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三極管中的重要元件,NPN和PNP的區別

2020-04-25
來源:21ic中國電子網
關鍵詞: PLC PNP NPN

PLC很多人都知道,那么你知道NPNPNP的區別及應用嗎?在工業控制領域一般受限于國外PLC類型的選擇,選擇了日系PLC和德系PLC選擇了兩種不同的控制接口,對于這兩種接口,很多時候我們對其概念很模糊,在這里將詳細闡述兩者的區別。


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日系PLC的接口一般為NPN型(漏型輸出),即集電極開路輸出方式,由于日本人比較謹慎,免責申明做的比較好,所以它一般喜歡控制地GND,電源是你給的,燒了東西算你的。德系PLC的接口一般為PNP型(源型輸出),即控制Power方式,由于德國人比較喜歡主動權把握在自己手里,我給你Power了你才能動作,不給你Power是比較安全的,你想燒東西沒有Power怎么燒?

NPN和PNP到底有哪些不同呢?

1、NPN和PNP主要是電流方向和電壓正負不同。

NPN:是由兩個N型半導體和一個P型半導體組成。

PNP:是由兩個P型半導體和一個N型半導體組成。

2、電流方向

NPN 是用 B→E 的電流(IB)控制 C→E 的電流(IC),E極電位最低,且正常放大時通常C極電位最高,即 VC > VB > VEPNP 是用 E→B 的電流(IB)控制 E→C 的電流(IC),E極電位最高,且正常放大時通常C極電位最低,即 VC < VB < VE

3、電壓區別

NPN基極高電壓,集電極與發射極短路。低電壓,集電極與發射極開路。也是不工作。PNP基極高電壓。集電極與發射極開路,也是不工作。如果基極加低電位,集電極與發射極短路。

工作原理:

晶體三極管按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

對于NPN管,它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成,發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結,而集電區與基區形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極c。當b點電位高于e點電位零點幾伏時,發射結處于正偏狀態,而C點電位高于b點電位幾伏時,集電結處于反偏狀態,集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。

在制造三極管時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大于基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量,這樣,一旦接通電源后,由于發射結正偏,發射區的多數載流子(電子)基極區的多數載流子(空穴)很容易地越過發射結互相向對方擴散。

但因前者的濃度基大于后者,所以通過發射結的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發射極電流Ie。

由于基區很薄,加上集電結的反偏,注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電集電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區的空穴進行復合,被復合掉的基區空穴由基極電源Eb重新補給,從而形成了基極電流Ibo.根據電流連續性原理得:Ie=Ib+Ic

這是說,在基極補充一個很小的Ib,可以在集電極上得到一個較大的Ic,這是所謂電流放大作用,Ic與Ib是維持一定的比例關系,即:β1=Ic/Ib

式中:β1--稱為直流放大倍數,

集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為:β= △Ic/△Ib

式中β--稱為交流電流放大倍數,由于低頻時β1和β的數值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區分,β值約為幾十至一百多。

同理,PNP三極管則主要是形成空穴電流,其余原理基本相近。三極管是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。以上就是NPN和PNP的區別及應用,希望能給大家幫助。


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