Spis treści:
Tranzystor bipolarny 2N3904 jest jednym z najbardziej popularnych i powszechnie stosowanych tranzystorów NPN. W tym artykule przyjrzymy się charakterystyce technicznej tego elementu i jego przykładowym aplikacjom w elektronice!
Tranzystor NPN 2N3904 - parametry charakterystyczne
2N3904 jest tranzystorem bipolarnym o typie przewodnictwa NPN – oznacza to, że prąd płynie od emitera do kolektora, gdy na bazę podane jest odpowiednie napięcie progowe. Jest to tranzystor małej mocy, ale ma stosunkowo wysoki współczynnik wzmocnienia prądowego (hFE), który zazwyczaj wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset. Dopuszczalne napięcie kolektor-emiter (Vceo) wynosi około 40V, co oznacza, że tranzystor 2N3904 może przełączać napięcia tego poziomu. Podobnie dopuszczalne napięcie kolektor-baza (Vcb) wynosi również około 40V. Natomiast maksymalne napięcie emiter-baza (Veb) wynosi około 6V. Tranzystor 2N3904 może przewodzić ciągły prąd kolektora (Ic) do 200mA. Prąd bazy (Ib) jest proporcjonalny do prądu kolektorowego i jest ustalany przez współczynnik wzmocnienia prądowego. 2N3904 jest dostępny w różnych obudowach, takich jak TO-92 (montaż THT), SOT-23 (montaż SMD) i innych.
Zastosowania tranzystora 2N3904 w elektronice
Tranzystor 2N3904 choć jest komponentem sygnałowym małej mocy, to jego zastosowania są szerokie i obejmują m.in. wzmacniacze małej mocy, przełączniki elektroniczne, detektory, regulatory napięcia, zabezpieczenia elektroniczne, a także generatory szumu. Przy projektowaniu układów elektronicznych z tranzystorami, ważne jest zapoznanie się z dokładnymi parametrami dostępnymi w arkuszach danych, w tym parametrami elektrycznymi, charakterystykami prądowymi i napięciowymi oraz charakterystykami częstotliwościowymi. Tranzystor 2N3904 jest często stosowany ze względu na swoją wszechstronność, dostępność, niski koszt zakupu i dobre parametry elektryczne, co sprawia, że jest to popularny wybór w wielu aplikacjach elektronicznych.
Testowanie tranzystora bipolarnego
Aby sprawdzić tranzystor bipolarny typu NPN multimetrem, można użyć trybu testowania diody w multimetrze. Należy wyłączyć zasilanie w układzie badanym i upewnić się, że tranzystor jest odłączony od jakiejkolwiek obwodu zasilania pod napięciem. Ustawiamy multimetr w tryb testu diody i identyfikujemy złącza tranzystora. Tranzystor NPN ma trzy złącza: emiter (E), baza (B) i kolektor (C). Multimetr używany tutaj tak, aby mógł zmierzyć napięcie na dwóch dowolnych złączach tranzystora. W trybie diodowym, multimetr zasila tranzystor niewielkim napięciem i pomaga zidentyfikować diody wbudowane w tranzystorze.
Sondę czerwoną multimetru łączymy z bazą (B) tranzystora. Przytrzymując sondę czarną, sprawdzamy połączenie między bazą (B) a emiterem (E). Napięcie spadnie na ,,diodzie” baza-emiter. Następnie, przytrzymując sondę czerwoną na bazie tranzystora, przykładamy sondę czarną do kolektora. Na złączu baza-kolektor, również spadek napięcia powinien być podobny jak na złączu baza-emiter, sprawdzanym w identyczny sposób.
Przełączanie i sterowanie za pomocą tranzystora 2N3904
Tranzystor bipolarny NPN, tak jak 2N3904, może być używany w różnych układach, w tym w filtrach częstotliwościowych. W filtrze górno- i dolnoprzepustowym, tranzystory NPN 2N3904 mogą być wykorzystywane jako wzmacniacze operacyjne, które zapewniają odpowiednie wzmocnienie sygnału w poszczególnych pasmach częstotliwości. 2N3904 może być używany w konfiguracji wzmacniacza operacyjnego, aby wzmocnić sygnał wejściowy przed przepuszczeniem go przez elementy filtru, takie jak kondensatory i cewki. Tranzystor NPN może być wykorzystany jako element wzmacniający w filtrze pasmowo-przepustowym. W tym przypadku, 2N3904 może być wykorzystywany jako część konfiguracji wzmacniacza, który wzmacnia sygnał w paśmie częstotliwości, które ma być przepuszczane przez filtr. W filtrze dolnoprzepustowym z aktywnym elementem, tranzystor NPN może być używany jako część układu filtru dolnoprzepustowego, w którym sygnał jest przepuszczany przez kondensator i rezystor. 2N3904 może być wykorzystywany jako wzmacniacz operacyjny w konfiguracji całkującej (integrator) lub różniczkujacej, które są często stosowane w tego typu filtrach. W filtrach dolnoprzepustowych z cewką tranzystor NPN może być używany jako element wzmacniający sygnał przed jego przepuszczeniem przez cewkę i kondensator. 2N3904 może być zastosowany jako część wzmacniacza operacyjnego lub w konfiguracji emiterowego lub kolektorowego obwodu wspólnego w celu wzmacniania sygnału.
Wszystkie te zastosowania wymagają odpowiedniego zaprojektowania obwodu w oparciu o właściwości tranzystora 2N3904 oraz wymagania dotyczące filtracji częstotliwościowej. Tranzystor NPN może być używany jako wzmacniacz, klucz lub element regulujący w filtrach częstotliwościowych w zależności od potrzeb projektu.
2N3906 - para komplementarna dla 2N3904
Parą komplementarną dla 2N3904, jest tranzystor PNP 2N3906. Oznacza to, że są one tranzystorami bipolarnymi typu PNP (2N3906) i NPN (2N3904), które mają podobne charakterystyki, ale z przeciwnymi typami przewodnictwa:
- 2N3904 (NPN) ma emiter połączony z dodatnim zasilaniem, a kolektor z obciążeniem.
- 2N3906 (PNP) ma emiter połączony z ujemnym zasilaniem, a kolektor z obciążeniem.
Oznacza to, że tranzystor 2N3904 (NPN) jest przeznaczony do pracy w obwodach, w których prąd płynie od emitera do kolektora (np. od ujemnego zasilania do obciążenia), podczas gdy tranzystor 2N3906 (PNP) jest przeznaczony do pracy w obwodach, w których prąd płynie od kolektora do emitera (np. od dodatniego zasilania do obciążenia). Dzięki temu, 2N3904 i 2N3906 mogą być używane jako pary komplementarne w różnych aplikacjach elektronicznych, takich jak wzmacniacze, układy przełączające, czy stabilizatory napięcia. Umożliwia to konstrukcję układów scalonych w układach tranzystorowych, zapewniając przeciwny typ przewodnictwa dla różnych części obwodu.
