Mis on NPN-transistor?

Mis on NPN-transistor?

NPN-transistori definitsioon

NPN-transistor on laialdaselt kasutatav bipolarne ühenduspunktiga transistor, kus P-tüübilisele pooljuhtivkile kõrvaldatakse kaks N-tüübilist kihta.

NPN-transistori ehitus

Nagu eelnevalt mainitud, on NPN-transistoril kaks ühenduspunkti ja kolm terminaalit. NPN-transistori ehitus on näidatud järgnevates joonistes.

Emitter ja kogumik on laiemad kui baas. Emitter on tugevalt doteeritud. Seetõttu saab see injekteerida suure hulga laengandurite baasi.Baas on nõrgalt doteeritud ja väga õhuke teiste kahe piirkonna suhtes. See edastab enamiku laenganduritest kogumikule, mis emitteeritakse emitterilt.Kogumik on mõõdukalt doteeritud ja kogub laengandureid baasilta.

NPN-transistori sümbol

NPN-transistori sümbol on näidatud järgnevates joonistes. Noolel on näidatud kolme kulma (IC, IB, IE) konventsionaalne suund.

Tööpõhimõte

Baasi-emitteri ühenduspunkt on eespoole poolelt toitepinge VEE abil, samas kui kogumiku-baasi ühenduspunkt on tagapoole poolelt toitepinge VCC abil.

Eespoole poolel on negatiivne toiteallika terminal (VEE) ühendatud N-tüübilisele pooljuhtivkile (Emitter). Samamoodi on tagapoole poolel positiivne toiteallika terminal (VCC) ühendatud N-tüübilisele pooljuhtivkile (Kogumik).

Emitteri-baasi tühi piirkond on ohutune võrreldes kogumiku-baasi tühib piirkonnaga (märkus: tühi piirkond on piirkond, kus ei ole liikuvaid laengandureid ja see käitub nagu barjäär, mis vastaseb voolu voolamisele).

N-tüübilises emitteris on enamuslaenganduriteks elektronid. Seetõttu hakkavad elektronid voolama N-tüübilisest emitterist P-tüübilisse baasi. Elektronide tõttu hakkab vool voolama emitteri-baasi ühenduspunkti. Seda voolu nimetatakse emitteri vooluks IE.

Elektronid liiguvad baasi, mis on ohutune, nõrgalt doteeritud P-tüübiline pooljuhtivki, kus on piiratud arv rekombinatsiooniks. Seetõttu läbib enamik elektrone baasi, recombineerides ainult vähe.

Rekombinatsiooni tõttu hakkab vool voolama ringis ja seda voolu nimetatakse baasi vooluks IB. Baasi vool on väga väike võrreldes emitteri vooluga. Tavaliselt on see 2-5% kogu emitteri voolust.

Enamus elektrone läbib kogumiku-baasi tühi piirkonda ja voolab kogumiku piirkonda. Jäänud elektronidega voolav vool nimetatakse kogumiku vooluks IC. Kogumiku vool on suurem kui baasi vool.

NPN-transistori ring

NPN-transistori ring on näidatud järgnevates joonistes.

Joonis näitab, kuidas on ühendatud pingevoorused: kogumik ühendatakse VCC positiivsele terminalile läbi koormuseohutuse RL, mis piirab maksimaalset voolu.

Baasi terminal ühendatakse VB baasi toitepinge positiivsele terminalile baasi ohutuse RB abil. Baasi ohutus kasutatakse maksimaalse baasi voolu piiramiseks.

Lülites sisse lubab transistor suure kogumiku voolu voolata, juhitav väikese baasi voolu abil, mis sisse lülitub baasi terminali.

KCL järgi on emitteri vool baasi voolu ja kogumiku voolu summa.

Transistori töörežiim

Transistor töötab erinevatel režiimidel või piirkondadel, sõltuvalt ühenduspunktide pooldamisest. Tal on kolm töörežiimi.

• Katkestatud režiim

• Saturasioonirežiim

• Aktiivne režiim

• Katkestatud Režiim

Katkestatud režiimis on mõlemad ühenduspunktid tagapoole poolelt. Sellisel režiimil käitub transistor avatud ringina. See ei luba voolu voolata seadmes.

Saturasioonirežiim

Saturasioonirežiimil on mõlemad ühenduspunktid eespoole poolelt. Transistor käitub sulgitud ringina ja vool voolab kogumikust emitteri, kui baasi-emitteri pingeline väärtus on kõrge.

Aktiivne Režiim

Sellisel režiimil on baasi-emitteri ühenduspunkt eespoole poolelt ja kogumiku-baasi ühenduspunkt tagapoole poolelt. Sellisel režiimil töötab transistor vooluverehitajana.

Vool voolab emitteri ja kogumiku vahel ja voolu kogus on proportsionaalne baasi vooluga.

NPN-transistori lülitus

Transistor töötab sisse lülitatuna saturasioonirežiimil ja välja lülitatuna katkestatud režiimil.

Kui mõlemad ühenduspunktid on ühendatud eespoole poolel ja antakse piisav pinge sisendpingele, siis sellisel tingimusel on kogumiku-emitteri pingeline väärtus lähedal nullile ja transistor käitub lühikringina.

Sellisel tingimusel hakkab vool voolama kogumiku ja emitteri vahel. Ringi voolu väärtus on,

Kui mõlemad ühenduspunktid on ühendatud tagapoole poolel, käitub transistor avatud ringina või välja lülitatuna. Sellisel tingimusel on sisendpinge või baasi pinge null.

Seega ilmub kogu Vcc pinge kogumiku üle. Kuid tagapoole poolel oleva kogumiku-emitteri piirkonna tõttu ei saa vool voolata seadmes. Seetõttu käitub see välja lülitatuna.

Transistori ringjoon katkestatud piirkonnas on näidatud järgnevates joonistes.

NPN-transistori pinout

Transistoril on kolm jala: kogumik (C), emitter (E) ja baas (B). Enamikes konfiguratsioonides on keskmine jalas baas.

Emitti ja kogumiku jala tuvastamiseks on SMD-transistori pinnal punkt. See jala, mis asub täpselt selle punkti all, on kogumik ja ülejäänud jala on emitteri jalg.

Kui punkti ei ole, paigutatakse kõik jalad erineva vahega. Siin on keskmine jalg baas. Lähima keskmise jala jalg on emitter ja ülejäänud jalg on kogumiku jalg.