一、引言
PNP 晶体管是双极结型晶体管
(BJT)。PNP晶体管具有与NPN晶体管完全不同的结构。在PNP晶体管结构中,两个PN结二极管相对于NPN晶体管反转,使得两个P型掺杂半导体材料被一层薄薄的N型掺杂半导体材料隔开。
PNP晶体管中的大多数电流载流子是空穴s,而电子是少数电流载流子。施加到PNP晶体管的所有电源电压的极性都是反转的。电流在PNP中吸收到基极,由于PNP是电流控制器件,适度的基极电流可以调节巨大的发射极集电极电流。
II. 什么是PNP晶体管?
PNP 晶体管是将一种 n 型材料与两种 p
型材料掺杂在一起的晶体管。它是一种由电流供电的设备。适量的基极电流调节了发射极和集电极电流。在PNP晶体管中,两个晶体二极管背靠背连接。发射极-基极二极管位于二极管的左侧,而集电极-基极二极管位于二极管的右侧。
PNP晶体管中的大多数载流子构成了孔中的电流。晶体管内部空穴的运动产生电流,而晶体管引线中的电子流产生电流。当微小电流流过其基极时,PNP
晶体管接通。在PNP晶体管中,电流从发射极传递到集电极。
PNP
晶体管的字母表示晶体管的发射极、集电极和基极所需的电压。PNP晶体管的基极始终与发射极和集电极成正比。在PNP晶体管中,电子从基极端子中抽取。在到达集电极末端之前,进入底座的电力被放大。
三、PNP晶体管符号
字母PNP代表PNP晶体管。PNP晶体管的符号如下图所示。电流从发射极流向PNP晶体管中的集电极,如向内箭头所示。
PNP 晶体管符号
四、PNP晶体管结构
下图描述了PNP晶体管的结构。发射极和基极结正向偏置,而集电极和基极结偏置反向。电子被正向偏置发射极吸引到电池,导致电流从发射极流向集电极。
掺杂半导体可以在晶体管的三个不同部分中找到。一侧有一个发射器,另一侧有一个收集器。术语“基地”是指中心区域。晶体管的三个组件将在下面详细介绍。
PNP 晶体管结构
发射
发射器有责任向接收器提供电荷载流子。为了提供大量的电荷载流子,与基极相比,发射器不断正向偏置。
基础
晶体管的基极是中间的部分,通过两个PN结连接发射极和集电极。由于基极-发射极结是正向偏置的,因此发射极电路具有低电阻。由于基极-集电极结的反向偏置,集电极电路具有高电阻。
集电极是另一侧发射极收集电荷的部分。收藏家在收藏方面总是对相反的方向有偏见。
因为它有两个PN结,所以晶体管可以与两个二极管相媲美。发射极和基极之间的结点称为发射极-基极二极管或发射极二极管。集电极基极二极管,也称为集电极二极管,是集电极和基极之间的结点。
五、PNP晶体管的工作原理
电压源(VEBpositive)的端子连接到发射极(P型),而负极端子连接到基端子(N型)。因此,发射极-基极结向前偏置。
此外,电压源(VCB)的正极端子连接到基端子(N型),而负极端子连接到集电极端子(P型)。因此,集电极-基极结反向偏置。
PNP晶体管的工作原理
由于它以正向偏置方式连接,因此发射极-基极结处的耗尽区域由于这种偏置而变窄。由于集电极-基极结处于反向偏置状态,因此集电极-基极结处的耗尽区非常大。
发射极-基极结向前偏置。结果,来自发射器的大量空穴穿过耗尽区域并进入基座。同时,只有少数电子从基极到达发射器并与空穴s重新结合。
基底层中存在的电子量等于发射器中丢失的空穴数量。然而,基中的电子量相对适中,因为它是一个非常轻掺杂和薄的区域。因此,几乎所有的发射极孔都将穿过耗尽区域并穿透基层。
由于孔的移动,电流将流经发射极-基极结。该电流称为发射极电流(IE)。为了流动发射极电流,空穴是主要的电荷载流子。
未与碱基中的电子重新结合的剩余空穴将继续进入收集器。由于穿孔,集电极电流(IC)通过集电极基座区域。
六、PNP晶体管配置
(注意:对于PNP晶体管,箭头表示发射极和典型电流,“in”。
附图描述了NPN晶体管的结构和端电压。PNP 晶体管具有与其 NPN
双极表亲非常相似的特性,不同之处在于,对于第一个教程“公共基极”、“共发射极”和“公共集电极”中讨论的三种可能配置中的任何一种,电流和电压方向的极性(或偏置)都是相反的。
由于PNP晶体管的基极端子相对于发射极始终偏置为负,因此基极和发射极(VBE)之间的电压现在在基极为负,在发射极为正。
此外,发射极电源电压相对于集电极(VCE)为正。因此,要使PNP晶体管导通,发射极必须始终比基极和集电极更正。
如图所示,电压源耦合到PNP晶体管。这一次,发射极连接到电源电压V抄送通过负载电阻器,RL,限制流过连接到集电极端子的设备的最大电流。基电压VB相对于发射极偏置负,并连接到基极电阻R。B,用于再次限制最大基极电流。
为了使基极电流在 PNP 晶体管中流动,基极必须比发射极(电流必须离开基极)更负,对于硅器件大约 0.7 伏,对于锗器件,基极电流和集电极电流的负值约为
0.3 伏,用于计算基极电阻、基极电流或集电极电流的公式与用于等效 NPN 晶体管的公式相同,并给出如下。
NPN和PNP晶体管之间的基本区别在于晶体管结的适当偏置,因为电流和电压极性总是相互对立的。因此,在上述电路中,Ic = Ie -
Ib,因为电流必须离开基极。
通常,PNP晶体管可以替代大多数电子电路中的NPN晶体管;主要区别在于电压和电流流向的极性。
七、PNP晶体管电路
PNP 晶体管的输出特性曲线与等效的 NPN 晶体管的输出特性曲线基本相似,不同之处在于它们旋转 180o 以适应反极性电压和电流(即对于 PNP
晶体管,电子电流从基极和集电极流向电池)。为了确定PNP晶体管的工作点,可以在I-V曲线上绘制相同的动态负载线。
八、PNP晶体管的应用
PNP晶体管用于源出电流,即电流流出集电极。
PNP 晶体管用作开关。
这些用于放大电路。
当我们需要通过按下按钮关闭某些东西时,就会使用 PNP 晶体管。即紧急关闭。
用于达林顿对电路。
用于配对电路以产生连续功率。
用于重型电机以控制电流。
用于机器人应用。
IX. PNP 晶体管的优势
为了提供电流,使用PNP晶体管。
由于它产生的信号以负电源轨为基准,因此简化了电路设计。
与NPN晶体管相比,它们产生的噪声更少。
它比其他晶体管小,可以像其他晶体管一样用于集成电路。
X. 如何识别PNP晶体管
PNP晶体管通常通过其结构来识别。在比较NPN和PNP晶体管的结构时,我们看到了各种差异。识别PNP晶体管的另一种方法是,对于正电压,它通常处于OFF,对于微小的输出电流和相对于发射极的基极负电压,它通常处于ON状态。但是,为了最有效地识别它们,我们使用另一种技术,涉及计算三个端子之间的电阻,例如基极、发射极和集电极。
为了识别NPN和PNP晶体管,我们有一些标准的电阻值。每对端子必须在两个方向上测试电阻值,总共进行六次测试。这种方法对于快速识别PNP晶体管非常有益。我们现在可以观察每对终端的运行方式。
发射极基座端子
发射极基极区域的功能类似于二极管,但它只在一个方向上导通。
集电极底座端子
集电极基极区域还用作二极管,仅以一种方式传导电流。
发射极-集电极端子
发射极-集电极区域具有二极管的外观,但它不在任何方向上导电。
现在让我们看一下电阻值表,以识别NPN和PNP晶体管,如下表所示。
然后,我们可以将PNP晶体管定义为通常为“OFF”,但是适度的输出电流和相对于其发射极(E)的基极(B)的负电压将使其“打开”,从而允许大的发射极-集电极电流流动。当Ve比Vc大得多时,PNP晶体管导通。
换句话说,双极PNP晶体管仅在基极和集电极端子均针对发射极极化时才导通。
十一、PNP 与 NPN 晶体管
下表总结了PNP晶体管和NPN晶体管之间的主要区别:
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