PNP晶体管|工作基础，示例电路，应用

在本教程中，我们将尝试理解PNP晶体管的基础知识。我们将学习它的工作原理，引脚，基本电路，终端的识别，实例和一些应用。

简介

PNP晶体管是另一种类型的双极结晶体管(BJT)。PNP晶体管的结构与NPN晶体管完全不同。PNP晶体管结构中的两个pn结二极管相对于NPN晶体管倒置，例如两个p型掺杂半导体材料被n型掺杂半导体材料的薄层隔开。

在PNP晶体管中，大多数载流子是空穴，电子是少数载流子。应用于PNP晶体管的所有电源电压极性都是反向的。在PNP中，电流流入基极。PNP中的小基极电流由于是电流控制器件，因此有能力控制大的发射极-集电极电流。

BJT晶体管的箭头总是位于发射极端，也指示了常规电流流动的方向。在PNP晶体管中，此箭头指示为“指向”，PNP中的电流方向与NPN晶体管完全相反。PNP晶体管的结构与NPN晶体管完全相反。但PNP晶体管的特性和工作原理与NPN晶体管基本相同，只是差异很小。PNP晶体管的符号和结构如下所示。

上图显示了PNP晶体管的结构和符号。该晶体管主要由3个端子组成，分别是发射极(E)、集电极(C)和基极(B)。在这里，如果你观察，基极电流不像NPN晶体管那样从基极流出。发射极电压相对于基极和集电极是正的。

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PNP晶体管工作

PNP晶体管与电源电压的电路连接如下所示。这里基极端相对于发射极有负偏置，而发射极端由于PNP晶体管而相对于基极和集电极有正偏置电压。

与NPN晶体管相比，这里的极性和电流方向是相反的。如果晶体管连接到所有电压源如上所示，那么基极电流流过晶体管，但这里基极电压需要相对于发射极更负才能操作晶体管。在这里，基极-发射极结充当二极管。基极中的少量电流控制了大电流通过发射极到集电极区域的流动。硅器件的基电压一般为0.7V，锗器件的基电压一般为0.3V。

在这里，基极作为输入端，发射极-集电极区域作为输出端。电源电压V_CC连接到发射极端和负载电阻(R_l)连接到采集器终端。负载电阻(R_l)用于限制通过设备的最大电流流量。再加一个电阻(R_B)连接到基端，该基端用于限制通过基端的最大电流流，同时对基端施加负电压。这里集电极电流总是等于基极电流减去发射极电流。像NPN晶体管一样，PNP晶体管也有电流增益值β。现在让我们看看电流和电流增益β之间的关系。

集电极电流(I_C)由，

我_C=我_E——我_B

PNP晶体管的直流电流增益(β)与NPN晶体管相同。

直流电流增益= β =输出电流/输入电流

这里输出电流为集电极电流，输入电流为基极电流。

β=我_C/我_B

从这个方程我们得到，

我_B=我_C/β

我_C我=β_B

我们还定义电流增益为，

电流增益=集电极电流/发射极电流(在公共基极晶体管中)

α=我_C/我_E

α和β之间的关系为:

β = α / (1- α)和α = β/ (β+1)

PNP晶体管的集电极电流为:

我_C= - α I_E+我_{国会预算办公室}我在哪里_{国会预算办公室}为饱和电流。

自从我_E= -(我_C+我_B）

我_C= - α (-(i)_C+我_B)) +我_{国会预算办公室}

我_C-α我_C我=α_B+我_{国会预算办公室}

我_C(1- α) = α I_B+我_{国会预算办公室}

我_{C =}(α/ (1- α)) I_B+我_{国会预算办公室}/(1 -α)

因为β = α / (1- α)

现在我们得到集电极电流的方程

我_C我=β_B+ (1+ β) I_{国会预算办公室}

PNP晶体管的输出特性与NPN晶体管的特性相同。小的区别是PNP晶体管特性曲线旋转180度⁰计算反向极性的电压和电流值。特性曲线上还存在动荷载线，用于计算q点值。PNP晶体管也用于开关和放大电路，如NPN晶体管。

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PNP晶体管的例子

考虑一个PNP晶体管，它在电路中以电源电压V连接_B= 1.5 V, V_E= 2 V + V_CC= 10V和-V_CC= -10 v。这个电路与R的电阻相连_B= 200kΩ和R_E= R_C(或R_l) = 5 kΩ。现在计算PNP晶体管的电流增益值(α， β)。

在这里

V_B= 1.5 v

V_Ev = 2

+ V_CC= 10V和-V_CC= -10 v

R_B= 200 kΩ

R_E= R_C(或R_l) = 5 kΩ

基极电流,

我_B= V_B/ R_B= 1.5 / (200 * 10^3.ua) = 7.5。

发射极电流,

我_E= V_E/ R_E= (10) / (5 * 10^3.) = 8/ (5*10^3.) = 1.6 ma。

集电极电流,

我_C=我_E——我_B= 1.6 * 10³- 7.5 * 10⁶= 1.59 ma。

现在我们要计算α和β的值，

α=我_C/我_E= 1.59 * 10³/ 1.6 * 10³= 0.995

β=我_C/我_B= 1.59 * 10³/ 7.5 * 10⁶= 212

最后我们得到一个考虑的PNP晶体管的电流增益值为，

α = 0.995， β = 212

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以下是晶体管匹配

晶体管匹配只不过是将NPN和PNP晶体管连接在一个设计中以产生高功率。这种结构也被称为“配对”。NPN和PNP晶体管都称为互补晶体管。这些配对电路主要用于功率放大器，如B类放大器。如果我们把具有相同特性的互补晶体管连接起来，那么在电机和大型机械设计中，通过连续产生高功率来操作输出级是非常有用的。

NPN晶体管仅在信号的正半周期中导通，而PNP晶体管仅在信号的负半周期中导通，因此器件连续工作。这种连续运行在动力电机产生连续功率时非常有用。互补晶体管需要具有相同的直流电流增益(β)值。这些配对电路用于电机控制，机器人和功率放大器的应用。

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PNP晶体管识别

通常我们用结构来识别PNP晶体管。比较NPN和PNP两种晶体管的结构有一些不同。要识别PNP晶体管的另一件事是，PNP晶体管通常为OFF为正电压，当输出电流小，基极电压为负时，PNP晶体管为ON。但为了最有效地识别它们，我们使用了其他一些技术，通过计算三个终端之间的电阻，如基极，发射极和集电极。

我们有一些用于识别NPN和PNP晶体管的标准电阻值。需要对每对端子在两个方向上进行电阻值测试，因此总共需要进行六次测试。这个过程是非常有用的识别PNP晶体管容易。现在我们看到了每对终端的操作行为。

• 发射极基极终端:发射基区域作为一个二极管，但它只在一个方向上传导。
• 集电极-基极终端:集电极基区也充当二极管，只向一个方向导电。
• 发射极集电极终端:发射极-集电极区域看起来像一个二极管，但它不会向任何一个方向传导。

现在让我们看看电阻值表来识别NPN和PNP晶体管，如下表所示。

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PNP晶体管作为开关

上图中的电路显示了作为开关的PNP晶体管。这个电路的操作非常简单，如果晶体管(基极)的输入引脚连接到地(即负电压)，那么PNP晶体管处于“ON”状态，现在发射极的供电电压导通，输出引脚拉升到更大的电压。如果输入引脚连接到高电压(即正电压)，那么晶体管是' OFF '，所以输出电压必须是低(零)。这个操作显示了PNP晶体管的开关条件，由于它们的ON和OFF状态。

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应用程序

• PNP晶体管用来产生电流，即电流流出集电极。
• PNP晶体管用作开关。
• 这些被用在放大电路中。
• 当我们需要按下按钮关闭某物时，就使用PNP晶体管。即紧急停车。
• 用于达林顿对电路。
• 用于配对电路中产生连续电源。
• 用于重型电机控制电流流量。
• 用于机器人应用。

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