Jak zrozumieć tranzystor PNP

[windman]

Witam,

Jako początkującemu trudno mi zrozumieć różnice pomiędzy tranzystorem npn a pnp.

NPN jako tako zrozumiałem.
Dobierając prąd bazy, steruję przepływem prądu od kolektora do emitera.
Wyobrażam to sobie tak, że baza jest zaworem na rurze. Odkręcając zawór (zwiększając prąd) umożliwiam wodzie przepływ (od kolektora do emitera).

Nie mogę sobie jednak wyobrazić działania transformatora typu pnp.
Ktoś pomoże?

[Medicus]

Nie wnikając we własciwości tranzystora jako elementu nieliniowego na początek najłatwiej sobie uzmysłowić że tranzystor npn jest kluczem który jak przekaźnik zwiera do masy (emiter jest zawsze w kluczu na masie)
natomist tranzystor pnp jest takim samym kluczem który jak przekaźnik włacza nam napięcie dodatnie (jego emiter w kluczu jest zawsze do plusa zasilania)

W obu przypadkach steruje się bazą, w npn na bazę podajemy napięcie dodatnie w stosunku do emitera, w pnp napicie podawane na bazę musi być po prosu niższe od napięcia na emiterze, żeby nie pisać ujemne, bo wtedy nioe wiadomo skąd w układzie zasilanym asymetrycznie to napięcie ujemne wziąśc a po drugie pisząc bardziej fachowo że to napięcie ma być ujemne w stosunku do emitera musimy z kolei dodać że chodzi tu o emitrer tranzystora którym chcemy zasterować

[windman]

natomist tranzystor pnp jest takim samym kluczem który jak przekaźnik włacza nam napięcie dodatnie (jego emiter w kluczu jest zawsze do plusa zasilania)

To wiele wyjaśnia, różnice widzę teraz wyraźnie...

Jeśli to możliwe prosiłbym o 2 proste przykłady, kiedy musimy zastosować pnp a kiedy npn.

[tg3a]

Wyobrażam to sobie tak, że baza jest zaworem na rurze. Odkręcając zawór (zwiększając prąd) umożliwiam wodzie przepływ (od kolektora do emitera).

Jest to analogia niezbyt dobra (w tym sensie, że nie nawiązuje do procesów fizycznych, które dzieją się w tranzystorze), ale w sumie jakaś tam jest. A więc w czym problem - przecież dokładnie tak samo można sobie wyobrażać tranzystor PNP - w końcu zawór, jak się go odkręca lub zakręca, to zamyka lub otwiera przepływ wody w obie strony - tylko kierunek obiegu wody trzeba sobie zmienić na przeciwny (pompą pompującą wodę jest tutaj źródło zasilania).
Tak naprawdę zasada działania tranzystora, czy to NPN, czy PNP, jest praktycznie identyczna. Różnica polega tylko na tym, że w tranzystorze NPN prąd emitera i kolektora tworzą elektrony, które jako ujemne, płyną odwrotnie do umownego kierunku przepływu prądu, czyli od emitera do kolektora (od minusa do plusa), a w tranzystorze PNP - tzw. dziury, które wprawdzie nie są realnymi cząstkami, ale w praktyce zachowują się trochę podobnie, jakby były dodatnimi elektronami. Dziura jest to brak elektronu wśród elektronów tworzących wiązania międzyatomowe w krysztale półprzewodnika (czyli tzw. elektronów walencyjnych). Jest to mniej więcej coś takiego, jak luka w korku samochodowym. Gdy jeden samochód pojedzie do przodu w tę lukę, to potem następny za nim może wjechać na jego miejsce, i potem następny, itd. Samochody wprawdzie jadą do przodu, ale "dziura" między nimi w efekcie przesuwa się do tyłu. Czyli elektrony walencyjne w tranzystorze PNP poruszają się od minusa do plusa (a więc od kolektora do emitera), ale dziury - od plusa do minusa, czyli od emitera do kolektora, tak samo, jak elektrony w tranzystorze NPN.
Nie znam w tym momencie dobrej analogii na działanie bazy, więc poprzestańmy na analogii do zaworu.
Pozdrawiam, i życzę sukcesów w zrozumieniu działania półprzewodników.

[tg3a]

Jeszcze muszę dodać, że w bazie, czyli w tym "zaworze", część elektronów (W NPN) lub dziur (w PNP) tracimy - tworzą one prąd bazy (jest to najczęściej ok. 1% prądu emitera). Czyli prąd kolektora jest o tyle mniejszy od prądu emitera. Jednocześnie oznacza to, że prąd kolektora jest wielokrotnie (przykładowo 100 razy) większy od prądu bazy.
Tranzystory NPN stosuje się tam, gdzie chcemy sterować przepływem prądu w obwodzie zasilanym napięciem dodatnim w stosunku do emitera (i w praktyce również bazy), a PNP - gdy chcemy sterować prądem w obwodzie zasilanym napięcem ujemnym w stosunku do emitera (i bazy). Konkretne przykładowe schematy mogę narysować, jak będę miał znowu chwilkę czasu, ale może do tej pory inni mnie wyprzedzą.

[windman]

Konkretne przykładowe schematy mogę narysować, jak będę miał znowu chwilkę czasu, ale może do tej pory inni mnie wyprzedzą.

Takie proste, podstawowe schematy na pewno mi pomogą w zrozumieniu tematu. Jeżeli ktoś znajdzie chwilę aby tutaj coś wkleić...

[Medicus]

Ja nie wiem czy potrzebne tu są schematy,
zacznijmy od tego że elektronika rozpoczęła się na dobre w momencie pojawienia się tranzystorów, a były one wówczas germanowe.
Dzisiaj mają swoich odpowiewdników w krzemie w rodzinie pnp właśnie, więc tak jakby są archaiczne, bo projektowane były z myślą o układach gdzie na masie był plus.
Dzisiaj większość jak nie całość elektroniki przerszło na masę z minusem i dlatego prym wiodą tranzystory npn. Niewątpliwie wielki wpływ miał na to fakt że npn są tan sze w produkcji i ze względu na budowę mają lepsze parametry w stosunku do swoich analogów pnp. To między innymi dlatego pary komplementarne są takie xrogie, raz że trudno zrobić pnp o parametrach takich jak npn a dwa właśnie koszt wytworzenia pnp jest już z definicji wyższy niż wytworzenia npn.

Z praktyki podam ci przykład gdzie tranzystory pnp są niezastąpione: otóż w technice rtv przełączanie pasm odbywa się poprzez podanie +12v na odpowiednie wyprowadzenie głowicy, robi to moduł zwany programatorem, w tym module stosowane są własnie tranzystory pnp bo moduł jest już z minusem na masie a tranzystor ma właczać +12v na odpowiednie wyprowadzenie. Aby zrealizować to na tranzystorze npn musielibysmy dysponować napięciem o kilka wolt wyższym od 12v, bo na bazę takiego klucza ttrzeba podać około 12,6v aby na wyjściu było oczekiwane 12v, a więc sam moduł programatora musiałby również być zasilany napięciem wyższym od 12v aby na jego wyjściu uzyskać 12,6v do wysterowania. Gdy zastosujemy trazystor pnp tego problemu nie będzie, moduł programatora może być zasilany napięciem identycznym jak głowica a na wyjściu klucza pnp uzyskamy pełne 12v zwierając jego bazę przez opornik polaryzujący do masy.
Taką samą sytuację mamy zasilając wyswietlacze LED WA ze wspólną anodą (plusem) tu też niezastąpione są trazystory pnp