Pnp-transistors

De eerste bipolaire junctie-transistor werd in 1947 uitgevonden in Bell Laboratories. "Twee polariteiten" wordt afgekort als bipolair, vandaar de naam Bipolaire junctie-transistor. BJT is een apparaat met drie aansluitingen met Collector (C), Base (B) en Emitter (E). Voor het identificeren van de aansluitingen van een transistor is het pin-diagram van een bepaald BJT-onderdeel vereist. Het zal beschikbaar zijn in de datasheet. Er zijn twee soorten BJT - NPN- en PNP-transistors. In deze tutorial zullen we praten over de PNP-transistors. Laten we eens kijken naar de twee voorbeelden van PNP-transistors - 2N3906 en PN2907A, weergegeven in de bovenstaande afbeeldingen.

Op basis van het fabricageproces kan de pinconfiguratie veranderen en deze details zijn beschikbaar in de overeenkomstige datasheet van de transistor. Bijna alle PNP-transistors hebben een bovenstaande pinconfiguratie. Naarmate het vermogen van de transistor toeneemt, moet het benodigde koellichaam aan het lichaam van de transistor worden bevestigd. Een onbevooroordeelde transistor of een transistor zonder potentiaal die op de klemmen wordt toegepast, is vergelijkbaar met twee diodes die back-to-back zijn verbonden, zoals weergegeven in onderstaande afbeelding. De belangrijkste toepassing van een PNP-transistor is hoogzijdig schakelen en een gecombineerde versterker van klasse B.

De diode D1 heeft een omgekeerde geleidende eigenschap gebaseerd op de voorwaartse geleiding van diode D2. Wanneer een stroom door de diode D2 loopt van emitter naar basis, neemt de diode D1 de stroom waar en kan een evenredige stroom in de omgekeerde richting stromen van de emitteraansluiting naar de collectoraansluiting, op voorwaarde dat er aardpotentiaal wordt aangelegd aan de collectorterminal. De proportionele constante is de winst (β).

Werking van PNP-transistors:

Zoals hierboven besproken, is de transistor een stroomgestuurd apparaat dat twee uitputtingslagen heeft met een specifieke barrièrepotentiaal die nodig is om de uitputtingslaag te diffunderen. De barrièrepotentiaal voor een siliciumtransistor is 0,7 V bij 25 ° C en 0,3 V bij 25 ° C voor een germaniumtransistor. Het meest voorkomende type transistor dat wordt gebruikt, is silicium, omdat het na zuurstof het meest voorkomende element op aarde is.

Interne werking:

De constructie van de pnp-transistor is dat de collector- en emittergebieden zijn gedoteerd met p-type materiaal en het basisgebied is gedoteerd met een laagje n-type materiaal. Het emittergebied is zwaar gedoteerd in vergelijking met het collectorgebied. Deze drie regio's vormen twee knooppunten. Het zijn collector-basisovergang (CB) en basis-emitterovergang.

Wanneer een negatieve potentiaal VBE wordt aangelegd over de basis-emitterovergang die afneemt van 0V, beginnen de elektronen en gaten zich op te hopen in het uitputtingsgebied. Wanneer de potentiaal verder daalt tot onder 0,7V, wordt de barrièrespanning bereikt en vindt de diffusie plaats. Daarom stromen de elektronen naar de positieve pool en is de basisstroom (IB) tegengesteld aan de elektronenstroom. Bovendien begint de stroom van emitter naar collector te stromen, op voorwaarde dat de spanning VCE wordt toegepast op de collectorterminal. De PNP-transistor kan als schakelaar en versterker fungeren.

Werkgebied versus werkwijze:

1. Actief gebied, IC = β × IB– Versterkerwerking

2. Verzadigingsgebied, IC = Verzadigingsstroom - Schakelwerking (volledig AAN)

3. Cut-off regio, IC = 0 - Schakelwerking (volledig UIT)

Transistor als schakelaar:

De toepassing van een PNP-transistor is om te werken als een hoge zijschakelaar. Om uit te leggen met een PSPICE- model, is de PN2907A-transistor geselecteerd. Het eerste belangrijke om in gedachten te houden om een ​​stroombegrenzende weerstand aan de basis te gebruiken. Hogere basisstromen zullen een BJT beschadigen. Uit het gegevensblad is de maximale continue collectorstroom -600mA en de bijbehorende versterking (hFE of β) wordt in het gegevensblad gegeven als testconditie. De bijbehorende verzadigingsspanningen en basisstromen zijn ook beschikbaar.

Stappen om componenten te selecteren:

1. Zoek de stroom van de collector door de stroom te zien die door uw belasting wordt verbruikt. In dit geval is het 200mA (parallelle LED's of belastingen) en weerstand = 60 Ohm.

2. Om de transistor in verzadigingstoestand te brengen, moet voldoende basisstroom worden afgenomen zodat de transistor volledig AAN is. Berekening van de basisstroom en de bijbehorende te gebruiken weerstand.

Voor volledige verzadiging wordt de basisstroom geschat op 2,5 mA (niet te hoog of te laag). Dus hieronder is het circuit met 12V naar de basis hetzelfde als die naar de emitter met betrekking tot aarde waarin de schakelaar UIT staat.

Theoretisch is de schakelaar volledig open, maar praktisch kan een lekstroom worden waargenomen. Deze stroom is verwaarloosbaar omdat ze in pA of nA zijn. Voor een beter begrip van de stroomregeling kan een transistor worden beschouwd als een variabele weerstand over collector (C) en emitter (E) waarvan de weerstand varieert op basis van de stroom door de basis (B).

In eerste instantie als er geen stroom door de basis loopt, is de weerstand over CE erg hoog dat er geen stroom doorheen stroomt. Wanneer een potentiaalverschil van 0,7V & hoger verschijnt op de basisterminal, diffundeert de BE-junctie en zorgt ervoor dat de CB-junctie diffuus wordt. Nu vloeit de stroom van emitter naar collector in verhouding tot die van de stroom van emitter naar basis, ook de versterking.

Laten we nu eens kijken hoe we de uitgangsstroom kunnen regelen door de basisstroom te regelen. Fix IC = 100mA ondanks dat de belasting 200mA is, de overeenkomstige winst van het gegevensblad ligt ergens tussen 100 en 300 en volgens dezelfde formule hierboven krijgen we

De variatie van praktische waarde van berekende waarde is vanwege de spanningsval over de transistor en de resistieve belasting die wordt gebruikt. We hebben ook een standaardweerstandswaarde van 13kOhm gebruikt in plaats van 12,5kOhm op de basisterminal.

Transistor als versterker:

Versterking is het omzetten van een zwak signaal in een bruikbare vorm. Het proces van versterking is een belangrijke stap geweest in veel toepassingen, zoals draadloos verzonden signalen, draadloos ontvangen signalen, mp3-spelers, mobiele telefoons, enz. De transistor kan vermogen, spanning en stroom versterken in verschillende configuraties.

Enkele van de configuraties die worden gebruikt in transistorversterkerschakelingen zijn

1. Gemeenschappelijke emitterversterker

2. Gemeenschappelijke collectorversterker

3. Gemeenschappelijke basisversterker

Van de bovenstaande typen is het gebruikelijke emittertype de populaire en meest gebruikte configuratie. De bewerking vindt plaats in het actieve gebied, eentraps gemeenschappelijke emitterversterkerschakeling is er een voorbeeld van. Een stabiel DC-instelpunt en een stabiele AC-versterking zijn belangrijk bij het ontwerpen van een versterker. De naam enkeltraps versterker als er maar één transistor wordt gebruikt.

Hierboven is een enkeltraps versterker waar een zwak signaal dat op de basisaansluiting wordt aangelegd, wordt omgezet in β maal het werkelijke signaal op de collectorterminal.

Deel doel:

CIN is de koppelcondensator die het ingangssignaal koppelt aan de basis van de transistor. Deze condensator isoleert dus de bron van de transistor en laat alleen een wisselstroomsignaal door. CE is de bypass-condensator die fungeert als het pad met lage weerstand voor een versterkt signaal. COUT is de koppelcondensator die het uitgangssignaal van de collector van de transistor koppelt. Deze condensator isoleert dus de output van de transistor en laat alleen AC-signaal door. R2 en RE bieden de stabiliteit aan de versterker, terwijl de R1 en R2 samen zorgen voor de stabiliteit in het DC-instelpunt door als potentiaalverdeler te fungeren.

Operatie:

In het geval van een PNP-transistor geeft het woord common de negatieve voeding aan. Daarom zal de emitter negatief zijn in vergelijking met de collector. Het circuit werkt ogenblikkelijk voor elk tijdsinterval. Eenvoudig te begrijpen, wanneer de wisselspanning op de basisaansluiting toeneemt, vloeit de overeenkomstige toename van de stroom door de emitterweerstand.

Deze toename in emitterstroom verhoogt dus de hogere collectorstroom die door de transistor vloeit, waardoor de VCE-collectoremitterval afneemt. Evenzo wanneer de ingangswisselspanning exponentieel afneemt, begint de VCE-spanning toe te nemen als gevolg van de afname van de emitterstroom. Al deze veranderingen in spanningen reflecteren ogenblikkelijk aan de uitgang, die een omgekeerde golfvorm van de ingang zal zijn, maar versterkt.

Kenmerken	Gemeenschappelijke basis	Veel voorkomende Emitter	Gemeenschappelijke Collector
Spanningsversterking	Hoog	Medium	Laag
Huidige winst	Laag	Medium	Hoog
Vermogenswinst	Laag	Heel hoog	Medium

Tabel: winstvergelijkingstabel

Op basis van de bovenstaande tabel kan de bijbehorende configuratie worden gebruikt.