Využití síly tranzistoru 2N3904 pro efektivní návrh obvodu

The 2N3904 je běžně používaný tranzistor, který se široce používá v elektronických obvodech pro různé aplikace.Abychom to lépe využili, v tomto článku prozkoumáme fyzickou strukturu tranzistoru 2N3904, dozvíme se o jeho náhradních modelech, funkcích, technických parametrech a konfiguraci PIN, jakož i jeho pracovní princip a aplikace.

2N3904 je diskrétní polovodičový tranzistor vhodný pro obecné amplifikační nebo přepínací aplikace s nízkým výkonem.Je vyroben z křemíkového materiálu a přichází v balíčku na 92.Většina nosičů náboje v takových tranzistorech jsou elektrony, takže vždy mají záporný náboj.Jeho stav se může změnit z reverzního zkreslení na předpětí dopředu podle malého napětí (například 0,7 V) na základním terminálu.

Tato komponenta je přizpůsobena pro nízký proud, nízký výkon a střední napětí a nabízí spolehlivý výkon při mírných rychlostech.Slouží jako doplněk k tranzistoru 2N3906, přičemž oba modely byly zavedeny společností Motorola Semiconductor v polovině šedesátých let.Může plnit role zesilovače a spínače, které je schopno zvládnout až 100 mA proudu, když je použit jako spínač a dosáhnout maximální šířky pásma 100 MHz, když se používá jako zesilovač.

• BC549

• BC639

• S8050

• • 2N2222

• • 2N3904rlrag

• • 2N3904RL1G

• • 2N4401

• • 2N3055

Tranzistor 2N3904 je vyráběn společností Diotec Semiconductor.Společnost byla založena v roce 1973 a sídlí v Německu s pobočkou v Šanghaji.Společnost má více než čtyřicet let zkušeností s diodovým výzkumem a vývojem a výrobou a je odhodlána poskytovat zákazníkům profesionální, vysoce kvalitní produkty dioda a usměrňovače.Mezi hlavní produkty společnosti Diotec patří trubky TVS, triody, ultra rychlé regenerační diody, zenerové zkumavky, diody rychlého zotavení, diody Schottky, běžné diody usměrňovačů a můstky usměrňovače atd.

Následující obrázek ukazuje konfiguraci symbolu, stopy a kolíku tranzistoru 2N3904.

PIN 1 (EMITTER): Aktuální odtok přes emitor

PIN 2 (BASE): Řídí zkreslení tranzistoru

PIN 3 (sběratel): Aktuální toky přes sběratel

• Nízký šum: Je vhodný pro aplikace s vyššími požadavky na hluk, jako jsou rádia, zvukové zesilovače atd.

• Dobrý zisk napětí: Tento typ tranzistoru má vynikající zisk.Když je kolektor připojen k základně, základní proud se výrazně zvyšuje.Ale když je kolektor připojen k pozemnímu terminálu, základní proud je výrazně snížen.

• Nízké nasycené napětí: Saturační napětí 2N3904 je obvykle nižší než 0,2 V.Tato funkce jí umožňuje vykazovat nižší spotřebu energie v přepínacích obvodech.

• Amplifikace vysokého proudu: Jeho současná amplifikace je obvykle mezi 100 a 300, což může zesílit vstupní signál k většímu výstupnímu signálu.

Tranzistor 2N3904 se skládá ze tří úrovní polovodičových materiálů, konkrétně emitorové oblasti, základní oblasti a sběratelské oblasti.Emitorový oblast je polovodič typu N, základní oblast je polovodič typu p a kolektor je polovodič typu N.Při absenci jakéhokoli vnějšího napětí je 2N3904 v uzavřeném stavu a PN spojení mezi emitorovou oblastí a základní oblastí je dopředu zkreslená, což brání proudění proudu.Pokud je však na základnu naneseno vhodné napětí, toto napětí způsobí, že dopředné zkreslení napětí PN křižovatky v základní oblasti dosáhne destrukčního napětí, což způsobí, že se PN křižovatka stane vodivým.V této době budou elektrony v základní oblasti vstříknuty do oblasti emitoru a vytvoří proudový tok.Současně zůstává křižovatka PN v oblasti kolektoru vzad zkreslená, což pomáhá zabránit tomu, aby proud proudil skrz něj.

Limitní parametry jsou klíčové prvky, které popisují přibližné podmínky využití produktu.Při navrhování produktů obvykle nastavujeme normální provozní podmínky a snažíme se vyhýbat se těmto extrémním parametrům, protože i blížící se těmto parametrům může snížit životnost zařízení.Musíme zajistit, aby tranzistory byly použity v rámci stanovených limitů, aby se zabránilo přehřátí nebo poškození.

• Generátor pulsu: Je to běžný tranzistor, který lze použít ke generování signálů pulzů.U generátorů časovačů a frekvence se často používá ve spojení s jinými komponenty k generování různých požadovaných průběhů pulsu.

• Přepínač: 2N3904 lze také použít jako přepínač pro řízení zatížení velkého proudu nebo s vysokým napětím.V digitálních obvodech může být použit při konstrukci logických bran, jakož i řídicích obvodů přepínačů.

• Obvody regulátoru napětí: 2N3904 lze použít v obvodech regulátoru napětí k regulaci napěťového výkonu napájení.Může být také použit při přepínání regulátorových obvodů k efektivnímu převodu úrovní napětí.

• Zesilovač: Lze jej použít k návrhu různých typů amplifikačních obvodů, včetně zesilovačů společného emiteru, zesilovače společných kolektorů a zesilovačů běžné základny, pro zesílení slabých signálů generovaných senzory pro následné zpracování nebo měření.

• Sběratelský sledovač: 2N3904 lze použít jako kolektor sledovač, kterým lze dosáhnout nízkého výkonu impedance, aby se umožnila hnací zatížení, jako jsou motory nebo jiné zařízení s vysokým proudem.

Nejprve vybereme vhodné parametry tranzistoru založené na skutečných požadavcích na aplikaci, jako je proudové zesílení, nasycené napětí, maximální proud sběratele a maximální napětí sběratele-emiter.V návrhu obvodu umístíme tranzistor 2N3904 do vhodné polohy a racionálně rozložení ostatních komponent, abychom optimalizovali cestu přenosu signálu a snížili ztrátu a rušení signálu.

Obvod zkreslení je jedním z předpokladů provozu tranzistoru.Dobře navržený obvod zkreslení může zlepšit výkon a účinnost tranzistoru.Můžeme optimalizovat obvod zkreslení nastavením velikosti rezistoru zkreslení a pomocí zdroje konstantního proudu.

Dále připojíme vstupní signál k základnímu kolíku tranzistoru 2N3904 a zajistíme, aby amplituda a frekvenční rozsah vstupního signálu splňoval specifikace tranzistoru.

Poté připojíme kolektor kolíku tranzistoru 2N3904 k zátěži, která vydává signál, a ujistěte se, že impedance zátěže odpovídá výstupní impedanci tranzistoru.

Opět poskytujeme vhodné DC napájení pro tranzistor 2N3904, abychom zajistili, že jeho provozní napětí a proud splňuje specifikace.

Po dokončení návrhu obvodu a připojení provádíme testování a ladění, abychom zajistili, že tranzistor 2N3904 může správně fungovat v obvodu a dosáhnout očekávaných ukazatelů výkonu.

2N3904 je extrémně oblíbený tranzistor NPN, který se používá jako jednoduchý elektronický spínač nebo zesilovač, který dokáže zvládnout 200 Ma (absolutní maximum) a frekvence až 100 MHz, když se používá jako zesilovač.

Střední typy polovodičů 2N3903 a 2N3904 jsou silikonové tranzistory NPN určené pro obecné a přepínací aplikace.

2N3904 má hodnotu zisku 300;Tato hodnota určuje amplifikační kapacitu tranzistoru.Maximální množství proudu, který by mohl protékat kolektorem, je 200 mA, a proto nemůžeme spojit zatížení, která konzumují více než 200 mA pomocí tohoto tranzistoru.

2N3904 má hodnotu zisku 300;Tato hodnota určuje amplifikační kapacitu tranzistoru.Maximální množství proudu, který by mohl protékat kolektorem, je 200 mA, a proto nemůžeme spojit zatížení, která konzumují více než 200 mA pomocí tohoto tranzistoru.

Tranzistor 2N3904 je silikonový epitaxiální rovinný zesilovač a přepínač generálního účelu.Užitečný dynamický rozsah se rozšiřuje na 100 mA jako spínač a na 100 MHz jako zesilovač.