PNP晶體管與我們?cè)谏弦粋€(gè)教程中看到的NPN晶體管器件完全相反。
基本上,在在這種類型的晶體管結(jié)構(gòu)中,兩個(gè)二極管相對(duì)于NPN類型是相反的,從而產(chǎn)生Positive-Negative-Positive類型的配置,此時(shí)箭頭也定義了發(fā)射極端子,此時(shí)指向晶體管符號(hào)。
此外,PNP晶體管的所有極性都反轉(zhuǎn),這意味著它“下沉” “電流流入其基極,而非NPN晶體管”通過(guò)其基極“提供”電流。這兩種晶體管的主要區(qū)別在于空穴是PNP晶體管更重要的載流子,而電子是NPN晶體管的重要載流子。
然后,PNP晶體管使用小的基極電流和負(fù)極基極電壓控制更大的發(fā)射極 - 集電極電流。換句話說(shuō),對(duì)于PNP晶體管,發(fā)射極相對(duì)于基極以及相對(duì)于集電極更為正。
“PNP晶體管”的構(gòu)造由兩個(gè)P型半導(dǎo)體材料組成N型材料的一面如下圖所示。
PNP晶體管配置
(注意:箭頭定義了發(fā)射極和常規(guī)電流,“in”用于PNP晶體管。)
NPN晶體管的結(jié)構(gòu)和端電壓如上所示。PNP晶體管具有與NPN雙極性相似的非常相似的特性,除了在第一個(gè)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(fā)射極和公共集電極。
PNP晶體管連接
基極和發(fā)射極之間的電壓(VBE),現(xiàn)在在基極為負(fù),在發(fā)射極為正,因?yàn)閷?duì)于PNP晶體管,基極端總是相對(duì)于發(fā)射極偏置為負(fù)。
此外,發(fā)射極電源電壓相對(duì)于集電極為正(VCE)。因此,對(duì)于PNP晶體管來(lái)說(shuō),發(fā)射極對(duì)于基極和集電極總是更加正向。
電壓源連接到PNP晶體管如圖所示。此時(shí),發(fā)射極通過(guò)負(fù)載電阻RL連接到電源電壓VCC,這限制了流經(jīng)連接到的設(shè)備的最大電流。收集器終端。基準(zhǔn)電壓VB相對(duì)于發(fā)射極偏置為負(fù),并連接到基極電阻RB,再次用于限制最大基極電流。
為了使基極電流流入PNP晶體管,基極需要比發(fā)射極更負(fù)(電流必須離開(kāi)基極)大約對(duì)于硅器件為0.7伏或?qū)τ阪N器件為0.3伏,其中公式用于計(jì)算基極電阻,基極電流或集電極電流與用于等效NPN晶體管的電流相同,并給出為。
我們可以看到,NPN晶體管和PNP晶體管之間的根本區(qū)別在于晶體管結(jié)的正確偏置作為電流方向電壓極性總是彼此相反。因此對(duì)于上面的電路:Ic = Ie - Ib因?yàn)殡娏鞅仨氹x開(kāi)Base。
通常,PNP晶體管可以取代大多數(shù)電子電路中的NPN晶體管,唯一的區(qū)別是電壓的極性和電流的方向。 PNP晶體管也可用作開(kāi)關(guān)器件,PNP晶體管開(kāi)關(guān)的一個(gè)例子如下所示。
PNP晶體管電路
PNP晶體管的輸出特性曲線看起來(lái)與等效NPN晶體管非常相似,只是它們旋轉(zhuǎn)180°o考慮到反極性電壓和電流,(對(duì)于PNP晶體管,電子電流從基極和集電極流向電池)。可以在IV曲線上繪制相同的動(dòng)態(tài)負(fù)載線,以找到PNP晶體管工作點(diǎn)。
晶體管匹配
互補(bǔ)晶體管
當(dāng)有大量NPN晶體管可用作放大器或固態(tài)開(kāi)關(guān)時(shí),你可能會(huì)認(rèn)為有一個(gè)PNP晶體管是什么意思?。那么,在設(shè)計(jì)B類放大器等功率放大器電路時(shí),有兩種不同類型的晶體管“PNP”和“NPN”可能是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。
B類放大器使用“互補(bǔ)”或“匹配對(duì)“(即一個(gè)PNP和一個(gè)NPN連接在一起)晶體管在其輸出級(jí)或可逆H橋電機(jī)控制電路中,我們希望在不同時(shí)間在兩個(gè)方向上均勻地控制電流流過(guò)電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)。
一對(duì)相互具有接近相同特性的相應(yīng)NPN和PNP晶體管稱為互補(bǔ)晶體管,例如TIP3055(NPN晶體管)和TIP2955(PNP)晶體管)是互補(bǔ)或匹配的對(duì)硅功率晶體管的良好例子。它們都具有直流電流增益,Beta,(Ic / Ib)匹配到10%以內(nèi),高集電極電流約為15A,非常適合通用電機(jī)控制或機(jī)器人此外,B類放大器在其功率輸出級(jí)設(shè)計(jì)中使用互補(bǔ)的NPN和PNP。 NPN晶體管僅導(dǎo)通信號(hào)的正半部分,而PNP晶體管導(dǎo)通負(fù)半部分信號(hào)。
這允許放大器以所述標(biāo)稱阻抗和功率在兩個(gè)方向上驅(qū)動(dòng)通過(guò)負(fù)載揚(yáng)聲器所需的功率,從而產(chǎn)生可能在兩個(gè)互補(bǔ)晶體管之間均勻分布的幾安培數(shù)量級(jí)的輸出電流。
識(shí)別PNP晶體管
我們?cè)谶@個(gè)晶體管部分的第一個(gè)教程中看到,晶體管基本上由兩個(gè)背對(duì)背連接在一起的二極管組成。
我們可以通過(guò)測(cè)試三個(gè)不同引線之間的電阻來(lái)確定晶體管是PNP型還是NPN型,發(fā)射器,基礎(chǔ)和收集器。通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)試兩個(gè)方向上的每對(duì)晶體管引線將導(dǎo)致總共六次測(cè)試,其中預(yù)期的電阻值以歐姆給出。
- 1。發(fā)射極 - 基極端子<- 發(fā)射極到基極應(yīng)像普通二極管一樣工作,只進(jìn)行單向工作。
- 2.集電極 - 基極端子- 集電極 - 基極結(jié)應(yīng)該像普通二極管一樣,只進(jìn)行單向工作。
- 3.發(fā)射極 - 集電極端子- 發(fā)射極 - 集電極不應(yīng)向任何一個(gè)方向傳導(dǎo)。
PNP和NPN晶體管的終端電阻值
晶體管端子之間 | PNP | NPN | |
集電極 | 發(fā)射極 | - [R <子> HIGH | - [R <子> HIGH |
集電極 | 基 | - [R <子> LOW | - [R <子> HIGH |
發(fā)射極 | 集電極 | - [R <子> HIGH | - [R <子> HIGH |
Emitter | Base | RLOW | - [R <子> HIGH |
基 | 集電極 | - [R <子> HIGH | - [R <子> LOW |
基 | 發(fā)射極 | RHIGH | RLOW |
然后我們可以將PNP晶體管定義為正常“關(guān)閉”,但其基極(B)相對(duì)于其發(fā)射極的輸出電流和負(fù)電壓較小(E)將其設(shè)置為“ON”,允許更大的Emitter-Collector電流流動(dòng)。當(dāng)Ve遠(yuǎn)大于Vc時(shí),PNP晶體管會(huì)導(dǎo)通。
換句話說(shuō),雙極PNP晶體管只能進(jìn)行如果基極和集電極端子相對(duì)于發(fā)射極都是負(fù)的
在下一個(gè)關(guān)于雙極晶體管的教程中,我們將研究晶體管在飽和狀態(tài)下的操作,而不是將晶體管用作放大器件。用作固態(tài)開(kāi)關(guān)時(shí)的截止區(qū)域和截止區(qū)域。雙極晶體管開(kāi)關(guān)用于許多應(yīng)用中,用于在低直流電壓下僅需要幾毫安開(kāi)關(guān)電流的LED,或者在較高電壓下可能需要更高電流的電動(dòng)機(jī)和繼電器,來(lái)切換直流電流“開(kāi)”或“關(guān)”。
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