استفاده از قدرت ترانزیستور 2N3904 برای طراحی مدار مؤثر

در 2N3904 ترانزیستور متداول است که به طور گسترده در مدارهای الکترونیکی برای انواع برنامه ها استفاده می شود.برای استفاده بهتر از آن ، در این مقاله ، ساختار فیزیکی ترانزیستور 2N3904 را بررسی خواهیم کرد ، در مورد مدل های جایگزینی ، ویژگی ها ، پارامترهای فنی و پیکربندی PIN و همچنین اصل کار و برنامه های آن اطلاعات کسب خواهیم کرد.

2N3904 یک ترانزیستور نیمه هادی گسسته مناسب برای تقویت یا برنامه های سوئیچینگ کم مصرف است.این ماده از مواد سیلیکونی ساخته شده و به بسته 92 می رسد.بسیاری از حامل های بار در چنین ترانزیستورها الکترون هستند ، بنابراین همیشه بار منفی دارند.حالت آن می تواند از تعصب معکوس به سوگیری با توجه به ولتاژ کوچک (مانند 0.7 ولت) در ترمینال پایه تغییر کند.

این مؤلفه برای برنامه های کم ، کم مصرف و ولتاژ متوسط ​​تنظیم شده است و عملکرد قابل اعتماد را با سرعت متوسط ​​ارائه می دهد.این برنامه به عنوان مکمل ترانزیستور 2N3906 عمل می کند که هر دو مدل توسط نیمه هادی موتورولا در اواسط دهه 1960 معرفی شده اند.این می تواند نقش های تقویت کننده و یک سوئیچ را انجام دهد ، قادر به مدیریت حداکثر 100 میلی آمپر جریان در هنگام استفاده به عنوان سوئیچ و دستیابی به پهنای باند حداکثر 100 مگاهرتز در هنگام استفاده به عنوان تقویت کننده است.

• BC549

• BC639

• S8050

• 2N2222

• 2N3904rlrag

• 2N3904RL1G

• 2N4401

• 233055

ترانزیستور 2N3904 توسط نیمه هادی Diotec تولید می شود.این شرکت در سال 1973 تأسیس شد و با شعبه ای در شانگهای در آلمان مستقر است.این شرکت بیش از چهل سال تجربه در زمینه دیود تحقیق و توسعه و تولید دارد و متعهد به ارائه محصولات دیود و یکسو کننده حرفه ای و با کیفیت بالا است.محصولات اصلی Diotec شامل لوله های تلویزیون ، سه گانه ، دیودهای بازیابی فوق العاده سریع ، لوله های زنر ، دیودهای بازیابی سریع ، دیودهای شوتکی ، دیودهای یکسو کننده معمولی و پل های یکسو کننده و غیره است.

شکل زیر به ترتیب نماد ، ردپای و پیکربندی PIN ترانزیستور 2N3904 را نشان می دهد.

پین 1 (emitter): جریان از طریق emitter تخلیه می شود

پین 2 (پایه): تعصب ترانزیستور را کنترل می کند

پین 3 (جمع کننده): جریان جریان از طریق جمع کننده

• سر و صدای کم: برای برنامه های دارای نیازهای سر و صدای بالاتر مانند رادیو ، تقویت کننده صوتی و غیره مناسب است.

• افزایش ولتاژ خوب: این نوع ترانزیستور سود بسیار خوبی دارد.هنگامی که جمع کننده به پایه وصل می شود ، جریان پایه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.اما هنگامی که جمع کننده به ترمینال زمین وصل می شود ، جریان پایه به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

• ولتاژ اشباع کم: ولتاژ اشباع 2N3904 معمولاً پایین تر از 0.2 ولت است.این ویژگی به آن اجازه می دهد تا مصرف انرژی کمتری را در مدارهای تعویض نشان دهد.

• تقویت جریان بالا: تقویت جریان آن معمولاً بین 100 تا 300 است که می تواند سیگنال ورودی را به یک سیگنال خروجی بزرگتر تقویت کند.

ترانزیستور 2N3904 از سه سطح از مواد نیمه هادی تشکیل شده است ، یعنی منطقه امیتر ، ناحیه پایه و منطقه جمع کننده.منطقه Emitter یک نیمه هادی از نوع N است ، منطقه پایه یک نیمه هادی از نوع P است ، و منطقه جمع کننده یک نیمه هادی از نوع N است.در صورت عدم وجود ولتاژ خارجی ، 2N3904 در حالت بسته قرار دارد و محل اتصال PN بین منطقه امیتر و منطقه پایه مغرضانه است و از جریان جریان جلوگیری می کند.با این حال ، هنگامی که یک ولتاژ مناسب برای پایه اعمال می شود ، این ولتاژ باعث ولتاژ تعصب رو به جلو محل اتصال PN در منطقه پایه می شود تا به ولتاژ تخریب برسد و باعث می شود که اتصال PN هدایت شود.در این زمان ، الکترونهای موجود در منطقه پایه به منطقه امیتر تزریق می شوند و جریان جریان را تشکیل می دهند.در عین حال ، محل اتصال PN در منطقه جمع کننده با تعصب معکوس باقی مانده است ، که به جلوگیری از جریان جریان از طریق آن کمک می کند.

پارامترهای محدود عناصر اصلی هستند که شرایط استفاده تقریبی یک محصول را توصیف می کنند.هنگام طراحی محصولات ، ما معمولاً شرایط عملیاتی عادی را تعیین می کنیم و سعی می کنیم از این پارامترهای شدید دور بمانیم زیرا حتی نزدیک شدن به این پارامترها ممکن است عمر دستگاه را کاهش دهد.ما باید اطمینان حاصل کنیم که ترانزیستورها در محدوده مشخصی برای جلوگیری از گرمای بیش از حد یا آسیب استفاده می شوند.

• ژنراتور پالس: این یک ترانزیستور رایج است که می تواند برای تولید سیگنال های پالس استفاده شود.در تایمرها و ژنراتورهای فرکانس ، اغلب در رابطه با سایر مؤلفه ها برای تولید شکل های مختلف موج پالس مورد نیاز استفاده می شود.

• سوئیچ: 2N3904 همچنین می تواند به عنوان سوئیچ برای کنترل بارهای ولتاژ جریان بزرگ یا زیاد استفاده شود.در مدارهای دیجیتال می توان در ساخت دروازه های منطق و همچنین مدارهای کنترل سوئیچ استفاده کرد.

• مدارهای تنظیم کننده ولتاژ: 2N3904 می تواند در مدارهای تنظیم کننده ولتاژ برای تنظیم بازده ولتاژ یک منبع تغذیه استفاده شود.همچنین می تواند در سوئیچینگ مدارهای تنظیم کننده برای تبدیل سطح ولتاژ به طور مؤثر استفاده شود.

• آمپلی فایر: می توان از آن برای طراحی انواع مختلف مدارهای تقویت ، از جمله تقویت کننده های امیتر مشترک ، تقویت کننده های جمع کننده مشترک و آمپلی فایرهای پایه مشترک استفاده کرد تا سیگنال های ضعیف تولید شده توسط سنسورها برای پردازش یا اندازه گیری بعدی را تقویت کند.

• پیروان جمع کننده: 2N3904 می تواند به عنوان دنبال کننده جمع کننده استفاده شود که از طریق آن می توان امپدانس تولیدی کم به دست آورد تا بارهای رانندگی مانند موتورها یا سایر دستگاه های جریان بالا را فعال کند.

ابتدا پارامترهای ترانزیستور مناسب را بر اساس الزامات واقعی برنامه ، مانند تقویت جریان ، ولتاژ اشباع ، حداکثر جریان جمع کننده و ولتاژ حداکثر جمع کننده-امیتر انتخاب می کنیم.در طراحی مدار ، ترانزیستور 2N3904 را در موقعیت مناسب قرار می دهیم و به طور عقلانی از اجزای دیگر برای بهینه سازی مسیر انتقال سیگنال و کاهش از بین رفتن سیگنال و تداخل استفاده می کنیم.

مدار تعصب یکی از پیش نیازهای عملکرد ترانزیستور است.یک مدار تعصب به خوبی طراحی شده می تواند عملکرد و کارآیی ترانزیستور را بهبود بخشد.ما می توانیم با تنظیم اندازه مقاومت تعصب و استفاده از یک منبع جریان ثابت ، مدار تعصب را بهینه کنیم.

در مرحله بعد ، ما سیگنال ورودی را به پین ​​پایه ترانزیستور 2N3904 وصل می کنیم و اطمینان حاصل می کنیم که دامنه و دامنه سیگنال ورودی مشخصات ترانزیستور را برآورده می کند.

سپس پین جمع کننده ترانزیستور 2N3904 را به بار که سیگنال را خروجی می کند ، وصل می کنیم و اطمینان می دهیم که امپدانس بار با امپدانس خروجی ترانزیستور مطابقت دارد.

مجدداً ، ما یک منبع تغذیه DC مناسب برای ترانزیستور 2N3904 ارائه می دهیم تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ و جریان آن مشخصات آن را برآورده می کند.

پس از تکمیل طراحی مدار و اتصالات ، ما آزمایش و اشکال زدایی را انجام می دهیم تا اطمینان حاصل شود که ترانزیستور 2N3904 می تواند به درستی در مدار کار کند و به شاخص های عملکرد مورد انتظار برسد.

2N3904 یک ترانزیستور NPN بسیار محبوب است که به عنوان یک سوئیچ یا تقویت کننده الکترونیکی ساده استفاده می شود که می تواند 200 میلی آمپر (حداکثر مطلق) و فرکانس های خود را به اندازه 100 مگاهرتز در هنگام استفاده به عنوان تقویت کننده کنترل کند.

انواع نیمه هادی مرکزی 2N3903 و 2N3904 ترانزیستورهای سیلیکون NPN هستند که برای تقویت کننده با هدف عمومی و برنامه های تعویض طراحی شده اند.

2N3904 دارای ارزش 300 است.این مقدار ظرفیت تقویت ترانزیستور را تعیین می کند.حداکثر مقدار جریان که می تواند از طریق پین جمع کننده جریان یابد 200 میلی آمپر است ، از این رو ما نمی توانیم بارهای مصرف بیش از 200 میلی آمپر را با استفاده از این ترانزیستور وصل کنیم.

2N3904 دارای ارزش 300 است.این مقدار ظرفیت تقویت ترانزیستور را تعیین می کند.حداکثر مقدار جریان که می تواند از طریق پین جمع کننده جریان یابد 200 میلی آمپر است ، از این رو ما نمی توانیم بارهای مصرف بیش از 200 میلی آمپر را با استفاده از این ترانزیستور وصل کنیم.

ترانزیستور 2N3904 یک تقویت کننده و سوئیچ با هدف عمومی NPN مسطح سیلیکون است.دامنه پویا مفید تا 100 میلی آمپر به عنوان سوئیچ و به عنوان یک تقویت کننده به 100 مگاهرتز گسترش می یابد.