PNP транзистор

Транзисторы присутствуют практически во всех электронных схемах. Их можно отыскать в смартфонах, ПК, микропроцессорах, устройствах памяти, компоненты применяются при создании логических микросхем практически всех электронных гаджетов. При изготовлении транзисторов используются полупроводниковые материалы, приборы имеют три вывода, в микросхемах применяются для управления токами и напряжениями. В зависимости от архитектуры и принципа действия устройства делятся на две большие группы: транзисторы типа PNP и NPN. Первые еще известны как транзисторы прямой проводимости.

Биполярные транзисторы

Принято считать, что первый биполярный транзистор был разработан в конце 1947 году тремя специалистами американской компании Bell Telephone Laboratories. В 1948 году компонент получил современное название – транзистор, которое дословно переводится как переходное сопротивление. В связи с тем, что в транзисторе происходит взаимодействия частиц как с положительным, так и отрицательным зарядом, в название было добавлено биполярный. Устройство позволило найти замену электронным лампам, сделать электронные приборы миниатюрными, легкими и надежными. Изобретение биполярного транзистора стало революционным событием на рынке электроники и электротехники и в 1956 году отмечено Нобелевской премией. Именно этому небольшому компоненты человечество обязано созданием смартфонов, планшетов и других гаджетов.

Биполярные транзисторы делятся:

1. Маломощные и мощные.
2. Высокочастотные и низкочастотные.
3. Могут иметь различные размеры, которые начинаются от миниатюрных, присущих SMD PNP транзисторам, предназначенным для поверхностного монтажа.
4. Два одинаковых по характеристикам полупроводника могут иметь разный вид. Внешнее оформление биполярного транзистора напрямую зависит от фантазии разработчика. 

В 1969 году был разработан первый PNP транзистор SOT 23, компонент имел пластиковый корпус и монтировался на поверхность. Устройство не получило широкого распространения, так как на тот момент поверхностная установка не пользовалась большой популярностью. К изобретению вернулись в 90-х годах прошлого века, и такая структура была принята за стандартную. Несмотря на то, что внешне корпус за последовавшие 20 лет практически не изменился, были в конструкцию внесены существенные усовершенствования, среди которых расширение предельно допустимых температур до 175 град. В связи с необходимостью увеличения плотности монтажа, впоследствии были выпущены новые модели, среди которых наибольшее распространение получили SOT223 и SOT323. Большой популярностью пользуются транзисторы типа PNP КТ818А. Устройства имеют невысокую цену, хорошо себя показали в схемах усиления, переключающих устройствах, звукоусилителях, радиоаппаратуре. Полупроводники изготавливаются в пластмассовом корпусе, имеют миниатюрные размеры и вес не более 2,5 г. В настоящее время эксплуатационные характеристики транзисторов могут достигать поистине огромных значений, например, производимые компанией STMicroelectronics высоковольтные PNP транзисторы работают в диапазоне напряжений 400-1500В и токов 0,25-130А. 

В чем особенности транзисторов PNP

Структура транзистора отражена в его обозначении. P – это первая буква английского слова, в переводе означающего отрицательный, n – положительный. Таким образом аббревиатура указывает на порядок чередования слоев с избытком отрицательных переносчиков зарядов – электронов, и положительных – так называемых дырок. Чаще всего для изготовления транзисторов применяют кремний, встречаются полупроводники из других конструкционных материалов, например, германия. PNP транзисторы, в отличие от NPN, пользуются большей популярностью. Устройство имеет три контакта разного назначения.

Контакты PNP транзистора:

• высокое напряжение, которые подлежит управлению, подается на коллектор; 
• через базу поступает ток невысокого напряжения, задача которого разблокировать полупроводник;
• для того чтобы заблокировать высокое напряжение, на базе предусмотрено заземление;
• через эммитер при открытом транзисторе течет ток с базы и коллектора. 

Крайние области полупроводниковой структуры получили название: эммитер и коллектор, из которых коллектор шире. Поэтому коллектор и эмиттер нельзя менять местами. Промежуточная часть называется базой, и она очень узкая. Для изготовления базы берется слаболегированный материал, таки образом повышается ее сопротивление. Между тремя электродами имеется два p-n перехода, известных в зависимости от места расположения, как коллекторный и эммитерный. Выполняя роль ключа в электронной схеме, транзистор может находиться в двух состояниях: выключенном и включенном. Открытие PNP транзистора выполняется напряжением отрицательной полярности, а носителем заряда являются дырки. По причине того, что они более медленные по сравнению с электронами, транзистор NPN имеет преимущество в быстродействии. 

По сравнению с NPN, транзисторы PNP более компактные и могут быть использованы как часть интегральной схемы. Устройство имеет более простую схему, невысокую цену, отличается длительным сроком применения. Управление выполняется при более низком напряжении. Компонент при работе издает меньше шума, обеспечивает наилучшую пропускную способность усиления, работает как на больших, так и на малых мощностях. Область применения транзисторов PNP ограничивают имеющиеся недостатки. Это сравнительно медленное срабатывание. Компонент чувствителен к высоким температурам и велика вероятность его повреждения при температурном разгоне. Транзисторы PNP применяются в качестве выключателей, особенно актуальны для случаев аварийного отключения и аварийных кнопок. С их помощью создаются схемы усиления, микроконтроллеры, генераторы сигналов, модуляторы. Устройства могут быть задействованы для управления двигателями, в робототехнике.