Características del circuito del transistor PNP, trabajo, aplicaciones

Características del circuito del transistor PNP, trabajo, aplicaciones

 

Introducción

El transistor PNP es otro tipo de transistor de unión bipolar (BJT). La estructura del transistor PNP es completamente diferente del transistor NPN. Los dos diodos de unión PN en la estructura del transistor PNP están invertidos con respecto al transistor NPN, tal como los dos materiales semiconductores dopados de tipo P están separados por una capa delgada de material semiconductor dopado de tipo N. En el transistor PNP, la mayoría de los portadores de corriente son agujeros y los electrones son los portadores de corriente minoritarios. Todas las polaridades de voltaje de suministro aplicadas al transistor PNP se invierten. En el transistor PNP, la corriente se hunde en el terminal base. La pequeña corriente de base en el transistor PNP tiene la capacidad de controlar la gran corriente emisor-colector porque es un dispositivo controlado por corriente.

La flecha para los transistores BJT siempre se encuentra en el terminal del emisor y también indica la dirección del flujo de corriente convencional. En el transistor PNP esta flecha indica como ‘apuntando hacia adentro’ y la dirección actual en PNP es completamente opuesta al transistor NPN. La estructura del transistor PNP es completamente opuesta al transistor NPN. Pero las características y el funcionamiento del transistor PNP son casi iguales a los del transistor NPN con pequeñas diferencias. El símbolo y la estructura del transistor PNP se muestran a continuación.

 1.símbolo y estructura para PNP

La figura de arriba muestra la estructura y el símbolo del transistor PNP. Este transistor se compone principalmente de 3 terminales y son Emisor (E), Colector (C) y Base (B). Aquí, si observas, la corriente base fluye fuera de la base a diferencia del transistor NPN. El voltaje del emisor es muy positivo con respecto a la base y al colector.

Transistor PNP funcionando

La conexión de circuito del transistor PNP con los voltajes de suministro se proporciona a continuación. Aquí el terminal base tiene un sesgo negativo con respecto al emisor y el terminal del emisor tiene un voltaje de polarización positivo con respecto a la base y al colector debido al transistor PNP.

 2. Conexión de circuito del transistor PNP

Las polaridades y las direcciones de corriente se invierten aquí en comparación con el transistor NPN. Si el transistor está conectado a todas las fuentes de tensión como se muestra arriba, entonces la corriente de base fluye a través del transistor, pero aquí la tensión de base necesita ser más negativa con respecto al emisor para operar el transistor. Aquí la unión base-emisor actúa como un diodo. La pequeña cantidad de corriente en la base controla el flujo de corriente grande a través del emisor a la región del colector. El voltaje base es generalmente 0.7V para Si y 0.3V para dispositivos Germanium.

Aquí el terminal base actúa como entrada y la región emisor-colector actúa como salida. El voltaje de suministro VCC está conectado al terminal del emisor y una resistencia de carga (RL) está conectada al terminal del colector. Esta resistencia de carga (RL) se usa para limitar el flujo máximo de corriente a través del dispositivo. Una resistencia más (RB) está conectada al terminal base que se usa para limitar el flujo máximo de corriente a través del terminal base y también se aplica un voltaje negativo al terminal base. Aquí la corriente del colector siempre es igual a la resta de la corriente base de la corriente del emisor. Al igual que el transistor NPN, el transistor PNP también tiene el valor de ganancia actual β. Ahora veamos la relación entre las corrientes y la ganancia actual β.

La corriente del colector (IC) viene dada por,

IC = IE-IB

La ganancia de corriente CC (β) para el transistor PNP es la misma que para el transistor NPN.

Ganancia de corriente DC = β = Corriente de salida/Intensidad de entrada

Aquí la corriente de salida es la corriente del colector y la corriente de entrada es la corriente base.

β = IC/IB

De esta ecuación obtenemos,

IB = IC/β

IC = β IB

Y también definimos la ganancia actual como,

Ganancia actual = Corriente de colector/Corriente de emisor (En transistor base común)

α = IC/IE

La relación entre α y β está dada por,

β = α/(1-α) y α = β/(β + 1)

La corriente del colector en el transistor PNP está dada por,

IC =-α IE + ICBO donde ICBO es la corriente de saturación.

Desde IE =-(IC + IB)

IC =-α (-(IC + IB)) + ICBO

IC-α IC = α IB + ICBO

IC (1-α) = α IB + ICBO

IC = (α/(1-α)) IB + ICBO/(1-α)

Dado que β = α/(1-α)

Ahora obtenemos la ecuación para el colector actual

IC = β IB + (1+ β) ICBO

Las características de salida del transistor PNP son las mismas que las características del transistor NPN. La pequeña diferencia es que la curva característica del transistor PNP gira 1800 para calcular los voltajes de polaridad inversa y los valores de corriente. La línea de carga dinámica también existe en la curva característica para calcular el valor del punto Q. Los transistores PNP también se utilizan para conmutar y amplificar circuitos como los transistores NPN.

PNP Transistor Example

Considere un transistor PNP, que está conectado en el circuito con los voltajes de suministro VB = 1.5V, VE = 2V, + VCC = 10V y-VCC =-10V. Y también este circuito conectado con las resistencias de RB = 200kΩ y RE = RC (o RL) = 5kΩ. Ahora calcule los valores de ganancia actuales (α, β) del transistor PNP.

Aquí

VB = 1.5V

VE = 2V

+ VCC = 10V y-VCC =-10V

RB = 200kΩ

RE = RC (o RL) = 5kΩ

IB = VB/RB = 1.5/(200 * 103) = 7.5uA.

Emisor actual,

IE = VE/RE = (10-2)/(5 * 103) = 8/( 5 * 103) = 1.6mA.

Colector actual,

IC = IE-IB = 1.6 * 10-3-7.5 * 10-6 = 1.59mA.

Ahora tenemos que calcular los valores α y β,

α = IC/IE = 1.59 * 10-3/1.6 * 10-3 = 0.995

β = IC/IB = 1.59 * 10-3/7.5 * 10-6 = 212

Finalmente obtenemos los valores de ganancia actuales de un transistor PNP considerado,

α = 0.995 y β = 212

Coincidencia de transistores BJT

 3. Circuito emparejado

Transi stor matching no es más que conectar los transistores NPN y PNP en un solo diseño para generar alta potencia. Esta estructura también se llama como “par coincidente”. Los transistores NPN y PNP se llaman transistores complementarios. Principalmente, estos circuitos de pares combinados se utilizan en amplificadores de potencia, como los amplificadores de clase B. Si conectamos los transistores complementarios que tienen las mismas características, entonces es muy útil operar las etapas de salida en motores y diseños de maquinaria grande produciendo alta potencia continuamente.

El transistor NPN conduce solo en la mitad positiva ciclo de señal y el transistor PNP conduce solo en el medio ciclo negativo de la señal, debido a esto el dispositivo funciona continuamente. Esta operación continua es muy útil en los motores de potencia para producir potencia continua. Los transistores complementarios necesitan tener el mismo valor de ganancia de corriente CC (β). Estos circuitos de pares coincidentes se utilizan en aplicaciones de control de motores, robótica y amplificador de potencia.

Identificación de transistores PNP

Generalmente identificamos los transistores PNP con su estructura. Tenemos algunas diferencias en las estructuras de los transistores NPN y PNP cuando se comparan. Una cosa más para identificar el transistor PNP es generalmente que el transistor PNP está en OFF para el voltaje positivo y está en ON cuando la corriente de salida es pequeña y la tensión negativa en su base con respecto al emisor. Pero para identificarlos de la manera más eficiente, utilizamos otra técnica calculando la resistencia entre los tres terminales, como la base, el emisor y el colector.

Tenemos algunos valores de resistencia estándar para identificar los transistores NPN y PNP. Es necesario probar cada par de terminales en ambas direcciones para los valores de resistencia, por lo que se necesitan seis pruebas en total. Este proceso es muy útil para identificar el transistor PNP fácilmente. Ahora vemos el comportamiento de operación de cada par de terminales.

  • Terminales emisor-base: La región base del emisor actúa como un diodo pero solo conduce en una dirección.
  • Terminales de colector-base: La región de la base del colector también actúa como diodo que conduce en una sola dirección.
  • Terminales emisor-colectores : la región del emisor-colector parece un diodo pero no conducirá en ninguna dirección.

Ahora veamos la tabla de valores de resistencia para identificar los transistores NPN y PNP como se muestra en la siguiente tabla.

 Tabla de valores de resistencia

Transistor PNP como un interruptor

 4. Circuito para el transistor PNP como interruptor

El circuito de la figura anterior muestra el transistor PNP como un interruptor. El funcionamiento de este circuito es muy simple, si el pin de entrada del transistor (base) está conectado a tierra (es decir, negativo voltaje) entonces el transistor PNP está en ‘ENCENDIDO’, ahora la tensión de alimentación en el emisor conduce y el pin de salida se eleva al voltaje mayor. Si el pin de entrada está conectado al alto voltaje (es decir, voltaje positivo) entonces el transistor está ‘OFF’ ‘, por lo que la tensión de salida debe ser baja (cero). Esta operación muestra las condiciones de conmutación de un PNP transistor debido a sus estados ON y OFF.

PNP Transistor Applications

  • Los transistores PNP se utilizan para la fuente de corriente, es decir, la corriente fluye fuera del colector.
  • Los transistores PNP se utilizan como conmutadores.
  • Estos se usan en los circuitos de amplificación.
  • Los transistores PNP se usan cuando necesitamos apagar algo presionando un botón. es decir, apagado de emergencia.
  • Se usa en circuitos de pares Darlington.
  • Se usa en circuitos de pares combinados para producir potencia continua.
  • Se usa en motores pesados ​​para controlar el flujo de corriente.
  • Utilizado en aplicaciones robóticas.

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