Qu'est-ce qu'un transistor PNP ?
Ⅰ Introduction
Les transistors PNP sont des transistors à jonction bipolaire (BJT). Le transistor PNP a une structure complètement différente de celle du transistor NPN. Dans la structure du transistor PNP, les deux diodes à jonction PN sont inversées par rapport au transistor NPN, de sorte que deux matériaux semi-conducteurs dopés de type P sont séparés par une fine couche de matériau semi -conducteur dopé de type N.
Les porteurs de courant majoritaires dans un transistor PNP sont des trous , tandis que les électrons sont les porteurs de courant minoritaires . La polarité de toutes les tensions d'alimentation appliquées au transistor PNP est inversée. Le courant coule dans le terminal de base du PNP , Parce que le PNP est un appareil contrôlé par le courant, le modeste courant de base peut réguler l'énorme courant émetteur - collecteur .
Ⅱ Qu'est-ce qu'un transistor PNP ?
Les transistors PNP sont des transistors dotés d'un matériau de type N dopé avec deux matériaux de type P. C'est un appareil alimenté par du courant. La quantité modeste de courant de base régulait à la fois les courants de l'émetteur et du collecteur. Dans le transistor PNP, deux diodes à cristal sont reliées dos à dos. La diode émetteur-base se trouve sur le côté gauche de la diode, tandis que la diode collecteur-base se trouve sur le côté droit de la diode.
La majorité des porteurs des transistors PNP constituent le courant dans le trou . Le mouvement des trous à l'intérieur du transistor génère du courant, tandis que le flux d'électrons dans les conducteurs du transistor génère du courant. Le transistor PNP s'active lorsqu'un petit courant traverse sa base. Dans un transistor PNP, le courant passe de l'émetteur au collecteur.
La lettre du transistor PNP indique la tension requise par l'émetteur, le collecteur et la base du transistor. La base d'un transistor PNP a toujours été négative proportionnellement à l'émetteur et au collecteur. Dans un transistor PNP, les électrons sont extraits de la borne de base . Avant d’atteindre les extrémités du collecteur, l’ électricité qui entre dans la base est amplifiée.
Ⅲ Symbole du transistor PNP
Les lettres PNP signifient PNP Transistor . Le symbole d'un transistor PNP est illustré dans le schéma ci-dessous. Le courant circule de l'émetteur vers le collecteur dans un transistor PNP, comme représenté par la flèche vers l'intérieur.
Symbole du transistor PNP
Ⅳ Construction de transistors PNP
Le diagramme ci-dessous représente la structure d'un transistor PNP . Les jonctions d'émetteur et de base sont polarisées vers l'avant, tandis que les jonctions de collecteur et de base sont polarisées en sens inverse. Les électrons sont attirés vers la batterie par l'émetteur polarisé en direct, provoquant le passage du courant de l'émetteur vers le collecteur.
Les semi-conducteurs dopés peuvent être trouvés dans trois parties différentes d’un transistor. Il y a un émetteur d'un côté et un collecteur de l'autre. Le terme « base » fait référence à la zone située au centre. Les trois composants du transistor sont détaillés ci-dessous.
Construction de transistors PNP
Émetteur
Il est de la responsabilité de l'émetteur de fournir des porteurs de charge au récepteur. Afin de fournir un grand nombre de porteurs de charge , l'émetteur est constamment polarisé en direct par rapport à la base.
Base
La base d'un transistor est la partie centrale qui relie l'émetteur et le collecteur via deux jonctions PN. Étant donné que la jonction base-émetteur est polarisée en direct, le circuit émetteur a une faible résistance. Le circuit collecteur a une résistance élevée en raison de la polarisation inverse de la jonction base-collecteur.
Collectionneur
Le collecteur est la partie de l’émetteur située du côté opposé qui rassemble les charges. Le collectionneur a toujours des préjugés opposés lorsqu’il s’agit de collectionner.
Grâce à ses deux jonctions PN, le transistor est comparable à deux diodes . La jonction entre l'émetteur et la base est appelée diode émetteur-base ou diode émetteur. Une diode collecteur-base, également appelée diode collecteur, est la jonction entre le collecteur et la base.
Ⅴ Comment fonctionne un transistor PNP
La borne d'une source de tension (VEBpositive) est connectée à l'émetteur (type P), tandis que la borne négative est connectée à la borne de base (type N). En conséquence, la jonction émetteur-base est polarisée vers l’avant.
De plus, la borne positive d'une source de tension (VCB) est reliée à la borne de base (type N), tandis que la borne négative est reliée à la borne du collecteur (type P). En conséquence, la jonction Collecteur-Base est polarisée en sens inverse.
Comment fonctionne un transistor PNP
Parce qu'elle est connectée en polarisation directe, la région d'appauvrissement au niveau de la jonction émetteur-base est étroite en raison de ce type de biais. Étant donné que la jonction Collecteur-Base est en polarisation inverse, la zone d'épuisement au niveau de la jonction Collecteur-Base est assez grande.
La jonction émetteur-base est polarisée vers l’avant. En conséquence, un nombre important de trous provenant de l'émetteur traversent la région d'appauvrissement et pénètrent dans la base. Dans le même temps, seuls quelques électrons atteignent l’émetteur depuis la base et se recombinent avec les trous .
La quantité d'électrons présents dans la couche de base est égale au nombre de trous perdus dans l'émetteur. Cependant, la quantité d’électrons dans la base est relativement modeste en raison du fait qu’il s’agit d’une région très légèrement dopée et mince. En conséquence, pratiquement tous les trous de l'émetteur traverseront la zone d'épuisement et pénétreront dans la couche de base .
Le courant circulera via la jonction Émetteur-Base en raison du mouvement des trous. Ce courant est appelé courant d'émetteur (IE). Pour faire circuler le courant de l'émetteur, les trous sont les porteurs de charge prédominants .
Les trous restants qui ne se recombinent pas avec les électrons de la base seront acheminés vers le collecteur. En raison des perforations, le courant collecteur (IC) passe par la zone collecteur-base.
Ⅵ Configuration des transistors PNP
(Remarque : pour un transistor PNP, la flèche représente l'émetteur et le flux de courant typique, "in".)
Le diagramme ci-joint représente la structure et les tensions aux bornes d'un transistor NPN. Le transistor PNP a des caractéristiques très similaires à celles de ses cousins bipolaires NPN, sauf que les polarités (ou polarisation) des sens du courant et de la tension sont inversées pour l'une des trois configurations possibles abordées dans le premier didacticiel, Base commune , Émetteur commun , et collecteur commun .
Étant donné que la borne de base d'un transistor PNP est toujours polarisée négativement par rapport à l'émetteur, la tension entre la base et l'émetteur (VBE) est désormais négative à la base et positive à l'émetteur.
De plus, la tension d'alimentation de l'émetteur est positive par rapport au collecteur (VCE). En conséquence, pour qu'un transistor PNP soit conducteur, l'émetteur doit toujours être plus positif que la base et le collecteur.
Connexion du transistor PNP
Comme illustré, les sources de tension sont couplées à un transistor PNP. Cette fois, l'émetteur est connecté à la tension d'alimentation V CC via une résistance de charge, R L , limitant le courant maximum circulant à travers le dispositif connecté à la borne du collecteur. La tension de base V B est polarisée négativement par rapport à l'émetteur et est connectée à la résistance de base R B , qui est utilisée pour limiter à nouveau le courant de base maximum.
Pour que le courant de base circule dans un transistor PNP, la base doit être plus négative que l'émetteur (le courant doit quitter la base) d'environ 0,7 volt pour un dispositif au silicium ou 0,3 volt pour un dispositif au germanium, avec les formules utilisées pour calculez la résistance de base , le courant de base ou le courant du collecteur étant les mêmes que ceux utilisés pour un transistor NPN équivalent et sont donnés comme suit.
Je C = Je E -Je B
I C = β·I B
je B = je C / β
La différence fondamentale entre un transistor NPN et un transistor PNP réside dans la polarisation appropriée des jonctions du transistor, car les polarités de courant et de tension sont toujours opposées. Ainsi, dans le circuit susmentionné, Ic = Ie - Ib puisque le courant doit quitter la Base.
En général, les transistors PNP peuvent remplacer les transistors NPN dans la plupart des circuits électroniques ; la principale différence réside dans la polarité des tensions et dans les directions du flux de courant.
Ⅶ Circuit à transistors PNP
Les courbes des caractéristiques de sortie d'un transistor PNP sont essentiellement similaires à celles d'un transistor NPN équivalent, à l'exception du fait qu'elles sont tournées de 180° pour s'adapter aux tensions et courants de polarité inversée (c'est-à-dire que pour un transistor PNP, le courant électronique sort du base et collecteur vers la batterie). Pour déterminer les points de fonctionnement des transistors PNP, la même ligne de charge dynamique peut être tracée sur les courbes IV.
Ⅷ Applications des transistors PNP
Les transistors PNP sont utilisés pour générer du courant, c'est-à-dire que le courant sort du collecteur.
Les transistors PNP sont utilisés comme commutateurs.
Ceux-ci sont utilisés dans les circuits amplificateurs.
Les transistors PNP sont utilisés lorsque nous devons désactiver quelque chose en appuyant sur un bouton. c'est-à-dire un arrêt d'urgence.
Utilisé dans les circuits à paires Darlington.
Utilisé dans des circuits à paires appariées pour produire une alimentation continue.
Utilisé dans les moteurs lourds pour contrôler le flux de courant.
Utilisé dans les applications robotiques.
Ⅸ Avantages des transistors PNP
Pour générer du courant, des transistors PNP sont utilisés.
Parce qu'il génère un signal référencé au rail d'alimentation négatif, il simplifie la conception du circuit.
Par rapport aux transistors NPN, ils produisent moins de bruit.
Il est plus petit que les autres transistors et peut être utilisé dans les circuits intégrés, tout comme les autres.
Ⅹ Comment identifier un transistor PNP
Les transistors PNP sont généralement identifiés par leur structure. En comparant les structures des transistors NPN et PNP, nous constatons diverses divergences. Une autre façon de reconnaître un transistor PNP est qu'il est normalement désactivé pour une tension positive et activé pour un faible courant de sortie et une tension négative à sa base par rapport à l'émetteur. Cependant, pour les identifier le plus efficacement possible, nous utilisons une autre technique qui consiste à calculer la résistance entre les trois bornes, comme la base, l'émetteur et le collecteur.
Pour reconnaître les transistors NPN et PNP, nous disposons de quelques valeurs de résistance standard. Chaque paire de bornes doit être testée pour les valeurs de résistance dans les deux sens, ce qui donne un total de six tests. Cette méthode est très utile pour identifier rapidement le transistor PNP. Nous pouvons maintenant observer le fonctionnement de chaque paire de terminaux.
Bornes pour émetteur-base
La zone émetteur-base fonctionne comme une diode, mais elle ne conduit que dans une seule direction.
Terminaux pour collecteur-base
La zone de base du collecteur fonctionne également comme une diode, conduisant le courant d'une seule manière.
Bornes pour émetteur-collecteur
La zone émetteur-collecteur a l’apparence d’une diode, mais elle n’est conductrice dans aucune direction.
Examinons maintenant le tableau des valeurs de résistance pour identifier les transistors NPN et PNP .
Ensuite, nous pouvons définir un transistor PNP comme étant généralement « éteint », mais un courant de sortie modeste et une tension négative à sa base (B) par rapport à son émetteur (E) le mettront « sous tension », permettant à un courant émetteur-collecteur important de passer. couler. Lorsque Ve est nettement supérieur à Vc, les transistors PNP sont conducteurs.
En d'autres termes, un transistor PNP bipolaire ne conduira que si les bornes de base et de collecteur sont polarisées contre l'émetteur.
Ⅺ Transistor PNP ou NPN
Le tableau suivant résume les principales distinctions entre les transistors PNP et les transistors NPN :
| Transistor PNP | Transistor NPN | |
| Structure | Il possède un semi-conducteur de type N et deux semi-conducteurs de type P. | Il possède deux semi-conducteurs de type N et un de type P. |
| Direction du courant | Le courant circulera à travers l’émetteur jusqu’au collecteur. | Le courant circulera à travers le collecteur jusqu'à l'émetteur. |
| Porteur de charge majoritaire | des trous | Électron |
| Porteur de charge minoritaire | Électrons | des trous |
| Temps de commutation | Ralentissez | Plus rapide |
| Polarisation de jonction | La jonction émetteur-base est en polarisation inverse et la jonction collecteur-base est en polarisation directe. | La jonction émetteur-base est en polarisation directe et la jonction collecteur-base est en polarisation inverse. |
| Tension collecteur-émetteur | Négatif | Positif |
| Flèche émettrice | Pointé vers | Souligné |
Ⅻ Questions fréquemment posées sur le transistor PNP
1. Où sont utilisés les transistors PNP ?
Les circuits d'amplification utilisent des transistors PNP. Les circuits à paires Darlington utilisent des transistors PNP. Les applications robotiques tirent parti des transistors PNP. Les transistors PNP sont utilisés pour contrôler le flux de courant dans les applications haute puissance.
2. Comment contrôler le transistor PNP ?
Pour commencer, pour activer le transistor PNP, la tension sur la base doit être inférieure à la tension sur l'émetteur. Il est habituel qu'un circuit de base comme celui-ci connecte l'émetteur au plus de votre alimentation. De cette façon, vous pouvez savoir quelle tension est sur l’émetteur.
3. Comment un transistor PNP s'active-t-il ?
Valeurs de résistance aux bornes des transistors PNP et NPN
Ensuite, nous pouvons définir un transistor PNP comme étant généralement « éteint », mais un courant de sortie modeste et une tension négative à sa base (B) par rapport à son émetteur (E) le mettront « sous tension », permettant à un courant émetteur-collecteur important de passer. couler.
4. Puis-je remplacer PNP par NPN ?
Si vous vous souvenez d’une règle simple, vous pouvez utiliser les transistors NPN et PNP de manière interchangeable. Un transistor bipolaire est en fait constitué de deux diodes connectées dos à dos, la base servant de connexion commune.
5. Comment fonctionne une jonction PNP ?
Un transistor PNP est un transistor à jonction bipolaire composé d'un semi-conducteur de type N pris en sandwich entre deux semi-conducteurs de type P. Un transistor PNP a trois bornes : un collecteur (C), un émetteur (E) et une base (B) (B). Le transistor PNP fonctionne de la même manière que deux diodes à jonction PN connectées dos à dos.
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