PNP tranzistor: dijagram ožičenja. Koja je razlika između PNP i NPN tranzistora?

PNP tranzistor je elektronički uređaj, u određenom smislu suprotan od NPN tranzistora. U ovom tipu konstrukcije tranzistora, njegovi PN spojevi se otvaraju s naponima obrnutog polariteta u odnosu na NPN tip. U simbolu strelice uređaja, koja također definira izlaz emitera, ovaj put označava unutrašnjost simbola tranzistora.

Dizajn uređaja

Konstrukcijski dijagram tranzistora PNP tipa sastoji se od dvije regije poluvodičkog materijala p-tipa na obje strane područja materijala n-tipa, kao što je prikazano na donjoj slici.

Strelica identificira odašiljač i općeprihvaćeni smjer njegove struje (prema unutra za PNP tranzistor).

PNP tranzistor ima vrlo slične karakteristike sa svojim NPN-bipolarnim bratom, osim što su smjerovi struja i polariteta napona u njemu obrnuti za bilo koju od tri moguće sheme prebacivanja: s zajedničkom bazom, s zajedničkim odašiljačem i zajedničkim kolektorom.

Glavne razlike između dva tipa bipolarnih tranzistora

Glavna razlika između njih je da su rupe glavni nositelji struje za PNP tranzistore, NPN tranzistori imaju elektrone u toj kvaliteti. Stoga je polaritet napona koji napaja tranzistor obrnut, a njegova ulazna struja istječe iz baze. Nasuprot tome, za NPN tranzistor, u njega struji bazna struja, kao što je prikazano u shemi ožičenja oba tipa uređaja s zajedničkom bazom i zajedničkim odašiljačem.

Princip rada tranzistora tipa PNP temelji se na korištenju male (kao NPN-tipa) bazne struje i negativnog (za razliku od NPN-tipa) baznog prednaponskog napona za upravljanje mnogo većom strujom odašiljača-kolektora. Drugim riječima, za PNP tranzistor, emiter je pozitivniji u odnosu na bazu, kao i na kolektor.

Razmotrite razlike tipa PNP u shemi uključivanja s zajedničkom bazom.

Doista, iz nje se može vidjeti da struja kolektora I _C (u slučaju NPN tranzistora) teče iz pozitivnog pola baterije B2, prolazi kroz kolektorski vod, prodire u nju i mora tada proći kroz osnovni vod da se vrati na negativni pol baterije. Na isti način, s obzirom na emiter krug, možete vidjeti kako njegova struja od pozitivnog pola baterije B1 ulazi u tranzistor na izlazu baze, a zatim prodire u odašiljač.

Izlaz baze tako prolazi i struju kolektora I _C i struju emitera I _E. Budući da cirkuliraju u svojim konturama u suprotnim smjerovima, rezultirajuća bazna struja jednaka je njihovoj razlici i vrlo je mala, jer je I _C nešto manji od I _E. Ali budući da je potonje još veće, smjer toka razlike struja (struja bazom) podudara se s I _E , te stoga bipolarni tranzistor tipa PNP ima struju koja teče iz baze, a NPN-tip ima struju koja struji u.

Razlike PNP-tipa na primjeru uključene sheme sa zajedničkim emiterom

U ovoj novoj shemi, prijelaz PN-baze-emiter je otvoren naponu baterije B1, a prijelaz baze kolektora pomaknut je u suprotnom smjeru od napona baterije B2. Izlaz emitera je stoga zajednički za bazne i kolektorske krugove.

Ukupna struja emitera dobiva se kao zbroj dvije struje I _C i I _B ; propuštanje emitera u jednom smjeru. Dakle, imamo I _E = I _C + I _B.

U ovoj shemi, bazna struja I _B jednostavno se "odvaja" od struje emitera I _E , također se podudarajući s njom u smjeru. U isto vrijeme, tranzistor PNP tipa još uvijek ima struju I _B koja teče iz baze, a NPN-tip ima ulazni.

U trećem je poznato tranzistorski strujni krugovi sa zajedničkim kolektorom, situacija je potpuno ista. Stoga ga ne predstavljamo kako bismo uštedjeli vrijeme i mjesto čitatelja.

PNP tranzistor: priključni izvori napona

Izvor napona između baze i emitera (V _BE) spojen je s negativnim polom na bazu i pozitivan na odašiljač, jer PNP tranzistor radi kad se baza pomakne negativno u odnosu na odašiljač.

Napon napajanja odašiljača je također pozitivan u odnosu na kolektor (V _CE ). Prema tome, u tranzistoru PNP tipa, izlaz emitera je uvijek pozitivniji u odnosu na bazu i kolektor.

Izvori napona su spojeni na PNP tranzistor, kao što je prikazano na slici ispod. Ovaj put kolektor je spojen na napon napajanja V _CC kroz otpornik opterećenja, R _L , što ograničava maksimalnu struju koja teče kroz uređaj. Na nju se preko otpornika _RB , koji se ponovno koristi za ograničavanje maksimalne struje baze, nanosi osnovni napon V _B , koji ga nagiba u negativnom smjeru u odnosu na odašiljač.

Radna PNP tranzistorska kaskada

Dakle, kako bi se uzrokovalo da struja baze teče u PNP tranzistoru, baza bi trebala biti negativnija od emitera (struja bi trebala napustiti bazu) za oko 0,7 volti za silicijsku napravu ili 0,3 volta za germanij. Formule koje se koriste za izračunavanje osnovnog otpornika, struje baze ili struje kolektora jednake su onima koje se koriste za ekvivalentni NPN tranzistor i prikazane su u nastavku.

Vidimo da je temeljna razlika između NPN i PNP tranzistora ispravan pomak pn spojeva, budući da su smjerovi struja i polariteta napona u njima uvijek suprotni. Dakle, za gornju shemu: I _C = I _E - I _B , budući da struja mora teći iz baze.

U pravilu, PNP tranzistor može biti zamijenjen s NPN u većini elektroničkih sklopova, razlika je samo u polaritetu napona i smjeru struje. Takvi tranzistori se također mogu koristiti kao sklopni uređaji, a primjer ključa na PNP tranzistoru je prikazan dolje.

Značajke tranzistora

Izlazne karakteristike tranzistora PNP tipa vrlo su slične krivuljima ekvivalentnog NPN tranzistora, osim što se rotiraju za 180 °, uzimajući u obzir obrnuti polaritet napona i struja (bazne i kolektorske struje, PNP tranzistori su negativni). Slično tome, da bi se pronašle radne točke PNP-tranzistora, njegova dinamička linija opterećenja može se prikazati u trećoj četvrtini kartezijanskog koordinatnog sustava.

Tipične karakteristike PNP tranzistora 2N3906 prikazane su na slici ispod.

Transistorski parovi u fazama pojačala

Vi svibanj se pitate, što je razlog za korištenje PNP tranzistora kada postoji mnogo NPN tranzistora koji se mogu koristiti kao pojačala ili preklopnici? Međutim, prisutnost dvaju različitih tipova tranzistora - NPN i PNP - daje velike prednosti u projektiranju krugova pojačala snage. Takva pojačala koriste "komplementarne" ili "usklađene" parove tranzistora (koji predstavljaju jedan PNP tranzistor i jedan NPN, spojeni zajedno, kao što je prikazano na donjoj slici) u izlaznom stupnju.

Dva odgovarajuća NPN i PNP tranzistora sa sličnim karakteristikama koji su međusobno identični nazivaju se komplementarni. Na primjer, TIP3055 (NPN-tip) i TIP2955 (PNP-tip) su dobar primjer komplementarnih silicijskih energetskih tranzistora. Oboje imaju DC dobitak β = I _C / I _B dosljedno unutar 10% i visoku struju kolektora od oko 15A, što ih čini idealnim za uređaje za upravljanje motorom ili robotske aplikacije.

Osim toga, Pojačala razreda B koristiti odgovarajuće parove tranzistora iu svojim izlaznim kaskadama visoke snage. U njima, NPN tranzistor provodi samo pozitivni poluval signala, a PNP tranzistor - samo negativnu polovicu.

To omogućuje pojačalu provoditi potrebnu snagu kroz zvučnik u oba smjera za zadanu nominalnu snagu i impedanciju. Kao rezultat, izlazna struja, koja je obično reda veličine nekoliko ampera, ravnomjerno je raspodijeljena između dva komplementarna tranzistora.

Tranzistorski parovi u upravljačkim krugovima motora

Također se koriste u upravljačkim krugovima H-mosta za reverzibilne istosmjerne motore, koji omogućuju ravnomjernu regulaciju struje kroz motor u oba smjera rotacije.

Gornji H-mostni krug je tako nazvan jer osnovna konfiguracija četiriju prekidača na tranzistorima nalikuje slovu "H" s motorom smještenim na poprečnoj crti. H-most tranzistora je vjerojatno jedan od najčešće korištenih tipova upravljačkih krugova. dc motor. Ona koristi "komplementarne" parove NPN i PNP tranzistora u svakoj grani, koji djeluju kao ključevi za upravljanje motorom.

Upravljački ulaz A omogućuje rad motora u jednom smjeru, dok se ulaz B koristi za obrnuto okretanje.

Primjerice, kada je tranzistor TR1 uključen i TR2 je isključen, ulaz A je spojen na napon napajanja (+ Vcc), a ako je tranzistor TR3 isključen i TR4 uključen, ulaz B je spojen na 0 volti (GND). Stoga će se motor okretati u jednom smjeru, što odgovara pozitivnom potencijalu ulaza A i negativnom ulazu B.

Ako se stanje ključeva promijeni tako da je TR1 isključen, TR2 je uključen, TR3 je uključen, a TR4 je isključen, struja motora će teći u suprotnom smjeru, što će uzrokovati njegov preokret.

Pomoću suprotnih razina logičkih "1" ili "0" na ulazima A i B možete kontrolirati smjer vrtnje motora.

Određivanje vrste tranzistora

Bilo koji bipolarni tranzistori mogu biti predstavljeni, a sastoje se u biti od dviju dioda povezanih zajedno.

Možemo koristiti ovu analogiju kako bismo utvrdili je li tranzistor PNP ili NPN testiranjem otpora između tri pinova. Testiranjem svakog para njih u oba smjera pomoću multimetra, nakon šest mjerenja dobivamo sljedeći rezultat:

1. Odašiljač - baza. Ove igle bi trebale djelovati kao normalna dioda i provoditi struju samo u jednom smjeru.

2. Kolektor - baza. Ove igle također bi trebale djelovati kao normalna dioda i provoditi struju samo u jednom smjeru.

3. Odašiljač - sakupljač. Ovi nalazi ne smiju voditi u bilo kojem smjeru.

Vrijednosti prijelaznih otpora oba tipa tranzistora

Tada možemo odrediti PNP tranzistor kao upotrebljiv i zatvoren. Mala izlazna struja i negativni napon na bazi (B) u odnosu na njegov emiter (E) će ga otvoriti i omogućiti protok mnogo veće struje odašiljača i kolektora. PNP tranzistori se izvode pri pozitivnom potencijalu odašiljača. Drugim riječima bipolarni PNP tranzistor će se provesti samo ako su nalazi baze i kolektora negativni u odnosu na emiter.