Využívanie sily tranzistora 2N3904 pre efektívny návrh obvodu

Ten 2n3904 je bežne používaný tranzistor, ktorý sa široko používa v elektronických obvodoch pre rôzne aplikácie.Aby sme to lepšie využili, v tomto článku preskúmame fyzickú štruktúru tranzistora 2N3904, dozvieme sa viac o jeho náhradných modeloch, funkciách, technických parametroch a konfigurácii PIN, ako aj o jeho pracovnom princípe a aplikáciách.

2N3904 je diskrétny polovodičový tranzistor vhodný na všeobecné účely nízko-výkonných amplifikácií alebo spínacích aplikácií.Je vyrobený z kremíkového materiálu a prichádza v balíku až 92.Väčšina nosičov náboja v takýchto tranzistoroch sú elektróny, takže vždy majú záporný náboj.Jeho stav sa môže zmeniť z spätného zaujatosti na predpredaj vpred podľa malého napätia (napríklad 0,7 V) v základnom termináli na vykonanie.

Tento komponent je prispôsobený pre aplikácie s nízkym prúdom, nízkym výkonom a stredným napätím a ponúka spoľahlivý výkon pri miernych rýchlostiach.Slúži ako doplnok k tranzistorovi 2N3906, pričom oba modely zaviedli Semiconductor Motorola v polovici 60. rokov 20. storočia.Môže plniť úlohy zosilňovača a prepínača, ktorý je schopný spravovať až 100 mA prúdu, keď sa používa ako spínač a dosiahne maximálnu šírku pásma 100 MHz, keď sa používa ako zosilňovač.

• BC549

• BC639

• S8050

• 2n2222

• 2n3904rlrag

• 2n3904rl1g

• 2n4401

• 2n3055

Tranzistor 2N3904 je vyrobený spoločnosťou Diotec Semiconductor.Spoločnosť bola založená v roku 1973 a má sídlo v Nemecku s pobočkou v Šanghaji.Spoločnosť má viac ako štyridsaťročné skúsenosti s výskumom a vývojom diód a výrobou a je odhodlaná poskytovať zákazníkom profesionálne, vysoko kvalitné diódové a usmerňovacie výrobky.Medzi hlavné produkty spoločnosti Diotec patria TVS trubice, triodes, mimoriadne rýchle regeneračné diódy, zenerové trubice, rýchle regeneračné diódy, Schottky Diódy, bežné usmerňovacie diódy a usmerňovacie mosty atď.

Nasledujúci obrázok zobrazuje symbol, stopu a konfiguráciu PIN tranzistora 2N3904.

PIN 1 (emitor): prúd sa odteká cez emitor

PIN 2 (BASE): riadi zaujatosť tranzistora

PIN 3 (Zberateľ): Prúd preteká cez zberateľ

• Nízky hluk: Je vhodný pre aplikácie s vyššími požiadavkami na hluk, ako sú rádiá, zvukové zosilňovače atď.

• Dobrý zisk napätia: Tento typ tranzistora má vynikajúci zisk.Keď je kolektor pripojený k základni, základný prúd sa výrazne zvyšuje.Ale keď je kolektor pripojený k pozemnému terminálu, základný prúd sa výrazne zníži.

• Nízke nasýtenie napätia: nasýtenie napätia 2N3904 je zvyčajne nižšie ako 0,2 V.Táto funkcia jej umožňuje vykazovať nižšiu spotrebu energie v prepínaní obvodov.

• Vysoký prúd zosilnenie: jeho súčasná zosilnenie je zvyčajne medzi 100 a 300, čo môže zosilniť vstupný signál na väčší výstupný signál.

Tranzistor 2N3904 sa skladá z troch úrovní polovodičových materiálov, konkrétne emitorovej oblasti, základnej oblasti a zberateľskej oblasti.Emitorová oblasť je polovodič typu N, základná oblasť je polovodičom typu p a zberateľská oblasť je polovodič typu N.V neprítomnosti akéhokoľvek vonkajšieho napätia je 2N3904 v uzavretom stave a križovatka PN medzi emitorovou oblasťou a základnou oblasťou je predpojatá, čo bráni prúdu prúdu.Ak sa však na základňu aplikuje vhodné napätie, toto napätie spôsobí napätie vpred zaujatosti v križovatke PN v základnej oblasti, aby dosiahlo deštrukčné napätie, čo spôsobí vodivé spojenie PN.V tejto dobe sa do emitorovej oblasti vstrekujú elektróny v základnej oblasti, čím sa vytvoria prúdový tok.Súčasne zostáva križovatka PN v oblasti kolektora spätne zaujaté, čo pomáha zabrániť tomu, aby cez ňu prúdil prúd.

Limitné parametre sú kľúčové prvky, ktoré opisujú približné podmienky použitia produktu.Pri navrhovaní výrobkov zvyčajne nastavujeme normálne prevádzkové podmienky a snažíme sa zostať ďalej od týchto extrémnych parametrov, pretože aj priblíženie sa k týmto parametrom môže znížiť životnosť zariadenia.Musíme zabezpečiť, aby sa tranzistory používali v rámci stanovených limitov, aby sa zabránilo prehriatiu alebo poškodeniu.

• Generátor impulzov: Je to bežný tranzistor, ktorý sa dá použiť na generovanie pulzných signálov.V časovačoch a frekvenčných generátoroch sa často používa v spojení s inými komponentmi na generovanie rôznych požadovaných pulzných tvarov.

• Prepínač: 2N3904 sa môže tiež použiť ako prepínač na ovládanie veľkých alebo vysokých napätia.V digitálnych obvodoch sa môže použiť pri konštrukcii logických brán, ako aj pri riadiacich obvodoch prepínača.

• Obvody regulátora napätia: 2N3904 sa môže použiť v obvodoch regulátora napätia na reguláciu napätia napájania.Môže sa tiež použiť pri prepínaní obvodov regulátora na efektívne konverziu úrovne napätia.

• Zosilňovač: Môže sa použiť na navrhovanie rôznych typov amplifikačných obvodov, vrátane zosilňovačov spoločného emitora, zosilňovačov spoločného kolektora a zosilňovačov spoločnej základne, na zosilnenie slabých signálov generovaných senzormi pre následné spracovanie alebo meranie.

• Zberateľ zberateľa: 2N3904 sa môže použiť ako sledovateľ zberateľa, prostredníctvom ktorého možno dosiahnuť nízku výstupnú impedanciu, aby sa umožnilo hnacie zaťaženie, ako sú motory alebo iné vysoko prúdové zariadenia.

Najprv vyberieme príslušné parametre tranzistora na základe skutočných požiadaviek na aplikáciu, ako je amplifikácia prúdu, saturačné napätie, maximálny prúd zberateľa a maximálne napätie zberateľa.V návrhu obvodu umiestnime tranzistor 2N3904 do príslušnej polohy a racionálne usporiadanie ďalších komponentov, aby sme optimalizovali cestu prenosu signálu a znížili stratu a rušenie signálu.

Obvod zaujatosti je jedným z predpokladov pre prevádzku tranzistora.Dobre navrhnutý obvod zaujatosti môže zlepšiť výkon a účinnosť tranzistora.Môžeme optimalizovať obvod predpätia nastavením veľkosti odporu zaujatosti a použitím zdroja konštantného prúdu.

Ďalej pripojíme vstupný signál k základnému kolíku tranzistora 2N3904 a zabezpečujeme, aby amplitúdový a frekvenčný rozsah vstupného signálu spĺňal špecifikácie tranzistora.

Potom pripojíme kolektorový kolík tranzistora 2N3904 k zaťaženiu, ktorý výstupuje signál, a uistite sa, že impedancia zaťaženia zodpovedá výstupnej impedancii tranzistora.

Opäť poskytujeme pre tranzistor 2N3904 vhodný zdroj napájania jednosmerného prúdu, aby sme zaistili, že jeho prevádzkové napätie a prúd spĺňajú špecifikácie.

Po dokončení návrhu a pripojenia obvodu vykonávame testovanie a ladenie, aby sme zaistili, že tranzistor 2N3904 môže v obvode správne pracovať a dosiahnuť očakávané ukazovatele výkonnosti.

2N3904 je mimoriadne populárny tranzistor NPN, ktorý sa používa ako jednoduchý elektronický spínač alebo zosilňovač, ktorý dokáže zvládnuť 200 mA (absolútne maximum) a frekvencie až 100 MHz, keď sa používa ako zosilňovač.

Typy centrálneho polovodiča 2N3903 a 2N3904 sú NPN kremíkové tranzistory navrhnuté pre všeobecné účely zosilňovača a aplikácie prepínania.

2N3904 má ziskovú hodnotu 300;Táto hodnota určuje amplifikačnú kapacitu tranzistora.Maximálne množstvo prúdu, ktorý by mohol prúdiť cez kolektorový kolík, je 200 mA, a preto nemôžeme pripojiť zaťaženie, ktoré pomocou tohto tranzistora konzumujú viac ako 200 mA.

2N3904 má ziskovú hodnotu 300;Táto hodnota určuje amplifikačnú kapacitu tranzistora.Maximálne množstvo prúdu, ktorý by mohol prúdiť cez kolektorový kolík, je 200 mA, a preto nemôžeme pripojiť zaťaženie, ktoré pomocou tohto tranzistora konzumujú viac ako 200 mA.

Tranzistor 2N3904 je kremíkový epitaxiálny planárny NPN všeobecný zosilňovač a prepínač.Užitočný dynamický rozsah sa rozširuje na 100 mA ako prepínač a ako zosilňovač na 100 MHz.