NPN-Transistor: 11 Fakten, die Sie kennen sollten!

Was ist ein NPN-Transistor?

BJT oder Bipolar Junction Transistor hat zwei Haupttypen. NP-N ist eine der Klassifikationen von BJT. Es ist ein Gerät mit drei Anschlüssen und wird zur Verstärkung und zum Schalten verwendet.

Dieser Transistor besteht ebenfalls aus drei Abschnitten

1. B-Basis
2. C-Sammler
3. E-Emitter

• Der NPN-Emitter wird verwendet, um dem Kollektor Ladungsträger über die Basis zuzuführen.
• Der Kollektorbereich sammelt Ladungsträger aus der Emitterregion.
• Die Basis des Transistors löst aus und fungiert als Controller, um die Strommenge zu begrenzen, die durch diesen Bereich fließen darf.

Hinweis:

Im Gegensatz zu einem MOSFET, bei dem nur ein Träger vorhanden ist, verfügt der BJT über zwei Arten von Ladungsträgern - Mehrheit und Minderheit. Im Falle eines NPN-Transistors sind die Elektronen der Hauptladungsträger.

Umgekehrt sind in P-Halbleitern Elektronen nicht viel verfügbar, und das Loch wirkt als Hauptladungsträger, und aufgrund dieser wird Strom durchgeführt.

npn-Transistoraufbau:

Die schematischen Darstellungen von npn-Transistoren sind unten angegeben.

Das Ersatzschaltbild des NPN-Transistors.

Wir können sagen, dass die Arbeitsweise eines npn-Transistors der Arbeitsweise einer nacheinander angeschlossenen 2-pn-Sperrschichtdiode ähnlich ist. Diese PN-Sperrschichtdioden werden als Kollektor-Basis-CB-Übergang und Basis-Emitter-BE-Übergang bezeichnet.

Berücksichtigung gemäß Doping:

• Der Emitterabschnitt ist ein stark dotierter Abschnitt. Die allgemeine Regel lautet, die Breite der Basis zwischen allen drei Anschlüssen minimal zu halten. Da der Emitter stark dotiert ist, kann er Ladungsträger in die Basisregionen schießen.
• Wie bereits erwähnt, hat die Basis die minimale Breite und auch die minimale Dotierung. Die Basis leitet zahlreiche Ladungsträger an den Kollektor weiter, der vom Emitter getragen wird.
• Die Kollektorbereiche sind im Vergleich mäßig dotiert und werden zum Sammeln von Ladungen aus dem Basisbereich verwendet.

NPN-Transistorsymbol

Pinbelegung des NPN-Transistors

Wie bereits erwähnt, hat ein Transistor drei Anschlüsse. Sie sind - Basis, Sammler und Emitter.

Wie identifiziere ich NPN Pin?

• In den meisten Konfigurationen ist der Mittelteil für die Basisklemme vorgesehen.
• Der Pin, der sich darunter befindet, ist ein Kollektor, und der Rest von einem ist der Emitter-Pin.
• Wenn der Punkt nicht markiert ist, müssen alle Anschlüsse anhand ihrer Ausrichtung oder des ungleichmäßigen Anschlussabstands zwischen den Stiften identifiziert werden. Hier ist der mittlere Stift die Basis. Der nächste Pin ist der Emitter, und der Reststift ist ein Kollektoranschluss.

Anwendungen von NPN-Transistoren:

• Normalerweise wird der NPN-Transistor wegen der Beweglichkeit der Elektronen als Bipolartransistor verwendet, da er höher ist als die Beweglichkeit der Löcher.
• Diese werden auch zum Verstärken und Schalten der Signale verwendet. Diese werden in Verstärkerschaltungen verwendet, dh Push-Pull-Verstärkerschaltungen.
• Der NPN-Transistor wird in Darlington-Paarschaltungen verwendet, um schwache Signale zu verstärken und das Signal signifikant zu vergrößern.
• Wenn Strom gesenkt werden muss, können auch NPN-Transistoren verwendet werden.
• Abgesehen von diesen hat der NPN-Transistor viele Anwendungen in Temperatursensoren, Schaltungen wie logarithmischen Wandlern usw.

Wie funktioniert ein NPN-Transistor?

Der NPN-Transistor benötigt zum Arbeiten sowohl die Rückwärts- als auch die Vorwärtsvorspannung. Die Vorwärtsvorspannung wird zwischen der Emitterspannung und dem Emitter hergestellt. Die Sperrvorspannung ist zwischen der Kollektorspannung und dem Kollektor geschaltet.

Nun, als die n-Seite von a Diode hat Elektronen als Mehrheit und die p-Seite hat Löcher als Mehrheit, alle Spannungsanschlüsse werden entsprechend als Vorwärts- und Rückwärtsvorspannung angeordnet. Der Basis-Emitter-Übergang wird als Sperrvorspannung eingestellt und der Kollektor-Basis-Übergang arbeitet als Vorwärtsvorspannung. Der Verarmungsbereich dieses Emitter-Basis-Bereichs ist schmaler im Vergleich zum Verarmungsbereich des Kollektor-Basis-Schnittpunkts.

Da der Übergang in Sperrrichtung vorgespannt ist (Emitter), fließen die Löcher von der Versorgung zum N-Übergang. Dann bewegt sich das Elektron zur p-Seite. Hier tritt eine Neutralisation einiger Elektronen auf. Der Rest der Elektronen bewegt sich zur n-Seite. Der Spannungsabfall in Bezug auf den Emitter und die Basis beträgt V._BE als Eingangsseite.

Bei Emittern vom N-Typ besteht der Ladungsträger hauptsächlich aus Elektronen. Daher werden Elektronen durch Emitter vom N-Typ zu einer Basis vom P-Typ transportiert. Ein Strom wird durch den Emitter-Basis- oder EB-Übergang geleitet. Dieser Strom ist als Emitterstrom (Ie) bekannt. Hier der Emitterstrom (I._E) fließt von der Ausgangsseite und fließt in zwei Richtungen; einer bin ich_B und andere bin ich_C. So können wir schreiben,

            I_E=I_B+I_C

Die Grundfläche ist jedoch relativ dünn und leicht dotiert. Daher passieren meistens Elektronen die Grundfläche und nur wenige rekombinieren mit verfügbaren Löchern. Der Basisstrom ist im Vergleich zum Emitterstrom minimal. Normalerweise sind es bis zu 5% des gesamten Emitterstroms.

Der vom Rest der Elektronen fließende Strom wird als Kollektorstrom (I) bezeichnet_C). Das i_C ist im Vergleich zur Basis vergleichsweise hoch (I._B).

NPN-Transistorschaltung

Die Spannungsquelle ist mit dem NPN-Transistor verbunden. Die Kollektorklemme ist mit der + ve Klemme der Versorgungsspannung (V) verbunden_CC) mit einem Lastwiderstand (R._L). Der Lastwiderstand kann auch verwendet werden, um den meisten Strom zu verringern, der durch die Schaltung fließt.

Der Basisanschluss ist mit dem + ve Anschluss der Basisversorgungsspannung (V) verbunden_B) mit Widerstand R._B. Der Basiswiderstand wird verwendet, um den maximalen Basisstrom (I) zu begrenzen_B).

Wenn der Transistor eingeschaltet ist, fließt ein großer Kollektorstrom durch die Schaltung zwischen dem Kollektor und vom Emitter. Für diese geringe Menge an Basisstrom muss jedoch zum unteren Anschluss des Transistors fließen.

Die Markierungen repräsentieren die typischen Ströme von Kollektor, Basis und Emitter.

Vor- und Nachteile der Verwendung eines NPN-Transistors:

Vorteile:

• Klein.
• Kann in Niederspannung arbeiten.
• Sehr billig.
• Niedrige Ausgangsimpedanz.
• Lange andauernd.
• Spontane Aktionen.

Nachteile:

• Hohe Temperaturempfindlichkeit.
• Produzieren Sie wenig Energie und Energie.
• Kann während eines thermischen Durchgehens beschädigt werden.
• Kann nicht mit hohen Frequenzen betrieben werden.

NPN-Transistorschalter

Der Transistor arbeitet

• Im Sättigungsmodus eingeschaltet
• Im Abschaltmodus ausgeschaltet.

Im Sättigungsmodus eingeschaltet

• Wenn sich beide Übergänge im Vorwärtsvorspannungszustand befinden, wird eine ausreichend hohe Spannung an die Eingangsspannung angelegt. Daher fungiert der Transistor als Kurzschluss als V._CE ist ungefähr Null.
• Zu diesem Zeitpunkt befinden sich zwei Übergänge im Vorwärtsvorspannungszustand, eine angemessene Spannung befindet sich im Eingang.
• In diesem Zustand fließt der Strom zwischen Kollektor und Emitter. Der Strom fließt innerhalb des Stromkreises.

Im Abschaltmodus ausgeschaltet.

• Wenn die beiden Übergänge der Transistoren in Sperrrichtung sind, geht der Transistor in den AUS-Zustand über.
• Während dieser Betriebsart ist die Eingangssignalspannung oder die Basisspannung Null.
• Folglich ist die Summe V._CC Die Spannung wirkt über den Kollektor.

Betriebsart des Transistors

Es gibt drei Betriebsarten gemäß Vorspannung:

• Aktiver Modus
• Abschaltmodus
• Sättigungsmodus

Abschaltmodus

• Der Transistor wirkt als offener Stromkreis.
• Im Cut-Off sind die beiden Übergänge in Sperrrichtung.
• Der Strom darf nicht durchfließen.

Sättigungsmodus

• Der Transistor arbeitet als geschlossene Schaltung.
• Beide Übergänge sind nur in Vorwärtsrichtung konfiguriert.
• Da die Basis-Emitter-Spannung vergleichsweise hoch ist, fließt ein Strom von Kollektor zu Emitter.

Aktiver Modus

• In dieser Zeit ist die Transistor fungiert als Stromverstärker Schaltung.
• Im aktiven Modus des Transistors ist der BE-Übergang in Vorwärtsrichtung und der C-B-Übergang in Rückwärtsrichtung vorgespannt.
• Der Strom fließt zwischen Emitter und Kollektor und die Strommenge ist proportional zur vorhandenen angelegten Basis.

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Soumali Bhattacharya

Hallo, ich bin Soumali Bhattacharya. Ich habe einen Master in Elektronik gemacht.
Ich bin derzeit im Bereich Elektronik und Kommunikation investiert.
Meine Artikel konzentrieren sich in einem sehr einfachen, aber informativen Ansatz auf die Hauptbereiche der Kernelektronik.
Ich bin ein lebhafter Lerner und versuche, mich über die neuesten Technologien im Bereich der Elektronik auf dem Laufenden zu halten.

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