PNP-транзисторы

Данное устройство принадлежит к категории транзисторов биполярного типа. Это говорит о том, что за проведение тока отвечают не только электроны, но и дырки, с преобладанием последних. Термин “дырка” указывает на отсутствующий в связи между атомами электрон. Он способен передвигаться по структуре полупроводника, перенося положительный заряд. При производстве таких транзисторов применяется, в первую очередь, кремний, однако, допустимо использование и других материалов со свойствами полупроводников, например, нитрида галлия или германия.

Конструкция транзисторов сформирована слоями полупроводникового материала, область стыка которых является местом перехода носителей заряда. Она обеспечивает эффективное прохождение тока исключительно в одном направлении, из P-зоны к N-зоне.

У каждого из слоев транзистора свое назначение и название:

• Эмиттер. Слой с максимальным легированием, изменяющим свойства материала, в котором вырабатываются носители тока, то есть дырки, в ситуации с PNP.

• База. Для этого слоя характерна минимальная толщина, которая в 3, а иногда и в 10 раз меньше, чем у эмиттера, и легирование, его основная задача сводится к управлению токами, проходящими через устройство.

• Коллектор. Указанный слой необходим для “сбора” проходящих зарядов.

Принцип работы PNP-транзисторов

Если в функционировании транзисторов нет сбоев, то напряжение подается от эмиттера к базе, причем на первый поступает положительный заряд, на вторую – отрицательный. Для транзисторов, основа которых – кремний, нормативное значение составляет примерно 0.6 вольта.

Напряжение в транзисторах приводит к тому, что начинает протекать слабый ток. Увеличенная концентрация дырок на эмиттере – причина того, что именно они становятся переносчиками тока. Во время перехода их количество на базовом слое увеличивается, в области эмиттера их становится гораздо больше, нежели на коллекторе, однако, постепенно ситуация меняется, растет сила тока на коллекторе.

Проще говоря, в работе транзисторов можно выделить несколько значимых аспектов:

• Сигнал на выходе транзисторов – это копия сигнала на входе, однако, гораздо более мощная.

• Для того, чтобы провести подобное усиление, транзисторам необходима дополнительная энергия, а потому их функционирование возможно исключительно при подключении к сети постоянного тока, ИБП, генератору или другому устройству, вырабатывающему электроэнергию.

• Малые токи управления транзисторов контролируют куда более выраженные токи на коллекторе, изменяют их характеристики.

Если при выборе транзисторов не допущены ошибки, подключены они с соблюдением всех правил, то впору говорить не просто об усилении сигнала, но о максимальной точности и корректности этого процесса. Исключены потери изначального вида, увеличивается только амплитуда, время и частота полностью сохраняются, что бережет от сбоев в работе оборудования, обслуживаемого транзисторами, ведь в противном случае речь идет не об усилении, а о полном изменении сигнала.

NPN и PNP-транзисторы: сравнение

NPN-транзистор работает по весьма близкому принципу. Конструкция NPN подразумевает присутствие пары слоев с N-легированием и одного – с P-легированием. Проще говоря, она обратна PNP. Это приводит к обратному течению тока, а также к разнице в основных его носителях, в ситуации с данными транзисторами функцию выполняют не дырки, а электроны.

Сравнение показывает, что оба типа транзисторов выполняют идентичные функции, усиливают токи, являются аналогами переключателей в конкретной схеме управления. В целом, их можно назвать взаимозаменяемыми, то есть с работой PNP справятся и модули формата NPN.

При окончательном выборе, впрочем, нужно учитывать, что NPN работают несколько быстрее, так как скорость электронов выше, чем у дырок, вдобавок стоимость их ниже, за счет упрощенной производственной технологии. Есть, однако, достоинства и у транзисторов формата PNP. Они хорошо показывают себя в паре с аналогами противоположного класса, обеспечивают максимальную выраженность усиления, а также эффективны в схемах, где особую значимость приобретают показатели выходного напряжения.

Режимы работы

Режимы функционирования транзисторов можно представить следующим образом:

1. Отсечка. Устройство полностью закрыто, смещение отсутствует. Определить данный режим можно по максимальному сопротивлению между эмиттером и коллектором.
2. Насыщение. Стадия, противоположная предыдущей, выражающаяся в полном открытии радиоэлектронного модуля. Сопротивление приближается к нулевой отметке.
3. Активная работа. Максимальная выраженность напряжения смещения. В данном режиме транзистором можно управлять, изменение напряжения, подаваемого на базовый слой, приводит к мгновенному изменению других параметров, силы тока и сопротивления.

Схемы включения

При соединении транзисторов биполярного типа можно воспользоваться одной из трех наиболее востребованных и распространенных схем:

1. Общая база. Нечасто используемая схема, отличительная особенность которой – усиление по напряжению.
2. Общий эмиттер. Такой метод включения транзисторов, наоборот, применяется активнее прочих. Он позволяет проводить усиление как по напряжению, так и по току.
3. Общий коллектор. В данном случае в транзисторах наиболее выраженным является усиление по току.

Проверка мультиметром

Перед установкой транзисторов необходимо убедиться в их исправности, ведь дефектный компонент попросту не будет выполнять свои задачи, приведет к неработоспособности линии, время окажется потраченным впустую. Перед проведением проверок необходимо точно установить, с какими именно транзисторами придется иметь дело. 

Найти нужные данные можно в сопроводительных документах или в Интернете, если вбить в поисковой строке интересующую модель. Основное внимание следует обратить на подписанные значения входов и выходов. Если в описании к транзистору указано, что для него существует комплиментарная пара, то обозначенное в этом пункте устройство имеет иную проводимость. Иными словами, если в сопроводительном документе к устройству с обратной проводимостью NPN обозначена комплиментарная пара, то ее проводимость окажется прямой, соответствующей конструкции PNP.

Самый простой способ в такой ситуации – воспользоваться универсальным мультиметром. Для NPN-транзисторов алгоритм действий выглядит следующим образом:

1. Установка мультиметра на режим “прозвонка”.
2. Подключение отрицательного щупа к эмиттеру, положительного – к базе. В норме, должно произойти некоторое снижение напряжения.
3. Изменение позиции щупов. Если устройство исправно, то на экране должна высветиться единица.
4. Подключение положительного щупа к базе, отрицательного – к коллектору, дальнейшее изменение позиций. Опять же, если с работоспособностью транзисторов нет проблем, то в первом случае будет зафиксировано снижение напряжения, во втором – единица.

Инструкция для проверки PNP-транзисторов такова:

1. Как и в предыдущем случае, используется режим “прозвонка”.
2. Отрицательный щуп соединяется с базой, положительный – с эмиттером. При таком подключении должно фиксироваться снижение напряжения, при смене позиции – единица.
3. Отрицательный щуп соединяется с базой, положительный – с коллектором. Алгоритм смены позиций и показания такие же.

Если при проверке транзисторов на экране высвечиваются нулевые значения, то можно сделать однозначные выводы о внутренних повреждениях. К сожалению, ремонт детали невозможен, так что придется найти рабочий аналог.