PNP電晶體匹配電路和配置電阻值

2020-11-22 電子發燒友

PNP電晶體與我們在上一個教程中看到的NPN電晶體器件完全相反。

基本上，在在這種類型的電晶體結構中，兩個二極體相對於NPN類型是相反的，從而產生Positive-Negative-Positive類型的配置，此時箭頭也定義了發射極端子，此時指向電晶體符號。

此外，PNP電晶體的所有極性都反轉，這意味著它「下沉」 「電流流入其基極，而非NPN電晶體」通過其基極「提供」電流。這兩種電晶體的主要區別在於空穴是PNP電晶體更重要的載流子，而電子是NPN電晶體的重要載流子。

然後，PNP電晶體使用小的基極電流和負極基極電壓控制更大的發射極 - 集電極電流。換句話說，對於PNP電晶體，發射極相對於基極以及相對於集電極更為正。

「PNP電晶體」的構造由兩個P型半導體材料組成N型材料的一面如下圖所示。

PNP電晶體配置

（注意：箭頭定義了發射極和常規電流，「in」用於PNP電晶體。）

 

NPN電晶體的結構和端電壓如上所示。PNP電晶體具有與NPN雙極性相似的非常相似的特性，除了在第一個教程中看到的可能的三種配置中的任何一種電流和電壓方向的極性（或偏置）相反，公共基極，公共發射極和公共集電極。

 

基極和發射極之間的電壓（VBE），現在在基極為負，在發射極為正，因為對於PNP電晶體，基極端總是相對於發射極偏置為負。

此外，發射極電源電壓相對於集電極為正（VCE）。因此，對於PNP電晶體來說，發射極對於基極和集電極總是更加正向。

電壓源連接到PNP電晶體如圖所示。此時，發射極通過負載電阻RL連接到電源電壓VCC，這限制了流經連接到的設備的最大電流。收集器終端。基準電壓VB相對於發射極偏置為負，並連接到基極電阻RB，再次用於限制最大基極電流。

為了使基極電流流入PNP電晶體，基極需要比發射極更負（電流必須離開基極）大約對於矽器件為0.7伏或對於鍺器件為0.3伏，其中公式用於計算基極電阻，基極電流或集電極電流與用於等效NPN電晶體的電流相同，並給出為。

 

我們可以看到，NPN電晶體和PNP電晶體之間的根本區別在於電晶體結的正確偏置作為電流方向電壓極性總是彼此相反。因此對於上面的電路：Ic = Ie - Ib因為電流必須離開Base。

通常，PNP電晶體可以取代大多數電子電路中的NPN電晶體，唯一的區別是電壓的極性和電流的方向。 PNP電晶體也可用作開關器件，PNP電晶體開關的一個例子如下所示。

PNP電晶體電路

 

PNP電晶體的輸出特性曲線看起來與等效NPN電晶體非常相似，只是它們旋轉180°o考慮到反極性電壓和電流，（對於PNP電晶體，電子電流從基極和集電極流向電池）。可以在IV曲線上繪製相同的動態負載線，以找到PNP電晶體工作點。

電晶體匹配

 

當有大量NPN電晶體可用作放大器或固態開關時，你可能會認為有一個PNP電晶體是什麼意思？。那麼，在設計B類放大器等功率放大器電路時，有兩種不同類型的電晶體「PNP」和「NPN」可能是一個很大的優勢。

B類放大器使用「互補」或「匹配對「（即一個PNP和一個NPN連接在一起）電晶體在其輸出級或可逆H橋電機控制電路中，我們希望在不同時間在兩個方向上均勻地控制電流流過電機反向運動。

一對相互具有接近相同特性的相應NPN和PNP電晶體稱為互補電晶體，例如TIP3055（NPN電晶體）和TIP2955（PNP）電晶體）是互補或匹配的對矽功率電晶體的良好例子。它們都具有直流電流增益，Beta，（Ic / Ib）匹配到10％以內，高集電極電流約為15A，非常適合通用電機控制或機器人此外，B類放大器在其功率輸出級設計中使用互補的NPN和PNP。 NPN電晶體僅導通信號的正半部分，而PNP電晶體導通負半部分信號。

這允許放大器以所述標稱阻抗和功率在兩個方向上驅動通過負載揚聲器所需的功率，從而產生可能在兩個互補電晶體之間均勻分布的幾安培數量級的輸出電流。

識別PNP電晶體

我們在這個電晶體部分的第一個教程中看到，電晶體基本上由兩個背對背連接在一起的二極體組成。

我們可以通過測試三個不同引線之間的電阻來確定電晶體是PNP型還是NPN型，發射器，基礎和收集器。通過用萬用表測試兩個方向上的每對電晶體引線將導致總共六次測試，其中預期的電阻值以歐姆給出。

  • 1。發射極 - 基極端子
  • 2.集電極 - 基極端子- 集電極 - 基極結應該像普通二極體一樣，只進行單向工作。
  • 3.發射極 - 集電極端子- 發射極 - 集電極不應向任何一個方向傳導。

PNP和NPN電晶體的終端電阻值

電晶體端子之間 PNP NPN
集電極 發射極 - [R HIGH - [R HIGH
集電極 基 - [R LOW - [R HIGH
發射極 集電極 - [R HIGH - [R HIGH
Emitter Base RLOW - [R HIGH
基 集電極 - [R HIGH - [R LOW
基 發射極 RHIGH RLOW

 

然後我們可以將PNP電晶體定義為正常「關閉」，但其基極（B）相對於其發射極的輸出電流和負電壓較小（E）將其設置為「ON」，允許更大的Emitter-Collector電流流動。當Ve遠大於Vc時，PNP電晶體會導通。

換句話說，雙極PNP電晶體只能進行如果基極和集電極端子相對於發射極都是負的

在下一個關於雙極電晶體的教程中，我們將研究電晶體在飽和狀態下的操作，而不是將電晶體用作放大器件。用作固態開關時的截止區域和截止區域。雙極電晶體開關用於許多應用中，用於在低直流電壓下僅需要幾毫安開關電流的LED，或者在較高電壓下可能需要更高電流的電動機和繼電器，來切換直流電流「開」或「關」。

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