一、PNP晶體管概述

PNP晶體管是一種雙極性晶體管，用于電子電路中放大、開(kāi)關(guān)和控制電流的器件。與NPN晶體管相對(duì)應(yīng)，PNP晶體管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于其三個(gè)不同的半導(dǎo)體區(qū)域：正極(P型)、負(fù)極(N型)、正極(P型)。這種結(jié)構(gòu)使得PNP晶體管在電流流動(dòng)方向和電荷類型上與NPN晶體管有所不同，但其工作原理基本相同。

PNP晶體管的“PNP”代表了其結(jié)構(gòu)中的三個(gè)不同的半導(dǎo)體區(qū)域：正極(P型)、負(fù)極(N型)、正極(P型)。正極區(qū)域富含正電荷，通常由硅(Si)等材料制成，并被稱為“基區(qū)”或“底區(qū)”。負(fù)極區(qū)域富含負(fù)電荷，同樣由硅等材料制成，被稱為“發(fā)射區(qū)”。第二個(gè)正極區(qū)域再次富含正電荷，被稱為“集電區(qū)”。

當(dāng)在基區(qū)施加一個(gè)正電壓時(shí)，它吸引電子從發(fā)射區(qū)流向基區(qū)，使PNP晶體管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。電子在基區(qū)重新組合并流入集電區(qū)，從而形成電流路徑。當(dāng)施加一個(gè)電壓到集電區(qū)，電流流出晶體管，控制電流的大小可以通過(guò)控制基區(qū)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。

二、PNP 晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)

PNP 晶體管的結(jié)構(gòu)與 NPN 晶體管類似。在NPN晶體管中，P型半導(dǎo)體夾在兩個(gè)N型半導(dǎo)體之間。在PNP晶體管中，N型半導(dǎo)體夾在兩個(gè)P型半導(dǎo)體之間。

PNP晶體管的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

PNP晶體管基本圖

PNP晶體管的構(gòu)造

在P型半導(dǎo)體中，大多數(shù)載流子是空穴。因此，在PNP晶體管中，電流的形成是由于空穴的移動(dòng)所致。

中間的 N 型層是基極 (B)。左側(cè) P 型層是發(fā)射極端子 (E)，右側(cè) P 型層是集電極端子 (C)。

與基極(N 型)層相比，發(fā)射極和集電極(P 型)層的摻雜程度較高。因此，兩個(gè)結(jié)處的耗盡區(qū)更多地向基極層滲透。發(fā)射極和集電極層的面積比基礎(chǔ)層更大。

在N型半導(dǎo)體中，有大量的自由電子。但是，中間層的寬度非常小并且是輕摻雜的。因此基極區(qū)域中存在的自由電子明顯較少。

PNP晶體管的符號(hào)如下圖所示。箭頭顯示電流將通過(guò)發(fā)射極流向集電極。

PNP晶體管的符號(hào)

三、PNP晶體管的測(cè)試方法

測(cè)試PNP晶體管的方法有多種，下面將詳細(xì)介紹兩種常用的方法。

1、使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試

(1)確認(rèn)基極

首先，將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)苤?a target="_blank">二極管檔，紅表筆固定任接某個(gè)引腳，用黑表筆依次接觸另外兩個(gè)引腳。如果兩次顯示值均小于1V或都顯示溢出符號(hào)“1”，則紅表筆所接的引腳就是基極B。

(2)判定晶體管類型

確認(rèn)基極B之后，將紅表筆接基極B，用黑表筆先后接觸其他兩個(gè)引腳。如果都顯示0.500～0.800V，則被測(cè)管屬于NPN型;若兩次都顯示溢出符號(hào)“1”，則表明被測(cè)管屬于PNP管。

(3)測(cè)試引腳功能

對(duì)于PNP晶體管，將萬(wàn)用表的正極(紅色)探頭保持在晶體管的LEFT引腳上，負(fù)極(黑色)探頭保持在MIDDLE引腳上，讀取讀數(shù)。然后將正極(紅色)探頭保持在晶體管的RIGHT引腳上，再次讀取讀數(shù)。比較兩個(gè)讀數(shù)時(shí)，獲得較高讀數(shù)的pn結(jié)是基極-發(fā)射極結(jié)，而獲得較低值的pn結(jié)是集電極-基極結(jié)。

2、使用晶體管圖示儀測(cè)試

(1)設(shè)置儀器

使用晶體管圖示儀時(shí)，首先需要根據(jù)被測(cè)晶體管的型號(hào)和參數(shù)設(shè)置儀器的初始位置。例如，測(cè)試PNP型管子時(shí)，應(yīng)將開(kāi)關(guān)放在負(fù)的位置。同時(shí)，調(diào)整集電極掃描的全部旋鈕到需要的范圍，以及X軸和Y軸的靈敏度等。

(2)測(cè)試過(guò)程

將晶體管的引腳連接到圖示儀的相應(yīng)接口上，開(kāi)始測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，可以觀察到晶體管的特性曲線，并根據(jù)曲線判斷晶體管的工作狀態(tài)。

(3)注意事項(xiàng)

在測(cè)試過(guò)程中，需要注意晶體管的溫度、功耗等參數(shù)，避免超過(guò)其極限值而損壞晶體管。同時(shí)，測(cè)試結(jié)束后應(yīng)將儀器復(fù)位，并妥善保管。

PNP晶體管作為一種重要的電子器件，在電子電路中發(fā)揮著放大、開(kāi)關(guān)和控制電流的重要作用。通過(guò)了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，以及掌握正確的測(cè)試方法，我們可以更好地使用和維護(hù)PNP晶體管，確保電子電路的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我們相信會(huì)有更多新型的電子器件和技術(shù)出現(xiàn)，為電子行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

四、晶體管測(cè)試儀電路圖

1、采用555定時(shí)器IC的晶體管測(cè)試儀電路圖

該晶體管測(cè)試電路采用555定時(shí)器IC，適用于測(cè)試PNP和NPN晶體管。與其他晶體管測(cè)試儀相比，該電路很簡(jiǎn)單，因此對(duì)于技術(shù)人員和學(xué)生都很有用。它可以輕松地構(gòu)建在通用 PCB上。為了開(kāi)發(fā)該電路，使用了電阻器、二極管、LED 和 NE5555 等基本電子元件。通過(guò)使用該電路，可以檢查不同的故障——例如了解晶體管的狀況是否良好、開(kāi)路或短路等。 NE 555 定時(shí)器 IC 是一款多諧振蕩器，具有三種工作模式：非穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)。此外，該電路可以通過(guò)電池長(zhǎng)時(shí)間工作。

該晶體管測(cè)試電路的工作頻率為 2Hz。輸出引腳3使晶體管測(cè)試電路具有正電壓，然后具有非零電壓。在該電路的另一端，在大約 4.5V 的中點(diǎn)連接一個(gè)分壓器，結(jié)果如下：

當(dāng)沒(méi)有晶體管連接到測(cè)試儀時(shí)，綠色和紅色 LED 交替閃爍。當(dāng)晶體管放置在測(cè)試引線上時(shí)，兩個(gè) LED 都會(huì)閃爍。如果只有一個(gè) LED 閃爍，則晶體管狀況良好。如果電壓僅在一個(gè)方向，則會(huì)在 LED 對(duì)之間產(chǎn)生短路。如果沒(méi)有一個(gè)LED 閃爍，則晶體管將短路，如果兩個(gè) LED 都閃爍，則晶體管將開(kāi)路。

2、基于 LED 的晶體管測(cè)試儀電路圖

以上是一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管測(cè)試儀電路;其中Quad2輸入CMOS、與非門IC、CD4011B是電路的核心。在此電路中，我們使用兩個(gè) LED 來(lái)顯示狀態(tài)。通過(guò)使用該電路，我們可以測(cè)試 PNP 和 NPN 晶體管。在 IC 內(nèi)部，四個(gè) NAND 門中僅使用了三個(gè)門。這些門通過(guò)短接其輸入端子來(lái)用作非門。這里，電阻器R1、電容器C1、柵極U1a和U1b構(gòu)成方波振蕩器。該振蕩器的頻率通過(guò)電阻器 R1 進(jìn)行調(diào)整，并且振蕩器的輸出通過(guò)門 U1c 進(jìn)行反相。反相和同相振蕩器輸出通過(guò)電阻器 R2 和 R3 連接到被測(cè)晶體管的基極。

在測(cè)試中，發(fā)光二極管的狀態(tài)指示晶體管的狀況。如果紅色 LED 亮起，則表明 NPN 晶體管良好。如果綠色 LED 亮起，則表明 PNP 晶體管良好。如果兩個(gè) LED 都亮起，則表明被測(cè)晶體管短路。如果兩個(gè) LED 均熄滅，則表明被測(cè)晶體管開(kāi)路或損壞。

因此，這就是晶體管測(cè)試儀電路和數(shù)字萬(wàn)用表的全部?jī)?nèi)容。晶體管測(cè)試儀具有必要的開(kāi)關(guān)和控件，用于進(jìn)行正確的電流、電壓和信號(hào)設(shè)置。此外，這些晶體管測(cè)試儀旨在檢查固態(tài)二極管。還有用于檢查高晶體管和整流器的首選測(cè)試儀。

大多數(shù)電路都是用晶體管設(shè)計(jì)的，并且許多電路和原型中使用了不同參數(shù)的晶體管。如果您調(diào)試電路以發(fā)現(xiàn)故障，在大多數(shù)情況下您必須檢查晶體管狀況，同樣，最好在電路中測(cè)試和實(shí)現(xiàn)晶體管。

3、使用555定時(shí)器的晶體管測(cè)試儀電路

這里是一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管測(cè)試電路，使用555定時(shí)器設(shè)計(jì)來(lái)測(cè)試所有類型的晶體管，該原理圖有一個(gè)LED指示燈，如果晶體管工作良好，它會(huì)閃爍，如果晶體管開(kāi)路或不工作，它會(huì)保持關(guān)閉狀態(tài)。

這里使用555定時(shí)器的晶體管測(cè)試電路作為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路，并根據(jù)定時(shí)電阻和定時(shí)電容值產(chǎn)生方波脈沖輸出。該電路的輸出連接到T2測(cè)試點(diǎn)，正電源通過(guò)R4電阻和LED連接到T1測(cè)試點(diǎn)，負(fù)電源連接到T3測(cè)試點(diǎn)。

我們知道每個(gè)晶體管都充當(dāng)開(kāi)關(guān)，這里將 NPN 或 PNP 晶體管放置在測(cè)試點(diǎn)，然后來(lái)自非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出脈沖驅(qū)動(dòng)測(cè)試晶體管的基極，使測(cè)試晶體管重復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉，因此 LED 開(kāi)始閃爍，如果是這樣，則它可以被認(rèn)為是一個(gè)工作晶體管。如果測(cè)試晶體管打開(kāi)或不工作，則 LED 保持關(guān)閉狀態(tài)。

在測(cè)試未知晶體管之前，使用已知良好的晶體管(NPN 和 PNP)測(cè)試電路。將正確的引腳放置在測(cè)試點(diǎn)中，并檢查晶體管數(shù)據(jù)表以了解準(zhǔn)確的引腳配置。

4、簡(jiǎn)單的晶體管測(cè)試儀電路圖

電子產(chǎn)品中最常用的元件是晶體管，但它總是出現(xiàn)故障。您必須通過(guò)萬(wàn)用表檢查晶體管的工作情況。通過(guò)一個(gè)又一個(gè)的終端測(cè)試，這可能非常耗時(shí)。這些萬(wàn)用表和晶體管測(cè)試儀的理解和設(shè)計(jì)都很復(fù)雜。但在本教程中，我們將制作一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管測(cè)試電路，可以測(cè)試 PNP 和 NPN 晶體管。

該電路制作簡(jiǎn)單，測(cè)試晶體管非常方便。它通過(guò)兩個(gè)不同的 LED 指示晶體管的工作情況。一種用于 NPN 晶體管，另一種用于 PNP 晶體管。

如您所知，晶體管有三個(gè)端子：基極、發(fā)射極和集電極。為了將晶體管與該電路連接，我們?cè)陔娐穲D中標(biāo)記了三個(gè)點(diǎn)，如您所見(jiàn)。將晶體管引線放置在正確的方向非常重要。晶體管發(fā)射極與電路發(fā)射極，其中 (E) 被標(biāo)記。晶體管基極與電路基極（其中標(biāo)記為（B））和晶體管集電極與電路集電極標(biāo)記為C。如果不將它們與各自的點(diǎn)連接，則該電路將無(wú)法給出準(zhǔn)確的結(jié)果。

來(lái)自主電源的 230V 交流電通過(guò)變壓器降壓至工作所需的電壓（6 伏）。該電路中使用不同的電阻器作為被檢查晶體管的限流器。旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) S1 用于為晶體管選擇正確的基極電阻。我們?cè)诖穗娐分惺褂脙蓚€(gè) LED。 NPN 晶體管為綠色 LED，PNP 晶體管為紅色 LED。

每個(gè) LED 均連接一個(gè)電阻以限制基極電流。當(dāng) NPN 晶體管正常工作時(shí)，綠色 LED 會(huì)亮起；當(dāng) PNP 晶體管正常工作時(shí)，紅色 LED 會(huì)亮起。