Transistors PNP

Le premier transistor bipolaire à jonction a été inventé en 1947 dans les laboratoires Bell. «Deux polarités» est abrégé en bipolaire, d'où le nom de transistor à jonction bipolaire. BJT est un appareil à trois terminaux avec collecteur (C), base (B) et émetteur (E). L'identification des bornes d'un transistor nécessite le schéma des broches d'une partie BJT particulière. Il sera disponible dans la fiche technique. Il existe deux types de transistors BJT - NPN et PNP. Dans ce tutoriel, nous parlerons des transistors PNP. Considérons les deux exemples de transistors PNP - 2N3906 et PN2907A, présentés dans les images ci-dessus.

En fonction du processus de fabrication, la configuration des broches peut changer et ces détails sont disponibles dans la fiche technique correspondante du transistor. La plupart des transistors PNP ont une configuration de broche ci-dessus. À mesure que la puissance nominale du transistor augmente, le dissipateur de chaleur nécessaire doit être fixé au corps du transistor. Un transistor non polarisé ou un transistor sans potentiel appliqué aux bornes est similaire à deux diodes connectées dos à dos, comme indiqué sur la figure ci-dessous. L'application la plus importante du transistor PNP est la commutation côté haut et l'amplificateur combiné de classe B.

La diode D1 a une propriété de conduction inverse basée sur la conduction directe de la diode D2. Lorsqu'un courant traverse la diode D2 de l'émetteur à la base, la diode D1 détecte le courant et un courant proportionnel sera autorisé à circuler dans le sens inverse de la borne de l'émetteur à la borne du collecteur à condition que le potentiel de masse soit appliqué à la borne du collecteur. La constante proportionnelle est le gain (β).

Fonctionnement des transistors PNP:

Comme décrit ci-dessus, le transistor est un dispositif commandé en courant qui a deux couches d'appauvrissement avec un potentiel de barrière spécifique requis pour diffuser la couche d'appauvrissement. Le potentiel de barrière pour un transistor au silicium est de 0,7 V à 25 ° C et de 0,3 V à 25 ° C pour un transistor au germanium. Le type de transistor le plus couramment utilisé est le silicium car c'est l'élément le plus abondant sur terre après l'oxygène.

Fonctionnement interne:

La construction du transistor pnp est que les régions de collecteur et d'émetteur sont dopées avec un matériau de type p et la région de base est dopée avec une petite couche de matériau de type n. La région d'émetteur est fortement dopée par rapport à la région de collecteur. Ces trois régions forment deux jonctions. Ce sont la jonction collecteur-base (CB) et la jonction base-émetteur.

Lorsqu'un potentiel négatif VBE est appliqué à travers la jonction base-émetteur décroissant de 0 V, les électrons et les trous commencent à s'accumuler dans la région d'appauvrissement. Lorsque le potentiel diminue encore en dessous de 0,7 V, la tension barrière est atteinte et la diffusion se produit. Par conséquent, les électrons circulent vers la borne positive et le courant de base (IB) est opposé au flux d'électrons. En outre, le courant de l'émetteur au collecteur commence à circuler, à condition que la tension VCE soit appliquée à la borne du collecteur. Le transistor PNP peut agir comme un interrupteur et un amplificateur.

Région de fonctionnement par rapport au mode de fonctionnement:

1. Région active, IC = β × IB– Fonctionnement de l'amplificateur

2. Région de saturation, IC = courant de saturation - Fonctionnement de l'interrupteur (complètement allumé)

3. Zone de coupure, IC = 0 - Fonctionnement de la commutation (complètement OFF)

Transistor comme interrupteur:

L'application d'un transistor PNP est de fonctionner comme un interrupteur côté haut. Pour expliquer avec un modèle PSPICE, le transistor PN2907A a été sélectionné. La première chose importante à garder à l'esprit est d'utiliser une résistance de limitation de courant à la base. Des courants de base plus élevés endommageront un BJT. D'après la fiche technique, le courant continu maximal du collecteur est de -600 mA et le gain correspondant (hFE ou β) est indiqué dans la fiche technique comme condition de test. Les tensions de saturation et les courants de base correspondants sont également disponibles.

Étapes de sélection des composants:

1. Trouvez le courant du collecteur wiz le courant consommé par votre charge. Dans ce cas, ce sera 200mA (LED ou charges parallèles) et une résistance = 60 Ohms.

2. Afin d'amener le transistor en état de saturation, un courant de base suffisant doit être prélevé pour que le transistor soit complètement passant. Calcul du courant de base et de la résistance correspondante à utiliser.

Pour une saturation complète, le courant de base est d'environ 2,5 mA (ni trop élevé ni trop bas). Ainsi ci-dessous se trouve le circuit avec 12V à la base identique à celui de l'émetteur par rapport à la terre pendant lequel l'interrupteur est à l'état OFF.

Théoriquement, l'interrupteur est complètement ouvert, mais pratiquement un courant de fuite peut être observé. Ce courant est négligeable car ils sont en pA ou nA.Pour une meilleure compréhension du contrôle du courant, un transistor peut être considéré comme une résistance variable entre collecteur (C) et émetteur (E) dont la résistance varie en fonction du courant traversant la base (B).

Initialement, quand aucun courant ne traverse la base, la résistance à travers CE est très élevée qu'aucun courant ne la traverse. Lorsqu'une différence de potentiel de 0,7 V et plus apparaît à la borne de base, la jonction BE diffuse et provoque la diffusion de la jonction CB. Maintenant, le courant circule de l'émetteur au collecteur proportionnellement à celui du courant circulant de l'émetteur à la base, également le gain.

Voyons maintenant comment contrôler le courant de sortie en contrôlant le courant de base. Fix IC = 100mA malgré une charge de 200mA, le gain correspondant de la fiche technique se situe quelque part entre 100 et 300 et suivant la même formule ci-dessus, nous obtenons

La variation de la valeur pratique par rapport à la valeur calculée est due à la chute de tension aux bornes du transistor et à la charge résistive utilisée. En outre, nous avons utilisé une valeur de résistance standard de 13 kOhm au lieu de 12,5 kOhm à la borne de base.

Transistor comme amplificateur:

L'amplification consiste à convertir un signal faible en une forme utilisable. Le processus d'amplification a été une étape importante dans de nombreuses applications telles que les signaux transmis sans fil, les signaux reçus sans fil, les lecteurs MP3, les téléphones portables, etc., Le transistor peut amplifier la puissance, la tension et le courant dans différentes configurations.

Certaines des configurations utilisées dans les circuits amplificateurs à transistors sont

1. amplificateur émetteur commun

2. Amplificateur de collecteur commun

3. Amplificateur de base commun

Parmi les types ci-dessus, le type d'émetteur commun est la configuration la plus populaire et la plus utilisée. L'opération se produit dans la région active, le circuit amplificateur à émetteur commun à un étage en est un exemple. Un point de polarisation CC stable et un gain CA stable sont importants dans la conception d'un amplificateur. Le nom d'amplificateur à un étage lorsqu'un seul transistor est utilisé.

Au-dessus se trouve un amplificateur à un étage où un signal faible appliqué à la borne de base est converti en β fois le signal réel à la borne de collecteur.

Objectif de la partie:

CIN est le condensateur de couplage qui couple le signal d'entrée à la base du transistor. Ainsi, ce condensateur isole la source du transistor et ne laisse passer que le signal alternatif. CE est le condensateur de dérivation qui agit comme le chemin de faible résistance pour le signal amplifié. COUT est le condensateur de couplage qui couple le signal de sortie du collecteur du transistor. Ainsi, ce condensateur isole la sortie du transistor et ne laisse passer que le signal alternatif. R2 et RE assurent la stabilité de l'amplificateur tandis que R1 et R2 assurent ensemble la stabilité du point de polarisation CC en agissant comme un diviseur de potentiel.

Opération:

Dans le cas d'un transistor PNP, le mot commun indique l'alimentation négative. Par conséquent, l'émetteur sera négatif par rapport au collecteur. Le circuit fonctionne instantanément pour chaque intervalle de temps. Simplement pour comprendre, lorsque la tension alternative à la borne de base augmente, l'augmentation correspondante du courant circule à travers la résistance de l'émetteur.

Ainsi, cette augmentation du courant d'émetteur augmente le courant de collecteur plus élevé à traverser le transistor, ce qui diminue la chute de l'émetteur du collecteur VCE. De même, lorsque la tension alternative d'entrée diminue de manière exponentielle, la tension VCE commence à augmenter en raison de la diminution du courant de l'émetteur. Tous ces changements de tensions se reflètent instantanément à la sortie qui sera la forme d'onde inversée de l'entrée, mais amplifiée.

Caractéristiques	Base commune	Émetteur commun	Collecteur commun
Gain de tension	Haute	Moyen	Faible
Gain courant	Faible	Moyen	Haute
Gain de puissance	Faible	Très haut	Moyen

Tableau: Tableau de comparaison des gains

Sur la base du tableau ci-dessus, la configuration correspondante peut être utilisée.