Dzięki powstałym w XX wieku tranzystorom elektronika rozwinęła się w błyskawicznym tempie. Dziś stanowią podstawowy element konstrukcyjny bardzo dużej ilości układów elektronicznych, takich jak m.in. źródła prądowe, generatory, stabilizatory oraz, przede wszystkim, mikroprocesory. Jednym z rodzajów tranzystorów są tranzystory bipolarne – NPN i PNP. Z poniższego wpisu dowiesz się jak działają, czym różnią się od siebie oraz jak je podłączyć. Poznasz także praktyczne aspekty wykorzystania tranzystorów PNP w przetworniku ciśnienia JUMO DELOS SI.
Tranzystor to 3- lub 4- elektrodowy, półprzewodnikowy element elektroniczny, który ma zdolność wzmacniania, sterowania, generowania lub przełączania sygnałów elektrycznych. Urządzenia te są najczęściej wykorzystywane jako elementy mikroprocesorów.
Tranzystory bipolarne są stosowane w różnych obwodach wzmacniających i modulujących. Najczęstszym zastosowaniem jest praca w trybie pełnego włączenia i wyłączenia, określana jako przełącznik. Mogą być też wykorzystywane jako wzmacniacze lub oscylatory.
Tranzystory NPN i PNP to bipolarne tranzystory złączowe. W przewodzeniu prądu w tych tranzystorach biorą udział dwa typy nośników: elektrony i dziury. Tranzystory bipolarne powstają z połączenia trzech warstw półprzewodników P i N oraz występują w dwóch podstawowych odmianach: NPN (Negatywny-Pozytywny-Negatywny) i PNP (Pozytywny-Negatywny-Pozytywny).
Niezależnie od tego, z którą odmianą mamy do czynienia, w tych tranzystorach zawsze wyróżnia się trzy wyprowadzenia, jak: E (emiter), B (baza) oraz C (kolektor). Mały prąd, płynący między bazą i emiterem, wykorzystuje się do sterowania większym prądem, który płynie między kolektorem a emiterem.
Tranzystor NPN to najczęściej używany tranzystor bipolarny. Jest on zbudowany przez umieszczenie półprzewodnika typu P między dwoma półprzewodnikami typu N. W tym typie tranzystora prąd płynie w kierunku kolektor-emiter. Do włączenia tranzystora NPN dochodzi, gdy prąd przepływa przez bazę tranzystora.
Tranzystor PNP "włącza się", czyli otwiera kanał między emiterem a kolektorem, gdy z emitera do bazy tranzystora płynie niewielki prąd. By w tranzystorze PNP nastąpił przepływ prądu bazy, musi być ona bardziej ujemna w stosunku do emitera o ok. 0,7V dla podzespołów krzemowych i ok. 0,3V dla germanowych.
Budowa tranzystora PNP jest całkowicie przeciwna do tranzystora NPN. Tranzystor PNP składa się z półprzewodnika typu N między dwoma półprzewodnikami typu P. Tranzystory tego typu mogą być wykorzystywane także jako elektroniczne elementy przełączające
Tranzystor PNP i NPN różnią się polaryzacją napięć i kierunkiem przepływu prądu. W NPN prąd płynie w kierunku od zacisku kolektora do zacisku emitera, podczas gdy w tranzystorze PNP prąd porusza się w odwrotnym kierunku. Kolejną różnicą pomiędzy tymi dwoma typami tranzystorów jest to, że dziury są istotniejszymi nośnikami w tranzystorze PNP, a w NPN są nimi elektrony.
polaryzacja napięć
kierunki prądu
Obciążenie musi być podłączone do tranzystorów PNP i NPN w określony sposób, gdyż te tranzystory bipolarne różnią się rozmieszczeniem przejść PN.
Obciążenie podłączamy do wyjścia przełączającego z GND, które pełni funkcję punktu referencyjnego. W momencie osiągnięcia określonej wartości ciśnienia i zmianie sygnału, napięcie zasilania (U+) "wyłącza się", co umożliwia przepływ prądu z U+ przez tranzystor i obciążenie do GND.
Puntem referencyjnym, do którego podłączamy obciążenie, jest wyjście przełączające U+. Po zmianie sygnału spowodowanej osiągnięciem wartości ciśnienia, napięcie zasilania (U+) zostaje "włączone", dzięki czemu możliwy jest przepływ prądu z U+ przez tranzystor i obciążenie do GND.
Aby określić, czy mamy do czynienia z tranzystorem NPN czy PNP, należy przeprowadzić pomiar rezystancji pomiędzy wyprowadzeniami: emiterem, bazą i kolektorem. Każda para wyprowadzeń musi być zmierzona multimetrem w obu kierunkach. Uzyskamy następujące wyniki:
Zaciski emiter-baza: tak jak w normalnej diodzie, prąd emitera i bazy powinien przepływać w jedną stronę
Zaciski kolektor-baza: tak jak nw normalnej diodzie, prąd kolektor-baza powinien przepływać w jedną stronę.
Zaciski emiter-kolektor: prąd nie powinien płynąć w żadną stronę.
W zależności od Twojego zapotrzebowania w przetworniku ciśnienia JUMO DELOS SI dostępne są następujące warianty wyjść: 1× PNP lub 2× PNP wyjścia przełączające lub 1× wyjście przełączające PNP i analogowy sygnał wyjściowy.
Przetwornik ciśnienia JUMO DELOS SI – dostępne wersje:
1 wyjście przełączające PNP
2 wyjścia przełączające PNP
1 wyjście przełączające PNP + 1 wyjście analogowe 4 do 20 mA1
1 wyjście przełączające PNP + 1 wyjście analogowe 0 do 20 mA1
1 wyjście przełączające PNP + 1 wyjście analogowe 0 do 10 V1
Schemat podłączenia przetwornika ciśnienia JUMO DELOS SI
Dzięki wbudowanemu tranzystorowi PNP czujnik ciśnienia JUMO DELOS SI podejmuje działanie, takie jak m.in. uruchomienie alarmu lub wyłączenie pompy, po przekroczeniu zadanego ciśnienia.
Żywność i farmacja
Systemy CIP/SIP
Budowa maszyn i systemów
Budowa systemów klimatyzacyjnych i chłodniczych
Bezpieczeństwo procesu
Higieniczna konstrukcja, z częściami mającymi kontakt z medium wykonanymi ze stali nierdzewnej.
System nie ma martwych stref, co zapobiega skażeniu mikrobiologicznemu i zapewnia maksymalne bezpieczeństwo procesu w procesach higienicznych.
Nieskomplikowany i oszczędzający czas
Oszczędność czasu dzięki łatwej, lokalnej konfiguracji przyrządu pomiarowego lub konfiguracji za pomocą bardziej wygodny program konfiguracyjny.
Elastyczność
Jeśli jesteś zainteresowany JUMO DELOS SI lub chcesz poznać pełną ofertę naszych przetworników ciśnienia – skontaktuj się z nami!
