Χρησιμοποιώντας τη δύναμη του τρανζίστορ 2N3904 για αποτελεσματικό σχεδιασμό κυκλώματος

Ο 2N3904 είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο τρανζίστορ που χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για διάφορες εφαρμογές.Για να το αξιοποιήσουμε καλύτερα, σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τη φυσική δομή του τρανζίστορ 2N3904, θα μάθουμε για τα μοντέλα αντικατάστασης, τα χαρακτηριστικά, τις τεχνικές παραμέτρους και τη διαμόρφωση των ακίδων, καθώς και την αρχή λειτουργίας και τις εφαρμογές του.

Το 2N3904 είναι ένα διακριτό τρανζίστορ ημιαγωγών κατάλληλο για εφαρμογές ενίσχυσης ή μεταγωγής χαμηλής ισχύος γενικής χρήσης.Είναι κατασκευασμένο από υλικό πυριτίου και έρχεται στο πακέτο TO-92.Οι περισσότεροι από τους φορείς φόρτισης σε τέτοια τρανζίστορ είναι ηλεκτρόνια, επομένως έχουν πάντα αρνητικό φορτίο.Η κατάσταση του μπορεί να αλλάξει από την αντίστροφη προκατάληψη για να προωθήσει την προκατάληψη σύμφωνα με μια μικρή τάση (όπως 0.7V) στο βασικό τερματικό για τη διεξαγωγή.

Αυτό το στοιχείο είναι προσαρμοσμένο για εφαρμογές χαμηλού ρεύματος, χαμηλής ισχύος και μέσης τάσης, προσφέροντας αξιόπιστες επιδόσεις σε μέτριες ταχύτητες.Χρησιμεύει ως συμπλήρωμα στο τρανζίστορ 2N3906, με τα δύο μοντέλα να έχουν εισαχθεί από την Motorola Semiconductor στα μέσα της δεκαετίας του 1960.Μπορεί να εκπληρώσει τους ρόλους τόσο ενός ενισχυτή όσο και ενός διακόπτη, ικανό να διαχειρίζεται μέχρι και 100mA του ρεύματος όταν χρησιμοποιείται ως διακόπτης και να επιτύχει μέγιστο εύρος ζώνης 100MHz όταν χρησιμοποιείται ως ενισχυτής.

• BC549

• BC639

• S8050

• 2N2222

• 2N3904rlrag

• 2N3904RL1G

• 2N4401

• 2N3055

Το τρανζίστορ 2N3904 κατασκευάζεται από τον Diotec Semiconductor.Η εταιρεία ιδρύθηκε το 1973 και εδρεύει στη Γερμανία με υποκατάστημα στη Σαγκάη.Η εταιρεία έχει πάνω από σαράντα χρόνια εμπειρίας στην Ε & Α της Διευθυντής και την Κατασκευή και δεσμεύεται να παρέχει στους πελάτες επαγγελματικά προϊόντα διόδου και ανορθωτή υψηλής ποιότητας.Τα κύρια προϊόντα της Diotec περιλαμβάνουν σωλήνες τηλεοράσεων, triodes, εξαιρετικά γρήγορες δίοδοι ανάκτησης, σωλήνες zener, γρήγορες δίοδοι ανάκτησης, δίοδοι Schottky, συνήθεις διόδους ανορθωτή και γεφυρές ανορθωτή κλπ.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει το σύμβολο, το αποτύπωμα και τη διαμόρφωση του PIN του τρανζίστορ 2N3904 αντίστοιχα.

PIN 1 (εκπομπός): Οι τρέχουσες αποχετεύσεις μέσω του εκπομπού

PIN 2 (Βάση): Ελέγχει την απόρριψη του τρανζίστορ

PIN 3 (COLLECTER): Οι τρέχουσες ροές μέσω του συλλέκτη

• Χαμηλός θόρυβος: Είναι κατάλληλο για εφαρμογές με υψηλότερες απαιτήσεις θορύβου, όπως ραδιόφωνα, ενισχυτές ήχου κ.λπ.

• Καλό κέρδος τάσης: Αυτός ο τύπος τρανζίστορ έχει εξαιρετικό κέρδος.Όταν ο συλλέκτης συνδέεται με τη βάση, το ρεύμα βάσης αυξάνεται σημαντικά.Αλλά όταν ο συλλέκτης συνδέεται με τον ακροδέκτη εδάφους, το ρεύμα βάσης μειώνεται σημαντικά.

• Χαμηλή τάση κορεσμού: Η τάση κορεσμού του 2N3904 είναι συνήθως χαμηλότερη από 0,2V.Αυτή η λειτουργία του επιτρέπει να παρουσιάζει χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας στα κυκλώματα μεταγωγής.

• Ενίσχυση υψηλού ρεύματος: Η ενίσχυση ρεύματος του είναι συνήθως μεταξύ 100 και 300, η ​​οποία μπορεί να ενισχύσει το σήμα εισόδου σε ένα μεγαλύτερο σήμα εξόδου.

Το τρανζίστορ 2N3904 αποτελείται από τρία επίπεδα υλικών ημιαγωγών, δηλαδή την περιοχή πομπού, την περιοχή βάσης και την περιοχή συλλέκτη.Η περιοχή πομπού είναι ένας ημιαγωγός τύπου Ν, η περιοχή βάσης είναι ένας ημιαγωγός τύπου Ρ και η περιοχή συλλέκτη είναι ημιαγωγός τύπου Ν.Ελλείψει οποιασδήποτε εξωτερικής τάσης, το 2N3904 βρίσκεται σε κλειστή κατάσταση και η διασταύρωση PN μεταξύ της περιοχής εκπομπού και της περιοχής βάσης είναι προκατειλημμένη προς τα εμπρός, εμποδίζοντας το ρεύμα να ρέει.Ωστόσο, όταν εφαρμόζεται μια κατάλληλη τάση στη βάση, αυτή η τάση θα προκαλέσει την τάση μεροληψίας προς τα εμπρός της διασταύρωσης PN στην περιοχή βάσης για να φτάσει στην τάση καταστροφής, προκαλώντας την επίτευξη της διασταύρωσης PN.Αυτή τη στιγμή, τα ηλεκτρόνια στην περιοχή βάσης θα εγχυθούν στην περιοχή του πομπού, σχηματίζοντας μια ροή ρεύματος.Ταυτόχρονα, η διασταύρωση PN στην περιοχή του συλλέκτη παραμένει αντίστροφη προκατειλημμένη, η οποία βοηθά στην πρόληψη του ρεύματος να ρέει μέσα από αυτό.

Οι παράμετροι ορίων είναι βασικά στοιχεία που περιγράφουν τις κατά προσέγγιση συνθήκες χρήσης ενός προϊόντος.Κατά το σχεδιασμό προϊόντων, συνήθως ορίζουμε κανονικές συνθήκες λειτουργίας και προσπαθούμε να μείνουμε μακριά από αυτές τις ακραίες παραμέτρους, επειδή ακόμη και η προσέγγιση αυτών των παραμέτρων μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής της συσκευής.Πρέπει να διασφαλίσουμε ότι τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται εντός συγκεκριμένων ορίων για την πρόληψη της υπερθέρμανσης ή της βλάβης.

• Γεννήτρια παλμών: Είναι ένα κοινό τρανζίστορ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σήματος παλμών.Σε χρονομετρητές και γεννήτριες συχνότητας, χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με άλλα εξαρτήματα για τη δημιουργία διαφόρων απαιτούμενων κυματομορφών παλμών.

• Διακόπτης: 2N3904 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης για τον έλεγχο μεγάλων φορτίων ρεύματος ή υψηλής τάσης.Σε ψηφιακά κυκλώματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή λογικών πύλων, καθώς και κυκλώματα ελέγχου διακόπτη.

• Τα κυκλώματα ρυθμιστή τάσης: 2N3904 μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα κυκλώματα ρυθμιστή τάσης για τη ρύθμιση της εξόδου τάσης μιας τροφοδοσίας.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στα κυκλώματα μεταγωγής των ρυθμιστικών ρυθμισμάτων για την αποτελεσματική μετατροπή των επιπέδων τάσης.

• Ενισχυτής: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχεδιασμό διαφόρων τύπων κυκλωμάτων ενίσχυσης, συμπεριλαμβανομένων των ενισχυτών κοινού εκπομπού, των ενισχυτών κοινής συλλογής και των ενισχυτών κοινής βάσης, για την ενίσχυση των ασθενών σημάτων που παράγονται από αισθητήρες για επακόλουθη επεξεργασία ή μέτρηση.

• Συλλέκτης: 2N3904 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οπαδός συλλέκτη μέσω του οποίου μπορεί να επιτευχθεί αντίσταση χαμηλής απόδοσης ώστε να επιτρέπεται η οδήγηση φορτίων όπως κινητήρες ή άλλες συσκευές υψηλού ρεύματος.

Πρώτον, επιλέγουμε τις κατάλληλες παραμέτρους τρανζίστορ που βασίζονται σε πραγματικές απαιτήσεις εφαρμογής, όπως η ενίσχυση ρεύματος, η τάση κορεσμού, το μέγιστο ρεύμα συλλέκτη και η μέγιστη τάση συλλέκτη-εκπομπού.Στο σχεδιασμό του κυκλώματος τοποθετούμε το τρανζίστορ 2N3904 στην κατάλληλη θέση και ορθολογικά διάταξη άλλων εξαρτημάτων για να βελτιστοποιήσουμε τη διαδρομή μετάδοσης σήματος και να μειώσουμε την απώλεια και παρεμβολές σήματος.

Το κύκλωμα μεροληψίας είναι μία από τις προϋποθέσεις για τη λειτουργία του τρανζίστορ.Ένα καλά σχεδιασμένο κύκλωμα προκατάληψης μπορεί να βελτιώσει την απόδοση και την αποτελεσματικότητα του τρανζίστορ.Μπορούμε να βελτιστοποιήσουμε το κύκλωμα προκατάληψης ρυθμίζοντας το μέγεθος της αντιστάσεως μεροληψίας και χρησιμοποιώντας μια σταθερή πηγή ρεύματος.

Στη συνέχεια, συνδέουμε το σήμα εισόδου στον ακροδέκτη βάσης του τρανζίστορ 2N3904 και διασφαλίζουμε ότι το εύρος πλάτους και συχνοτήτων του σήματος εισόδου πληροί τις προδιαγραφές του τρανζίστορ.

Στη συνέχεια συνδέουμε τον ακροδέκτη συλλέκτη του τρανζίστορ 2N3904 στο φορτίο που εξάγει το σήμα, διασφαλίζοντας ότι η σύνθετη αντίσταση του φορτίου ταιριάζει με την αντίσταση εξόδου του τρανζίστορ.

Και πάλι, παρέχουμε μια κατάλληλη τροφοδοσία DC για το τρανζίστορ 2N3904 για να διασφαλιστεί ότι η τάση λειτουργίας και το ρεύμα του πληρούν τις προδιαγραφές.

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού και των συνδέσεων του κυκλώματος, εκτελούμε δοκιμές και εντοπισμό σφαλμάτων για να διασφαλίσουμε ότι το τρανζίστορ 2N3904 μπορεί να λειτουργήσει σωστά στο κύκλωμα και να επιτύχει τους αναμενόμενους δείκτες απόδοσης.

Το 2N3904 είναι ένα εξαιρετικά δημοφιλές τρανζίστορ NPN που χρησιμοποιείται ως απλός ηλεκτρονικός διακόπτης ή ενισχυτής που μπορεί να χειριστεί 200 MA (απόλυτο μέγιστο) και συχνότητες τόσο υψηλές όσο 100 MHz όταν χρησιμοποιείται ως ενισχυτής.

Οι τύποι κεντρικού ημιαγωγού 2N3903 και 2N3904 είναι τρανζίστορ πυριτίνης NPN που έχουν σχεδιαστεί για ενισχυτές γενικού σκοπού και εφαρμογές μεταγωγής.

Το 2N3904 έχει τιμή κέρδους 300.Αυτή η τιμή καθορίζει την ικανότητα ενίσχυσης του τρανζίστορ.Η μέγιστη ποσότητα ρεύματος που θα μπορούσε να ρέει μέσω του πείρου συλλέκτη είναι 200mA, επομένως δεν μπορούμε να συνδέσουμε φορτία που καταναλώνουν περισσότερα από 200mA χρησιμοποιώντας αυτό το τρανζίστορ.

Το 2N3904 έχει τιμή κέρδους 300.Αυτή η τιμή καθορίζει την ικανότητα ενίσχυσης του τρανζίστορ.Η μέγιστη ποσότητα ρεύματος που θα μπορούσε να ρέει μέσω του πείρου συλλέκτη είναι 200mA, επομένως δεν μπορούμε να συνδέσουμε φορτία που καταναλώνουν περισσότερα από 200mA χρησιμοποιώντας αυτό το τρανζίστορ.

Το τρανζίστορ 2N3904 είναι ένα επιταξιακό επίπεδα και διακόπτης επιθετικού πυριτίου.Το χρήσιμο δυναμικό εύρος εκτείνεται σε 100 mA ως διακόπτη και σε 100 MHz ως ενισχυτή.