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PNP晶体管|工作原理,示例电路,应用

在本教程中,我们将尝试理解PNP晶体管的基础知识。我们将学习它的工作原理,别针,基本电路,识别终端,示例和几个应用。

简介

PNP晶体管是双极结晶体管(BJT)的另一种类型。PNP晶体管的结构与NPN晶体管完全不同。PNP晶体管结构中的两个pn结二极管相对于NPN晶体管是反向的,例如两个p型掺杂半导体材料被n型掺杂半导体材料的薄层隔开。

在PNP晶体管中,主要载流子是空穴,少数载流子是电子。应用于PNP晶体管的所有电源电压极性都是反向的。在PNP中,电流吸收到基极端子。由于PNP是一种电流控制器件,所以它的小基极电流可以控制大的发射极-集电极电流。

BJT晶体管的箭头始终位于发射极,同时也表示常规电流的流向。在PNP晶体管中,这个箭头表示“指向”,在PNP中的电流方向与NPN晶体管完全相反。PNP晶体管的结构与NPN晶体管完全相反。但是PNP晶体管的特性和工作原理与NPN晶体管几乎相同,只是差别很小。PNP晶体管的符号和结构如下所示。

1.PNP的符号和结构

上图显示了PNP晶体管的结构和符号。这个晶体管主要由3个端子组成,它们是发射极(E),集电极(C)和基极(B)。在这里,如果你观察,基极电流流出基极,不像NPN晶体管。发射极电压相对于基极和集电极是正的。

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PNP晶体管工作

PNP晶体管与电源电压的电路连接如下图所示。这里,由于PNP晶体管,基极对发射极有负偏置,而发射极对基极和集电极都有正偏置电压。

2.PNP晶体管电路连接

与NPN晶体管相比,这里的极性和电流方向是相反的。如果晶体管连接到所有电压源如上所示,那么基极电流流过晶体管,但这里基极电压需要更负的发射极来操作晶体管。这里基极-发射极结充当二极管。基极中的少量电流控制着大电流通过发射极到集电极的流动。硅器件的基本电压一般为0.7V,锗器件的基本电压一般为0.3V。

这里,基极作为输入,发射极-集电极区域作为输出。电源电压VCC连接到发射极和负载电阻(Rl)连接到采集器端子。负载电阻(Rl)用于限制通过设备的最大电流流量。多一个电阻(RB)连接到所述基座端子,所述基座端子用于限制通过所述基座端子的最大电流流量,并向所述基座端子施加负电压。这里,集电极电流总是等于基极电流与发射极电流的相减。与NPN晶体管一样,PNP晶体管也具有电流增益值β。现在让我们看看电流和电流增益β之间的关系。

集电极电流(IC)是由,

C=我E——我B

PNP晶体管的直流电流增益(β)与NPN晶体管相同。

直流电流增益= β =输出电流/输入电流

这里输出电流是集电极电流,输入电流是基极电流。

β=我C/我B

从这个方程我们得到,

B=我C

C我=βB

我们把电流增益定义为,

电流增益=集电极电流/发射极电流(共基极晶体管)

α=我C/我E

α和β之间的关系为:

β = α / (1- α)和α = β/ (β+1)

PNP晶体管的集电极电流由:

C= - α IE+我国会预算办公室我在哪里国会预算办公室是饱和电流。

自从我E= -(我C+我B

C= - α (-C+我B)) +我国会预算办公室

C-α我C我=αB+我国会预算办公室

C(1- α) = α IB+我国会预算办公室

C =(α/ (1- αB+我国会预算办公室/(1 -α)

由于β = α / (1- α)

现在我们得到集电极电流的方程

C我=βB+ (1+ β)国会预算办公室

PNP晶体管的输出特性与NPN晶体管的输出特性相同。小的区别是PNP晶体管特性曲线旋转180度0计算反极性电压和电流值。特性曲线上还存在动荷载线,用于计算q点值。PNP晶体管也像NPN晶体管一样用于开关和放大电路。

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PNP晶体管的例子

考虑一个PNP晶体管,它连接在电路中,电源电压为VB= 1.5 V, VE= 2 V + VCC= 10V和-VCC= -10 v。这个电路与R的电阻相连B= 200kΩ和RE= RC(或Rl) = 5 kΩ。现在计算电流增益值(α, β)的PNP晶体管。

在这里

VB= 1.5 v

VEv = 2

+ VCC= 10V和-VCC= -10 v

RB= 200 kΩ

RE= RC(或Rl) = 5 kΩ

基极电流,

B= VB/ RB= 1.5 / (200 * 103.ua) = 7.5。

发射极电流,

E= VE/ RE= (10) / (5 * 103.) = 8/ (5*103.) = 1.6 ma。

集电极电流,

C=我E——我B= 1.6 * 103- 7.5 * 106= 1.59 ma。

现在我们要计算α和β的值,

α=我C/我E= 1.59 * 103/ 1.6 * 103= 0.995

β=我C/我B= 1.59 * 103/ 7.5 * 106= 212

最后我们得到所考虑的PNP晶体管的电流增益值为:

α = 0.995, β = 212

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以下是晶体管匹配

3.匹配配对电路

晶体管匹配只不过是将NPN和PNP晶体管连接在一个单一的设计中以产生高功率。这种结构也被称为“配对”。NPN和PNP晶体管都被称为互补晶体管。这些匹配对电路主要用于功率放大器,如B类放大器。如果我们将具有相同特性的互补晶体管连接起来,那么通过连续产生高功率来操作电机和大型机械设计中的输出级是非常有用的。

NPN晶体管仅在信号的正半周传导,PNP晶体管仅在信号的负半周传导,因此器件连续工作。这种连续操作在动力电机中非常有用,以产生连续的动力。互补晶体管需要具有相同的直流电流增益(β)值。这些配对电路用于电机控制,机器人和功率放大器的应用。

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PNP晶体管识别

通常我们根据PNP晶体管的结构来识别它们。通过比较,我们发现NPN和PNP晶体管的结构有一些不同。还有一件事要确定的PNP晶体管通常是在正电压时,PNP晶体管是在OFF,当输出电流小,其基极发射器的负电压时,它是在ON。但为了最有效地识别它们,我们使用了一些其他的技术,通过计算三个端子之间的电阻,如基极、发射极和集电极。

我们有一些标准的电阻值来识别NPN和PNP晶体管。需要对每一对端子进行两个方向的电阻值测试,因此总共需要进行6次测试。该方法对识别PNP晶体管非常有用。现在我们看到每对终端的操作行为。

  • 发射极基极终端:发射基区起到二极管的作用,但它只在一个方向导电。
  • 集电极-基极终端:集电极基极区域也充当二极管,只向一个方向导电。
  • 发射极集电极终端:发射极-集电极区域看起来像一个二极管,但它不会向任何一个方向导电。

现在让我们看看电阻值表来识别NPN和PNP晶体管,如下表所示。

电阻值表

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PNP晶体管作为开关

4.PNP晶体管开关电路

上图中的电路显示PNP晶体管作为一个开关。这个电路的操作是非常简单的,如果晶体管的输入引脚(基地)连接到地(即负电压),那么PNP晶体管在' ON ',现在发射极的供应电压和输出引脚拉到更大的电压。如果输入引脚连接到高电压(即正电压),那么晶体管是“关闭”,因此输出电压必须是低(零)。这个操作显示了PNP晶体管的开关条件,由于它们的ON和OFF状态。

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应用程序

  • PNP晶体管用于产生电流,即电流从集电极流出。
  • PNP晶体管用作开关。
  • 它们被用于放大电路中。
  • 当我们需要按下一个按钮来关闭某个东西时,就会用到PNP晶体管。即紧急停车。
  • 用于达林顿对电路。
  • 用于配对电路中产生连续功率。
  • 用于重型电机控制电流流量。
  • 用于机器人应用。

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下一个-晶体管配置

8反应

  1. 您好,Riga:集电极电流由:Ic = -aIb + Ic (sat)给出。为什么Ic(坐)?——下一行:
    Ie = - (Ic + Ib)为什么少?哪一行变成(下一行)(-Ic + Ib)?进一步。PNP型的例子。行:基极电流:
    Ib = Vb / Rb和Vce?则发射极电流:Ie = Ve / Re = (10-2) / Re和Rc (Rl)。作为一个新手,我需要强调我所确信的一些事情。谢谢你!

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