PNP tranzistor: vezni načrt. Kakšna je razlika med PNP in NPN tranzistorji?

PNP tranzistor je elektronska naprava, v določenem smislu nasprotna NPN tranzistorju. Pri tej izvedbi tranzistorja se njeni PN priključki odprejo z napetostmi povratne polarnosti glede na tip NPN. V simbolu puščice naprave, ki prav tako določa izhod emiterja, ta čas označuje notranjost simbola tranzistorja.

Načrt naprave

Konstrukcijski diagram tranzistorja tipa PNP je sestavljen iz dveh regij polprevodniškega materiala p-tipa na obeh straneh materiala n-tipa, kot je prikazano na spodnji sliki.

Puščica označuje oddajnik in splošno sprejeto smer njegovega toka (navznoter za tranzistor PNP).

PNP tranzistor ima zelo podobne lastnosti kot NPN-bipolarni brat, le da so smeri tokov in polarnost napetosti v njem obrnjeni za katerokoli od treh možnih preklopnih shem: s skupno bazo, s skupnim oddajnikom in skupnim kolektorjem.

Glavne razlike med obema vrstama bipolarnih tranzistorjev

Glavna razlika med njimi je, da so luknje glavni nosilci toka za PNP tranzistorje, NPN tranzistorji imajo elektrone v tej kakovosti. Zato je polarnost napajalne napetosti tranzistorja obrnjena, njen vhodni tok pa teče iz podnožja. V nasprotju s tem pa je za NPN tranzistor v tokovni tok tok, kot je prikazano spodaj v vezalni shemi obeh vrst naprav s skupno bazo in skupnim oddajnikom.

Načelo delovanja tranzistorja PNP tipa temelji na uporabi majhnega (kot NPN tipa) baznega toka in negativne (za razliko od NPN tipa) bazne pristranske napetosti za krmiljenje veliko večjega oddajno-zbiralnega toka. Z drugimi besedami, za tranzistor PNP je oddajnik bolj pozitiven glede na osnovno enoto kot tudi na kolektor.

Razmislite o razlikah tipa PNP v shemi vključitve s skupno osnovo.

Iz tega je razvidno, da kolektorski tok I _C (v primeru NPN tranzistorja) teče iz pozitivnega pola akumulatorja B2, prehaja skozi zbiralni vodnik, prodira v njega in mora nato skozi osnovni vod vrniti na negativni pol akumulatorja. Na enak način, glede na oddajno vezje, lahko vidite, kako njegov tok iz pozitivnega pola baterije B1 vstopa v tranzistor na izhodnem izhodu in nato prodre v oddajnik.

Izhod baze tako prehaja tako kolektorski tok I _C kot tudi oddajni tok I _E. Ker krožijo po konturah v nasprotnih smereh, je dobljeni bazni tok enak njihovi razliki in je zelo majhen, saj je I _C nekoliko manjši od I _E. Ker pa je slednja še večja, je smer pretoka razlike tok (tok bazo) sovpada z I _E , zato ima bipolarni tranzistor tipa PNP tok, ki teče iz baze, in NPN-tip ima tok, ki teče skozi.

Razlike PNP-tipa na primeru vključitvene sheme s skupnim oddajnikom

V tej novi shemi je prehod PN-baznega oddajnika odprt za napetost baterije B1 in prehod na osnovi kolektorja se premakne v nasprotni smeri z napetostjo baterije B2. Izhodni signal oddajnika je torej skupen osnovnemu in kolektorskemu vezju.

Skupni tok oddajnika je podan z vsoto dveh tokov I _C in I _B ; oddajanje oddajnika v eni smeri. Tako imamo I _E = I _C + I _B.

V tej shemi se osnovni tok I _B preprosto »odcepi« od oddajnega toka I _E , s katerim tudi sovpada. Hkrati ima tranzistor PNP tipa še vedno tok I _{B, ki} teče iz podnožja, in NPN-tip ima dotočen.

V tretji znani tranzistorska električna vezja s skupnim zbiralcem je situacija popolnoma enaka. Zato je ne predstavljamo, da bi bralcem prihranili čas in kraj.

PNP tranzistor: priključni napetostni viri

Napetostni vir med bazo in oddajnikom (V _{BE) je} povezan z negativnim polom na osnovno in pozitivno na oddajnik, ker PNP tranzistor deluje, ko se baza premakne negativno glede na oddajnik.

Napajalna napetost oddajnika je tudi pozitivna glede na kolektor (V _CE ). Tako je v tranzistorju tipa PNP izhod oddajnika vedno bolj pozitiven glede na osnovno enoto in kolektor.

Viri napetosti so priključeni na PNP tranzistor, kot je prikazano na spodnji sliki. Tokrat je kolektor priključen na napajalno napetost V _CC skozi upor R, ki omejuje maksimalni tok, ki teče skozi napravo. Osnovna napetost V _B , ki jo usmeri v negativni smeri glede na oddajnik, se nanjo prenese skozi upor R _B , ki se ponovno uporabi za omejevanje največjega baznega toka.

Delo PNP tranzistor kaskada

Torej, da bi povzročili tok baznega toka v tranzistorju PNP, mora biti osnova bolj negativna kot oddajnik (tok mora zapustiti bazo) za približno 0,7 voltov za silicijevo napravo ali 0,3 volta za germanij. Formule, uporabljene za izračun osnovnega upora, baznega toka ali kolektorskega toka, so enake tistim, ki se uporabljajo za enakovreden NPN tranzistor in so prikazane spodaj.

Vidimo, da je temeljna razlika med NPN in PNP tranzistorjem pravilen odmik pn stikal, saj so smeri tokov in polarnost napetosti v njih vedno nasproti. Tako za zgornjo shemo: I _C = I _E - I _B , saj mora tok teči iz osnove.

Praviloma se lahko PNP tranzistor v večini elektronskih vezij nadomesti z NPN, razlika je le v polarnosti napetosti in smeri toka. Taki tranzistorji se lahko uporabljajo tudi kot stikalne naprave, spodaj pa je prikazan primer ključa na PNP tranzistorju.

Značilnosti tranzistorja

Izhodne karakteristike tranzistorja PNP tipa so zelo podobne krivuljam enakovrednega NPN tranzistorja, le da se obračajo za 180 °, upoštevajoč povratno polarnost napetosti in tokov (bazni in kolektorski tok, PNP tranzistorji so negativni). Podobno je za iskanje delovnih točk tranzistorja PNP lahko dinamična obremenitvena črta prikazana v tretji četrtini kartezičnega koordinatnega sistema.

Tipične značilnosti PNP tranzistorja 2N3906 so prikazane na spodnji sliki.

Transistorski pari v ojačevalnih stopnjah

Morda se sprašujete, kaj je razlog za uporabo PNP tranzistorjev, ko je na voljo veliko NPN tranzistorjev, ki jih je mogoče uporabiti kot ojačevalnike ali trdna stikala? Vendar pa prisotnost dveh različnih tipov tranzistorjev - NPN in PNP - daje velike prednosti pri oblikovanju ojačevalnih vezij. Takšni ojačevalniki uporabljajo "komplementarne" ali "usklajene" pare tranzistorjev (ki predstavljajo en PNP tranzistor in en NPN, povezani skupaj, kot je prikazano na spodnji sliki) v izhodni stopnji.

Dva ustrezna NPN in PNP tranzistorja s podobnimi značilnostmi, ki sta med seboj identična, se imenujejo komplementarna. Primer TIP3055 (tip NPN) in TIP2955 (tip PNP) sta dober primer komplementarnih silicijevih tranzistorjev moči. Oba imata DC dobiček β = I _C / I _B dosledno v 10% in visok zbiralni tok okoli 15A, zaradi česar sta idealna za naprave za nadzor motorja ali robotske aplikacije.

Poleg tega Ojačevalniki razreda B uporabite ujemajoče se pare tranzistorjev in v svojih izhodnih močnih kaskadah. V njih tranzistor NPN izvede samo pozitivni polvalov signala, PNP tranzistor pa le njegovo negativno polovico.

To omogoča, da ojačevalnik izvede zahtevano moč skozi zvočnik v obeh smereh za dano nazivno moč in impedanco. Posledično je izhodni tok, ki je običajno več amperov, enakomerno porazdeljen med dvema komplementarnima tranzistorjema.

Tranzistorski pari v krmilnih vezjih motorja

Uporabljajo se tudi v krmilnih vezjih H-mostu za reverzibilne enosmerne motorje, ki omogočajo enakomerno regulacijo toka skozi motor v obeh smereh vrtenja.

Zgornji H-most je tako imenovan, ker je osnovna konfiguracija njegovih štirih stikal na tranzistorjih podobna črki »H« z motorjem na prečni črti. Tranzistorski H-most je verjetno eden od najpogosteje uporabljenih tipov krmilnih vezij. dc motor. Uporablja "komplementarne" pare tranzistorjev NPN in PNP v vsaki veji, ki delujejo kot ključi za nadzor motorja.

Krmilni vhod A zagotavlja delovanje motorja v eno smer, medtem ko se vhod B uporablja za obratno vrtenje.

Na primer, ko je tranzistor TR1 vklopljen in TR2 izklopljen, je vhod A priključen na napajalno napetost (+ Vcc), če pa je tranzistor TR3 izklopljen in TR4 vklopljen, je vhod B priključen na 0 voltov (GND). Zato se bo motor vrtel v eno smer, kar ustreza pozitivnemu potencialu vhoda A in negativnemu vhodu B.

Če se stanje tipk spremeni tako, da je TR1 izklopljen, je TR2 vklopljen, TR3 je vklopljen, TR4 pa je izklopljen, tok motorja teče v nasprotni smeri, kar bo povzročilo njegovo obračanje.

Z uporabo nasprotnih nivojev logičnega "1" ali "0" na vhodih A in B lahko krmilite smer vrtenja motorja.

Določanje vrste tranzistorjev

Lahko so predstavljeni vsi bipolarni tranzistorji, ki so v bistvu sestavljeni iz dveh diod, ki sta med seboj povezani.

Lahko uporabimo to analogijo, da ugotovimo, ali je tranzistor PNP ali NPN s testiranjem njegovega upora med svojimi tremi zatiči. S testiranjem vsakega para v obeh smereh z multimetrom po šestih meritvah dobimo naslednji rezultat:

1. Oddajnik - baza. Ti zatiči morajo delovati kot običajna dioda in voditi tok samo v eni smeri.

2. Zbiralnik - baza. Ti zatiči morajo delovati tudi kot normalna dioda in voditi tok samo v eni smeri.

3 Emitter - Collector. Te ugotovitve ne smejo voditi v nobeni smeri.

Vrednosti prehodnih uporov obeh tipov tranzistorjev

Potem lahko določimo PNP tranzistor kot uporaben in zaprt. Majhen izhodni tok in negativna napetost na njeni bazi (B) glede na njegov oddajnik (E) ju bosta odprla in omogočila pretok veliko večjega oddajno-zbiralnega toka. PNP tranzistorji se izvajajo pri pozitivnem potencialu oddajnika. Z drugimi besedami bipolarni tranzistor PNP bo izvedena le, če so ugotovitve osnove in kolektorja negativne glede na oddajnik.