következik be. Ezenkívül az alapkivezetésben 12,5 kOhm helyett 13 kOhm ellenállást használtunk.

Tranzisztor mint erősítő:

Az erősítés a gyenge jel átalakítása használható formává. Az erősítés folyamata számos alkalmazásban fontos lépés volt, mint például vezeték nélküli átvitt jelek, vezeték nélküli fogadott jelek, Mp3 lejátszók, mobiltelefonok stb.

A tranzisztoros erősítő áramkörökben alkalmazott konfigurációk közül néhány

1. Közös emitter erősítő

2. Közös kollektorerősítő

3. Közös alaperősítő

A fenti típusok közül a gyakori emitter típus a népszerű és leginkább használt konfiguráció. A művelet aktív régióban történik, erre példaként szolgál az egyfokozatú közös emittererősítő áramkör. A stabil DC előfeszítési pont és a stabil AC erősítés fontos az erősítő tervezésénél. Az egyfokozatú erősítő neve, ha csak egy tranzisztort használnak.

Fent van egy egyfokozatú erősítő, ahol a bázis terminálon alkalmazott gyenge jelet a kollektor terminálján lévő tényleges jel β-szorosává alakítják.

Részcél:

A CIN az a kapcsoló kondenzátor, amely a bemenő jelet a tranzisztor aljához kapcsolja. Így ez a kondenzátor izolálja a forrást a tranzisztortól, és csak AC jelet enged át. A CE a bypass kondenzátor, amely az erősített jel alacsony ellenállási útjaként működik. A COUT az a kapcsoló kondenzátor, amely a tranzisztor kollektorából származó kimeneti jelet kapcsolja össze. Így ez a kondenzátor elszigeteli a kimenetet a tranzisztortól, és csak AC jelet enged át. R2 és RE biztosítja az erősítő stabilitását, míg R1 és R2 együttesen biztosítják a DC-előfeszítő pont stabilitását potenciális osztóként.

Művelet:

PNP tranzisztor esetén a common szó a negatív tápértéket jelöli. Ezért az emitter negatív lesz a gyűjtővel összehasonlítva. Az áramkör minden időintervallumra azonnal működik. Egyszerűen megérteni, amikor az alapkivezetés váltakozó feszültsége megnöveli az áram megfelelő növekedését az emitteres ellenálláson keresztül.

Így az emitteráram növekedése megnöveli a tranzisztoron átáramló magasabb kollektoráramot, ami csökkenti a VCE kollektoremisszió csökkenését. Hasonlóan, amikor a bemenő váltakozó feszültség exponenciálisan csökken, a VCEfeszültség növekszik az emitter áramának csökkenése miatt. Mindezek a feszültségváltozások azonnal tükröződnek a kimeneten, amely megfordítja a bemenet hullámalakját, de felerősíti azt.

Jellemzők	Közös bázis	Közös sugárzó	Közös Gyűjtő
Feszültségerősítés	Magas	Közepes	Alacsony
Jelenlegi nyereség	Alacsony	Közepes	Magas
Teljesítménynövekedés	Alacsony	Nagyon magas	Közepes

Táblázat: Nyereség-összehasonlító táblázat

A fenti táblázat alapján a megfelelő konfiguráció használható.