27.3. Tranzistor PNP


Practic, în acest tip de construcție a tranzistorului, cele două diode sunt inversate în raport cu tipul NPN dând un tip de configurație Pozitiv- Negativ-Pozitiv, cu săgeata care definește terminalul emitor indicând spre interior în simbolul tranzistorului.

De asemenea, toate polaritățile pentru un tranzistor PNP sunt inversate. Principala diferență dintre cele două tipuri de tranzistoare este că golurile sunt purtătorii cei mai importanți pentru tranzistoarele PNP, în timp ce electronii sunt purtătorii importanți pentru tranzistoarele NPN.

Deci, tranzistoarele PNP folosesc un curent mic de bază și o tensiune de bază negativă pentru a controla un curent de emitor-colector mult mai mare. Cu alte cuvinte, pentru un tranzistor PNP, emitorul este mai pozitiv în raport cu baza și, de asemenea, cu colectorul.

Construcția unui "tranzistor PNP" constă din două materiale semiconductoare de tip P, pe fiecare parte a unui material de tip N, după cum se arată mai jos.

O configurație a tranzistorului PNP

(Notă: săgeata definește emitorul și circulația convențională a curentului, "în" pentru un tranzistor PNP.)

Construcția și tensiunile pe terminale pentru un tranzistor PNP sunt prezentate mai sus. Tranzistorul PNP are caracteristici foarte asemănătoare cu cel bipolar NPN, cu excepția faptului că polaritățile (sau polarizarea) curentului și direcțiile de tensiune sunt inversate pentru oricare dintre cele trei posibile configurații Bază-comună, Emitor-comun și Colector-comun.

Conectare tranzistor PNP

Tensiunea dintre Bază și Emitor (VBE) este acum negativă la Bază și pozitivă la Emitor deoarece, pentru un tranzistor PNP, terminalul Bază este întotdeauna polarizat negativ față de emitor.

De asemenea, tensiunea de alimentare a emițătorului este pozitivă în raport cu colectorul (VCE). Deci, pentru ca un tranzistor PNP să conducă emitorul este întotdeauna mai pozitiv în raport atât cu baza cât și cu colectorul.

Sursele de tensiune sunt conectate la un tranzistor PNP așa cum este arătat. De această dată emitorul este conectat la tensiunea de alimentare VCC, cu rezistorul de sarcină RL, care limitează curentul maxim care curge prin dispozitiv, conectat la terminalul colector. Tensiunea din bază VB care este polarizată negativ în raport cu emitorul este conectată la rezistența de bază RB, care este utilizată pentru a limita curentul de Bază maxim.

Pentru a determina circulația curentului de Bază într-un tranzistor PNP, baza trebuie să fie mai negativă decât emitorul (curentul trebuie să părăsească baza) cu aproximativ 0,7 volți pentru un dispozitiv cu siliciu sau 0,3 volți pentru un dispozitiv cu germaniu, cu formulele utilizate pentru a calcula rezistorul de bază, curentul de bază sau curentul de colector fiind aceleași ca cele utilizate pentru un tranzistor NPN echivalent și sunt date de:

Putem vedea că diferențele fundamentale dintre un tranzistor NPN și un tranzistor PNP este o polarizare adecvată a joncțiunilor tranzistoarelor, deoarece direcțiile de curente și polaritățile de tensiune sunt întotdeauna opuse una față de cealaltă. Deci, pentru circuitul de mai sus: Ic = IE - IB deoarece curentul trebuie să părăsească Baza.

În general, tranzistorul PNP poate înlocui tranzistorul NPN în majoritatea circuitelor electronice, singura diferență fiind polaritățile tensiunilor și direcțiile fluxului de curent. Tranzistoarele PNP pot fi de asemenea utilizate ca dispozitive de comutare și un exemplu de comutator tranzistor PNP este prezentat mai jos.

Un circuit cu tranzistor PNP

Curbele caracteristice de ieșire pentru un tranzistor PNP arată foarte similar cu cele ale unui tranzistor NPN echivalent cu excepția faptului că ele sunt rotite cu 180° pentru a ține cont de tensiunile și curenții de polaritate inversă, (adică, pentru un tranzistor PNP curentul de electroni circulă de la bază și colector către baterie). Aceeași linie de sarcină dinamică poate fi trasă pe curbele I-V pentru a găsi punctele de operare ale tranzistorului PNP.

Împerecherea tranzistoarelor

Tranzistoare complementare

S-ar putea să vă gândiți care este avantajul de a avea un tranzistor PNP, atunci când există o mulțime de tranzistoare NPN disponibile care pot fi folosite ca un amplificator sau comutator solid-state?. Ei bine, având două tipuri diferite de tranzistoare "PNP" și "NPN", poate fi un mare avantaj atunci când se proiectează circuite de amplificator de putere, cum ar fi amplificator de clasă B.

Amplificatoarele de clasă B folosesc tranzistoare "complementare" sau "potriviți perechi" (unul PNP și unul NPN conectați împreună) în etajul de ieșire sau în circuitele de comandă reversibilă a motorului în punte-H, unde dorim să controlăm fluxul de curent uniform prin motor în ambele direcții la momente diferite pentru mișcarea înainte și înapoi.

O pereche de tranzistoare NPN și PNP, cu caracteristici aproape identice una cu cealaltă, sunt denumite tranzistoare complementare, de exemplu, un TIP3055 (tranzistor NPN) și TIP2955 (tranzistor PNP) sunt exemple bune de tranzistoare de putere de siliciu complementare sau potrivite. Ambele au un câștig de curent DC Beta, (Ic/IB) ajustat la 10% și un curent colector ridicat de aproximativ 15A, făcându-le ideale pentru controlul general al motoarelor sau aplicații robotizate.

De asemenea, amplificatoarele de clasă B utilizează NPN și PNP complementare în schema lor din etajul de ieșire de putere. Transistorul NPN conduce numai pe alternanța pozitivă a semnalului, în timp ce tranzistorul PNP conduce pe alternanța negativă a semnalului.

Acest lucru permite amplificatorului să comande puterea necesară prin difuzorul de sarcină în ambele direcții la impedanța și puterea nominale declarate, rezultând un curent de ieșire care este probabil să fie de ordinul a câtorva amperi partajați în mod egal între cele două tranzistoare complementare.

Identificarea tranzistorului PNP

Am văzut că tranzistoarele sunt în principiu alcătuite din două diode conectate spate în spate.

Putem folosi această analogie pentru a determina dacă un tranzistor este de tip PNP sau tip NPN prin testarea rezistenței sale între cele trei terminale diferite, Emitor, Bază și Colector. Prin testarea fiecărei perechi de terminale ale tranzistorului în ambele direcții, cu un multimetru, se vor obține șase încercări în total cu valorile de rezistență așteptate în Ohmi prezentate mai jos.

1. Terminale emitor-bază: Emitorul la Bază trebuie să acționeze ca o diodă normală și să conducă într-un singur sens.

2. Terminale colector-bază: joncțiunea Colector-Bază ar trebui să acționeze ca o diodă normală și să conducă într-o singură direcție.

3. Terminale emitor-colector: Emitor-Colector nu ar trebui să conducă în nici una din direcții.

Valori de rezistență între terminale pentru tranzistoarele PNP și NPN.

Deci, putem defini un tranzistor PNP ca fiind în mod normal "OFF", dar un curent mic de intrare și o tensiune negativă în baza sa (B) relativ la emitorul său (E) îl va comuta "ON", permițând circulația unui curent mare emitor-colector. Tranzistoarele PNP conduc atunci când VE este mult mai mare decât Vc.

Cu alte cuvinte, un tranzistor PNP bipolar va conduce DOAR dacă ambele terminale Bază și Colector sunt negative în raport cu emitorul.

În următorul tutorial despre tranzistoarele bipolare, în loc să folosim tranzistorul ca dispozitiv de amplificare, vom analiza funcționarea tranzistorului în regiunile sale de saturație și tăiere, atunci când este folosit ca un comutator solid-state. Comutatoarele tranzistor bipolar sunt utilizate în multe aplicații pentru a comuta un curent DC "ON" sau "OFF", de la LED-uri care necesită doar câțiva miliamperi de curent de comutare la tensiuni DC joase sau motoare și relee care pot necesita curenți mai mari la tensiuni mai mari.