Што се претности и недостатоци на користењето на NPN транзистори
Преци и недостатоци на користењето на NPN транзистори
NPN транзисторите (NPN Transistor) се биполарни јунктионски транзистори широко користени во различни електронски кола. Се состојат од две N-тип полупроводачки области и една P-тип полупроводачка област, обично користени за амплификација на сигнал или како елементи за сврчување. Подолу се основните предности и недостатоци на користењето на NPN транзистори:
Преци
Лесно управување:Базата (Base) на NPN транзисторот е напредно побрзана спрема излезната точка (Emitter), што значи дека само мала позитивна струја или напон на базата може да контролира големата струја помеѓу колекторот (Collector) и излезната точка. Ова го прави NPN транзисторот многу лесен за управување, особено пригоден за примените со нископотенцијално сврчување.
Висок ген:NPN транзисторите имаат висок ген на струја (β или hFE), што значи дека мала базна струја може да контролира многу поголема колекторна струја. Овој карактеристичен висок ген го прави NPN транзисторот идеален за амплиферни кола и примените со сврчување.
Ниско напон на насищение:Во режим на насищение, напонот меѓу колекторот и излезната точка (Vce(sat)) на NPN транзистор е типички нисок, во опсег од 0,2В до 0,4В. Ова помага да се намали консумацијата на енергија, особено во примените со голема струја, бидејќи нискиот напон на насищение значително намалува генерирањето на топлина.
Широко достапни и коштовно ефективни:NPN транзисторите се најчесто користените биполарни јунктионски транзистори, со широк асортиман на модели достапни на пазарот по релативно ниски цени. Задебелени модели на NPN транзистори вклучуваат 2N2222, BC547, TIP120 итн.
Пригодни за примените со нископотенцијално сврчување:NPN транзисторите типички се користат во конфигурации со нископотенцијално сврчување, каде што излезната точка е земена и колекторот е поврзан со оптоварувачот. Оваа конфигурација го прави удобно контролирањето на земната врска, што ги прави NPN транзисторите пригодни за управување со релеа, LED-ови, мотори и други уреди.
Добра температурна стабилност:Споредено со PNP транзисторите, NPN транзисторите покажуваат подобра стабилност на перформансите при високи температури, особено во режим на насищение. Ова ги прави NPN транзисторите повољни во околини со висока температура.
Недостатоци
Избара за напон на напредно побрзување:Базата на NPN транзисторот треба да биде напредно побрзана спрема излезната точка за да се вклучи транзисторот. Ова значи дека може да бидат потребни дополнителни извори на моќ или напон за да се достави базна струја. На пример, во примените со високопотенцијално сврчување, напонот на базата на NPN транзисторот мора да биде поголем од напонот на оптоварувачот, што може да го зголеми комплексноста на колото.
Не пригодни за примените со високопотенцијално сврчување:NPN транзисторите не се добри за примените со високопотенцијално сврчување затоа што нивната излезната точка мора да биде земена или поврзана со пониска потенцијала. Ако треба да се контролира оптоварувачот од страната на моќта (високопотенцијална страна), типични избори се PNP транзисторите или MOSFET-ови. За примените со високопотенцијално сврчување, NPN транзисторите бараат дополнителни кола за промена на ниво или повисување на напонот за управување со базата.
Консумација на базна струја:Иако NPN транзисторите имаат висок ген на струја, все уште бараат некоја базна струја за да се контролира колекторната струја. Во примените со ултра-ниска моќ каде што консумацијата на моќ е критична, оваа базна струја може да биде проблем. Наспредок, MOSFET-овите консумираат скоро никаква струја на портата кога се вклучени.
Осетливост на температура:Иако NPN транзисторите се однесуваат релативно добро при високи температури, все уште се влијаат од промени на температурата. Со зголемување на температурата, параметрите на транзисторот (како што се генот на струја и напонот на насищение) можат да се променат, што доведува до дефиниција на перформансите или нестабилност. Може да бидат потребни дополнителни мерки за хладење или кола за компензација на температурата во околини со висока температура.
Ограничувања на брзина:NPN транзисторите имаат релативно помала брзина на сврчување, особено во примените со голема струја. Ова е затоа што внатрешните носители (електрони и дупки) треба време да се накопат и да се разпрши. Иако современите високобрзински NPN транзистори се подобриле, може да бидат повољни MOSFET-ови или IGBT-ови за примените со високи фреквенции.
Утврдување на паразитна капацитет:NPN транзисторите имаат паразитни капацитети, особено помеѓу колекторот и базата. Овие паразитни капацитети можат да влијаат на перформансите на транзисторот при високи фреквенции, доведувајќи до намалување на генот или осцилации. Во дизајнот на кола со високи фреквенции, може да бидат потребни мерки за минимизирање на влијанието на овие паразитни капацитети.
Аплицибилни сценарија
Примени со нископотенцијално сврчување: NPN транзисторите се одлични за примените со нископотенцијално сврчување, како што се управување со LED-ови, релеа, мотори итн. Во оваа конфигурација, излезната точка е земена, колекторот е поврзан со оптоварувачот, а базата е поврзана со извор на контролен сигнал преку резистор за ограничување на струјата.
Амплиферни кола: Затоа што имаат висок ген на струја, NPN транзисторите широко се користат во аудио амплифери, оперативни амплифери и други кола кои амплификуваат слаби входни сигнали.
Промена на ниво на логички сигнал: NPN транзисторите можат да се користат за конверзија на нисконапонски сигнали во високонапонски сигнали или за промена на логички нивоа за управување со поголеми оптоварувачи.
Кола за сензоринг на струја и заштита: NPN транзисторите можат да се користат во кола за сензоринг на струја, каде што се мониторира струјата која текува низ транзисторот за да се имплементира заштита од прекумерна струја.
Заклучок
NPN транзисторите се широко користени биполарни јунктионски транзистори со предности како лесно управување, висок ген, ниски напон на насищение, широка достапност и коштовно ефективност. Тие се особено пригодни за примените со нископотенцијално сврчување и амплиферни кола. Меѓутоа, исто така имаат и ограничувања, вклучувајќи ги потребата за напон на напредно побрзување, непригодност за примените со високопотенцијално сврчување, консумација на базна струја, осетливост на температура, ограничувања на брзина и влијание на паразитните капацитети. При изборот на транзистор, е важно да се преценат овие предности и недостатоци и да се размисли дали други видови на транзистори (како што се PNP транзисторите или MOSFET-овите) можат да подобро задоволат специфичните дизајнски барања.
