Τι είναι ένας NPN τρανζίστορ;

Τι είναι ένας NPN Τρανζίστορ;

Ορισμός NPN Τρανζίστορ

Ένας NPN τρανζίστορ είναι ένα πολύ χρησιμοποιούμενο είδος διπολικού κατάναρξης τρανζίστορ, όπου μια στρώση ηλεκτρονικού συνδέσμου P-τύπου βρίσκεται ανάμεσα σε δύο στρωματά P-τύπου.

Κατασκευή NPN Τρανζίστορ

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο NPN τρανζίστορ έχει δύο συνδέσεις και τρία λιμάνια. Η κατασκευή του NPN τρανζίστορ είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Οι στρωματά εκπομπής και συλλογής είναι ευρύτερα σε σύγκριση με τη βάση. Ο εκπομπείς είναι ισχυρά δοπημένος. Επομένως, μπορεί να εισάγει μεγάλο αριθμό φορέων φορτίου στη βάση.Η βάση είναι ελαφρά δοπημένη και πολύ λεπτή σε σύγκριση με τα άλλα δύο πεδία. Περνάει το μεγαλύτερο μέρος των φορέων φορτίου στη συλλογή, η οποία εκπέμπεται από τον εκπομπείς.Η συλλογή είναι μετριοπαθώς δοπημένη και συλλέγει φορείς φορτίου από το στρώμα βάσης.

Σύμβολο NPN Τρανζίστορ

Το σύμβολο του NPN τρανζίστορ είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η κορυφή του βελόνη δείχνει τη συμβατική κατεύθυνση του ρεύματος συλλογής (IC), του ρεύματος βάσης (IB) και του ρεύματος εκπομπής (IE).

Αρχή Λειτουργίας

Η σύνδεση βάσης-εκπομπείς είναι υπό συνθήκες προσανατολισμού με την εφοδιαστική τάση VEE, ενώ η σύνδεση συλλογής-βάσης είναι υπό συνθήκες αντιστροφής προσανατολισμού με την εφοδιαστική τάση VCC.

Σε συνθήκες προσανατολισμού, το αρνητικό σημείο της εφοδιαστικής πηγής (VEE) είναι συνδεδεμένο με το σεμικατήριο N-τύπου (Εκπομπείς). Σε αντίστροφες συνθήκες, το θετικό σημείο της εφοδιαστικής πηγής (VCC) είναι συνδεδεμένο με το σεμικατήριο N-τύπου (Συλλογή).

Η περιοχή αφαίρεσης της σύνδεσης εκπομπείς-βάσης είναι λεπτότερη σε σύγκριση με την περιοχή αφαίρεσης της σύνδεσης συλλογής-βάσης (Παρατηρήστε ότι η περιοχή αφαίρεσης είναι μια περιοχή όπου δεν υπάρχουν κινητοί φορείς φορτίου και συμπεριφέρεται ως εμπόδιο που αντιτίθεται στην ροή του ρεύματος).

Στον εκπομπείς N-τύπου, ο πλειοψηφικός φορέας φορτίου είναι οι ηλεκτρόνια. Επομένως, τα ηλεκτρόνια ξεκινούν να ρέουν από τον εκπομπείς N-τύπου προς τη βάση P-τύπου. Και λόγω των ηλεκτρονίων, το ρεύμα θα ξεκινήσει να ρέει στη σύνδεση εκπομπείς-βάσης. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται ρεύμα εκπομπής IE.

Τα ηλεκτρόνια μετακινούνται στη βάση, ένα λεπτό, ελαφρά δοπημένο σεμικατήριο P-τύπου με περιορισμένα τρύπια για επανασύνθεση. Επομένως, τα περισσότερα ηλεκτρόνια παρακάμπτουν τη βάση, με μόνο λίγα να επανασυντίθενται.

Λόγω της επανασύνθεσης, το ρεύμα θα ρέει μέσω του κύκλου και αυτό το ρεύμα ονομάζεται ρεύμα βάσης IB. Το ρεύμα βάσης είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με το ρεύμα εκπομπής. Συνήθως, είναι 2-5% του συνολικού ρεύματος εκπομπής.

Τα περισσότερα ηλεκτρόνια περνούν μέσω της περιοχής αφαίρεσης της σύνδεσης συλλογής-βάσης και περνούν μέσω της περιοχής συλλογής. Το ρεύμα που ρέει από τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια ονομάζεται ρεύμα συλλογής IC. Το ρεύμα συλλογής είναι μεγάλο σε σύγκριση με το ρεύμα βάσης.

Κύκλος NPN Τρανζίστορ

Ο κύκλος του NPN τρανζίστορ είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Το διάγραμμα δείχνει πώς είναι συνδεδεμένες οι εφοδιαστικές πηγές: ο συλλογής συνδέεται με το θετικό σημείο του VCC μέσω μιας αντίστασης φορτίου RL, η οποία περιορίζει τη μέγιστη ροή ρεύματος.

Το λιμάνιο βάσης είναι συνδεδεμένο με το θετικό σημείο της εφοδιαστικής τάσης VB με αντίσταση βάσης RB. Η αντίσταση βάσης χρησιμοποιείται για να περιορίσει τη μέγιστη ροή ρεύματος βάσης.

Όταν είναι ενεργό, ο τρανζίστορ επιτρέπει την ροή μεγάλου ρεύματος συλλογής, ωθούμενο από ένα μικρότερο ρεύμα βάσης που εισέρχεται στο λιμάνιο βάσης.

Σύμφωνα με το KCL, το ρεύμα εκπομπής είναι η προσθήκη του ρεύματος βάσης και του ρεύματος συλλογής.

Λειτουργικός Τρόπος Τρανζίστορ

Ο τρανζίστορ λειτουργεί σε διαφορετικούς τρόπους ή περιοχές, ανάλογα με την προσανατολισμού των συνδέσεων. Έχει τρεις τρόπους λειτουργίας.

• Τρόπος κατάρρευσης

• Τρόπος κυρτώματος

• Ενεργός τρόπος

• Τρόπος κατάρρευσης

Στον τρόπο κατάρρευσης, και οι δύο συνδέσεις είναι υπό συνθήκες αντιστροφής προσανατολισμού. Σε αυτόν τον τρόπο, ο τρανζίστορ συμπεριφέρεται ως ανοιχτός κύκλος. Δεν επιτρέπει τη ροή ρεύματος μέσω του συστήματος.

Τρόπος Κυρτώματος

Στον τρόπο κυρτώματος του τρανζίστορ, και οι δύο συνδέσεις είναι υπό συνθήκες προσανατολισμού. Ο τρανζίστορ συμπεριφέρεται ως κλειστός κύκλος και το ρεύμα ρέει από τη συλλογή προς την εκπομπή όταν η τάση βάσης-εκπομπείς είναι υψηλή.

Ενεργός Τρόπος

Σε αυτόν τον τρόπο του τρανζίστορ, η σύνδεση βάσης-εκπομπείς είναι υπό συνθήκες προσανατολισμού και η σύνδεση συλλογής-βάσης είναι υπό συνθήκες αντιστροφής προσανατολισμού. Σε αυτόν τον τρόπο, ο τρανζίστορ λειτουργεί ως ενισχυτής ρεύματος.

Το ρεύμα ρέει μεταξύ εκπομπείς και συλλογής και το ποσό του ρεύματος είναι ανάλογο με το ρεύμα βάσης.

NPN Τρανζίστορ Τροποποιητής

Ο τρανζίστορ λειτουργεί ως ενεργός σε τρόπο κυρτώματος και ως ανενεργός σε τρόπο κατάρρευσης.