smd pnp транзисторы

Транзисторы – устройства, позволяющие управлять большими токами за счет малых. Они могут иметь разную структуру и принцип переноса заряда. По второму признаку детали делят на полевые и биполярные. В полевых (таких, как транзистор AO3407 SMD) для переноса заряда используются только электроны, в биполярных – и электроны, и дырки. В свою очередь, биполярный тип делится на 2 подвида в зависимости от направления протекания тока. Их принято определять, в зависимости от заряда слоев (позитивного Р или негативного N) Рассмотрим, в чем структурные и принципиальные особенности SMD PNP транзисторов, их назначение и роль в электронике.

Почему в наименовании используется PNP

Модели данного вида имеют 1 негативно заряженный полупроводник, расположенный между парой позитивных элементов. Управление осуществляется по току, это говорит о том, что ток базы управляет током на остальных контактах. 

Конструктивно все детали подобной конфигурации (например, транзистор 3BT SMD) имеют пару взаимодействующих диодов кристаллической структуры. Левый отвечает за переход эмиттер-база, правый ведет к коллектору. Сборка транзистора выполняется послойно, в порядке PNP. Основным материалом служит кремний, однако в некоторых моделях применяется германий, арсенид галлия, нитрид галлия. 

Относительно полупроводников, их разновидности можно описать так:

• n-тип за счет легирования повышает число свободных электронов;
• p-тип повышает число дырок при аналогичных условиях.

Дырками принято называть недостающие электроны. Они способны перемещаться по носителю, обладая параметрами положительно заряженной частицы.

Процесс легирования – изменение электрических характеристик полупроводниковых материалов путем добавления в них примесей или создания определенных структурных дефектов. Процесс контролируемый и позволяет в числе прочего менять тип проводимости. 

Определение и роль разных слоев в работе

В силу послойной структуры транзистор PNP (positive-negative-positive) типа создает взаимодействие носителей заряда на стыках. Как результат, получаем пару p-n- переходов, что обеспечивает распределение заряда в пространстве и впоследствии напряжение расходится по соседним секторам транзистора. По пути заряда формируется барьер, который позволяет току проходить только в одну сторону – от положительной заряженного слоя к негативному. 

Слоям в типовом транзисторе 1HD SMD выданы определенные названия, выбранные исходя из исполняемой функции:

• эмиттер (в схематичном изображении указывается как Е) – слой высокой степени легирования, функционирует, как область формирования носителей тока, в данном случае главным представителем таковых являются дырки;
• база (на схеме – В), управляющий слой, имеющий малую толщину и низкий уровень легирования;
• коллектор (С) – слой, обеспечивающий сбор зарядов, проходящих через весь транзистор.

По степени легирования эмиттер имеет наибольшие показатели, коллектор – самые низкие. База имеет средние характеристики. Толщина p-слоев большая в сравнении со средним – около 0,1 мм. База в данном случае может иметь толщину в 10 раз меньше – от 0,01 мм до 0,03 мм.

Являясь основным носителем тока в данном типе транзисторного элемента, дырки концентрируются на эмиттере, тогда как на базе собираются электроны в гораздо меньшем количестве. Это выливается в то, что ток, перемещающийся от эмиттера к базе всегда во много раз больше, чем идущий от базы. Ток при этом не блокируется при заземленной базе, и блокируется в обратном случае (когда проходит через базовый слой). 

Как работает такой транзистор

В транзисторе W25 SMD, как и в любом представителе данной категории полупроводниковых деталей, канал эмиттер-база соединяется в прямом смещении. Как следствие, дырки буквально выталкиваются в сторону базы. Именно этот процесс и формирует ток эмиттера. Перемещаясь в сторону negative-основы, дырки попадают в единый поток с электронами. 

Основание коллектора подключается в обратном смещении. В связи с этим область истощения p-n перехода накапливает дырки, которые под действием отрицательной полярности движутся и скапливаются на коллекторе. Так формируется ток коллектора. 

Ток базы формируется из малого количества дырок и электронов, несущих заряд в направлении коллектора. Этот показатель невелик, однако влияет на количество дырок, способных проникнуть в коллектор. Соответственно малые перемены в токе базы оказывают большое влияние на ток коллектора. По такому принципу и работает усиление сигнала – слабый сигнал поступает на базу, формируя ее ток. А уже от коллектора отходит усиленный вариант сигнала. 

Как и где используются

Общее назначение транзисторных элементов заключается в усилении электрического тока или его переключении. В этом плане практически все представители схем с подвидом PNP могут быть заменены схемами с моделями второго типа (например, P1P SMD транзистор), приведенными к эквивалентным показателям. Однако есть разница. В первом случае при создании отдельных схем требуется меньше времени (в промышленных масштабах), при этом эффективность часто выше. Поэтому PNP транзисторы для некоторых случаев являются наиболее практичным вариантом. 

Также данная разновидность незаменима, когда необходимо добиться высокого выходного напряжения. Для мощных усилителей также применяется парный монтаж PNP и NPN транзисторов для повышения показателя усиления в схеме.

Область, где PNP транзисторы востребованы, достаточно обширна:

• переключатели для аварийного отключения цепи (кнопки, переключатели аналогового типа и подобное);
• источники тока, например, зарядные устройства;
• усиливающие схемы;
• парные системы Дарлингтона.

Одной из современных и перспективных сфер, где активно применяются подобные типы деталей, является робототехника.