為什麼PNP三極體集電極C和發射極E反著接,卻可以當開關使用?

2020-12-14 技術閒聊

為什麼PNP三極體集電極（C）和發射極（E）反著接，卻可以當開關使用？

理解NPN和PNP兩種類型的三極體原理及電流方向就會明白為什麼PNP三極體的集電極和發射極反著接當開關使用。

NPN和PNP三極體的基本原理及差異

三極體屬於電流控制元件，小電流控制大電流。三極體共有三個極：基極、集電極和發射極，根據兩個PN結的構造不同，三極體分為NPN型和PNP型，雖然兩種類型的三極體都有截止區、放大區和飽和區，但是它們控制方式、導通條件及電流方向是不同的。

一、NPN三極體：

NPN型三極體工作時的電流方向為：基極（B）流向發射極（E），集電極(C）流向發射極（E），Ic=βIb，Ie=(β+1)Ib，其中β為三極體的放大倍數。

截止區：Ube＜0.6V，基極電流Ib=0，所以Ic=0，三極體內阻很大，相當於開路（假設0.6V為三極體的開啟電壓）；

放大區：滿足公式Ic=βIb，Ie=(β+1)Ib，小電流驅動大電流，基極電流越大集電極電流就越大；

飽和區：Ic電流達到飽和（趨於穩定），不隨Ib的電流增大而增大。

二、PNP三極體：

PNP型三極體工作時的電流方向為：發射極（E）流向基極（B），發射極（E）流向集電極(C），Ic=βIb，Ie=(β+1)Ib，其中β為三極體的放大倍數。

截止區：Ube＞-0.6V，即Ueb＜0.6V，由於其電流方向正好跟NPN三極體相反，所以當三極體有電流時發射極的電位比基極的電位高(頭條@技術閒聊)。此區間基極電流Ib=0，所以Ic=0，三極體內阻很大，相當於開路；

放大區：滿足公式Ic=βIb，Ie=(β+1)Ib，小電流驅動大電流，基極電流越大集電極電流就越大；

飽和區：Ic電流達到飽和（趨於穩定），不隨Ib的電流增大而增大。

三、NPN和PNP三極體的差異：

從其原理可以看出，NPN和PNP三極體的功能基本相同，唯一的區別是它們的電流方向正好相反。NPN三極體基極的電流方向為從基極流向發射極，而PNP三極體正好相反，電流從發射極流出基極；NPN三極體主迴路電流方向從集電極流向發射極，而PNP三極體電流從發射極流向集電極。

實例說明

為了讓你們理解更透徹，分別用實例說明，如下圖為分別使用NPN和PNP三極體當電子開關控制LED燈的原理。因為電源的電流都是從正極流向負極（+5V→GND），所以根據三極體的電流方向，PNP三極體的集電極和發射極對比NPN三極體是反接的。

其工作原理（假設三極體的開啟電壓為0.6V）：

1、NPN三極體（上圖左），當輸入電壓小於0.6V時，三極體截止，LED燈不亮；當輸入電壓大於0.6V時，三極體基極有電流，三極體導通，LED點亮，三極體集電極的電流受基極電流限制，而基極電流的計算方法Ib=（輸入電壓-0.6）/R1，改變輸入電壓或R1的阻值都可以改變基極電流，從而控制負載的電流。

2、PNP三極體（上圖右），當輸入電壓大於4.4V時，三極體截止，LED燈不亮；當輸入電壓小於4.4V時，三極體基極有電流，三極體導通，LED點亮，三極體集電極的電流受基極電流限制，而基極電流的計算方法Ib=（5V-輸入電壓）/R1，改變輸入電壓或R1的阻值都可以改變基極電流，從而控制負載的電流。

正因為NPN和PNP型三極體的電流方向正好相反，因此很多場合經常使用NPN和PNP組成對管搭配使用，比如下圖的使用NPN和PNP三極體組成的H橋電路，在控制電機正反轉時經常用到。

總結：三極體是很常用的半導體元器件，對它們的原理一定要非常了解，理解三極體的用法及用途，熟悉它們之間的差異，在電路設計中才會得心應手。

相關焦點

  • PNP與NPN兩種三極體使用方法
    PNP兩種型號三極體的使用和連接方法。圖1中，橫向左側的引腳叫做基極b，有一個箭頭的是發射極e，剩下的一個引腳就是集電極 c。首先來說一下NPN型，這種型號的三極體在用作開關時，大都是發射極接地，集電極接高電平，基極接控制信號。其次對於PNP型的三極體用作開關時，一般都是發射極接高電平，基極接控制信號。三極體導通時，電流從發射極流向集電極。
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    結構與操作原理三極體的基本結構是兩個反向連結的pn接面，如圖1所示，可有pnp和npn兩種組合。三個接出來的端點依序稱為射極（emitter, E）、基極（base, B）和集極（collector, C），名稱來源和它們在三極體操作時的功能有關。
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    實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極體的兩個PN結是否完好（與二極體PN結的測量方法一樣），又可確認管型。② 集電極和發射極的判別確定基極後，假設餘下管腳之一為集電極c，另一為發射極e，用手指分別捏住c極與b極（即用手指代替基極電阻Rb）。
  • PNP三極體和NPN三極體開關電路
    必要性：假設我們在設計一個系統電路中，有些電壓、信號等等需要在系統運行過程中進行切斷，但是又不能通過機械式的方式切斷，此時就只能通過軟體方式處理，這就需要有三極體開關電路作為基礎了。大學模擬電子的課程裡面肯定講到了三極體、電晶體的應用。什麼放大倍數，推輓輸出、共基極放大電路、共射放大電路等等。現在想起來還是頭暈，其實我自始至終都不怎麼會用上面說的那些電路。
  • 三極體在電路中的應用特性
    1）三極體構成的共射極放大器下圖所示為共射極放大電路的基本結構。從圖中可以看到，該類電路是將輸入信號加到電晶體基極（b）和發射極（e）之間，而輸出信號取自電晶體的集電極（c）和發射極（e）之間。由此可見發射極（e）為輸入信號和輸出信號 的公共接地端，具有這種特點的單元電路便稱為共射極（e）放大電路。
  • 三極體的原理、參數 、應用、檢測……
    其他的兩個電極成為集電極（用字母c表示）和發射極（用字母e表示）。由於不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極體，另一種是PNP型的三極體。 從三個區引出相應的電極，分別為基極b發射極e和集電極c。
  • 三極體的基本結構及分類
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    9013三極體 s9014,s9013，s9015，s9012，s9018系列的晶體小功率三極體，把顯示文字平面朝自己，從左向右依次為e發射極 b基極 c集電極；對於中小功率塑料三極體按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c，s8050，8550，C2078 也是和這個一樣的。
  • 從零開始看懂三極體開關電路
    但後來，把本職工作做好之後，知識、閱歷和經驗方面都得到了提升。越來越覺得不好學點電路圖方面的知識，是不行的。可能你對著手冊原理看了半天，還不一定能弄對。別人對著線路圖一看，馬上就能講的一清二楚。羨慕他們嗎？我也是。所以，慢慢開始學吧，不懂的就多問吧。下面再簡短說一下三極體作為開關在電路中使用的方法，只講乾貨。
  • 三極體的的概念及其工作原理
    大家可以看圖 3-6，三極體有 2 種類型，箭頭朝內就是PNP，那箭頭朝外的自然就是 NPN 了，在實際應用中，要根據實際電路的需求來選擇到底用哪種類型，大家多用幾次也就會了，很簡單。三極體的用法特點，關鍵點在於 b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對於PNP 而言，e 極電壓只要高於 b 級 0.7V 以上，這個三極體 e 級和 c 級之間就可以順利導通。
  • NPN型ST9014C三極體和S9014是一樣的嗎
    > 9014是非常常見的NPN型三極體 9014是NPN型的三極體，用於常見的放大電路，老款的收音機經常可以見到9014的身影。不同的廠家的9014標示方法會有一些差異，有的ST9014，S9014，C9014，SS9014等等，但功能、參數、封裝基本是一樣的，可是替代使用，但要特別注意9014後面的後綴，不同的後綴字母代表了不同的放大倍數。與9014互補對應的PNP三極體是9015。
  • 三極體開關電路簡單應用介紹
    能夠把微弱信號放大成較大電信號， 有PNP和NPN兩種。它有截止狀態、放大狀態、飽和導通三種工作狀態，我們經常用到的就是飽和導通狀態，處於飽和狀態時候，三極體失去了電流放大作用，集電極C與發射極E之間的電壓很小，Vce兩極電壓相當於為零，也就是說短路狀態，這種狀態經常與截止狀態配合一起用作開關作用，特別是在小信號小電流場合。
  • 場效應管和三極體有什麼區別?
    其原因是人體幾個部位和電阻對場效應管起到偏置作用，使之進入飽和區。 　　（2）也可以用舌尖舔住柵極，現象同上。 　　三、晶體三極體管腳判別 　　三極體是由管芯（兩個PN結）、三個電極和管殼組成，三個電極分別叫集電極c、發射極e和基極b，目前常見的三極體有矽平面管和鍺合金管兩種，每種又有PNP和NPN型兩類。
  • 開關二極體的導通和截止條件
    大家可以看圖 3-6，三極體有 2 種類型，箭頭朝內就是PNP，那箭頭朝外的自然就是 NPN 了，在實際應用中，要根據實際電路的需求來選擇到底用哪種類型，大家多用幾次也就會了，很簡單。三極體的用法特點，關鍵點在於 b 極（基極）和 e 級（發射極）之間的電壓情況，對於PNP 而言，e 極電壓只要高於 b 級 0.7V 以上，這個三極體 e 級和 c 級之間就可以順利導通。
  • 接近開關有PNP型和NPN型,不就是個開關,又有何區別?
    可見，這種開關不需要機械接觸或施加碰到壓力即可實現普通開關的功能。因此，又可以叫它無觸點接近開關，是較為理想的開關量傳感器。市面上的接近開關類別很多，只是工作原理不同，工作過程都是無接觸即可實現開關目的。今天這裡不講它的工作原理，只是淺談接近開關的兩種類型有何區別？PNP和NPN型接近開關。
  • 三極體工作原理是什麼?有沒有教程
    首先我們先來了解一下三極體：半導體三極體也稱為晶體三極體，可以說它是電子電路中重要的器件。三極體顧名思義具有三個電極。二極體是由一個PN結構成的，而三極體由兩個PN結構成，共用的一個電極成為三極體的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發射極(用字母e表示)。
  • 三極體的放大區、飽和區、截止區如何理解和區分
    飽和時，Ic最大，集電極和發射之間的內阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V，Uce《Ube，發射結和集電結均處於正向電壓。三極體沒有放大作用，集電極和發射極相當於短路，常 與截止配合於開關電路。三極體在外加電壓的作用下，形成基極電流、集電極電流和發射極電流，成為電流放大器件。 　　三極體的電流放大作用與其物理結構有關，三極體內部進行的物理過程是十分複雜的，初學者暫時不必去深入探討。從應用的角度來講，可以把三極體看作是一個電流分配器。
  • 流量開關裡的NPN和PNP是什麼?
    提及流量開關，我們不可以避免的會提到它的輸出方式。今天，我們一起倆看下流量開關選型過程中，客戶們經常需要確認的參數：NPN與PNP的區別。雙極結型電晶體具有兩種不同的種類：NPN和PNP。NPN和PNP之間的區別兩者都具有放大信號的功能，甚至可以開關較大的電流，但它們以不同的方式實現了這種信號增強功能。從實際的角度來看，NPN電晶體（有時稱為「下沉傳感器」）通過允許與基極電壓成正比的更大電流從器件的集電極流向發射極引腳，來放大施加到基極的正信號。
  • 如何區分三極體PNP與NPN
    半導體三極體也稱為晶體三極體，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極體顧名思義具有三個電極。
  • PNP 和NPN型三極體,放大電路工作原理,類似水龍頭?
    一、了解三極體三極體：是三個引腳的放大器件的統稱；全稱為半導體三極體，也稱雙極型電晶體、晶體三極體等；是電子電路的核心元件，具有電流放大作用，可通過放大微弱電信號；因此常被用作無觸點開關。兩個P型中間夾N型組合我們稱作PNP型三極體；同理兩個N型中間夾P型就是NPN型三極體；如下圖所示：三、工作原理：N型和P型半導體按照特定的工藝要求組合形成PN結，然後在PN結、N型和P型這三塊材料分別引出三個電極發射極E、集電極C和基極B。