PNP-транзистор является электронным прибором, в определенном смысле обратном NPN-транзистору. В этом типе конструкции транзистора его PN-переходы открываются напряжениями обратной полярности по отношению к NPN-типу. В условном обозначении прибора стрелка, которая также определяет вывод эмиттера, на этот раз указывает внутрь символа транзистора.
Конструктивная схема транзистора PNP-типа состоит из двух областей полупроводникового материала p-типа по обе стороны от области материала n-типа, как показано на рисунке ниже.
Стрелка определяет эмиттер и общепринятое направление его тока ("внутрь" для транзистора PNP).
PNP-транзистор имеет очень схожие характеристики со своим NPN-биполярным собратом, за исключением того, что направления токов и полярности напряжений в нем обратные для любой из возможных трех схем включения: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором.
Главным различием между ними считается то, что дырки являются основными носителями тока для транзисторов PNP, NPN-транзисторы имеют в этом качестве электроны. Поэтому полярности напряжений, питающих транзистор, меняются на обратные, а его входной ток вытекает из базы. В отличие от этого, у NPN-транзистора ток базы втекает в нее, как показано ниже на схеме включения приборов обоих типов с общей базой и общим эмиттером.
Принцип работы транзистора PNP-типа основан на использовании небольшого (как и у NPN-типа) базового тока и отрицательного (в отличие от NPN-типа) базового напряжения смещения для управления гораздо большим эмиттерно-коллекторным током. Другими словами, для транзистора PNP эмиттер является более положительным по отношению к базе, а также по отношению к коллектору.
Действительно, из нее можно увидеть, что ток коллектора I C (в случае транзистора NPN) вытекает из положительного полюса батареи B2, проходит по выводу коллектора, проникает внутрь него и должен далее выйти через вывод базы, чтобы вернуться к отрицательному полюсу батареи. Таким же образом, рассматривая цепь эмиттера, можно увидеть, как его ток от положительного полюса батареи B1 входит в транзистор по выводу базы и далее проникает в эмиттер.
По выводу базы, таким образом, проходит как ток коллектора I C , так и ток эмиттера I E . Поскольку они циркулируют по своим контурам в противоположных направлениях, то результирующий ток базы равен их разности и очень мал, так как I C немного меньше, чем I E . Но так как последний все же больше, то направление протекания разностного тока (тока базы) совпадает с I E , и поэтому биполярный транзистор PNP-типа имеет вытекающий из базы ток, а NPN-типа - втекающий.
В этой новой схеме PN-переход база-эмиттер открыт напряжением батареи B1, а переход коллектор-база смещен в обратном направлении посредством напряжения батареи В2. Вывод эмиттера, таким образом, является общим для цепей базы и коллектора.
Полный ток эмиттера задается суммой двух токов I C и I B ; проходящих по выводу эмиттера в одном направлении. Таким образом, имеем I E = I C + I B .
В этой схеме ток базы I B просто «ответвляется» от тока эмиттера I E , также совпадая с ним по направлению. При этом транзистор PNP-типа по-прежнему имеет вытекающий из базы ток I B , а NPN-типа - втекающий.
В третьей из известных схем включения транзисторов, с общим коллектором, ситуация точно такая же. Поэтому мы ее не приводим в целях экономии места и времени читателей.
Источник напряжения между базой и эмиттером (V BE) подключается отрицательным полюсом к базе и положительным к эмиттеру, потому что работа PNP-транзистора происходит при отрицательном смещении базы по отношению к эмиттеру.
Напряжение питания эмиттера также положительно по отношению к коллектору (V CE). Таким образом, у транзистора PNP-типа вывод эмиттера всегда более положителен по отношению как к базе, так и к коллектору.
Источники напряжения подключаются к PNP-транзистору, как показано на рисунке ниже.
На этот раз коллектор подключен к напряжению питания V CC через нагрузочный резистор, R L , который ограничивает максимальный ток, протекающий через прибор. Базовое напряжения V B , которое смещает ее в отрицательном направлении по отношению к эмиттеру, подано на нее через резистор R B , который снова используется для ограничения максимального тока базы.
Итак, чтобы вызвать протекание базового тока в PNP-транзисторе, база должна быть более отрицательной, чем эмиттер (ток должен покинуть базу) примерно на 0,7 вольт для кремниевого прибора или на 0,3 вольта для германиевого. Формулы, используемые для расчета базового резистора, базового тока или тока коллектора такие же, как те, которые используются для эквивалентного NPN-транзистора и представлены ниже.
Мы видим, что фундаментальным различием между NPN и PNP-транзистором является правильное смещение pn-переходов, поскольку направления токов и полярности напряжений в них всегда противоположны. Таким образом, для приведенной выше схеме: I C = I E - I B , так как ток должен вытекать из базы.
Как правило, PNP-транзистор можно заменить на NPN в большинстве электронных схем, разница лишь в полярности напряжения и направлении тока. Такие транзисторы также могут быть использованы в качестве переключающих устройств, и пример ключа на PNP-транзисторе показан ниже.
Выходные характеристики транзистора PNP-типа очень похожи на соответствующие кривые эквивалентного NPN-транзистора, за исключением того, что они повернуты на 180° с учетом реверса полярности напряжений и токов (токи базы и коллектора, PNP-транзистора отрицательны). Точно также, чтобы найти рабочие точки транзистора PNP-типа, его динамическая линия нагрузки может быть изображена в III-й четверти декартовой системы координат.
Типовые характеристики PNP-транзистора 2N3906 показаны на рисунке ниже.
Вы можете задаться вопросом, что за причина использовать PNP-транзисторы, когда есть много доступных NPN-транзисторов, которые могут быть использованы в качестве усилителей или твердотельных коммутаторов? Однако наличие двух различных типов транзисторов - NPN и PNP - дает большие преимущества при проектировании схем усилителей мощности. Такие усилители используют "комплементарные", или "согласованные” пары транзисторов (представляющие собой один PNP-транзистор и один NPN, соединенные вместе, как показано на рис. ниже) в выходном каскаде.
Два соответствующих NPN и PNP-транзистора с близкими характеристиками, идентичными друг другу, называются комплементарными. Например, TIP3055 (NPN-тип) и TIP2955 (PNP-тип) являются хорошим примером комплементарных кремниевых силовых транзисторов. Они оба имеют коэффициент усиления постоянного тока β=I C /I B согласованный в пределах 10% и большой ток коллектора около 15А, что делает их идеальными для устройств управления двигателями или роботизированных приложений.
Кроме того, усилители класса B используют согласованные пары транзисторов и в своих выходной мощных каскадах. В них NPN-транзистор проводит только положительную полуволну сигнала, а PNP-транзистор - только его отрицательную половину.
Это позволяет усилителю проводить требуемую мощность через громкоговоритель в обоих направлениях при заданной номинальной мощности и импедансе. В результате выходной ток, который обычно бывает порядка нескольких ампер, равномерно распределяется между двумя комплементарными транзисторами.
Их применяют также в H-мостовых цепях управления реверсивными двигателями постоянного тока, позволяющих регулировать ток через двигатель равномерно в обоих направлениях его вращения.
H-мостовая цепь выше называется так потому, что базовая конфигурация ее четырех переключателей на транзисторах напоминает букву «H» с двигателем, расположенным на поперечной линии. Транзисторный H-мост, вероятно, является одним из наиболее часто используемых типов схемы управления реверсивным двигателем постоянного тока. Он использует «взаимодополняющие» пары транзисторов NPN- и PNP-типов в каждой ветви, работающих в качестве ключей при управлении двигателем.
Вход управления A обеспечивает работу мотора в одном направлении, в то время как вход B используется для обратного вращения.
Например, когда транзистор TR1 включен, а TR2 выключен, вход A подключен к напряжению питания (+ Vcc), и если транзистор TR3 выключен, а TR4 включен, то вход B подключен к 0 вольт (GND). Поэтому двигатель будет вращаться в одном направлении, соответствующем положительному потенциалу входа A и отрицательному входа B.
Если состояния ключей изменить так, чтобы TR1 был выключен, TR2 включен, TR3 включен, а TR4 выключен, ток двигателя будет протекать в противоположном направлении, что повлечет его реверсирование.
Используя противоположные уровни логической «1» или «0» на входах A и B, можно управлять направлением вращения мотора.
Любые биполярные транзисторы можно представить состоящими в основном из двух диодов, соединенных вместе спина к спине.
Мы можем использовать эту аналогию, чтобы определить, относится ли транзистор к типу PNP или NPN путем тестирования его сопротивления между его тремя выводами. Тестируя каждую их пару в обоих направлениях с помощью мультиметра, после шести измерений получим следующий результат:
1. Эмиттер - База. Эти выводы должны действовать как обычный диод и проводить ток только в одном направлении.
2. Коллектор - База. Эти выводы также должны действовать как обычный диод и проводить ток только в одном направлении.
3. Эмиттер - Коллектор. Эти выводы не должен проводить в любом направлении.
Значения сопротивлений переходов транзисторов обоих типов
Тогда мы можем определить PNP-транзистор как исправный и закрытый. Небольшой выходной ток и отрицательное напряжение на его базе (B) по отношению к его эмиттеру (E) будет его открывать и позволит протекать значительно большему эмиттер-коллекторному току. Транзисторы PNP проводят при положительном потенциале эмиттера. Иными словами, биполярный PNP-транзистор будет проводить только в том случае, если выводы базы и коллектором являются отрицательным по отношению к эмиттеру.
13:15 — REGNUM
Ульяновская область готова сотрудничать с университетами Приволжского федерального округа «по прорывным направлениям инновационного развития». Об этом заявил губернатор Сергей Морозов на заседании совета ректоров вузов Поволжья, которое прошло в Ульяновской области, сообщили ИА REGNUM в пресс-службе главы региона.
В мероприятии приняли участие президент российского Союза ректоров, ректор МГУ имени М.В.Ломоносова Виктор Садовничий , его заместитель и председатель Совета ректоров вузов Приволжского федерального округа Роман Стронгин , руководители высших учебных заведений регионов ПФО.
Обращаясь к участникам совещания, губернатор Сергей Морозов констатировал закономерность в том, «именно Ульяновская область стала площадкой для обсуждения задач по инновационному прорыву нашей страны », которые поставил президент Владимир Путин . Глава региона напомнил, что Ульяновская область входит в десятку инновационных регионов России: по итогам 2017 года регион занял восьмое место в рейтинге. Также на протяжении нескольких лет Ульяновская область остается одним из лидеров по привлечению инвестиций. Сергей Морозов поблагодарил профессиональное сообщество ректоров вузов нашего региона «за бесценный вклад в этот успех ».
"В том числе, благодаря техническому, классическому, аграрному университетам нам удалось привлечь в экономику региона порядка триллиона рублей инвестиций, ежегодно создавая 20−25 тысяч рабочих мест. Сегодня перед нами стоят новые вызовы. Ульяновская область активно развивает такие отрасли, как самолетостроение, новые материалы, возобновляемая энергетика, ветроиндустрия. Было бы здорово, если бы сегодня мы все посмотрели, по каким прорывным направлениям наш регион может быть полезен стране, и начали развивать их в сотрудничестве с университетами Приволжского федерального округа», — сказал Сергей Морозов.
Участники совещания обсудили вопросы повышения инновационной составляющей университетов. Виктор Садовничий отметил важную роль опорного вуза Ульяновской области. По его словам, сегодня намечены серьезные национальные проекты, выполнение которых требует решения определенных задач.
«Ульяновский государственный университет был основан как филиал МГУ, и я рад, что сейчас вуз активно развивается и является одним из ведущих, в том числе благодаря грамотному руководству областью со стороны Губернатора Сергея Морозова. Это — гордость и для московского университета», — сказал Виктор Садовничий.
Также он обозначил основные направления работы российских вузов в разрезе задач, поставленных Владимиром Путиным. В частности, затронул вопрос создания консорциумов вузов России по программе «Вернадский». Виктор Садовничий обратился к губернатору Сергею Морозову и участникам совещания с инициативой сформировать подобное единое пространство и в ПФО.
По словам Романа Стронгина, на ульяновской площадке будет аккумулирован лучший опыт университетов округа.
«Прорыв — это, прежде всего, качественный скачок. Если мы оставим всё, как есть, то что-то улучшится, но никакого скачка не будет. Это означает, что сами наши действия должны быть другими. Раньше была отраслевая наука, отраслевые институты, и каждую идею доводили до металла, до станка, до прибора, до модели. Теперь вуз должен делать это сам — от идеи до завода. Поколение уже зрелых ученых этим не занималось, они работали с отраслевой наукой. А надо, чтобы и они вели такую деятельность, и чтобы молодежь умела это делать, это масштабные образовательные задачи. И неверно сказать, что кто-то уже полностью знает ее решение», — сказал Роман Стронгин.
Он подчеркнул, что сегодня важно собрать лучшие наработки вузов Поволжья и посмотреть, что получается, чтобы другие могли ими воспользоваться и развивать. И Ульяновский университет — один из таких источников опыта. Было подчёркнуто, что одного вуза мало — нужно сложить консорциум. Эксперт отметил, что важным направлением также является профориентационная работа со школьниками и воспитанниками детских садов.
«Это должна быть целая система совместно с вузом. Некоторый опыт уже есть в ряде регионов, в том числе и в Ульяновской области», — добавил Роман Стронгин.
Напомним, в настоящее время на федеральном уровне в число приоритетных национальных проектов вошли «Наука» и «Образование». На совете ректоров вузов обозначена важность развития научно-производственной кооперации, в том числе создания научно-образовательных центров мирового уровня. Кроме того, затрагивались вопросы обновления инфраструктуры вузов для проведения исследований и разработок в РФ, а также поддержки молодых ученых.
«Ульяновские дарования неоднократно становились обладателями грантов президента РФ. В 2018 году подведены итоги конкурсного отбора, проводимого совместно с Российским фондом фундаментальных наук. В итоге будет выделено 100 млн рублей на реализацию 85 научных проектов», — прокомментировала министр образования и науки Ульяновской области Наталья Семёнова .
Конфигурация зоны пласта с измененными характеристиками в приствольной части скважины не имеет никакой геометрической форма. Её морфология очень многообразна и сложна, особенно это касается трещиновато-поровых и трещиноватых коллекторов. Благодаря гидродинамическим исследования скважин можно получить количественную, качественную оценку свойств призабойной зоны пласта, а также определить гидравлической сопротивление. В ходе таких исследования получает данные о размере эквивалентной, а не фактической, круговой зоны. Так, размеры зоны пласта замеряются от долей до нескольких десятком метров. Иногда можно наблюдать разобщение пласта и скважины как в ходе строительства, а также при ремонте, эксплуатации. В итоге при опробовании такие объекты могут не давать продукции. Для предупреждения сокращения фильтрационных свойств призабойной зоны пласта проводят ряд мероприятий, которые снижают давление на пласт при проведении бурения, а также при креплении и ремонте скважин. Также могут быть использованы технологические жидкости или композиционные составы, которые совместимы с породой пласта или флюидами, насыщающими его. При воздействии на призабойную зону разными методами повышают или восстанавливают её фильтрационные свойства. Самый максимальный эффект может быть достигнут при комплексном воздействии на ПНП.
Полинейропатия
(ПНП) – распространенная, часто встречаемая болезнь периферической нервной системы (ПНС). Проявляется изменениями чувствительности, снижением силы, болями в руках и ногах, трофическими нарушениями. ПНП приносит много страдания, трудно лечится, часто носит хроническое, прогрессирующее
течение.
Что такое периферическая нервная система?
ПНС - это часть нервной системы, которая образована длинными о тростками нервных клеток (нейронов). Их тела находятся в ядрах спинного мозга и в мозговом стволе. Как только отростки покидают твердую мозговую оболочку, они считаются периферическими нервными волокнами. К этим длинным волокнам присоединяются вегетативные, они переплетаются и образуют периферические нервы (ПНС).
При полинейропатии (ПНП) страдают отдаленные участки периферических нервов. Соответственно, наблюдается изменение дистальных отделов нижних и верхних конечностей. Они поражаются диффузно, симметрично (слева и справа).
Симптомы полинейропатии
Проявляется полинейропатия комплексом чувствительных, двигательных и вегетативных проблем. Симптомы могут быть изолированными, но чаще, они находятся в различной комбинации и, имеют степень выраженности - от незначительных, до резко выраженных.
К основным проявлениям ПНП относятся — боль, выпадение или снижение рефлексов, слабость в руках и ногах, изменение чувствительности в конечностях, вегетативные расстройства.
По течению, процесс бывает острым, подострым и хроническим.
В зависимости от этиологического начала, ПНП делят на 2 группы – первичные и вторичные.
Первичные возникают в результате прямого поражения нервов. Это ПНП травматические, наследственные и с неизвестной причиной возникновения (идиопатические).
Вторичные полинейропатии встречаются гораздо чаще первичных. Они формируются в результате болезней, патогенез которых не связан с нервной системой. Либо вследствие различных интоксикаций, инфекций.
К болезням, при которых развиваются вторичные полинейропатии, относятся - сахарный диабет (чаще всего), диффузное поражение соединительной ткани, онкологические процессы.
Интоксикации могут быть алкогольными (чаще всего), лекарственными, вызванными воздействием различных токсических веществ, тяжелых металлов, при инфекционном поражении нервов.
Вследствие многочисленных причин, при полинейропатии страдают осевые цилиндры периферических волокон. Это основная часть нерва. Они представляют собой длинные отростки находящихся в спинном мозге нейронов. Называются отростки аксонами и дендритами. Некоторые аксоны достигают очень большой длинны - до одного метра. Осевой цилиндр содержит аксоплазму. По ней течет аксоплазматический ток (импульс). Многие метаболические и токсические ПНП связаны именно с нарушениями аксоплазмы и этого аксоплазматического тока.
Но, не реже, вследствие полинейропатии страдают и миелиновые оболочки. Они образованы шванновскими клетками. Эти клетки содержат вещество - миелин. Отдельная шванновская клетка закручивается округ аксона, окутывает его, подобно изоляционному материалу электрического провода.
Между клетками наблюдаются участки, которые ими не защищены, немиелинизированы. Немиелинизированный отрезок называется перехватом Рванье. Ток по аксону распространяется "скачками" от одного перехвата к следующему. Благодаря скачкообразному течению, достигается очень высокая скорость его продвижения.
Нарушение миелиновой оболочки при ПНП приводит к затрудненному проведению импульсов. Способствует двигательным и чувствительным нарушениям.
При полинейропатии наблюдается, чаще всего, сочетанное поражение и самого нервного ствола, и его оболочки.
Болевой синдром
Боль - самый главный симптом полинейропатии, частый и значимый. Она становится преобладающей жалобой пациентов и значительно влияет на качество жизни. Полинейропатическая боль плохо лечится, часто устойчива к традиционным анальгетикам.
По характеру, боль может быть разнообразной, в зависимости от остроты процесса, калибра страдающих волокон. Она имеет жгучий, стойкий характер. Начинается со стоп (подошвы), затем распространяется в проксимальном направлении (вверх по голеням).
Боль возникает спонтанно (самостоятельно), либо вызывается в ответ на различные раздражители. И называется соответственно - спонтанная или вызванная.
Спонтанная появляется в покое, усиливается ночью, нарушает сон.
Вызванная образуется при внешних раздражениях. Это гипералгезия. На слабый болевой раздражитель при гипералгезии возникает интенсивный, неадекватный раздражителю, болевой ответ.
Также, при ПНП может отмечаться аллодиния. Она характеризуется тем, что неболевые раздражители — прикосновение, поглаживание, легкое давление, обычное движение, незначительное температурное воздействие вызывают интенсивную болевую реакцию и приносят тоже достаточно страдания человеку.
Гипералгезия и аллодиния могут достигать такой степени интенсивности, что больной часто с трудом переносит прикосновение одеяла и даже простыни.
Но, в последующем, начинает прогрессировать гипестезия (сниженная чувствительность). Она тоже развивается с дистальных отделов стоп, кистей. Участки гипералгезии (повышение болевой чувствительности) при развитии сниженной чувствительности смещаются вверх (проксимально). И гипестезия распространяется по следам территории бывших болевых зон.
При хронических полинейропатиях, по мере прогрессирования процесса, при расширении зоны других симптомов (чувствительные, трофические, двигательные), боль может регрессировать, но не всегда.
Условно, нейропатическую боль разделяют на 2 основных группы:
поверхностную, жгучую, напоминающую ожог кожи, сопровождающуюся гипералгезией (при повреждении, в основном, тонких волокон)
глубинную, ломящую боль, иногда она носит крампиподобный (типа судорог) характер - при вовлечении в процесс толстых волокон.
В изолированном виде такие виды боли встречаются редко. Один ее вид обычно просто значительно преобладает над другим.
Для длительно сохраняющейся боли характерно и опасно то, что вследствие усиленной импульсации от страдающих нервов, происходит функциональная перестройка нейронов на уровне спинного мозга и ствола мозга. Такой процесс связан с особой пластичностью нервной системы.
Поэтому, болевой синдром при ПНП может не снижаться при использовании обычных аналгетиков. Это создает определенные трудности при его лечении.
Механизмы данного процесса до конца еще не изучены.
Транстиретиновая семейная амилоидная полинейропатия
Это редкая, пргрессирующая, генетически обусловленная, дегенративная полинейропатия. Возникает на фоне мутации белка транстиретина, который переносит витамин А и гормоны щитовидной железы.
В первые годы болезни проявления нейропатии незначительны, мало влияют на качество жизни, но, из года в год, постепенно нарастая, приводят к тяжелым двигательным, чувствительным и вегетативным нарушениям.
Поэтому, важно провести диагностику на ранней стадии болезни и начать лечение как можно раньше.
Для уточнения диагноза проводят ДНК - анализ. Сделать его бесплатно можно в Центре Молекулярной Генетики, в Москве. Получить направление следует у лечащего врача.
Синдром беспокойных ног
В среднем и пожилом возрасте бывает состояние, связанное с неприятными болевыми ощущениями в ногах. Боли возникают - в стопах и голенях.
Боль имеет суточный ритм своего возникновения. Она появляется вечером, в покое, когда человек уже готов ко сну. Состояние облегчается и боль уменьшается при совершении движения ногами. Больные сгибают, разгибают конечности, растирают, массируют их, ходят по комнате, не могут уснуть.
Поэтому, такое состояние образно, названо – "синдром беспокойных ног" (СБН). К утру боль проходит, человек может о ней забыть, но, перед сном проблема возникает снова и снова. C"cиндрома беспокойных ног" часто начинается болезнь Паркинсона
, но значительная часть его случаев связана с полинейропатиями различной этиологии.
Таким образом, полинейропатия - сложная проблема, имеет много причин своего возникновения, чаще носит хронический прогрессирующий характер, требует обязательного обращения к врачу на начальной стадии возникновения.
Лечение полинейропатии
Биполярные транзисторы изготавливаются из легированных материалов и могут быть двух типов – NPN и PNP. Транзистор имеет три вывода, известные как эмиттер (Э), база (Б) и коллектор (К). На рисунке, приведенном ниже, изображен NPN транзистор где, при основных режимах работы (активном, насыщении, отсечки) коллектор имеет положительный потенциал, эмиттер отрицательный, а база используется для управления состоянием транзистора.
Физика полупроводников в этой статье обсуждаться не будет, однако, стоит упомянуть, что биполярный транзистор состоит из трех отдельных частей, разделенных двумя p-n переходами. Транзистор PNP имеет одну N область, разделенную двумя P областями:
Транзистор NPN имеет одну P область, заключенную между двумя N областями:
Сочленения между N и P областями аналогичны переходам в , и они также могут быть с прямым и обратным смещением p-n перехода. Данные устройства могут работать в разных режимах в зависимости от типа смещения:
В транзисторе NPN положительное напряжение подается на коллектор для создания тока от коллектора к эмиттеру. В PNP транзисторе положительное напряжение подается на эмиттер для создания тока от эмиттера к коллектору. В NPN ток течет от коллектора (К) к эмиттеру (Э):
А в PNP ток протекает от эмиттера к коллектору:
Ясно, что направления тока и полярности напряжения в PNP и NPN всегда противоположны друг другу. Транзисторы NPN требуют питания с положительной полярностью относительно общих клемм, а PNP транзисторы требуют отрицательного питания.
PNP и NPN работают почти одинаково, но их режимы отличаются из-за полярностей. Например, чтобы перевести NPN в режим насыщения, U Б должно быть выше, чем U К и U Э. Ниже приводится краткое описание режимов работы в зависимости от их напряжения:
Основным принципом работы любого биполярного транзистора является управление током базы для регулирования протекающего тока между эмиттером и коллектором. Принцип работы NPN и PNP транзисторов один и тот же. Единственное различие заключается в полярности напряжений, подаваемых на их N-P-N и P-N-P переходы, то есть на эмиттер-базу-коллектор.
