NPN-transistor: 11 feiten die u moet weten!

by

Wat is een NPN-transistor?

BJT of bipolaire junctie-transistor heeft twee hoofdtypen. NP-N is een van de classificaties van BJT. Het is een apparaat met drie aansluitingen en wordt gebruikt voor versterking en schakelen.

Deze transistor bestaat ook uit drie secties, dat zijn ze

  1. B-basis
  2. C-collector
  3. E-zender
  • De NPN-zender wordt gebruikt om via de basis ladingsdragers aan de collector te leveren.
  • Het collectorgebied verzamelt ladingsdragers uit het emittergebied.
  • De basis van de transistor doet het werk van triggeren en het werkt als de controller om de hoeveelheid stroom te beperken die door dit gebied mag gaan.

Opmerking:

In tegenstelling tot een MOSFET waarbij slechts één carrier aanwezig is, heeft de BJT twee soorten ladingsdragers: meerderheid en minderheid. In het geval van een NPN-transistor zijn de elektronen de meeste ladingsdragers.

Omgekeerd zijn elektronen in halfgeleiders van het P-type niet veel beschikbaar, en het gat fungeert als een meerderheidsladingsdrager en daardoor zal er stroom door worden gevoerd.

npn-transistorconstructie:

De schematische weergaven van npn-transistors worden hieronder gegeven.

NPN-transistor als diodeverbinding
NPN-transistor als diodeverbinding
Diagram 2
3
NPN-transistor

Het equivalente circuit van de NPN-transistor.

We kunnen zeggen dat de werking van een npn-transistor vergelijkbaar is met de werking van een 2 pn junctiediode die na elkaar is aangesloten. Deze PN-junctiediodes worden de collector-basis CB-junctie en basis-emitter BE-junctie genoemd.

Overweging volgens doping:

  • Het emittergedeelte is een zwaar dopinggedeelte. De algemene regel is om de breedte van de basis minimaal te houden tussen alle drie de terminals. Omdat de zender zwaar gedoteerd is, kan hij ladingsdragers naar de basisregio's schieten.
  • Zoals eerder vermeld, heeft de basis de minimale breedte en heeft deze ook de minimale doping. De basis geeft talloze ladingsdragers door aan de collector, die van de zender wordt afgevoerd.
  • De collectorgebieden zijn in vergelijking matig gedoteerd en worden gebruikt voor het verzamelen van ladingen uit het basisgebied.

NPN-transistorsymbool

NPN-transistorsymbool
NPN-transistorsymbool

Pinout van de NPN-transistor

Zoals eerder vermeld, heeft een transistor drie aansluitingen. Ze zijn - basis, verzamelaar en zender.

Hoe de NPN-pin te identificeren?

  • In de meeste configuraties is het middengedeelte voor de basisterminal.
  • De pin die eronder zit, is een verzamelaar, en ook de rest is de emitterpin.
  • Als de punt niet is gemarkeerd, moeten alle terminals worden geïdentificeerd met behulp van hun oriëntatie of ongelijke terminalruimte tussen de pin. Hier is de middelste pin de basis. De dichtstbijzijnde pin is de zender en de restpin is een collectorterminal.

Toepassingen van NPN-transistors:

  • Meestal wordt de NPN-transistor gebruikt als bipolaire transistor vanwege de mobiliteit van elektronen, omdat deze hoger is dan de mobiliteit van gaten.
  • Deze worden ook gebruikt bij het versterken en schakelen van de signalen. Deze worden gebruikt in versterkercircuits, dwz push-pull versterkercircuits.
  • De NPN-transistor wordt gebruikt Darlington-paarcircuits om zwakke signalen te versterken om het signaal aanzienlijk op te schalen.
  • Als de stroom moet worden verlaagd, kunnen ook NPN-transistors worden gebruikt.
  • Behalve deze heeft de NPN-transistor veel toepassingen in temperatuursensoren, schakelingen zoals logaritmische converters, enz.

Hoe werkt een NPN-transistor?

NPN-transistor heeft zowel de omgekeerde als de voorwaartse voorspanning nodig om te werken. De voorwaartse voorspanning wordt tot stand gebracht tussen de emitterspanning en de emitter. De omgekeerde voorspanning is verbonden tussen de collectorspanning en de collector.

5

Nu, als de n-kant van a diode heeft elektronen als meerderheid en p-zijde heeft gaten als meerderheid, alle spanningsverbindingen worden dienovereenkomstig gerangschikt als voorwaartse en achterwaartse voorspanning. De basisemitterovergang is ingesteld als de spervoorspanning en de collectorbasisovergang werkt als voorwaartse voorspanning. Het uitputtingsgebied van dit emitter-basisgebied is smaller in vergelijking met het uitputtingsgebied van het collector-basiskruispunt.

Omdat de overgang in tegengestelde richting is voorgespannen (emitter), stromen de gaten van de toevoer naar de N-overgang. Dan beweegt het elektron naar de p-zijde. Hier vindt neutralisatie van een elektron plaats. De rest van de elektronen beweegt naar de n-kant. De spanningsval met betrekking tot de emitter en basis is VBE als invoerzijde.

In N-type emitters bestaat de ladingsdrager voornamelijk uit elektronen. Vandaar dat elektronen door N-type emitters naar een P-type basis worden gedragen. Een stroom wordt door de emitterbasis of EB-overgang geleid. Deze stroom staat bekend als de emitterstroom (Ie). Hier is de emitterstroom (I.E) stroomt van uitgangszijde en stroomt in twee richtingen; een is ikB en andere is ikC. Zodat we kunnen schrijven,

            IE=IB+IC

Het basisgebied is echter relatief dun en licht gedoteerd. Daarom passeren meestal elektronen het basisgebied, en slechts weinigen zullen recombineren met beschikbare gaten. De basisstroom is minimaal in vergelijking met de emitterstroom. Meestal is dit maximaal 5% van de totale emitterstroom.

De stroom die van de rest van de elektronen vloeit, wordt de collectorstroom (I.C). Het ikC is relatief hoog in vergelijking met de basis (IB).

NPN-transistorschakeling

De spanningsbron is verbonden met de NPN-transistor. De collectorterminal is verbonden met de + ve-aansluiting van voedingsspanning (V.CC) met behulp van een belastingsweerstand (RL). De belastingsweerstand kan ook worden gebruikt om de meeste stroom die door het circuit vloeit te verminderen.

De basisterminal is verbonden met de + ve-terminal van de basis en levert spanning (V.B) met weerstand RB. De basisweerstand wordt gebruikt om de maximale basisstroom (I.B).

Wanneer de transistor AAN staat, gaat er een grote collectorstroom door het circuit tussen de collector en van de emitter. Voor die kleine hoeveelheid basis moet er echter stroom naar de onderste aansluiting van de transistor stromen.

NPN-transistorcircuit
NPN-transistorcircuit

De markeringen vertegenwoordigen de typische stromen van Collector, bas en emitter.

Voordelen en nadelen van het gebruik van een NPN-transistor:

voordelen:

  • Klein van formaat.
  • Kan werken bij laagspanning.
  • Zeer goedkoop.
  • Lage uitgangsimpedantie.
  • Langdurig.
  • Spontane acties.

nadelen:

  • Gevoeligheid op hoge temperatuur.
  • Produceer weinig energie en vermogen.
  • Kan beschadigd raken tijdens een thermische vluchteling.
  • Kan niet worden gebruikt bij hoge frequenties.

NPN-transistorschakelaar

De transistor werkt

  • Ingeschakeld in de verzadigingsmodus
  • Uitgeschakeld in de uitschakelmodus.

Ingeschakeld in de verzadigingsmodus

  • Wanneer beide knooppunten in de voorwaartse voorspanningstoestand zijn, wordt voldoende hoge spanning toegepast op de ingangsspanning. Daarom functioneert de transistor als een kortsluiting als VCE is ongeveer nul.
  • Op dat moment bevinden twee knooppunten zich in de voorwaartse voorspanningstoestand, er staat voldoende spanning op de ingang.
  • In deze toestand gaat de stroom tussen collector en emitter. De stroom vloeit binnen het circuit.

Uitgeschakeld in de uitschakelmodus.

  • Als de twee overgangen van de transistors in tegengestelde richting staan, gaat de transistor in de UIT-toestand.
  • Tijdens deze bedrijfsmodus is de ingangssignaalspanning of de basisspanning nul.
  • Bijgevolg is de totale VCC spanning werkt over de collector.

Bedrijfsmodus van transistor

Het heeft drie modi volgens voorspanning, zijn als volgt:

  • Actieve modus
  • Afgesneden modus
  • Verzadigingsmodus

Afgesneden modus

  • De transistor werkt als een open circuit.
  • Bij het afsnijden zijn de twee knooppunten in omgekeerde richting.
  • De stroom mag er niet doorheen stromen.

Verzadigingsmodus

  • De transistor werkt als een gesloten circuit.
  • Beide knooppunten zijn alleen geconfigureerd in voorwaartse voorspanning.
  • Omdat de basis-emitterspanning relatief hoog is, gaat een stroom van collector naar emitter.

Actieve modus

  • In deze tijd is de transistor functioneert als een stroomversterker circuit.
  • In de actieve modus van de transistor is de BE-overgang in voorwaartse richting en de C-B-overgang in tegengestelde richting.
  • De stroom loopt tussen emitter en collector en de hoeveelheid stroom is evenredig met de aanwezige toegepaste basis.

Om meer te weten over elektronica klik hier