آشنایی با ترانزیستور NPN با شماره 2N3904

سلام به همه همراهان آکادمی اسمارت کامپ! امیدواریم حالتون خوب باشه. در این آموزش قصد داریم تا به معرفی ترانزیستور نوع NPN به شماره 2N3904 بپردازیم. این ترانزیستور در اصل یک ترانزیستور NPN است که از مواد سیلیکونی ساخته شده است. این ترانزیستور به عنوان یک تقویت کننده و سوئیچ همه منظوره عمل می کند. همچنین باید نگاهی به ترانزیستور 2N2222 داشته باشید که آن هم یک ترانزیستور NPN است و معادل 2N3904 در نظر گرفته می شود. بیشتر برای تقویت کننده های کم توان و کاربردهای سوئیچینگ استفاده می شود. بیشتر در بسته بندی TO-92ارائه شده است. این یک ترانزیستور سیلیکونی NPN پیوند دوقطبی عمومی (BJT) است که برای هدف سوئیچینگ و همچنین برای تقویت کننده طراحی شده است. می تواند مقدار کمتری جریان، توان کمتر و سطوح ولتاژ متوسط را تحمل کند. به دلیل اندازه کوچکتر، در دسترس بودن گسترده و هزینه کم، بیشتر از ترانزیستورهای BJT استفاده می شود. نسبت به سایر انواع ترانزیستور، BJT ها نسبت به نوسانات ولتاژ و جریان حساسیت کمتری دارد.

مقدمه ای بر 2N3904

2N3904 یک ترانزیستور پیوند دوقطبی سیلیکونی NPN (BJT) است که در بسته بندی TO-92 ارائه شده است و معمولاً برای اهداف سوئیچینگ و تقویت استفاده می شود.

2N3904 از 3 پایه یعنی بیس، امیتر و کلکتور تشکیل شده است.

از آنجایی که این یک ترانزیستور NPN است، بنابراین حامل های بار اصلی الکترون هایی هستند که بار منفی دارند.

ولتاژ کوچک در بیس (حدود 0.7 ولت) حالت خود را از معکوس به بایاس مستقیم تغییر می دهد و شروع به هدایت می کند.

دارای طیف گسترده ای از کاربردها است، به عنوان مثال در تلویزیون، لوازم خانگی، سوئیچ های بار متوسط، کاربردهای PWM و غیره استفاده می شود.

پایه های 2N3904

2N3904 در مجموع دارای سه پایه است:

امیتر که با E نشان داده می شود

بیس مشخص شده با B.

کلکتور که با C نشان داده شده است.

پایه های 2N3904در جدول زیر نشان داده شده است:

برگه داده 2N3904

برای به دست آوردن دانش عمیق در مورد هر قطعه، باید دیتاشیت آن را مطالعه کنید. 

جایگزین های 2N3904

اگرچه ترانزیستورهای رایج مانند 2N3904 به راحتی در فروشگاه های الکترونیکی محلی/آنلاین در دسترس هستند، اما دانستن جایگزین ها ضروری است. بنابراین، معادل های 2N3904 به شرح زیر است:

BC636

2N3055

2N2222

BC549

BC639

2SC5200

2N2369

2N3906

نرخ بندی 2N3904

ترانزیستورها در محدوده های مختلف توان در دسترس هستند و انتخاب آنها به نیاز مدار بستگی دارد.

بنابراین، وظیفه طراح مدار این است که یک ترانزیستور بهینه برای مدار خود انتخاب کند، و باید تمام نیازهای الکتریکی آن را در نظر بگیرد و باید مقرون به صرفه باشد.

اگر جریان/ولتاژ عبوری از ترانزیستور بیشتر از حد مجاز ترانزیستور باشد، ممکن است ترانزیستور بسوزد.

جدول زیر نرخ بندی 2N3904 را نشان می دهد:

کاربردهای 2N3904

2N3904 یکی از پرکاربردترین ترانزیستورهای NPN به دلیل کم هزینه بودن، سرعت بالا و اندازه کوچک آن است. برخی از کاربردهای 2N3904 به شرح زیر است:

به دلیل ولتاژ اشباع کم و بهره بالا، معمولاً به عنوان یک کلید ساده برای کنترل بارهای سنگین استفاده می شود.

در لوازم خانگی مانند تلویزیون، ال سی دی، سیستم های استریو و غیره استفاده می شود.

همچنین به دلیل سرعت سوئیچینگ سریع، در کاربردهای سوئیچینگ سریع یعنی مدولاسیون عرض پالس (pwm) استفاده می شود.

2N3904همچنین در پروژه های تقویت سیگنال (به عنوان مثال تقویت کننده های صدا) قابل استفاده است زیرا دارای جریان بالایی است و بنابراین می تواند به عنوان یک تقویت کننده استفاده شود.

2N3904 به عنوان سوئیچ

در حالت عادی، 2N3904 به صورت بایاس معکوس عمل می کند و هیچ رسانایی بین کلکتور و امیتر وجود ندارد.

هنگامی که ولتاژ کوچکی در ترمینال بیس آن اعمال می شود (معمولاً 5 ولت)، 2N3904 حالت خود را از معکوس به بایاس مستقیم تبدیل می کند و جریان معمولی شروع به جریان از سمت کلکتور به امیتر می کند.

مثال طراحی

ابتدا یک حالت روشن/خاموش LED ساده را با استفاده از ترانزیستور NPN به شماره 2N3904 کنترل کنیم.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، برق در کلکتور تامین می شود و LED در امیتر با مقاومت (برای محدود کردن جریان) و از طرف دیگر به زمین متصل می شود.

از آنجایی که هیچ ولتاژی در ترمینال بیس اعمال نمی شود، بنابراین 2N3904 بایاس معکوس است و بنابراین LED خاموش است.

اکنون هنگامی که ما 5 ولت را در ترمینال بیس اعمال می کنیم 2N3904 بایاس مستقیم می شود و اکنون LED روشن است، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است:

بنابراین، اینگونه است که می توانیم از ترانزیستور 2N3904 به عنوان سوئیچ استفاده کنیم.