Pnp transistörleri

İlk bipolar bağlantı transistörü 1947'de Bell laboratuvarlarında icat edildi. "İki polarite" bipolar olarak kısaltılır, dolayısıyla Bipolar junction transistor adı verilir. BJT, Kollektör (C), Taban (B) ve Verici (E) içeren üç terminalli bir cihazdır. Bir transistörün terminallerini belirlemek, belirli bir BJT parçasının pin diyagramını gerektirir. Veri sayfasında mevcut olacaktır. İki tür BJT vardır - NPN ve PNP transistörü. Bu eğitimde PNP transistörleri hakkında konuşacağız. Yukarıdaki resimlerde gösterilen iki PNP transistör örneği - 2N3906 ve PN2907A'yı ele alalım.

Üretim sürecine bağlı olarak, pim konfigürasyonu değişebilir ve bu ayrıntılar, transistörün ilgili veri sayfasında mevcuttur. Çoğunlukla tüm PNP transistörleri yukarıda pin konfigürasyonundadır. Transistörün güç derecesi arttıkça gerekli ısı alıcının transistör gövdesine takılması gerekir. Terminallerde potansiyel uygulanmayan yansız bir transistör veya bir transistör, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi arka arkaya bağlanan iki diyota benzer. PNP transistörünün en önemli uygulaması, yüksek taraf anahtarlama ve Sınıf B kombine amplifikatördür.

Diyot D1, diyot D2'nin ileri iletimine dayanan bir ters iletken özelliğe sahiptir. Bir akım, yayıcıdan tabana diyot D2 üzerinden aktığında, diyot D1 akımı algılar ve orantılı bir akımın, toplayıcı terminalinde toprak potansiyeli uygulanması koşuluyla, emitör terminalinden kolektör terminaline ters yönde akmasına izin verilir. Orantılı sabit, Kazançtır (β).

PNP Transistörlerinin Çalışması:

Yukarıda tartışıldığı gibi, transistör, tükenme katmanını dağıtmak için gereken spesifik bariyer potansiyeline sahip iki tükenme katmanına sahip akım kontrollü bir cihazdır. Bir silikon transistör için bariyer potansiyeli, bir germanyum transistör için 25 ° C'de 0,7V ve 25 ° C'de 0,3V'dur. Çoğunlukla kullanılan yaygın transistör tipi silikondur çünkü oksijenden sonra dünyada en bol bulunan elementtir.

Dahili operasyon:

Pnp transistörün yapısı, toplayıcı ve yayıcı bölgelerin p-tipi malzeme ile ve taban bölgesinin küçük bir n-tipi malzeme tabakası ile katkılanmasıdır. Verici bölge, kollektör bölgesi ile karşılaştırıldığında ağır bir şekilde katkılıdır. Bu üç bölge iki kavşak oluşturur. Kollektör-taban bağlantısı (CB) ve taban-verici bağlantısıdır.

0V'den azalan Baz-Verici bağlantısına negatif potansiyel VBE uygulandığında, elektronlar ve delikler tükenme bölgesinde birikmeye başlar. Potansiyel 0.7V'nin altına düştüğünde, bariyer voltajına ulaşılır ve difüzyon meydana gelir. Bu nedenle, elektronlar pozitif terminale doğru akar ve temel akım akışı (IB) elektron akışının tersidir. Ayrıca, kollektör terminalinde VCE gerilimi uygulandığı takdirde emitörden kollektöre akım geçmeye başlar. PNP transistörü, bir anahtar ve bir amplifikatör görevi görebilir.

Çalışma bölgesi ve Çalışma modu:

1. Aktif bölge, IC = β × IB– Amplifikatör çalışması

2. Doygunluk bölgesi, IC = Doygunluk akımı - Anahtarlama işlemi (Tamamen AÇIK)

3. Kesme bölgesi, IC = 0 - Anahtarlama işlemi (Tamamen KAPALI)

Anahtar olarak transistör:

Bir PNP transistörünün uygulaması, yüksek taraf anahtarı olarak çalışmaktır. Bir PSPICE modeli ile açıklamak için PN2907A transistör seçildi. Tabanda akım sınırlayıcı bir direnç kullanmak için akılda tutulması gereken ilk önemli şey. Daha yüksek taban akımları bir BJT'ye zarar verir. Veri sayfasından maksimum sürekli toplayıcı akımı -600mA'dır ve ilgili kazanç (hFE veya β), veri sayfasında test koşulu olarak verilmiştir. İlgili doyma gerilimleri ve temel akımlar da mevcuttur.

Bileşenleri seçmek için adımlar:

1. Kolektör akımını, yükünüz tarafından tüketilen akımı bulun. Bu durumda 200mA (Paralel LED'ler veya yükler) ve direnç = 60 Ohm olacaktır.

2. Transistörü doygunluk durumuna getirmek için, transistörün tamamen AÇIK olacağı şekilde yeterli taban akımının çekilmesi gerekir. Temel akımın ve kullanılacak ilgili direncin hesaplanması.

Tam doygunluk için temel akım yaklaşık 2,5 mA'dır (Çok yüksek veya çok düşük değil). Bu nedenle, aşağıda anahtarın KAPALI durumunda olduğu toprağa göre yayıcıya olanla aynı olan 12V tabana sahip devre aşağıdadır.

Teorik olarak anahtar tamamen açıktır, ancak pratikte bir kaçak akım akışı gözlemlenebilir. Bu akım, pA veya nA'da olduklarından önemsizdir. Akım kontrolünü daha iyi anlamak için, bir transistör, direnci tabandan geçen akıma bağlı olarak değişen kollektör (C) ve yayıcı (E) boyunca değişken bir direnç olarak düşünülebilir (B).

Başlangıçta tabandan akım geçmediğinde, CE boyunca direnç çok yüksektir ve içinden hiçbir akım geçmez. Baz terminalde 0.7V ve üzeri bir potansiyel farkı göründüğünde, BE bağlantısı yayılır ve CB bağlantısının dağılmasına neden olur. Şimdi akım, yayıcıdan toplayıcıya, yayıcıdan tabana akım akışıyla orantılı olarak akar, bu da kazançtır.

Şimdi baz akımı kontrol ederek çıkış akımını nasıl kontrol edeceğimizi görelim. Yükün 200mA olmasına rağmen IC = 100mA'yı sabitleyin, veri sayfasından ilgili kazanç 100 ve 300 arasında bir yerdedir ve yukarıdaki aynı formülü izleyerek elde ederiz

Pratik değerin hesaplanan değerden değişimi, transistördeki voltaj düşüşü ve kullanılan direnç yükünden kaynaklanmaktadır. Ayrıca, baz terminalde 12.5kOhm yerine 13kOhm'luk standart bir direnç değeri kullandık.

Amplifikatör olarak transistör:

Amplifikasyon, zayıf bir sinyali kullanılabilir forma dönüştürmektir. Amplifikasyon işlemi, kablosuz iletilen sinyaller, kablosuz alınan sinyaller, Mp3 oynatıcılar, cep telefonları vb. Gibi birçok uygulamada önemli bir adım olmuştur. Transistör, farklı konfigürasyonlarda gücü, voltajı ve akımı yükseltebilir.

Transistör amplifikatör devrelerinde kullanılan konfigürasyonlardan bazıları

1. Ortak yayıcı amplifikatör

2. Ortak kollektör amplifikatörü

3. Ortak temel amplifikatör

Yukarıdaki tiplerden ortak yayıcı tipi, popüler ve en çok kullanılan konfigürasyondur. İşlem aktif bölgede gerçekleşir, Tek kademeli ortak emitörlü amplifikatör devresi buna bir örnektir. Bir amplifikatör tasarımında kararlı bir DC öngerilim noktası ve kararlı bir AC kazancı önemlidir. Yalnızca bir transistör kullanıldığında tek aşamalı amplifikatör adı.

Yukarıda, baz terminalde uygulanan zayıf bir sinyalin toplayıcı terminaldeki gerçek sinyalin β katına dönüştürüldüğü tek aşamalı amplifikatör bulunmaktadır.

Bölüm amaç:

CIN, giriş sinyalini transistörün tabanına bağlayan bağlantı kapasitördür. Böylece bu kapasitör, kaynağı transistörden izole eder ve yalnızca ac sinyalinin geçmesine izin verir. CE, yükseltilmiş sinyal için düşük direnç yolu görevi gören baypas kapasitördür. COUT, transistörün kollektöründen gelen çıkış sinyalini birleştiren bağlantı kapasitördür. Böylece bu kapasitör, çıkışı transistörden izole eder ve yalnızca ac sinyalinin geçmesine izin verir. R2 ve RE, amplifikatöre stabilite sağlarken, R1 ve R2 birlikte, potansiyel bir bölücü olarak hareket ederek DC önyargı noktasında stabiliteyi sağlar.

Operasyon:

PNP transistörü durumunda, ortak kelimesi negatif kaynağı belirtir. Dolayısıyla emitör, kollektör ile karşılaştırıldığında negatif olacaktır. Devre, her zaman aralığı için anlık olarak çalışır. Basitçe anlamak için, temel terminaldeki ac voltajı, akımdaki karşılık gelen artışı arttırdığında emitör direnci üzerinden akar.

Bu nedenle, yayıcı akımındaki bu artış, VCE toplayıcı yayıcı düşüşünü azaltan transistörden geçen yüksek kollektör akımını artırır. Benzer şekilde, giriş ac voltajı katlanarak azaldığında, VCE voltajı, verici akımındaki düşüş nedeniyle artmaya başlar. Gerilimlerdeki tüm bu değişiklikler, girişin dalga biçimini tersine çevirecek, ancak biri yükseltilecek olan çıkışta anında yansıtılır.

Özellikler	Ortak Taban	Ortak Verici	Ortak Toplayıcı
Gerilim kazancı	Yüksek	Orta	Düşük
Şu anki kazanç	Düşük	Orta	Yüksek
Güç kazancı	Düşük	Çok yüksek	Orta

Tablo: Kazanç karşılaştırma tablosu

Yukarıdaki tabloya dayanarak, ilgili konfigürasyon kullanılabilir.