Các Transistor PNP là loại bóng bán dẫn hoàn toàn trái ngược với Transistor NPN. Trên thực tế, trong kiểu chế tạo bóng bán dẫn này, hai điốt bị đảo ngược so với loại NPN, tạo thành kiểu cấu hình Positive-Negative-Positive. Mũi tên chỉ ra hướng cực Emitter, lần này hướng vào biểu tượng bóng bán dẫn.
Contents
Transistor PNP là gì?
Định nghĩa: Transistor PNP được cấu tạo từ vật liệu loại n-type kết hợp với hai vật liệu loại p-type, tạo thành transistor PNP. Đây là một thiết bị được kiểm soát dòng. Dòng cơ sở nhỏ kiểm soát cả dòng phát và dòng thu. Transistor PNP có hai điốt tinh thể được kết nối lại. Điốt bên trái được gọi là diode phát cơ sở và điốt bên phải được gọi là diode thu cơ sở.
Bạn đang xem: Transistor PNP: Khám phá cấu trúc và nguyên lý hoạt động
Lỗ hổng là phần tử mang nhiều điện tích trong bóng bán dẫn PNP, tạo thành dòng điện bên trong. Dòng điện trong bóng bán dẫn được tạo ra do sự thay đổi vị trí của lỗ và các đường trình trong bóng bán dẫn, chuyển động do dòng điện tử. Transistor PNP được kích hoạt khi có một dòng điện nhỏ chạy qua điện cực cơ sở. Dòng điện trong bóng bán dẫn PNP chảy từ điện cực phát đến điện cực thu.
Chữ cái được gắn trên bóng bán dẫn PNP cho biết điện áp được yêu cầu bởi điện cực phát, điện cực thu và điện cực cơ sở của bóng bán dẫn. Cơ sở của bóng bán dẫn PNP luôn luôn âm so với điện cực phát và điện cực thu. Trong bóng bán dẫn PNP, electron được lấy từ thiết bị điện cực cơ sở. Dòng điện vào cơ sở được khuếch đại rồi đi vào điện cực thu.
READ MORE:
Ký hiệu của Transistor PNP
Biểu tượng của bóng bán dẫn PNP được hiển thị như hình dưới đây. Mũi tên vào trong cho thấy hướng dòng điện trong bóng bán dẫn PNP là từ điện cực phát đến điện cực thu.
Cấu trúc Transistor PNP
Cấu trúc của bóng bán dẫn PNP được thể hiện như hình dưới đây. Ngã ba cơ sở Emitter được kết nối theo xu hướng thuận và ngã ba cơ sở Collector được kết nối theo xu hướng ngược. Điện cực phát được kết nối theo xu hướng thuận, thu hút electron về phía điện cực và tạo ra dòng điện chạy từ điện cực phát đến điện cực thu.
Cơ sở của bóng bán dẫn luôn là cực tích cực so với điện cực thu, không cho lỗ hổng từ khu vực giao nhau đi vào điều kiện. Và điện cực phát cơ sở được giữ ở mức thấp, cho phép lỗ từ khu vực phát di vào căn cứ, sau đó vào khu vực thu bằng cách đi qua vùng cạn kiệt.
Nguyên lý hoạt động của Transistor PNP
Ngã ba cơ sở phát được kết nối theo xu hướng thuận, đẩy lỗ từ khu vực cơ sở. Những lỗ này tạo thành dòng phát. Khi những electron này di chuyển vào vật liệu hoặc bazơ bán dẫn loại N, chúng kết hợp với các electron. Cơ sở của bóng bán dẫn mỏng và pha tạp rất nhẹ. Do đó, chỉ có một vài lỗ kết hợp với các electron và phần còn lại di chuyển về phía lớp không gian không có điện tích của điện cực thu. Do đó, dòng cơ sở được phát triển.
Vùng cơ sở của điện cực thu được kết nối theo xu hướng ngược. Lỗ thu được tập trung xung quanh vùng cạn kiệt trong điều kiện phân cực âm, được thu hút hoặc thu thập bởi điện cực thu. Điều này tạo ra dòng thu. Dòng điện hoàn chỉnh chảy qua điện cực thu.
Xem thêm : Sử dụng sơ đồ nguyên lý và cách đấu dây mạch điện quạt trần
Ngoài ra, tất cả các cực của một bóng bán dẫn PNP đảo ngược, điều đó có nghĩa là nó đã chìm dòng điện vào cơ sở của nó, trái ngược với bóng bán dẫn NPN mà dòng phát từ cơ sở của nó. Sự khác biệt chính giữa hai loại bóng bán dẫn là lỗ trống là chất mang quan trọng hơn cho bóng bán dẫn PNP, trong khi electron là chất mang quan trọng cho bóng bán dẫn NPN.
Sau đó, bóng bán dẫn PNP sử dụng một dòng cơ sở nhỏ và điện áp cơ bản âm để điều khiển dòng phát lớn hơn đáng kể. Nói cách khác, đối với một bóng bán dẫn PNP, cực Emitter tích cực hơn so với cả cực Base và cực Collector.
Cấu trúc một bóng bán dẫn PNP PNE bao gồm hai vật liệu bán dẫn loại P ở hai bên vật liệu loại N.
Thiết kế Transistor PNP
(Lưu ý: Mũi tên chỉ ra hướng phát và dòng thông thường, trong bộ điều khiển cho bóng bán dẫn PNP.)
Các điện áp xây dựng và đầu cuối cho một bóng bán dẫn NPN được hiển thị ở trên. Transistor PNP có những đặc điểm rất giống với loại NPN của nó, trừ các cực (hoặc xu hướng) của dòng hiện tại và đảo ngược các điện áp đối với ba cấu hình chung: Emitter chung, Cơ sở chung và Người sưu tầm chung. Kết nối bóng bán dẫn PNP có điện áp giữa Cơ sở và Emitter (VBE), dòng cơ sở âm (Ib) và dương tại Emitter, vì thiết bị cơ sở của bóng bán dẫn PNP luôn có sai lệch âm so với Emitter.
Ngoài ra, điện áp cung cấp Emitter là dương so với Collector (VCE). Vì vậy, để một bóng bán dẫn PNP hoạt động, phải đạt Về lớn hơn rất nhiều so với Vc.
Các nguồn điện được kết nối với một bóng bán dẫn PNP như được hiển thị. Lần này, Emitter được kết nối với nguồn cung cấp VCC thông qua điện trở tải RL, giới hạn dòng tối đa chảy qua thiết bị kết nối với cực Collector. Điện áp cơ sở Vcó độ lệch âm so với Emitter và được kết nối với điện trở cơ sở RB, một lần nữa được sử dụng để giới hạn dòng cơ sở tối đa.
Để cho dòng cơ sở chảy trong bóng bán dẫn PNP, Base cần âm hơn Emitter (điện phải rời khỏi cơ sở) khoảng 0,7 volt cho thiết bị silicon hoặc 0,3 volt cho thiết bị Germanium, với công thức được sử dụng để tính toán điện trở cơ sở, dòng cơ sở hoặc dòng Collector tương tự dòng được sử dụng cho một bóng bán dẫn NPN tương đương.
Chúng ta có thể thấy rằng sự khác biệt cơ bản giữa Transitor NPN và Transitor PNP là sự thiên vị đúng đắn của các mối nối bóng bán dẫn khi các hướng hiện tại và các cực điện áp luôn đối diện nhau. Vì vậy, trong mạch trên, Ic = Ie – Ib vì dòng phải rời khỏi cơ sở.
Nói chung, bóng bán dẫn PNP có thể thay thế các bóng bán dẫn NPN trong hầu hết các mạch điện tử, với sự khác biệt duy nhất là các cực điện áp và hướng dòng điện. Bóng bán dẫn PNP cũng có thể được sử dụng làm thiết bị chuyển mạch, và một ví dụ về công tắc bóng bán dẫn PNP được hiển thị dưới đây.
Mạch Transistor PNP
Xem thêm : Rơ le trung gian: Định nghĩa, chức năng và cách đấu
Đường cong đặc tính đầu ra cho một bóng bán dẫn PNP trông rất giống với các bóng bán dẫn NPN tương đương, chỉ khác là chúng được quay 180 độ để tính đến các điện áp và dòng điện phân cực ngược (đối với bóng bán dẫn PNP, dòng điện chảy ra từ cơ sở đến bộ thu). Đường tải động tương tự có thể được vẽ trên đồ thị dòng điện-voltage để tìm các điểm vận hành của bóng bán dẫn PNP.
Transistor PNP phù hợp
Bạn có thể tự hỏi tại sao cần có Transistor PNP khi đã có nhiều Transistor NPN có thể được sử dụng làm bộ khuếch đại hoặc công tắc trạng thái rắn? Thật vậy, hai loại bóng bán dẫn khác nhau, PNP và NPN, có thể mang lại nhiều lợi ích khi thiết kế các mạch khuếch đại công suất như Bộ khuếch đại Class B.
Các bộ khuếch đại Class B sử dụng các bóng bán dẫn bổ sung ghép đôi (bao gồm một PNP và một NPN kết nối với nhau) trong các giai đoạn đầu ra hoặc trong các mạch điều khiển động cơ cầu H có thể đảo ngược. Điều này cho phép điều khiển dòng chảy đều qua động cơ ở cả hai hướng tại các thời điểm khác nhau để di chuyển tiến và lùi.
Một cặp bóng bán dẫn NPN và PNP tương ứng được gọi là Transistor bổ sung. Ví dụ, TIP3055 (bóng bán dẫn NPN) và TIP2955 (bóng bán dẫn PNP) là những ví dụ tốt về các bóng bán dẫn silicon bổ sung hoặc khớp nối. Cả hai đều có mức tăng dòng điện DC, Beta (Ic/Ib) phù hợp khoảng 10% và dòng Collector cao khoảng 15A, là lý tưởng cho các ứng dụng điều khiển động cơ hoặc robot nói chung.
Ngoài ra, các bộ khuếch đại lớp B sử dụng cặp bóng bán dẫn NPN và PNP trong giai đoạn đầu ra công suất. Transistor NPN chỉ dẫn cho một nửa tín hiệu dương, trong khi bóng bán dẫn PNP chỉ dẫn cho một nửa tín hiệu âm.
Điều này cho phép bộ khuếch đại điều khiển công suất thông qua loa tải theo cả hai hướng tại trở kháng định rõ và công suất, dẫn đến dòng điện đầu ra phân tán đều giữa hai bóng bán dẫn bổ sung.
Xác định Transistor PNP
Chúng ta đã thấy trong hướng dẫn ban đầu về các bóng bán dẫn rằng chúng được tạo thành từ hai điốt kết nối lại. Chúng ta có thể sử dụng phép loại trừ này để xác định xem một transistor là loại PNP hay NPN bằng cách kiểm tra kháng giữa ba điện cực khác nhau: Emitter, cơ sở và Collector. Bằng cách kiểm tra từng cặp điện cực theo cả hai hướng với một vạn năng, chúng ta có thể có sáu thử nghiệm với các giá trị điện trở dự kiến như dưới đây.
- Thiết bị đầu cuối Emitter-Base – Emitter to Base nên hoạt động như một diode bình thường và chỉ tiến hành một chiều.
- Thiết bị đầu cuối Collector-Base – Ngã ba Collector-Base nên hoạt động như một diode bình thường và chỉ tiến hành một chiều.
- Thiết bị đầu cuối Emitter-Collector – Emitter-Collector không nên tiến hành theo cả hai hướng.
Giá trị điện trở đầu cuối cho Transistor PNP và NPN
Giữa các thiết bị đầu cuối Emitter-Base, Emitter-Collector, và Collector-Base của Transistor PNP và NPN:
- Emitter và cơ sở của Transistor PNP có điện trở cao.
- Emitter và cơ sở của Transistor NPN có điện trở cao.
- Emitter và cơ sở của Transistor PNP có điện trở cao.
- Cơ sở và Emitter của Transistor NPN có điện trở cao.
Sau đó, chúng ta có thể xác định Transistor PNP bằng cách nhìn vào điện áp và dòng điện. Transistor PNP sẽ chỉ hoạt động khi có điện áp âm và một dòng ra nhỏ ở cơ sở so với Emitter của nó, tạo điều kiện cho dòng Emitter-Collector lớn hơn chảy qua. Transistor PNP hoạt động khi Ve lớn hơn rất nhiều so với Vc.
Nói cách khác, Transistor PNP hoạt động chỉ khi cả hai cực Base và Collector đều âm so với Emitter.
Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về hoạt động của bóng bán dẫn trong các vùng bão hòa và cắt khi được sử dụng như một công tắc trạng thái rắn. Các công tắc bóng bán dẫn lưỡng cực được sử dụng trong nhiều ứng dụng để chuyển đổi dòng điện DC ON hoặc OFF, từ đèn LED chỉ cần một vài milliamp dòng điện chuyển đổi ở điện áp DC thấp, đến động cơ và rơle có thể yêu cầu dòng điện cao hơn ở điện áp cao hơn.
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu về Transistor PNP là gì rồi phải không? Hi vọng bài viết sẽ giúp ích cho bạn nhiều.
Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập
