PNP 트랜지스터

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PNP 트랜지스터

PNP 트랜지스터는 이전 튜토리얼에서 살펴본 NPN 트랜지스터 장치 와 정반대입니다 .

기본적으로 이러한 유형의 PNP 트랜지스터 구성에서는 두 개의 상호 연결된 다이오드가 이전 NPN 트랜지스터와 반대입니다. 이는 PNP 트랜지스터 기호에서 안쪽을 가리키는 이미터 단자를 정의하는 화살표와 함께 포지티브 - 네거티브 - 포지티브 유형의 구성을 생성합니다.

또한 PNP 트랜지스터 의 모든 극성은 반전됩니다. 즉, 베이스를 통해 전류를 "공급"하는 NPN 트랜지스터와 달리 베이스로 전류를 "싱크"합니다. 두 가지 유형의 트랜지스터 사이의 주요 차이점은 홀이 PNP 트랜지스터의 더 중요한 캐리어인 반면, 전자는 NPN 트랜지스터의 중요한 캐리어라는 것입니다.

그런 다음 PNP 트랜지스터는 작은 베이스 전류와 음의 베이스 전압을 사용하여 훨씬 더 큰 이미터-컬렉터 전류를 제어합니다. 즉, PNP 트랜지스터의 경우 이미터는 베이스 및 컬렉터에 대해 더 긍정적입니다.

“PNP 트랜지스터”의 구성은 아래와 같이 N형 재료의 양쪽에 두 개의 P형 반도체 재료로 구성됩니다.

 

PNP 트랜지스터 구성

(참고: 화살표는 PNP 트랜지스터의 이미터 및 기존 전류 흐름("in")을 정의합니다.)

 

NPN 트랜지스터의 구성 및 단자 전압은 위에 나와 있습니다. PNP 트랜지스터는 NPN 바이폴라 사촌과 매우 유사한 특성을 가지고 있습니다. 단, 전류 및 전압 방향의 극성(또는 바이어싱)이 첫 번째 튜토리얼에서 살펴본 가능한 세 가지 구성인 공통 베이스, 공통 이미터 및 공통 이미터 및 일반 수집가.

PNP 트랜지스터 연결

베이스와 이미터 사이의 전압( V BE )은 이제 베이스에서는 음이고 이미터에서는 양입니다. PNP 트랜지스터의 경우 베이스 단자는 이미터에 대해 항상 음으로 바이어스되기 때문입니다.

또한 이미터 공급 전압은 컬렉터( V CE ) 에 비해 양의 전압입니다 . 따라서 PNP 트랜지스터가 이미터를 전도하는 경우 베이스와 컬렉터 모두에 대해 항상 더 긍정적입니다.

전압 소스는 그림과 같이 PNP 트랜지스터에 연결됩니다. 이번에는 이미터가 컬렉터 단자에 연결된 장치를 통해 흐르는 최대 전류를 제한하는 부하 저항 RL을 사용하여 공급 전압 V CC 에 연결됩니다. 이미터에 대해 음으로 바이어스되고 베이스 저항 R B 에 연결되는 베이스 전압 V B 는 다시 최대 베이스 전류를 제한하는 데 사용됩니다.

PNP 트랜지스터에 베이스 전류가 흐르게 하려면 베이스가 이미터보다 더 음수여야 합니다(전류는 베이스를 떠나야 함). 베이스 저항, 베이스 전류 또는 콜렉터 전류는 등가 NPN 트랜지스터에 사용되는 것과 동일하며 다음과 같이 주어진다.

 

NPN 트랜지스터와 PNP 트랜지스터 사이의 근본적인 차이점은 전류 방향과 전압 극성이 항상 서로 반대이기 때문에 트랜지스터 접합의 적절한 바이어싱이라는 것을 알 수 있습니다. 따라서 위 회로의 경우: Ic = Ie – Ib 로서 전류는 베이스를 떠나야 합니다.

일반적으로 PNP 트랜지스터는 대부분의 전자 회로에서 NPN 트랜지스터를 대체할 수 있지만 유일한 차이점은 전압의 극성과 전류 흐름의 방향입니다. PNP 트랜지스터는 스위칭 장치로도 사용할 수 있으며 PNP 트랜지스터 스위치의 예가 아래에 나와 있습니다.

 

PNP 트랜지스터 회로

 

PNP 트랜지스터의 출력 특성 곡선은 역극성 전압과 전류를 고려하기 위해 180o 회전했다는 점을 제외하면 등가 NPN 트랜지스터의 출력 특성 곡선과 매우 유사합니다. 베이스와 컬렉터가 배터리를 향하도록). PNP 트랜지스터 작동 지점을 찾기 위해 동일한 동적 부하 선을 IV 곡선에 그릴 수 있습니다.

트랜지스터 매칭

보완 트랜지스터

증폭기나 솔리드 스테이트 스위치로 사용할 수 있는 NPN 트랜지스터가 많이 있는데 PNP 트랜지스터를 갖는 것이 무슨 의미가 있는지 생각할 수도 있습니다 . 두 가지 다른 유형의 트랜지스터 "PNP"와 "NPN"을 사용하는 것은 클래스 B 증폭기와 같은 전력 증폭기 회로를 설계할 때 큰 이점이 될 수 있습니다.

클래스 B 증폭기는 출력단 또는 가역 H-브리지 모터 제어 회로에서 "상보형" 또는 "정합 쌍"(즉, 하나의 PNP와 하나의 NPN이 함께 연결됨) 트랜지스터를 사용하여 전류 흐름을 균등하게 제어합니다. 정방향 및 역방향 모션을 위해 서로 다른 시간에 양방향으로 모터를 작동합니다.

서로 거의 동일한 특성을 갖는 해당 NPN 및 PNP 트랜지스터 쌍을 상보형 트랜지스터 라고 합니다 . 예를 들어 TIP3055(NPN 트랜지스터) 및 TIP2955(PNP 트랜지스터)는 상보형 또는 정합형 쌍 실리콘 전력 트랜지스터의 좋은 예입니다. 둘 다 10% 이내로 일치하는 DC 전류 이득 베타 ( Ic/Ib )와 약 15A의 높은 콜렉터 전류를 가지므로 일반 모터 제어 또는 로봇 애플리케이션에 이상적입니다.

또한 클래스 B 증폭기는 전력 출력단 설계에 보완적인 NPN과 PNP를 사용합니다. NPN 트랜지스터는 신호의 양의 절반에 대해서만 전도하는 반면, PNP 트랜지스터는 신호의 음의 절반에 대해 전도합니다.

이를 통해 앰프는 명시된 공칭 임피던스에서 양방향으로 로드 라우드스피커를 통해 필요한 전력을 구동할 수 있으며 결과적으로 두 개의 상보형 트랜지스터 사이에 균일하게 공유되는 몇 암페어 정도의 출력 전류가 생성됩니다.

PNP 트랜지스터 식별

우리는 이 트랜지스터 섹션의 첫 번째 튜토리얼에서 트랜지스터가 기본적으로 서로 연속적으로 연결된 두 개의 다이오드로 구성된다는 것을 보았습니다.

이 비유를 사용하면 이미 터 , 베이스 및 컬렉터 의 세 가지 다른 리드 사이의 저항을 테스트하여 트랜지스터가 PNP 유형인지 NPN 유형인지 확인할 수 있습니다 . 멀티미터를 사용하여 각 쌍의 트랜지스터 리드를 양방향으로 테스트하면 아래에 주어진 옴 단위의 예상 저항 값을 사용하여 총 6번의 테스트가 수행됩니다.

• 1. 이미터-베이스 단자  - 이미터-베이스는 일반 다이오드처럼 작동하고 단방향으로만 전도해야 합니다.
• 2. 컬렉터-베이스 단자  - 컬렉터-베이스 접합부는 일반 다이오드처럼 작동하고 단방향으로만 전도해야 합니다.
• 3. 이미터-컬렉터 단자  – 이미터-컬렉터는 어느 방향으로도 전도되어서는 안 됩니다.

PNP 및 NPN 트랜지스터의 단자 저항 값

트랜지스터 단자 사이		PNP	NPN
수집기	이미터	R 높음	R 높음
수집기	베이스	R 낮음	R 높음
이미터	수집기	R 높음	R 높음
이미터	베이스	R 낮음	R 높음
베이스	수집기	R 높음	R 낮음
베이스	이미터	R 높음	R 낮음

 

그런 다음 PNP 트랜지스터를 일반적으로 "OFF" 상태로 정의할 수 있지만 이미터( E  )에 비해  베이스( B ) 의 작은 출력 전류와 음의 전압으로 인해   이를 "ON"으로 전환하여 훨씬 큰 이미터-컬렉터 전류가 흐르도록 할 수 있습니다. . PNP 트랜지스터는 Ve가 Vc 보다 훨씬 클 때 전도됩니다 .

즉, 바이폴라 PNP 트랜지스터는 베이스 및 컬렉터 단자가 모두 이미터에 대해 음극인 경우에만 작동합니다.

트랜지스터를 증폭 장치로 사용하는 대신 양극성 트랜지스터에 대한 다음 튜토리얼에서는 고체 스위치로 사용될 때 포화 및 차단 영역에서 트랜지스터의 작동을 살펴보겠습니다.

바이폴라 트랜지스터 스위치는 낮은 DC 전압에서 단지 몇 밀리암페어의 스위칭 전류만 필요로 하는 LED나 더 높은 전압에서 더 높은 전류가 필요할 수 있는 모터 및 계전기에서 DC 전류를 "ON" 또는 "OFF"로 전환하기 위해 많은 응용 분야에 사용됩니다.