- PNP-transistoreiden toiminta:
- Sisäinen toiminta:
- Toiminta-alue vs. käyttötapa:
- Transistori kytkimenä:
- Transistori vahvistimena:
- Osa tarkoitus:
Ensimmäinen kaksisuuntainen liitostransistori keksittiin vuonna 1947 Bell-laboratorioissa. "Kaksi polariteettia" lyhennetään bipolaariseksi, tästä syystä nimi bipolaarinen liitostransistori. BJT on kolmen päätelaitteen laite, jossa on Collector (C), Base (B) ja Emitter (E). Transistorin napojen tunnistaminen vaatii tietyn BJT-osan pin-kaavion. Se on saatavana lomakkeessa. BJT- transistoreita on kahta tyyppiä - NPN- ja PNP-transistorit. Tässä opetusohjelmassa puhumme PNP-transistoreista. Tarkastellaan kahta esimerkkiä PNP-transistoreista - 2N3906 ja PN2907A, jotka on esitetty yllä olevissa kuvissa.
Valmistusprosessin perusteella nastan kokoonpano voi muuttua, ja nämä yksityiskohdat ovat saatavilla vastaavassa transistorin datalehdessä. Enimmäkseen kaikki PNP-transistorit ovat pin-kokoonpanon yläpuolella. Kun transistorin teho kasvaa, tarvittava jäähdytyselementti on kiinnitettävä transistorin runkoon. Puolueeton transistori tai transistori, jossa ei ole potentiaalia liittimiin, on samanlainen kuin kaksi edestakaisin kytkettyä diodia, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. PNP-transistorin tärkein sovellus on korkea sivukytkentä ja luokan B yhdistetty vahvistin.
Diodilla D1 on käänteinen johtava ominaisuus, joka perustuu diodin D2 eteenpäin johtamiseen. Kun virta virtaa diodin D2 läpi emitteristä tukiasemaan, diodi D1 havaitsee virran ja suhteellisen virran annetaan kulkea vastakkaiseen suuntaan lähettimen liittimestä kollektorinapaan edellyttäen, että maadoituspotentiaalia käytetään kollektorinapaan. Suhteellinen vakio on vahvistus (β).
PNP-transistoreiden toiminta:
Kuten edellä on käsitelty, transistori on virralla ohjattu laite, jossa on kaksi ehtymiskerrosta, joilla on erityinen estopotentiaali, jota tarvitaan ehtokerroksen hajauttamiseen. Piitransistorin estopotentiaali on 0,7 V lämpötilassa 25 ° C ja 0,3 V lämpötilassa 25 ° C germaniumtransistorille. Enimmäkseen käytetty transistorityyppi on pii, koska se on maapallon runsain alkuaine hapen jälkeen.
Sisäinen toiminta:
Pnp-transistorin rakenne on, että kerääjä- ja emitterialueet on seostettu p-tyyppisellä materiaalilla ja perusalue seostetaan pienellä kerroksella n-tyyppistä materiaalia. Lähettäjäalue on voimakkaasti seostettu keräilyalueeseen verrattuna. Nämä kolme aluetta muodostavat kaksi risteystä. Ne ovat keräin-pohja risteys (CB) ja emäs-emitteri risteys.
Kun negatiivinen potentiaali VBE kohdistetaan Base-Emitter-risteyksessä, joka pienenee 0 V: sta, elektronit ja reiät alkavat kerääntyä tyhjennysalueelle. Kun potentiaali laskee edelleen alle 0,7 V: n, estojännite saavutetaan ja diffuusio tapahtuu. Siksi elektronit virtaavat kohti positiivista napaa ja kantavirta (IB) on vastakkainen elektronivirralle. Lisäksi virta lähettimestä kollektoriin alkaa virrata, jos jännite VCE syötetään kollektorin napaan. PNP-transistori voi toimia kytkimenä ja vahvistimena.
Toiminta-alue vs. käyttötapa:
1. Aktiivinen alue, IC = β × IB– Vahvistimen toiminta
2. Värikylläisyysalue, IC = Kylläisyysvirta - Kytkimen toiminta (täysin päällä)
3. Katkaisualue, IC = 0 - Kytkimen toiminta (täysin pois päältä)
Transistori kytkimenä:
PNP-transistorin on tarkoitus toimia korkean sivukytkimenä. Selitettäväksi PSPICE-mallilla on valittu PN2907A-transistori. Ensimmäinen tärkeä asia, joka on pidettävä mielessä, kun käytät virtaa rajoittavaa vastusta tyvessä. Suuremmat perusvirrat vahingoittavat BJT: tä. Datalehdestä suurin jatkuva keräilijän virta on -600mA ja vastaava vahvistus (hFE tai β) ilmoitetaan taulukossa testiehtona. Vastaavat kyllästysjännitteet ja perusvirrat ovat myös käytettävissä.
Komponenttien valinnan vaiheet:
1. Etsi keräysvirta wiz kuormasi kuluttama virta. Tässä tapauksessa se on 200mA (rinnakkaiset LEDit tai kuormat) ja vastus = 60 ohmia.
2. Transistorin ajamiseksi kyllästystilaan on vedettävä riittävä kantavirta siten, että transistori on täysin PÄÄLLÄ. Lasketaan kantavirta ja vastaava käytettävä vastus.
Täydellisen kylläisyyden saavuttamiseksi perusvirran arvoksi arvioidaan 2,5 mA (ei liian korkea tai liian matala). Täten alla on piiri, jonka 12 V: n ja emäksen välillä on sama kuin emitterin suhteen maahan, jonka aikana kytkin on OFF-tilassa.
Teoriassa kytkin on täysin auki, mutta käytännössä voidaan havaita vuotovirta. Tämä virta on merkityksetön, koska ne ovat pA: ssa tai nA: ssa. Virran ohjauksen paremman ymmärtämisen kannalta transistoria voidaan pitää vaihtelevana vastuksena kollektorin (C) ja emitterin (E) poikki, jonka vastus vaihtelee alustan läpi kulkevan virran (B).
Aluksi kun virtaa ei virtaa alustan läpi, CE-vastus on erittäin suuri, ettei virtaa virtaa sen läpi. Kun tukiasemaan ilmestyy potentiaaliero 0,7 V ja enemmän, BE-liitos diffundoituu ja saa CB-liitoksen diffundoitumaan. Nykyinen virta virtaa emitteristä keräimeen suhteessa virtalähteeseen emitteristä tukiasemaan, myös voitto.
Katsotaan nyt, kuinka ohjata lähtövirtaa ohjaamalla perusvirtaa. Korjaa IC = 100mA huolimatta siitä, että kuormitus on 200mA, vastaava vahvistus tietolomakkeesta on välillä 100 & 300 ja noudattaen samaa yllä olevaa kaavaa
Käytännön arvon vaihtelu lasketusta arvosta johtuu transistorin jännitehäviöstä ja käytetystä resistiivisestä kuormasta. Olemme myös käyttäneet standardivastuksen arvoa 13 kOhm 12,5 kOhm: n sijasta tukiasemassa.
Transistori vahvistimena:
Vahvistus on heikon signaalin muuntaminen käyttökelpoiseen muotoon. Vahvistusprosessi on ollut tärkeä vaihe monissa sovelluksissa, kuten langattomat lähetetyt signaalit, langattomat vastaanotetut signaalit, Mp3-soittimet, matkapuhelimet jne., Transistori voi vahvistaa tehoa, jännitettä ja virtaa eri kokoonpanoissa.
Jotkut transistorivahvistinpiireissä käytetyistä kokoonpanoista ovat
1. Yleinen emitterivahvistin
2. Yhteinen keräilyvahvistin
3. Yhteinen perusvahvistin
Edellä mainituista tyypeistä yleinen emitterityyppi on suosittu ja enimmäkseen käytetty kokoonpano. Toiminta tapahtuu aktiivisella alueella, yksivaiheinen yhteinen emitterivahvistinpiiri on esimerkki sille. Vakaa DC-esijännitepiste ja vakaa AC-vahvistus ovat tärkeitä vahvistimen suunnittelussa. Nimi yksivaiheinen vahvistin, kun käytetään vain yhtä transistoria.
Yläpuolella on yksivaiheinen vahvistin, jossa tukiasemaan syötetty heikko signaali muunnetaan β-kertoimeksi todelliselle signaalille kollektorinapassa.
Osa tarkoitus:
CIN on kytkentäkondensaattori, joka kytkee tulosignaalin transistorin pohjaan. Täten tämä kondensaattori eristää lähteen transistorista ja sallii vain vaihtosignaalin kulkemisen. CE on ohituskondensaattori, joka toimii vahvistetun signaalin matalaresistanssina. COUT on kytkentäkondensaattori, joka kytkee lähtösignaalin transistorin kollektorista. Täten tämä kondensaattori eristää lähdön transistorista ja sallii vain vaihtosignaalin kulkemisen. R2 ja RE tarjoavat vakauden vahvistimelle, kun taas R1 ja R2 takaavat yhdessä vakauden DC-esijännitepisteessä toimimalla potentiaalijakajana.
Operaatio:
PNP-transistorin tapauksessa sana common tarkoittaa negatiivista syöttöä. Siksi emitteri on negatiivinen verrattuna kerääjään. Piiri toimii välittömästi jokaisella aikavälillä. Yksinkertaisesti ymmärrettäväksi, kun vaihtovirtajännite tukiasemassa lisää vastaavaa virran kasvua emitterivastuksen läpi.
Siten tämä emitterivirran kasvu lisää suurempaa kollektorivirtaa virtaamaan transistorin läpi, mikä vähentää VCE-kollektorilähettimen pudotusta. Vastaavasti, kun vaihtovirtajännite pienenee eksponentiaalisesti, VCE-jännite alkaa kasvaa lähettimen virran vähenemisen vuoksi. Kaikki nämä jännitteiden muutokset heijastuvat välittömästi lähdössä, joka on tulon käänteinen aaltomuoto, mutta vahvistettu.
Ominaisuudet |
Yhteinen tukikohta |
Yhteinen lähettäjä |
Yhteinen keräilijä |
Jännitevahvistus |
Korkea |
Keskitaso |
Matala |
Nykyinen voitto |
Matala |
Keskitaso |
Korkea |
Tehonlisäys |
Matala |
Erittäin korkea |
Keskitaso |
Taulukko: Gain-vertailutaulukko
Yllä olevan taulukon perusteella voidaan käyttää vastaavaa kokoonpanoa.