Oba tranzystory p-n-p i n-p-n są podstawowymi tranzystorami, które należą do kategorii tranzystorów bipolarnych. Są one stosowane w różnych obwodach wzmacniających i obwodach modulujących. Najczęstszym wśród jego zastosowań jest jego pełny ON i OFF tryb pracy, który jest określany jako przełącznik.
PN i PNP tranzystory są tranzystorami bipolarnymi i jest to podstawowy element elektryczny i elektroniczny, który jest używany do budowy wielu projektów elektrycznych i elektronicznych. W działaniu tych tranzystorów biorą udział zarówno elektrony jak i dziury. Tranzystory PNP i NPN pozwalają na wzmocnienie prądu. Tranzystory te są wykorzystywane jako przełączniki, wzmacniacze lub oscylatory. Tranzystory bipolarne można spotkać w dużych ilościach jako części układów scalonych lub w postaci elementów dyskretnych. W tranzystorach PNP nośnikami ładunku większościowego są dziury, natomiast w tranzystorach NPN nośnikami ładunku większościowego są elektrony. Natomiast tranzystory z efektem polowym mają tylko jeden rodzaj nośników ładunku.
Powstanie tych tranzystorów opiera się na diodach ze złączem p-n. Ponieważ w tranzystorach n-p-n typy n są w większości, dlatego też występuje tam nadmiar elektronów jako nośników ładunku. W tranzystorach p-n-p występują dwa typy p, w wyniku czego większość nośników ładunku stanowią dziury.
Główną różnicą pomiędzy tranzystorem NPN i PNP jest to, że tranzystor NPN włącza się, gdy prąd przepływa przez bazę tranzystora. W tym typie tranzystora, prąd płynie od kolektora (C) do emitera (E). Tranzystor PNP włącza się, gdy w bazie tranzystora nie płynie prąd. W tym tranzystorze, prąd płynie od emitera (E) do kolektora (C).Tak więc, wiedząc o tym, tranzystor PNP włącza się przez niski sygnał (masa), podczas gdy tranzystor NPN włącza się przez wysoki sygnał (prąd).
Różnica między tranzystorami NPN i PNP i ich wykonanie
Tranzystor PNP
Tranzystor PNP jest tranzystorem o złączu bipolarnym; W tranzystorze PNP pierwsza litera P oznacza biegunowość napięcia wymaganego dla emitera; druga litera N oznacza biegunowość bazy. Działanie tranzystora PNP jest dokładnie odwrotne do działania tranzystora NPN. W tym typie tranzystora nośnikami ładunku większościowego są dziury. Zasadniczo tranzystor ten działa tak samo jak tranzystor NPN. Materiały, które są używane do budowy końcówek emitera, bazy i kolektora w tranzystorze PNP są inne niż te używane w tranzystorze NPN. Układ biasu tranzystora PNP jest pokazany na poniższym rysunku. Zaciski baza-kolektor tranzystora PNP są zawsze odwrócone, a więc dla kolektora musi być użyte napięcie ujemne. Dlatego też zacisk bazy tranzystora PNP musi być ujemny w stosunku do zacisku emitera, a kolektor musi być ujemny niż baza.
Wykonanie tranzystora PNP
Konfiguracja tranzystora PNP została przedstawiona poniżej. Charakterystyki tranzystorów PNP i NPN są podobne, z wyjątkiem tego, że biasowanie kierunków napięcia i prądu są odwrócone dla każdej z trzech możliwych konfiguracji, takich jak wspólna baza(CB), wspólny emiter(CE) i wspólny kolektor(CC).Napięcie pomiędzy terminalem bazy i emiterem VBE jest ujemne na terminalu bazy i dodatnie na terminalu emitera, ponieważ dla tranzystora PNP, terminal bazy jest zawsze biasowany ujemnie w odniesieniu do emitera. Również napięcie emitera jest dodatnie w stosunku do kolektora (VCE).
Źródła napięć podłączone są do tranzystora PNP, który pokazany jest na rysunku. Emiter jest podłączony do Vcc za pomocą RL, rezystor ten ogranicza maksymalny prąd płynący przez urządzenie, który jest podłączony do zacisku kolektora. Napięcie bazy VB jest podłączone do rezystora bazowego RB, który jest ujemnie zbocznikowany względem emitera. Aby spowodować przepływ prądu bazy w tranzystorze PNP, zacisk bazy musi być bardziej ujemny od zacisku emitera o ok. 0,7 V lub w przypadku urządzenia Si.
Podstawową różnicą między tranzystorem PNP a PN jest odpowiednie biasowanie złączy tranzystora; kierunki prądów i polaryzacje napięć są zawsze przeciwne do siebie.
Podstawy P-N-P
Tranzystory p-n-p są utworzone z typu n obecnego pomiędzy typami p. Większość nośników odpowiedzialnych za generowanie prądu w tym tranzystorze to dziury. Działanie jest podobne jak w przypadku n-p-n. Jednak zastosowania napięć lub prądów pod względem polaryzacji są inne.
Tranzystor NPN
Tranzystor NPN jest tranzystorem o złączu bipolarnym, W tranzystorze NPN pierwsza litera N oznacza ujemnie naładowaną warstwę materiału, a P oznacza warstwę naładowaną dodatnio. Tranzystory te posiadają warstwę dodatnią, która znajduje się pomiędzy dwoma warstwami ujemnymi. Tranzystory NPN są zwykle stosowane w obwodach do przełączania, wzmacniania sygnałów elektrycznych, które przez nie przechodzą. Tranzystory te składają się z trzech końcówek, a mianowicie bazy, kolektora i emitera i te końcówki łączą tranzystor z płytką drukowaną. Kiedy prąd przepływa przez tranzystor NPN, zacisk bazy tranzystora odbiera sygnał elektryczny, kolektor wytwarza silniejszy prąd elektryczny niż ten, który przepływa przez bazę, a emiter przekazuje ten silniejszy prąd do reszty obwodu. W tym tranzystorze, prąd przepływa przez zacisk kolektora do emitera.
Generalnie, ten tranzystor jest używany, ponieważ jest tak łatwy w produkcji. Aby tranzystor NPN działał prawidłowo, musi być uformowany z materiału półprzewodnikowego, który przewodzi pewien prąd elektryczny, ale nie maksymalną ilość jak materiały bardzo przewodzące, takie jak metal. „Si” jest jednym z najczęściej używanych półprzewodników, a tranzystory NPN są najłatwiejszymi tranzystorami do wykonania z krzemu. Zastosowanie tranzystora NPN jest na płytce drukowanej komputera. Komputery wymagają, aby wszystkie ich informacje były tłumaczone na kod binarny, a proces ten jest realizowany poprzez mnogość małych przełączników włączających się i wyłączających na płytkach drukowanych komputerów. Do tych przełączników można użyć tranzystorów NPN. Silny sygnał elektryczny włącza przełącznik, podczas gdy brak sygnału wyłącza go.
Produkcja tranzystora NPN
Konstrukcja tranzystora NPN jest pokazana poniżej. Napięcie na zacisku bazy jest dodatnie, a na zacisku emitera ujemne, ponieważ jest to tranzystor NPN. Zacisk bazy jest zawsze dodatni w stosunku do zacisku emitera, a także napięcie zasilania kolektora jest dodatnie w stosunku do zacisku emitera. W tranzystorze NPN kolektor jest podłączony do VCC poprzez rezystor obciążenia RL. Ten rezystor obciążenia ogranicza prąd płynący przez maksymalną bazę. W tym tranzystorze, ruch elektronów przez zacisk bazy, który stanowi działanie tranzystora. Główną cechą działania tranzystora jest związek między obwodem wejściowym i wyjściowym. Ponieważ, właściwości wzmacniające tranzystora pochodzą z konsekwentnej kontroli, jaką baza zatrudnia na prądzie kolektora do emitera.
Tranzystor jest urządzeniem działającym na prąd. Kiedy tranzystor jest włączony, duży prąd IC przepływa między kolektorem a emiterem w obrębie tranzystora. Dzieje się tak jednak tylko wtedy, gdy przez zacisk bazowy tranzystora przepływa mały prąd biasujący Ib. Jest to tranzystor bipolarny NPN; prąd ten jest stosunkiem tych dwóch prądów (Ic/Ib), zwanym wzmocnieniem prądowym DC urządzenia i oznaczany jest symbolem „hfe” lub obecnie beta. Wartość beta może być duża, nawet do 200 dla standardowych tranzystorów, i to właśnie ten stosunek Ic do Ib czyni tranzystor użytecznym wzmacniaczem. Kiedy ten tranzystor jest używany w regionie aktywnym, wtedy Ib zapewnia wejście, a Ic zapewnia wyjście. Beta nie ma jednostek, ponieważ jest stosunkiem.
Wzmocnienie prądowe tranzystora od kolektora do emitera nazywa się alfa, czyli Ic/Ie, i jest funkcją samego tranzystora. Ponieważ prąd emitera Ie jest sumą małego prądu bazy i dużego prądu kolektora, wartość alfa jest bardzo bliska jedności, a dla typowego tranzystora sygnałowego małej mocy wartość ta waha się od około 0,950 do 0,999.
Różnica między tranzystorem NPN i PNP:
Tranzystory bipolarne są urządzeniami trójkońcówkowymi i są one wykonane z materiałów domieszkowanych, często używanych w aplikacjach wzmacniających i przełączających. W zasadzie w każdym BJT znajduje się para diod złącza PN. Kiedy para diod łączy się ze sobą, tworzy kanapkę, która umieszcza typ półprzewodnika pomiędzy tymi dwoma typami. Dlatego istnieją tylko dwa rodzaje kanapek bipolarnych, które są mianowicie PNP i NPN. W półprzewodnikach, NPN posiada charakterystycznie wyższą ruchliwość elektronów w porównaniu do ruchliwości dziur. Dlatego przepuszcza on duże ilości prądu i działa bardzo szybko. A także, wykonanie tego tranzystora jest łatwe z krzemu.
- Oba tranzystory PNP i NPN składają się z różnych materiałów i przepływ prądu w tych tranzystorach jest również niepodobny.
- W tranzystorze NPN prąd płynie od kolektora (C) do emitera (E), natomiast w tranzystorze PNP prąd płynie od emitera do kolektora.
- Tranzystory PNP zbudowane są z dwóch warstw materiału P z nałożoną warstwą N Tranzystory NPN zbudowane są z dwóch warstw materiału N i nałożonej na nie jednej warstwy materiału P.
- W tranzystorze NPN, dodatnie napięcie jest podawane na zacisk kolektora, aby wytworzyć przepływ prądu z kolektora do W tranzystorze PNP, dodatnie napięcie jest podawane na zacisk emitera, aby wytworzyć przepływ prądu z emitera do kolektora.
- Zasada działania tranzystora NPN jest taka, że gdy zwiększamy prąd do zacisku bazy, wtedy tranzystor włącza się i przewodzi w całości od kolektora do emitera. Gdy zmniejszamy prąd do zacisku bazy, tranzystor włącza się mniej i aż do momentu, gdy prąd jest tak niski, że tranzystor nie przewodzi już przez kolektor do emitera i wyłącza się.
- Zasada działania tranzystora PNP jest taka, że gdy istnieje prąd na zacisku bazy tranzystora, wtedy tranzystor wyłącza się. Kiedy nie ma prądu na zacisku bazowym tranzystora PNP, wtedy tranzystor włącza się.
To wszystko o różnicy między tranzystorami NPN i PNP, które są używane do budowy wielu projektów elektrycznych i elektronicznych. Ponadto, wszelkie pytania dotyczące tego tematu lub projektów elektrycznych i elektronicznych można zgłaszać poprzez komentarze w sekcji komentarzy poniżej.
Porównanie tranzystorów N-P-N i P-N-P
1). W tym większość n-typy są obecne.
1). W tym większość materiałów typu p jest obecna.
2). Większość skupisk nośników to elektrony.
2). Większość skupisk nośników w tego typu tranzystorach to dziury.
3). W tym, jeśli baza terminala jest zasilany przez zwiększone ilości prądu to tranzystor dostaje przełączenie do trybu ON.
3). W tym przypadku dla niskich wartości prądów tranzystor jest włączony. W przeciwnym razie dla dużych wartości prądów tranzystor jest wyłączony.
4). Symboliczna reprezentacja tranzystora n-p-n to
Symbol tranzystora N-P-N
4). Symboliczne przedstawienie tranzystora p-n-p to
Symbol tranzystora P-N-P
5). W tranzystorze n-p-n przepływ prądu jest oczywisty od kolektora do zacisków emitera.
5). W tranzystorze p-n-p przepływ prądu widać od zacisków emitera do kolektora.
6). W tym tranzystorze strzałka jest skierowana na zewnątrz.
6). W tym tranzystorze wskazanie strzałki jest zawsze skierowane do wewnątrz.
Strzałki w tranzystorach zarówno n-p-n jak i p-n-p pokazują główne różnice między tranzystorami. Strzałka w n-p-n jest skierowana w stronę emitera, natomiast w p-n-p strzałka jest w odwrotnym kierunku. W obu przypadkach strzałka wskazuje kierunek przepływu prądu.
Więc konstrukcja n-p-n i p-n-p jest prosta. Ich działanie będzie takie samo, ale różnią się biegunowością biasu. Teraz po przedyskutowaniu podstaw n-p-n i p-n-p możesz powiedzieć, który z nich jest preferowany podczas wzmacniania i dlaczego?
Photo Credits:
- PN i PNP Transistor by ggpht
- PNP Transistor by wikimedia
- Making of PNP Transistor by electronics-tutorials