ทรานซิสเตอร์ Pnp

ทรานซิสเตอร์ขั้วต่อสองขั้วตัวแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในปีพ. ศ. 2490 ที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ “สองขั้ว” ย่อเป็นสองขั้วจึงชื่อสองขั้วแยกทรานซิสเตอร์BJTเป็นอุปกรณ์ปลายทางสามเครื่องที่มี Collector (C), Base (B) และ Emitter (E) การระบุขั้วของทรานซิสเตอร์ต้องใช้แผนภาพพินของชิ้นส่วน BJT เฉพาะ จะมีอยู่ในแผ่นข้อมูล - มีสองประเภทของ BJT มีNPN และ PNP ทรานซิสเตอร์ ในบทช่วยสอนนี้เราจะพูดถึงทรานซิสเตอร์ PNP ให้เราพิจารณาสองตัวอย่างของทรานซิสเตอร์ PNP - 2N3906 และ PN2907A ที่แสดงในภาพด้านบน

ขึ้นอยู่กับขั้นตอนการประดิษฐ์การกำหนดค่าพินอาจเปลี่ยนแปลงได้และรายละเอียดเหล่านี้มีอยู่ในแผ่นข้อมูลที่เกี่ยวข้องของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ PNP ส่วนใหญ่มีการกำหนดค่าพินข้างต้น เนื่องจากระดับกำลังของทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นจำเป็นต้องติดแผ่นระบายความร้อนเข้ากับตัวของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ที่เป็นกลางหรือทรานซิสเตอร์ที่ไม่มีศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วจะคล้ายกับไดโอดสองตัวที่เชื่อมต่อแบบ back-to-back ดังแสดงในรูปด้านล่าง การใช้ทรานซิสเตอร์ PNP ที่สำคัญที่สุดคือการสลับด้านสูงและแอมพลิฟายเออร์รวมคลาส B

ไดโอด D1 มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าย้อนกลับตามการนำไปข้างหน้าของไดโอด D2 เมื่อกระแสไหลผ่านไดโอด D2 จากอีซีแอลไปยังฐานไดโอด D1 จะตรวจจับกระแสและกระแสตามสัดส่วนจะได้รับอนุญาตให้ไหลในทิศทางย้อนกลับจากเทอร์มินัลอีซีแอลไปยังเทอร์มินัลตัวเก็บที่มีการใช้ศักย์กราวด์ที่เทอร์มินัลตัวรวบรวม ค่าคงที่ตามสัดส่วนคือกำไร (β)

การทำงานของทรานซิสเตอร์ PNP:

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมกระแสซึ่งมีชั้นพร่องสองชั้นที่มีศักยภาพในการกั้นเฉพาะที่จำเป็นในการกระจายชั้นการพร่อง ศักยภาพในการป้องกันของทรานซิสเตอร์ซิลิกอนคือ 0.7V ที่ 25 ° C และ 0.3V ที่ 25 ° C สำหรับทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม โดยส่วนใหญ่ทรานซิสเตอร์ทั่วไปที่ใช้คือซิลิกอนเนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่มีอยู่มากที่สุดในโลกรองจากออกซิเจน

การทำงานภายใน:

โครงสร้างของทรานซิสเตอร์ pnp คือบริเวณตัวสะสมและตัวปล่อยจะถูกเจือด้วยวัสดุประเภท p และบริเวณฐานจะถูกเจือด้วยวัสดุชนิด n ชั้นเล็ก ๆ พื้นที่ของตัวปล่อยจะถูกเจืออย่างมากเมื่อเทียบกับภูมิภาคตัวสะสม ทั้งสามภูมิภาคนี้มีสองทางแยก พวกมันคือทางแยกฐานสะสม (CB) และทางแยกฐานปล่อย

เมื่อใช้ VBE ที่มีศักย์เป็นลบข้ามทางแยก Base-Emitter ลดลงจาก 0V อิเล็กตรอนและโฮลจะเริ่มสะสมที่บริเวณพร่อง เมื่อศักย์ไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 0.7V อีกต่อไปแรงดันไฟฟ้าของสิ่งกีดขวางจะถึงและเกิดการแพร่กระจาย ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงไหลเข้าหาขั้วบวกและกระแสไฟฟ้าฐาน (IB) ตรงข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอน นอกจากนี้กระแสจากตัวปล่อยไปยังตัวเก็บรวบรวมจะเริ่มไหลหากใช้แรงดันไฟฟ้า VCE ที่ขั้วตัวเก็บ ทรานซิสเตอร์ PNP สามารถทำหน้าที่เป็นสวิตช์และเครื่องขยายเสียง

พื้นที่ปฏิบัติการเทียบกับโหมดการทำงาน:

1. Active region, IC = β× IB– Amplifier การทำงาน

2. ภูมิภาคความอิ่มตัว IC = กระแสอิ่มตัว - การทำงานของสวิตช์ (เปิดโดยสมบูรณ์)

3. พื้นที่ตัด IC = 0 - การทำงานของสวิตช์ (ปิดโดยสิ้นเชิง)

ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์:

การประยุกต์ใช้ทรานซิสเตอร์ PNP คือการทำงานเป็นสวิตช์ด้านสูง เพื่ออธิบายด้วยโมเดล PSPICE ได้เลือกทรานซิสเตอร์ PN2907A สิ่งสำคัญอันดับแรกที่ต้องจำไว้ในการใช้ตัวต้านทาน จำกัด กระแสที่ฐาน กระแสพื้นฐานที่สูงขึ้นจะสร้างความเสียหายให้กับ BJT จากแผ่นข้อมูลค่ากระแสสะสมสูงสุดต่อเนื่องคือ -600mA และได้รับที่สอดคล้องกัน (hFE หรือβ) จะได้รับในแผ่นข้อมูลเป็นเงื่อนไขการทดสอบ นอกจากนี้ยังมีแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวและกระแสฐานที่สอดคล้องกัน

ขั้นตอนในการเลือกส่วนประกอบ:

1. ค้นหาตัวเก็บรวบรวมปัจจุบันซึ่งมีกระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยโหลดของคุณ ในกรณีนี้จะเป็น 200mA (LED หรือโหลดแบบขนาน) และตัวต้านทาน = 60 โอห์ม

2. ในการขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ให้อยู่ในสภาวะอิ่มตัวต้องดึงกระแสเบสที่เพียงพอออกมาเพื่อให้ทรานซิสเตอร์เปิดอย่างสมบูรณ์ การคำนวณกระแสฐานและตัวต้านทานที่เกี่ยวข้องที่จะใช้

สำหรับความอิ่มตัวที่สมบูรณ์กระแสฐานจะอยู่ที่ประมาณ 2.5mA (ไม่สูงหรือต่ำเกินไป) ดังนั้นด้านล่างนี้คือวงจรที่มี 12V เป็นฐานเดียวกับที่ปล่อยออกมาเมื่อเทียบกับกราวด์ในระหว่างที่สวิตช์อยู่ในสถานะปิด

ในทางทฤษฎีสวิตช์จะเปิดอย่างสมบูรณ์ แต่ในทางปฏิบัติสามารถสังเกตการไหลของกระแสไฟฟ้ารั่วได้ กระแสนี้มีค่าเล็กน้อยเนื่องจากอยู่ใน pA หรือ nA เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการควบคุมกระแสทรานซิสเตอร์ถือได้ว่าเป็นตัวต้านทานแบบแปรผันระหว่างตัวสะสม (C) และตัวปล่อย (E) ซึ่งความต้านทานจะแตกต่างกันไปตามกระแสผ่านฐาน (B).

เริ่มแรกเมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านฐานความต้านทานใน CE จะสูงมากจนไม่มีกระแสไหลผ่าน เมื่อความต่างศักย์ 0.7V ขึ้นไปปรากฏขึ้นที่ขั้วฐานทางแยก BE จะกระจายและทำให้ทางแยก CB กระจาย ตอนนี้กระแสไหลจากตัวปล่อยไปยังตัวสะสมตามสัดส่วนของการไหลของกระแสจากอีซีแอลไปยังฐานรวมถึงกำไรด้วย

ตอนนี้ให้เราดูวิธีควบคุมกระแสไฟขาออกโดยการควบคุมกระแสฐาน แก้ไข IC = 100mA แม้ว่าจะโหลด 200mA แต่กำไรที่สอดคล้องกันจากแผ่นข้อมูลอยู่ระหว่าง 100 และ 300 และทำตามสูตรเดียวกันข้างต้นที่เราได้รับ

การแปรผันของค่าปฏิบัติจากค่าที่คำนวณได้เป็นเพราะแรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์และโหลดตัวต้านทานที่ใช้ นอกจากนี้เรายังใช้ค่าตัวต้านทานมาตรฐาน 13kOhm แทน 12.5kOhm ที่ขั้วฐาน

ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียง:

Amplification คือการแปลงสัญญาณที่อ่อนแอให้เป็นรูปแบบที่ใช้งานได้ กระบวนการขยายสัญญาณเป็นขั้นตอนสำคัญในแอปพลิเคชั่นต่างๆเช่นสัญญาณที่ส่งแบบไร้สายสัญญาณที่ได้รับแบบไร้สายเครื่องเล่น MP3 โทรศัพท์มือถือและอื่น ๆ ทรานซิสเตอร์สามารถขยายกำลังแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ

การกำหนดค่าบางอย่างที่ใช้ในวงจรแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์คือ

1. เครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไป

2. เครื่องขยายเสียงสะสมทั่วไป

3. เครื่องขยายเสียงฐานทั่วไป

ประเภทตัวปล่อยทั่วไปประเภทข้างต้นคือการกำหนดค่าที่นิยมและใช้กันมากที่สุด การดำเนินการเกิดขึ้นในพื้นที่ที่ใช้งานวงจรแอมพลิฟายเออร์อีซีแอลขั้นตอนเดียวเป็นตัวอย่างสำหรับมัน จุดไบแอส DC ที่เสถียรและอัตราขยาย AC ที่เสถียรเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบเครื่องขยายเสียง ชื่อแอมพลิฟายเออร์สเตจเดียวเมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียว

ด้านบนเป็นเครื่องขยายสัญญาณแบบขั้นตอนเดียวซึ่งสัญญาณอ่อนที่ใช้ที่ขั้วฐานจะถูกแปลงเป็นβเท่าของสัญญาณจริงที่ขั้วตัวรวบรวม

วัตถุประสงค์ส่วนหนึ่ง:

CIN คือตัวเก็บประจุแบบ coupling ที่จับคู่สัญญาณอินพุตกับฐานของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นตัวเก็บประจุนี้จะแยกแหล่งที่มาจากทรานซิสเตอร์และอนุญาตให้ส่งสัญญาณ ac เท่านั้น CE เป็นตัวเก็บประจุแบบบายพาสซึ่งทำหน้าที่เป็นเส้นทางความต้านทานต่ำสำหรับสัญญาณขยาย COUT คือตัวเก็บประจุแบบ coupling ซึ่งจับคู่สัญญาณเอาต์พุตจากตัวเก็บรวบรวมของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นตัวเก็บประจุนี้จะแยกเอาต์พุตจากทรานซิสเตอร์และอนุญาตให้ส่งสัญญาณ ac เท่านั้น R2 และ RE ให้ความเสถียรของแอมพลิฟายเออร์ในขณะที่ R1 และ R2 ร่วมกันช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพในจุดไบแอส DC โดยทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งที่มีศักยภาพ

การทำงาน:

ในกรณีของทรานซิสเตอร์ PNP คำว่า common หมายถึงอุปทานเชิงลบ ดังนั้นตัวปล่อยจะเป็นลบเมื่อเปรียบเทียบกับตัวสะสม วงจรจะทำงานทันทีในแต่ละช่วงเวลา เพื่อให้เข้าใจง่ายเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ขั้วฐานเพิ่มการเพิ่มขึ้นของกระแสที่สอดคล้องกันที่ไหลผ่านตัวต้านทานอีซีแอล

ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของกระแสอีซีแอลนี้จะเพิ่มกระแสสะสมที่สูงขึ้นเพื่อไหลผ่านทรานซิสเตอร์ซึ่งจะลดการลดลงของตัวปล่อยตัวสะสม VCE ในทำนองเดียวกันเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าลดลงแบบทวีคูณแรงดันไฟฟ้า VCE จะเริ่มเพิ่มขึ้นเนื่องจากกระแสของอีซีแอลลดลง การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดนี้สะท้อนให้เห็นทันทีที่เอาต์พุตซึ่งจะเป็นรูปคลื่นกลับด้านของอินพุต แต่จะขยายสัญญาณ

ลักษณะเฉพาะ	ฐานทั่วไป	Emitter ทั่วไป	นักสะสมทั่วไป
แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น	สูง	ปานกลาง	ต่ำ
กำไรปัจจุบัน	ต่ำ	ปานกลาง	สูง
กำลังรับ	ต่ำ	สูงมาก	ปานกลาง

ตาราง: รับตารางเปรียบเทียบ

จากตารางด้านบนสามารถใช้การกำหนดค่าที่เกี่ยวข้องได้