ترانزیستور PNP

ترانزیستور PNP نقطه مقابل دستگاه ترانزیستور NPN است که ما در آموزش قبلی آن را بررسی کردیم.

اساساً‌، در این نوع ساخت ترانزیستور‌، دو دیود با توجه به نوع NPN که یک‌نوع پیکربندی مثبت-منفی-مثبت می‌دهد‌، معکوس می‌شوند.

با پیکان که ترمینال امیتر را نیز تعریف می کند این بار به سمت داخل در نماد ترانزیستور قرار دارد.

همچنین ، تمام قطبیت های یک transistor PNP معکوس می شود ، به این معنی که جریان در آن غرق می شود در مقابل ترانزیستور NPN که از طریق پایگاه خود “منبع” جریان پیدا می کند.

تفاوت اصلی بین دو نوع ترانزیستور این است که حفره ها مهمترین حاملهای ترانزیستورهای PNP هستند.

در حالی که الکترونها حاملهای مهم ترانزیستورهای NPN هستند.

سپس‌، ترانزیستورهای PNP از یک‌جریان پایه کوچک و یک ولتاژ پایه منفی برای کنترل جریان امیتر-کلکتور بسیار بزرگتر استفاده می‌کنند.

به عبارت دیگر ، برای ترانزیستور PNP ، امیتر نسبت به Base و همچنین نسبت به Collector مثبت تر است.

ساخت‌”transistor pnp” شامل دو ماده نیمه هادی نوع P در دو‌طرف یک‌ماده نوع N است که در زیر نشان داده‌شده‌است.

پیکربندی ترانزیستور PNP

(توجه: پیکان جریان امیتر و جریان متداول را برای ترانزیستور PNP تعریف می کند.)

ولتاژ ساخت و ترمینال برای ترانزیستور NPN در بالا نشان داده شده است.

ترانزیستور PNP ویژگی های بسیار مشابهی با همتای دو قطبی NPN دارد.

با این تفاوت که قطب‌ها‌(یا تاثیرپذیر) جهت‌جریان و ولتاژ برای هر یک از سه‌پیکربندی احتمالی در اولین آموزش‌،که عبارتند‌از :

پایه مشترک ، امیتر مشترک و کلکتور مشترک معکوس شده اند.

ولتاژ بین پایه و امیتر (VBE) اکنون در پایه منفی و در امیتر مثبت است.

زیرا برای ترانزیستور PNP ، ترمینال پایه نسبت به امیتر همیشه بایا منفی است.

همچنین ولتاژ منبع تغذیه کننده امیتر نسبت به کلکتور (VCE) مثبت است.

بنابراین برای انجام ترانزیستور PNP امیتر نسبت به Base و Collector همیشه مثبت تر است.

منابع ولتاژ به ترانزیستور PNP متصل هستند همانطور که نشان داده شده است.

این بار امیتر با مقاومت بار ، VL به ولتاژ تغذیه VCC متصل می شود که حداکثر جریان را از طریق دستگاه متصل به ترمینال جمع کننده محدود می کند.

ولتاژ پایه VB که نسبت به امیتر منفی است و به مقاومت پایه RB متصل است‌، که برای محدود‌کردن حداکثر جریان پایه استفاده می‌شود.

برای‌اینکه جریان پایه در یک ترانزیستور PNP جریان یابد‌،‌پایه باید منفی تر از امیتر باشد‌(جریان باید پایه را ترک کند).

تقریباً 0.7 ولت برای یک دستگاه سیلیکون یا 0.3 ولت برای یک دستگاه ژرمانیم با فرمول های استفاده شده برای محاسبه مقاومت پایه ، جریان پایه یا جریان جمع کننده همان مواردی است که برای ترانزیستور NPN معادل استفاده می شود و به صورت زیر است.

فرمول محاسبه مقاومت پایه:

می توان دریافت که تفاوتهای اساسی بین ترانزیستور NPN و ترانزیستور PNP بایاس مناسب اتصالات ترانزیستور است.

زیرا جهتهای جریان و قطبهای ولتاژ همیشه در مقابل یکدیگر هستند.

بنابراین برای مدار بالا: Ic = Ie – Ib به عنوان جریان باید از Base خارج شود.

به طور کلی ، ترانزیستور PNP می تواند در بیشتر مدارهای الکترونیکی جایگزین ترانزیستور NPN شود.

تنها تفاوت در قطبی بودن ولتاژها و جهت جریان جریان است.

ترانزیستورهای PNP همچنین می‌توانند به‌عنوان دستگاه‌های سوئیچینگ مورد استفاده قرار‌گیرند و نمونه‌ای از سوئیچ ترانزیستور PNP در زیر نشان داده‌شده‌است.

یک مدار ترانزیستور PNP

منحنی خصوصیات خروجی برای ترانزیستور PNP بسیار شبیه به ترانزیستور NPN معادل است با این تفاوت که برای در نظر گرفتن ولتاژها و جریان های قطب معکوس با 180 درجه چرخانده می شوند (این برای ترانزیستور PNP است ، جریان الکترون از ترانزیستور خارج می شود) پایه و جمع کننده به سمت باتری).

همان خط بار دینامیکی را می‌توان روی منحنی های I-V ترسیم کرد تا نقاط عملکرد ترانزیستورهای PNP را پیدا کند.

تطبیق transistor

ممکن است فکر کنید که داشتن ترانزیستور PNP چه فایده ای دارد ، در صورت وجود ترانزیستورهای NPN زیادی که می توانند به عنوان تقویت کننده یا سوئیچ حالت جامد مورد استفاده قرار گیرند؟

خوب‌،‌داشتن دو نوع ترانزیستور مختلف‌”PNP” و‌”NPN”‌،‌می‌تواند یک مزیت‌بزرگ در هنگام طراحی مدارهای تقویت کننده قدرت مانند تقویت‌کننده کلاس B باشد.

تقویت کننده های کلاس B از ترانزیستورهای “مکمل” یا “همسان” (یعنی یک PNP و یک NPN با هم متصل شده) در مرحله خروجی خود یا در مدارهای کنترل موتور H-Bridge برگشت پذیر استفاده می کنند که می خواهیم جریان جریان را به طور مساوی از طریق موتور در هر دو جهت در زمان های مختلف برای حرکت به جلو و عقب  کنترل کنیم.

یک جفت ترانزیستور NPN و PNP متناظر با مشخصات تقریباً یکسان با یکدیگر ترانزیستورهای تکمیلی نامیده می شوند.

به‌عنوان مثال TIP3055 (ترانزیستور NPN) و TIP2955) transistor PNP) نمونه‌های خوبی از ترانزیستورهای قدرت سیلیکونی جفت مکمل یا همسان هستند.

هر دو دارای افزایش جریان DC هستند ، (Beta) ، (Ic / Ib) با 10٪ و جریان جمع کننده بالا با حدود 15A مطابقت دارد و آنها را برای کنترل موتور کلی یا برنامه های رباتیک ایده آل می کند.

همچنین ، تقویت کننده های کلاس B از NPN و PNP مکمل در طراحی مرحله خروجی توان خود استفاده می‌کنند.

ترانزیستور NPN فقط برای نیمه مثبت سیگنال هدایت می‌کند در حالی که ترانزیستور PNP برای نیمه منفی سیگنال هدایت می‌کند.

این به آمپلی فایر اجازه می دهد تا نیروی مورد نیاز را از طریق بلندگوی بار در هر دو جهت با امپدانس و توان اسمی اعلام شده هدایت کند و در نتیجه یک جریان خروجی ایجاد کند که احتمالاً به ترتیب چند آمپر مشترک بین دو ترانزیستور مکمل است.

شناسایی ترانزیستور PNP

در اولین آموزش این بخش ترانزیستورها مشاهده کردیم که ترانزیستورها در اصل از دو دیود متصل به هم ساخته شده‌اند.

می توانیم با آزمایش مقاومت آن در بین سه لید مختلف ، امیتر ، پایه و کلکتور ، از این تشبیه برای تعیین نوع ترانزیستور از نوع PNP یا NPN استفاده کنیم.

با آزمایش هر جفت ترانزیستور در هر دو جهت با استفاده از یک مولتی متر ، در مجموع شش آزمایش با مقادیر مقاومت مورد انتظار در اهم در زیر ارائه می شود.

1. پایانه های Emitter-Base – Emitter to Base باید مانند یک دیود عادی عمل‌کند و فقط به یک‌طریق انجام شود.
2. پایانه‌های پایه کالکتور‌-‌محل اتصال کالکتور -‌پایه باید مانند یک دیود طبیعی عمل کند و فقط به یک طریق انجام‌شود.
3. پایانه های جمع کننده امیتر – جمع کننده امیتر نباید در هر دو جهت رفتار کند.

مقادیر مقاومت ترمینال برای ترانزیستورهای PNP و NPN

Between Transistor Terminals		PNP	NPN
Collector	Emitter	RHIGH	RHIGH
Collector	Base	RLOW	RHIGH
Emitter	Collector	RHIGH	RHIGH
Emitter	Base	RLOW	RHIGH
Base	Collector	RHIGH	RLOW
Base	Emitter	RHIGH	RLOW

 

سپس می توانیم ترانزیستور PNP را بصورت معمول “خاموش” تعریف کنیم.

اما یک جریان خروجی کوچک و ولتاژ منفی در پایه آن (B) نسبت به امیتر (E) آن را “روشن” می کند و اجازه می دهد تا جریان جمع کننده امیتر-جمع کننده زیادی جریان یابد .

ترانزیستور PNP هنگامی رفتار می کنند که Ve بسیار بیشتر از Vc باشد.

به عبارت دیگر‌، اگر دو ترمینال Base و Collector نسبت به Emitter منفی باشند‌،‌ترانزیستور دو قطبی PNP فقط رفتار می‌کند.

در آموزش بعدی در مورد ترانزیستورهای دو قطبی به جای استفاده از ترانزیستور به عنوان یک دستگاه تقویت کننده ، ما به عملکرد ترانزیستور در مناطق اشباع و برش آن هنگام استفاده به عنوان سوئیچ حالت جامد خواهیم پرداخت.

از سوئیچ های ترانزیستوری دو قطبی در بسیاری از برنامه ها برای روشن کردن جریان DC “روشن” یا “خاموش” استفاده می شود ، از LED که فقط به چند میلی آمپر جریان سوئیچینگ در ولتاژ پایین DC یا موتور و رله هایی نیاز دارد که ممکن است در ولتاژهای بالاتر به جریان های بالاتر نیاز داشته باشند.

با ما همراه باشید.