Elmagyarázott alapvető elektronikus áramkörök - Kezdő útmutató az elektronikához

Az alábbi cikk átfogóan tárgyalja az összes alapvető tényt, elméletet és információt a közös elektronikus alkatrészek, például ellenállások, kondenzátorok, tranzisztorok, MOSFET-ek, UJT-k, triakok, SCR-ek működésével és használatával kapcsolatban.

Az itt ismertetett különféle kis alapvető elektronikus áramkörök hatékonyan alkalmazhatók építőkockák vagy modulok a többlépcsős áramkörök létrehozásához, a tervek egymással való integrálásával.

Az oktatóanyagokat ellenállásokkal kezdjük, és megpróbáljuk megérteni azok működését és alkalmazását.

Mielőtt azonban elkezdenénk, foglaljuk össze gyorsan a különféle elektronikus szimbólumokat, amelyeket ebben a cikkvázlatokban használunk.

Az ellenállások működése

A az ellenállások funkciója ellenállást kínál az áram áramlásával szemben. Az ellenállás mértékegysége Ohm.

Ha 1 V potenciálkülönbséget alkalmaznak egy 1 Ohm ellenálláson, akkor az Ohm törvénye szerint 1 Amper áramot kényszerítenek át.

A feszültség (V) úgy működik, mint az ellenállás potenciálkülönbsége (R)

Az (I) áram képezi az elektronok áramlását az ellenálláson (R) keresztül.

Ha ismerjük ennek a három elemnek bármelyikét, V, I és R, akkor a 3. ismeretlen elem értéke könnyen kiszámítható a következő Ohm-törvény segítségével:

V = I x R, vagy I = V / R, vagy R = V / I

Amikor az áram átfolyik egy ellenálláson, az elveszíti a teljesítményt, amelyet a következő képletekkel lehet kiszámítani:

P = V X I, vagy P = I^kétx R

A fenti képlet eredménye wattban lesz, vagyis a teljesítményegység watt.

Mindig kulcsfontosságú annak biztosítása, hogy a képlet összes eleme standard egységekkel legyen kifejezve. Például, ha millivoltot használunk, akkor azt átalakítani kell voltokra, hasonlóan a miliampokat Ampere-re, a milliohmokat vagy a kilo-ohmokat pedig Ohmokra kell átalakítani, miközben az értékeket beírjuk a képletbe.

A legtöbb alkalmazásban az ellenállás teljesítménye 1/4 wattban, 5% -ban van, hacsak nincs másképp meghatározva olyan különleges esetekre, amikor az áram kivételesen nagy.

Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolatokban

Az ellenállások értékei különböző testreszabott értékekhez igazíthatók válogatott értékek hozzáadásával soros vagy párhuzamos hálózatokban. Az ilyen hálózatok eredő értékeit azonban pontosan az alábbi képletek segítségével kell kiszámítani:

Az ellenállások használata

Az ellenállást általában használják határáram soros terhelés révén, például lámpa, LED, audiorendszer, tranzisztor stb., hogy megvédje ezeket a sérülékeny eszközöket a túláramtól.

A fenti példában a a LED mellett kiszámítható volt Ohm törvénye alapján. A LED azonban addig nem kezd megfelelően világítani, amíg a minimális előremenő feszültséget nem alkalmazzák, amely 2 V és 2,5 V között lehet (RED LED esetén), ezért a LED-en keresztüli áram kiszámításához alkalmazható képlet lenni

I = (6 - 2) / R

Potenciális elválasztó

Az ellenállások használhatók potenciális elválasztók , a tápfeszültség kívánt alacsonyabb szintre történő csökkentésére, az alábbi ábra szerint:

Az ilyen rezisztív elválasztók azonban referenciafeszültségek előállítására használhatók, csak nagy impedanciájú forrásokhoz. A kimenet nem használható közvetlenül terhelés működtetésére, mivel az érintett ellenállások jelentősen alacsonyra csökkentenék az áramot.

Wheatstone híd áramkör

A búzakő hídhálózat olyan áramkör, amelyet nagy pontossággal mérnek az ellenállások értékei.

A wheatsone bridge hálózat alapvető áramköre az alábbiakban látható:

A búzakő hídjának munkadarabjait és azt, hogy hogyan lehet pontos eredményeket elérni ennek a hálózatnak a használatával, a fenti ábra ismerteti.

Precíziós Wheatstone híd áramkör

A szomszédos ábrán látható búzakő-híd áramkör lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy nagyon nagy pontossággal mérje meg az ismeretlen ellenállás (R3) értékét. Ehhez az ismert R1 és R2 ellenállások névleges értékének is pontosnak kell lennie (1% típusú). Az R4 potenciométernek kell lennie, amely pontosan kalibrálható a tervezett leolvasásokhoz. Az R5 lehet előre beállított, áramstabilizátorként elhelyezve az áramforrásból. Az R6 ellenállás és az S1 kapcsoló sönthálózatként működik az M1 mérő megfelelő védelmének biztosítása érdekében. A vizsgálati eljárás megkezdéséhez a felhasználónak addig kell beállítania az R4 értéket, amíg az M1 mérőóra nulla értéket nem kap. A feltétel az, hogy R3 megegyezik az R4 beállításával. Abban az esetben, ha R1 nem azonos R2-vel, akkor a következő képlettel lehet meghatározni az R3 értékét. R3 = (R1xR4) / R2

Kondenzátorok

A kondenzátorok működnek az elektromos töltés tárolásával néhány belső lemezen belül, amelyek szintén az elem sorkapcsait képezik. A kondenzátorok mértékegysége Farad.

Az 1 Farad névleges kondenzátor 1 voltos tápfeszültségre csatlakoztatva 6,28 x 10 töltetet képes tárolni¹⁸elektronok.

A gyakorlati elektronikában azonban a Farads kondenzátorait túl nagynak tartják, és soha nem használják. Ehelyett sokkal kisebb kondenzátor egységeket használnak, mint például picofarad (pF), nanofarad (nF) és mikrofarad (uF).

A fenti egységek viszonyát a következő táblázatból érthetjük meg, és ezt fel lehet használni az egyik egység átalakítására egy másikra.

• 1 Farad = 1 F
• 1 mikrofarád = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 pikofarad = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Kondenzátor töltése és kisütése

A kondenzátor azonnal töltődik, amikor vezetékei megfelelő feszültségellátásra vannak csatlakoztatva.

A töltési folyamat késleltethető vagy lassúbbá tehető egy ellenállás soros hozzáadásával a táp bemenettel, amint az a fenti ábrákon látható.

A kisütési folyamat is hasonló, de éppen ellenkezőleg. A kondenzátor azonnal lemerül, ha vezetékei rövidzárlatosak. A kisütési folyamat arányosan lelassulhat egy ellenállás soros hozzáadásával a vezetékekkel.

Kondenzátor sorozatban

A kondenzátorok sorba helyezhetők úgy, hogy összekötik a vezetékeiket az alábbiak szerint. Polarizált kondenzátorok esetén a csatlakozásnak olyannak kell lennie, hogy az egyik kondenzátor anódja összekapcsolódjon a másik kondenzátor katódjával stb. Nem poláros kondenzátoroknál a vezetékek bármilyen módon összekapcsolhatók.

Ha sorba van kapcsolva, akkor a kapacitás értéke csökken, például ha két 1 uF kondenzátort sorba kötünk, az eredmény 0,5 uF lesz. Úgy tűnik, ez éppen az ellenállások ellentéte.

Soros csatlakozáskor összeadja a kondenzátorok feszültségértékét vagy megszakítási feszültségértékeit. Például, amikor két 25 V névleges kondenzátort sorba kötnek, azok feszültségtűrési tartománya összeadódik és 50 V-ra nő

Kondenzátorok párhuzamosan

A kondenzátorok párhuzamosan is csatlakoztathatók úgy, hogy összekapcsolják vezetőiket közösen, amint azt a fenti ábra mutatja. Polarizált kondenzátorok esetében a hasonló pólusú sorkapcsokat össze kell kötni, a nem poláris kupakoknál ez a korlátozás figyelmen kívül hagyható. Párhuzamos csatlakoztatás esetén a kondenzátorok eredő összértéke növekszik, ami éppen az ellenkezője az ellenállások esetében.

Fontos: A feltöltött kondenzátor jelentősen sokáig képes tartani a töltést terminálja között. Ha a feszültség elég magas 100 V és nagyobb tartományban, fájdalmas sokkot okozhat, ha a vezetékeket megérinti. A kisebb feszültségszintek elegendő energiával bírhatnak ahhoz, hogy akár egy kis fémdarabot is megolvaszthassanak, amikor a fémet a kondenzátor vezetékei közé viszik.

A kondenzátorok használata

Jelszűrés : Kondenzátor használható szűrőfeszültségek néhány szempontból. Ha váltakozó áramú tápfeszültségre csatlakozik, akkor csillapíthatja a jelet, ha megalapozza annak tartalmát, és átlagos elfogadható értéket enged a kimeneten.

DC blokkolás: A kondenzátor soros összeköttetésben használható az egyenfeszültség blokkolására és az AC vagy a pulzáló DC tartalom áthaladására. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy az audio berendezések kondenzátorokat használhassanak a bemeneti / kimeneti csatlakozásoknál, hogy lehetővé tegyék az audio frekvenciák áthaladását, és megakadályozzák a nem kívánt egyenfeszültség bejutását az erősítő vonalba.

Tápegység szűrő: A kondenzátorok is működnek DC tápszűrők áramellátási áramkörökben. Egy tápegységben az AC jel kijavítása után az eredő DC tele lehet hullámzó ingadozásokkal. Ezen a hullámfeszültségen keresztül összekapcsolt nagy értékű kondenzátor jelentős mennyiségű szűrést eredményez, amelynek következtében az ingadozó DC állandó DC-vé válik, és a hullámok a kondenzátor értéke által meghatározott mennyiségre csökkennek.

Hogyan készítsünk integrátort

Az integátor áramkör feladata, hogy egy négyzethullámú jelet háromszög alakúvá alakítson, egy ellenálláson, kondenzátoron vagy RC hálózat , amint azt a fenti ábra mutatja. Itt láthatjuk, hogy az ellenállás a bemeneti oldalon van, és sorosan csatlakozik a vezetékhez, míg a kondenzátor a kimeneti oldalon, az ellenállás kimeneti végén és a földvezetéken keresztül van csatlakoztatva.

Az RC alkatrészek úgy működnek, mint egy időállandó elem az áramkörben, amelynek szorzatának tízszer nagyobbnak kell lennie, mint a bemeneti jel periódusa. Ellenkező esetben a kimeneti háromszög hullámának amplitúdója csökkenhet. Ilyen körülmények között az áramkör úgy működik, mint egy aluláteresztő szűrő, amely blokkolja a nagyfrekvenciás bemeneteket.

Hogyan lehet megkülönböztetni

A differenciáló áramkör feladata, hogy egy négyzethullámú bemeneti jelet tüskés hullámformává alakítson, amelynek élesen emelkedő és lassan eső hullámformája van. Az RC időállandó értékének ebben az esetben a bemeneti ciklusok 1/10 részének kell lennie. A differenciáló áramköröket általában rövid és éles kiváltó impulzusok generálására használják.

A diódák és egyenirányítók megértése

Diódák és egyenirányítók kategóriába sorolják félvezető eszközök , amelyeket úgy terveztek, hogy csak egy meghatározott irányban adják át az áramot, miközben az ellenkező irányból blokkolják. A dióda vagy a dióda alapú modulok azonban csak akkor kezdik átadni az áramot vagy vezetni, ha megszerzik a szükséges minimális előrefeszültségi szintet. Például egy szilícium-dióda csak akkor vezet, ha az alkalmazott feszültség meghaladja a 0,6 V-ot, míg a germánium-dióda legalább 0,3 V-nál fog vezetni. Ha két két diódát sorba kötnek, akkor ez az előremenő feszültségigény megduplázódik 1,2 V-ra, stb.

Diódák használata feszültségcseppként

Amint az előző bekezdésben tárgyaltuk, a diódáknak kb. 0,6 V-ra van szükségük a vezetés megkezdéséhez, ez azt is jelenti, hogy a dióda ezt a feszültségszintet a kimenetén és a testén át csökkenti. Például, ha 1 V-ot alkalmazunk, a dióda 1 - 0,6 = 0,4 V-ot termel katódján.

Ez a funkció lehetővé teszi a diódák mint feszültségeső . Bármely kívánt feszültségesés elérhető a megfelelő számú dióda soros összekapcsolásával. Ezért, ha 4 diódát sorosan csatlakoztatunk, az 0,6 x 4 = 2,4 V teljes levonást eredményez a kimeneten és így tovább.

Ennek kiszámításához az alábbi képletet adjuk meg:

Kimeneti feszültség = Bemeneti feszültség - (diódák száma x 0,6)

Dióda használata feszültségszabályozóként

Az előremenő feszültségesés miatt a diódák stabil referenciafeszültségek előállítására is használhatók, amint azt a szomszédos ábra mutatja. A kimeneti feszültség a következő képlettel számítható:

R1 = (Vin - Vout) / I

Ügyeljen arra, hogy a D1 és R1 alkatrészek megfelelő teljesítmény-besorolását használja a terhelés teljesítményének megfelelően. A terhelésnél legalább kétszer nagyobb besorolásúnak kell lenniük.

Háromszög szinusz hullám átalakító

A diódák úgy is működhetnek háromszög hullám szinusz hullám átalakító , amint azt a fenti ábra mutatja. A kimeneti szinuszhullám amplitúdója a D1 és D2 sorba rendezett diódák számától függ.

Csúcsolvasási feszültségmérő

A diódák konfigurálhatók a maximális feszültség leolvasására egy voltmérőn. Itt a dióda úgy működik, mint egy félhullámú egyenirányító, lehetővé téve a frekvencia fél ciklusai alatt, hogy a C1 kondenzátort a bemeneti feszültség csúcsértékéig töltse. A mérő ezt a csúcsértéket a kitérésén keresztül mutatja.

Fordított polaritásvédő

Ez a dióda egyik nagyon gyakori alkalmazása, amely diódával védi az áramkört a véletlenszerű visszirányú tápfeszültség-csatlakozás ellen.

Vissza EMF és Transient Protector

Amikor egy induktív terhelést tranzisztor meghajtón vagy IC-n keresztül kapcsolnak át, annak induktivitási értékétől függően, ez az induktív terhelés nagyfeszültségű hátsó EMF-et generálhat, amelyet fordított tranzienseknek is neveznek, amelyek potenciálisan a meghajtó tranzisztorának azonnali megsemmisülését okozhatják, vagy az IC. A terheléssel párhuzamosan elhelyezett dióda könnyen megkerülheti ezt a helyzetet. Az ilyen típusú konfigurációk diódái szabadonfutó dióda.

Átmeneti védő alkalmazásban a dióda általában egy induktív terhelésen keresztül van csatlakoztatva, hogy lehetővé tegye az induktív kapcsolásból a diódán keresztüli fordított tranziens megkerülését.

Ez semlegesíti a tüskét vagy a tranzienset azáltal, hogy rövidzárlatba hozza a diódán keresztül. Ha a diódát nem használják, akkor a hátsó EMF tranziens átmegy a meghajtó tranzisztorán vagy az áramkörön fordított irányban, azonnali károsodást okozva az eszközön.

Mérővédő

A mozgó tekercsmérő nagyon érzékeny műszer lehet, amely súlyosan megsérülhet, ha a táp bemenet megfordul. A párhuzamosan csatlakoztatott dióda megvédheti a mérőt ettől a helyzettől.

Waveform Clipper

Diódával fel lehet vágni és levágni a hullámalak csúcsait, amint azt a fenti ábra mutatja, és csökkentett átlagos hullámformájú kimenetet hozhat létre. Az R2 ellenállás lehet edény a vágási szint beállításához.

Teljes hullámú Clipper

Az első vágó áramkör képes levágni a hullámforma pozitív szakaszát. A bemeneti hullámforma mindkét végén levágás lehetővé tételéhez két dióda használható párhuzamosan, ellentétes polaritással, amint az a fentiekben látható.

Félhullámú egyenirányító

Ha egy diódát félhullámú egyenirányítóként használnak váltakozóáramú bemenettel, akkor blokkolja a félfordított bemeneti váltakozó áramú ciklusokat, és csak a másik felét engedi át rajta, félhullámú ciklus kimeneteket hozva létre, ezért a félhullámú egyenirányító neve.

Mivel a váltakozó áramú félciklust a dióda eltávolítja, a kimenet egyenárammá válik, és az áramkört félhullámú egyenáramú átalakító áramkörnek is nevezik. Szűrőkondenzátor nélkül a kimenet pulzáló félhullámú egyenáram lesz.

Az előző diagram két diódával módosítható, így két külön kimenetet kapunk, az AC ellentétes felével a megfelelő egyenáramú polaritásokra egyenirányítva.

Teljes hullámú egyenirányító

Teljes hullámú egyenirányító, vagy a híd egyenirányító egy áramkör, amelyet 4 egyenirányító dióda segítségével építenek át, áthidalva, a fenti ábrán látható módon. Ennek a híd egyenirányító áramkörnek az a különlegessége, hogy képes a bemenet pozitív és negatív fél ciklusát teljes hullámú DC kimenetté alakítani.

A híd kimenetén pulzáló DC frekvenciája a bemenő AC kétszerese lesz, mivel a negatív és a pozitív félciklusú impulzusokat egyetlen pozitív impulzusláncba foglalják.

Feszültségkettős modul

A diódák úgy is megvalósíthatók kettős feszültség pár dióda kaszkádozásával pár elektrolit kondenzátorral. A bemenetnek lüktető egyenáram vagy váltakozó áram alakjában kell lennie, ami a kimenetnek körülbelül kétszer nagyobb feszültséget generál, mint a bemenet. A bemeneti pulzáló frekvencia lehet a IC 555 oszcillátor .

Feszültség-duplázó a Bridge Rectifier segítségével

DC-DC feszültség-duplázó is megvalósítható egy hídirányítóval és néhány elektrolitikus szűrőkondenzátorral, amint az a fenti ábrán látható. A híd egyenirányító használata a duplázó hatás nagyobb hatékonyságát eredményezi az áram tekintetében az előző lépcsőzetes duplázóhoz képest.

Feszültség négyszeres

A fentiek magyarázták feszültségszorzó Az áramköröket úgy tervezték, hogy kétszer több kimenetet generáljanak, mint a bemeneti csúcsszintek, azonban ha egy alkalmazásnak még nagyobb szorzási szintre van szüksége, négyszer nagyobb feszültség nagyságrendjében, akkor ezt a feszültség négyszeres áramkört lehet alkalmazni.

Itt az áramkört 4 lépcsős dióda és kondenzátor felhasználásával készítjük el, így a kimeneten négyszer nagyobb feszültséget kapunk, mint a bemeneti frekvencia csúcsán.

Dióda VAGY kapu

Diódák csatlakoztathatók egy OR logikai kapu utánzására az áramkör segítségével, a fentiek szerint. A szomszédos igazságtábla a kimeneti logikát mutatja két logikai bemenet kombinációjára adott válaszként.

NOR kapu diódákkal

Csakúgy, mint egy OR kapu, a NOR kaput is lehet pár diódával megismételni, a fentiek szerint.

ÉS kapu NAND kapu diódákkal

Lehetséges más logikai kapuk megvalósítása is, például az AND kapu és a NAND kapu diódákkal, amint azt a fenti diagramok mutatják. A diagramok mellett látható igazságtáblák a beállított felek pontos logikai válaszát adják meg.

Zener dióda áramkör modulok

A különbség az egyenirányító és a zener dióda az, hogy egy egyenirányító dióda mindig blokkolja a fordított egyenáramú potenciált, míg a a zener dióda csak addig fordítja le a fordított egyenáramú potenciált, amíg el nem éri annak lebomlási küszöbét (zener feszültségértéke), majd teljesen bekapcsol, és hagyja, hogy a DC átmenjen azon keresztül teljesen.

Előre irányban a zener az egyenirányító diódához hasonlóan fog működni, és lehetővé teszi a feszültség vezetését, ha a minimális előrefeszültség 0,6 V elérte. Így a zener dióda meghatározható feszültségérzékeny kapcsolóként, amely akkor vezet és kapcsol be, amikor egy adott feszültségküszöböt elérnek, amelyet a zener lebontási értéke határoz meg.

Például egy 4,7 V-os zener fordított sorrendben kezd el működni, amint eléri a 4,7 V-t, míg előrefelé csak 0,6 V-os potenciálra van szükség. Az alábbi grafikon gyorsan összefoglalja az Ön magyarázatát.

Zener feszültségszabályozó

Zener dióda létrehozására használható stabilizált feszültség kimenetek a szomszédos ábrán látható módon, korlátozó ellenállás alkalmazásával. Az R1 korlátozó ellenállás korlátozza a zener maximálisan tolerálható áramát, és megvédi a túláram miatti égéstől.

Feszültségjelző modul

Mivel a zener diódák különféle megszakítási feszültségszintekkel állnak rendelkezésre, a létesítmény alkalmazható hatékony, mégis egyszerű megvalósításra feszültségjelző megfelelő zener besorolást használva, amint azt a fenti ábra mutatja.

Feszültségváltó

A Zener diódák szintén felhasználhatók a feszültségszint valamilyen más szintre tolására, megfelelő zener diódaértékek alkalmazásával, az alkalmazás igényeinek megfelelően.

Voltage Clipper

Zener diódák, amelyek feszültségvezérelt kapcsolók, alkalmazhatók az AC hullámforma amplitúdójának alacsonyabb kívánt szintre történő lebontására, annak lebontási besorolásától függően, amint azt a fenti ábra mutatja.

Bipoláris csomópontú tranzisztor (BJT) áramkör modulok

Bipoláris kereszteződésű tranzisztorok vagy BJT-k az egyik legfontosabb félvezető eszköz az elektronikus alkatrészcsaládban, és szinte minden elektronikus alapú áramkör építőköve.

A BJT-k sokoldalú félvezető eszközök, amelyek konfigurálhatók és adaptálhatók bármely kívánt elektronikus alkalmazás megvalósításához.

A következő bekezdésekben a BJT alkalmazás áramköreinek összeállítása használható, mint áramköri modulok számtalan különböző testreszabott áramkör alkalmazás elkészítéséhez, a felhasználó igényei szerint.

Beszéljük meg őket részletesen a következő terveken keresztül.

VAGY Kapumodul

Néhány BJT és néhány ellenállás felhasználásával elkészíthető egy gyors OR kapu kialakítás az OR megvalósításához logikai kimenetek válaszul a különböző bemeneti logikai kombinációkra, a fenti diagramban bemutatott igazságtáblázat szerint.

NOR kapumodul

Néhány megfelelő módosítással a fent ismertetett VAGI kapu konfiguráció átalakítható NOR kapu áramkörré a megadott NOR logikai funkciók megvalósításához.

ÉS kapu modul

Ha nincs gyors hozzáférése az AND gate logic IC-hez, akkor valószínűleg beállíthat pár BJT-t AND logic gate áramkör létrehozásához és a fent jelzett AND logic függvények végrehajtásához.

NAND kapumodul

A BJT-k sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy a BJT-k bármilyen kívánt logikai funkció áramkört készítsenek, és a NAND kapu alkalmazás sem kivétel. Ismét néhány BJT használatával gyorsan felépíthet és kényszeríthet egy NAND logikai kapu áramkört a fenti ábrán látható módon.

Tranzisztor kapcsolóként

Amint azt a fenti ábra mutatja a A BJT egyszerűen használható DC kapcsolóként megfelelő névleges terhelés ON / OFF kapcsolására. A bemutatott példában az S1 mechanikus kapcsoló logikai magas vagy alacsony bemenetet utánoz, ami a BJT-nek a bekapcsolt LED be- / kikapcsolását okozza. Mivel az NPN tranzisztor látható, az S1 pozitív kapcsolata a BJT kapcsolót bekapcsolja a bal oldali áramkör LED-jével, míg a jobb oldali áramkörben a LED kikapcsol, ha az S1 a kapcsoló pozitív alján helyezkedik el.

Feszültségváltó

Az előző bekezdésben ismertetett BJT kapcsoló feszültség-inverterként is beköthető, ami azt jelenti, hogy a kimeneti válasz a bemeneti reakcióval ellentétes legyen. A fenti példában a kimeneti LED bekapcsol, feszültség hiányában az A pontban, és kikapcsol az A pont feszültségének jelenlétében.

BJT erősítő modul

A BJT egyszerű feszültségként / áramként konfigurálható erősítő egy kicsi bemeneti jel sokkal magasabb szintre erősítésére, ami egyenértékű az alkalmazott tápfeszültséggel. A diagram a következő ábrán látható

BJT relé meghajtó modul

A tranzisztoros erősítő a fentiekben ismertetett módon alkalmazható olyan alkalmazásokhoz, mint a váltóvezető , amelyben egy nagyobb bemeneti jelfeszültség révén nagyobb feszültségű relét lehet kiváltani, amint az az alábbi képen látható. A relét egy adott alacsony jelérzékelőtől vagy érzékelőtől kapott bemeneti jelre válaszul lehet kiváltani, mint például egy LDR , Mikrofon, A HÍD , LM35 , termisztor, ultrahangos stb.

Relé vezérlő modul

Csak két BJT-t lehet bekötni, mint a relé villogó ahogy az alábbi képen látható. Az áramkör a relét be / kikapcsolja egy adott sebességgel, amelyet a két változó R1 és R4 ellenállással lehet beállítani.

Állandó áramú LED meghajtó modul

Ha olcsó, de mégis rendkívül megbízható áramvezérlő áramkört keres, akkor gyorsan elkészítheti azt a két tranzisztor-konfiguráció segítségével, amint az a következő képen látható.

3V-os erősítő modul

Ez 3 V-os erősítő bármely hangrendszer kimeneti fokozataként alkalmazható, mint például rádiók, mikrofon, keverő, riasztó stb. A fő aktív elem a Q1 tranzisztor, míg a bemeneti kimeneti transzformátorok kiegészítő fokozatokként működnek a nagy nyereségű hangerősítő előállításához.

Kétfokozatú hangerősítő modul

Magasabb erősítési szint esetén két tranzisztoros erősítő használható, amint ez az ábra mutatja. Itt egy extra tranzisztor van a bemeneti oldalon, bár a bemeneti transzformátor megszűnt, így az áramkör kompaktabb és hatékonyabb.

MIC erősítő modul

Az alábbi képen a alaperősítő áramköri modul, amely bármilyen szabványhoz használható elektret MIC kis 2 mV-os jelének ésszerűen magasabb 100 mV-os szintre emeléséhez, amely éppen alkalmas lehet erősítőbe történő integrálásra.

Audio Mixer modul

Ha van olyan alkalmazásod, amelyben két különböző hangjelet kell összekeverni és összekeverni egyetlen kimenetre, akkor a következő áramkör remekül fog működni. Egyetlen BJT-t és néhány ellenállást alkalmaz a megvalósításhoz. A bemeneti oldalon lévő két változó ellenállás meghatározza a két forrás között összekeverhető jel mennyiségét az erősítéshez a kívánt arányok mellett.

Egyszerű oszcillátor modul

An oszcillátor valójában egy frekvenciagenerátor, amely felhasználható zenei hang előállítására egy hangszórón. Az ilyen oszcillátor áramkör legegyszerűbb változatát az alábbiakban mutatjuk be, csak néhány BJT-t használva. Az R3 vezérli az oszcillátor kimeneti frekvenciáját, amely szintén megváltoztatja a hangszóró hangszínét.

LC oszcillátor modul

A fenti példában megtanultunk egy RC alapú tranzisztor oszcillátort. A következő kép egy egyszerű tranzisztort mutat be, LC alapú vagy induktivitás, kapacitás alapú oszcillátor áramköri modul. Az induktor részleteit az ábra mutatja. Az R1 előre beállított érték használható az oszcillátor hangfrekvenciájának megváltoztatására.

Metronóm áramkör

Már tanulmányoztunk néhányat metronóm áramkörök a honlapon, az alábbiakban egyszerű két tranzisztoros metronóm áramkört mutatunk be.

Logic Probe

NAK NEK logikai szonda áramköre fontos berendezés a fontos áramköri hibák elhárításához. Az egység úgy építhető fel, mint egy tranzisztor és néhány ellenállás. A teljes tervet a következő ábra mutatja.

Állítható sziréna áramkör modul

Egy nagyon hasznos és erős sziréna áramkör a következő ábrán látható módon hozható létre. Az áramkör csak két tranzisztort használ az a generálásához emelkedő és zuhanó típusú sziréna hangja , amely az S1 segítségével kapcsolható. Az S2 kapcsoló kiválasztja a hang frekvenciatartományát, a magasabb frekvencia rácsos hangot generál, mint az alacsonyabb frekvenciák. Az R4 lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a kiválasztott tartományon belül még tovább változtassa a hangot.

Fehér zajgenerátor modul

A fehér zaj olyan hangfrekvencia, amely alacsony frekvenciájú sziszegő hangot generál, például azt a hangot, amelyet állandó heves esőzések idején hallanak, vagy egy hangolatlan FM állomásról, vagy olyan kábelről, amely nem csatlakozik kábelcsatlakozáshoz, nagy sebességű ventilátor stb.

A fenti egyetlen tranzisztor hasonló típusú fehér zajt generál, ha a kimenete megfelelő erősítőhöz csatlakozik.

Kapcsolja ki a Hirdetmény modult

Ez a kapcsoló kioldó kapcsoló nyomógombos kapcsolóval használható annak biztosítására, hogy a nyomógombbal vezérelt áramkör soha ne zörögjön vagy ne zavarjon a kapcsoló felengedésekor keletkező feszültségátmenetek miatt. A kapcsoló megnyomásakor a kimenet 0 V-ra változik. azonnal és elengedve a kimenet lassú módban magasra fordul, anélkül, hogy bármilyen problémát okozna a csatolt áramkör szakaszaiban.

Kis AM adómodul

Ez az egy tranzisztoros, kis vezeték nélküli AM adó frekvenciajelet küldhet egy AM rádió némi távolságot tartott az egységtől. A tekercs bármilyen szokásos AM / MW antennatekercs lehet, más néven hurokrúd antennatekercs.

Frekvenciamérő modul

Egy meglehetősen pontos analóg frekvenciamérő modul felépíthető a fent bemutatott egyetlen tranzisztor áramkör felhasználásával. A bemeneti frekvenciának 1 V csúcsról csúcsra kell lennie. A frekvenciatartomány a C1 különböző értékeinek használatával és az R2 pot megfelelő beállításával állítható be.

Pulzusgenerátor modul

Csak néhány BJT-re és néhány ellenállásra van szükség egy hasznos impulzusgenerátor áramköri modul létrehozásához, amint az a fenti ábrán látható. Az impulzus szélessége a C1 különböző értékei segítségével állítható be, míg az R3 az impulzus frekvenciájának beállítására használható.

Mérőerősítő modul

Ez az ampermérő erősítő modul rendkívül kicsi áram nagyságának mérésére használható a mikroamperek tartományában, olvasható kimenetként 1 mA-es ampermérőn.

Világítással aktivált villogó modul

A LED villogni kezd a megadottnál, mihelyt környezeti fényt vagy külső fényt érzékel a csatlakoztatott fényérzékelő felett. Ennek a fényérzékeny villogónak sokfélesége lehet, és a felhasználói preferenciáktól függően nagyon testreszabható.

A sötétség váltotta ki a villogót

Elég hasonló, de a fenti alkalmazással ellentétes hatású ez a modul villog egy LED amint a környezeti fényszint szinte sötétségbe süllyed, vagy az R1, R2 potenciálosztó hálózat állítja be.

Nagy teljesítményű villogó

NAK NEK nagy teljesítményű villogó modul csak néhány tranzisztor felhasználásával készíthető, amint azt a fenti vázlat mutatja. Az egység erősen villog vagy villog a csatlakoztatott izzólámpákból vagy halogénlámpákból, és ennek a lámpának az ereje javítható a Q2 jellemzőinek megfelelő frissítésével.

LED fénytávadó / vevő távirányító

Két áramköri modult észlelhetünk a fenti sematikus ábrán. A bal oldali modul úgy működik, mint egy LED frekvencia-adó, míg a jobb oldali modul úgy működik, mint a fényfrekvencia-vevő / detektor áramkör. Amikor az adó be van kapcsolva és a vevő Q1 fényérzékelőjére fókuszál, az adó frekvenciáját a vevő áramkör érzékeli, és a mellékelt piezo hangjelző ugyanazon a frekvencián kezd vibrálni. A modul sokféleképpen módosítható, az adott követelménynek megfelelően.

FET áramköri modulok

A FET jelentése Terepi effektusú tranzisztorok amelyeket a BJT-khez képest nagyon hatékony tranzisztoroknak tekintenek, sok szempontból.

A következő példakörökben számos érdekes FET alapú áramköri modult ismerhetünk meg, amelyek egymással integrálhatók sokféle innovatív áramkör létrehozásához, személyre szabott felhasználáshoz és alkalmazásokhoz.

FET kapcsoló

A korábbi bekezdésekben megtanultuk, hogyan kell egy BJT-t kapcsolóként használni, hasonlóan, egy FET is alkalmazható, mint egy DC ON / OFF kapcsoló.

A fenti ábra egy FET-et mutat, amely kapcsolóként van konfigurálva egy LED BE / KI kapcsolására, válaszul a kapujában lévő 9 V és 0 V bemeneti jelre.

Ellentétben azzal a BJT-vel, amely be- és kikapcsolhatja a kimeneti terhelést egy 0,6 V-os bemeneti jelre reagálva, a FET ugyanezt teszi, de 9 V és 12 V körüli bemeneti jel mellett. Ugyanakkor a BJT 0,6 V áramfüggő, és a 0,6 V feszültségű áramerősségnek ennek megfelelően magasnak vagy alacsonynak kell lennie a terhelési áramhoz képest. Ezzel ellentétben a FET bemeneti kapu meghajtóárama nem terhelésfüggő, és olyan alacsony lehet, mint egy mikroamper.

FET erősítő

Hasonlóan a BJT-hez, a rendkívül alacsony áramú bemeneti jelek erősítéséhez FET-et is csatlakoztathat egy erősített nagyáramú nagyfeszültségű kimenethez, amint azt a fenti ábra mutatja.

Nagy impedanciájú MIC erősítő modul

Ha kíváncsi arra, hogyan lehet egy Field Effect tranzisztort használni egy Hi-Z vagy egy nagy impedanciájú MIC erősítő áramkörének felépítéséhez, akkor a fent ismertetett kialakítás segíthet a cél elérésében.

FET Audo Mixer modul

A FET audio jel keverőként is használható, amint azt a fenti ábra szemlélteti. Két A és B ponton átvezetett hangjelet a FET összekever és a kimeneten C4-en egyesít.

FET késleltetés áramköri modul

Elég magas késleltetett ON időzítő áramkör az alábbi vázlat segítségével konfigurálható.

Az S1 bekapcsolásakor a tápellátás a C1 kondenzátor belsejében tárolódik, és a feszültség is bekapcsolja a FET-et. Az S1 felszabadításakor a C1-ben tárolt töltés továbbra is BE tartja a FET-et.

Azonban, mivel a FET nagy impedanciájú beviteli eszköz, nem teszi lehetővé a C1 gyors lemerülését, ezért a FET elég sokáig bekapcsolva marad. Addig is, amíg a FET Q1 ON állapotban van, a csatolt BJT Q2 kikapcsolt állapotban marad, a FET invertáló hatása miatt, amely a Q2 bázist földelve tartja.

A helyzet a hangjelzőt is kikapcsolt állapotban tartja. Végül, és fokozatosan a C1 kisül egy olyan pontig, ahol a FET nem képes bekapcsolva maradni. Ez visszaállítja a Q1 alján lévő állapotot, amely most bekapcsol és aktiválja a csatlakoztatott hangjelzőt.

Késleltesse az OFF Timer modult

Ez a kialakítás pontosan hasonlít a fenti koncepcióhoz, kivéve az invertáló BJT stádiumot, amely itt nincs jelen. Emiatt a FET késleltetett kikapcsolási időzítőként működik. Ez azt jelenti, hogy a kimenet kezdetben BE marad, amíg a C1 kondenzátor lemerül, és a FET be van kapcsolva, és végül, amikor a C1 teljesen lemerült, a FET kikapcsol és a hangjelzés megszólal.

Egyszerű teljesítményerősítő modul

Csak néhány FET használatával lehet ésszerűen teljesíteni erős hangerősítő körül 5 watt vagy még magasabb.

Kettős LED villogó modul

Ez egy nagyon egyszerű FET astable áramkör, amely használható két LED felváltva villogására a MOSFET két lefolyóján keresztül. Ennek a jó tulajdonságnak az a sajátossága, hogy a LED-ek jól meghatározott éles BE / KI sebességgel kapcsolnak, mindenféle tompító hatás nélkül, vagy lassú fakulás és emelkedés . A villanási sebességet az R3 edényen keresztül lehetett beállítani.

UJT oszcillátor áramköri modulok

UJT vagy Egyirányú tranzisztor , egy speciális típusú tranzisztor, amely egy külső RC hálózat segítségével rugalmas oszcillátorként konfigurálható.

Az elektronika alapvető kialakítása UJT alapú oszcillátor a következő ábrán látható. Az R1 és C1 RC hálózat meghatározza az UJT eszköz frekvenciájának kimenetét. Az R1 vagy a C1 értékének növelése csökkenti a frekvenciát és fordítva.

UJT hanghatás-generátor modul

Egy jó kis hanghatásgenerátort lehetne építeni néhány UJT oszcillátorral és a frekvenciájuk kombinálásával. A teljes kapcsolási rajz az alábbiakban látható.

Egyperces időzítő modul

Nagyon hasznos egy perces ON / OFF késleltetés áramkör egyetlen UJT segítségével felépíthető az alábbiak szerint. Ez tulajdonképpen egy oszcillátor áramkör, amely magas RC értékeket használ annak érdekében, hogy az ON / OFF frekvencia sebességet 1 percre lassítsa.

Ez a késés tovább növelhető az R1 és C1 komponensek értékének növelésével.

Piezo átalakító modulok

Piezo átalakítók speciálisan létrehozott eszközök piezo anyagot használnak, amely érzékeny és reagál az elektromos áramra.

A piezo átalakító belsejében lévő piezo anyag reagál egy elektromos mezőre, torzulásokat okozva szerkezetében, amely rezgéseket idéz elő a készüléken, ami hangot eredményez.

Ezzel szemben, ha számított mechanikai igénybevételt fejtünk ki egy piezo-átalakítóra, az mechanikusan torzítja a készülékben lévő piezo-anyagot, aminek eredményeként arányos mennyiségű elektromos áram keletkezik az átalakító termináljain.

Ha hasonlóan használják DC hangjelző , a piezo jelátalakítót oszcillátorral kell rögzíteni a rezgési zaj kimenetének létrehozásához, mert ezek az eszközök csak egy frekvenciára tudnak reagálni.

A képen a egyszerű piezo hangjelző tápforrással való kapcsolat. Ez a hangjelző rendelkezik egy belső oszcillátorral, amely reagál a tápfeszültségre.

A piezo hangjelzők felhasználhatók az áramkör logikai magas vagy alacsony állapotának jelzésére a következő ábrán.

Piezo Tone Generator modul

A piezo jelátalakító úgy konfigurálható, hogy a következő kapcsolási rajzon folyamatosan alacsony hangerőű kimenetet generáljon. A piezoeszköznek 3 terminálos eszköznek kell lennie.

Változtatható hangú piezo hangjelző modul

A következő ábra néhány hangjelzést mutat be piezo jelátalakítókkal. A piezoelemeknek állítólag háromvezetékes elemek kell lenniük. A bal oldali ábra a piezo jelátalakító rezgéseinek kényszerítésére szolgáló rezisztív tervet mutat be, míg a jobb oldali ábra induktív koncepciót mutat. Az induktor vagy tekercs alapú visszafogás visszacsatolási tüskék révén indukálja a rezgéseket.

SCR áramköri modulok

SCR-k vagy tirisztorok félvezető eszközök, amelyek egyenirányító diódákként viselkednek, de külső DC jelbemenettel megkönnyítik annak vezetését.

Azonban, jellemzőiknek megfelelően, SCR-ek hajlamosak megrekedni, amikor a terhelés egyenáramú. A következő ábra egy egyszerű beállítást mutat be, amely a készülék ezen reteszelő funkcióját kihasználva RL terhelést kapcsol be és ki az S1 és S2 kapcsolók nyomására. Az S1 bekapcsolja a terhelést, míg az S2 a terhelést.

Fényvezérelt relé modul

Egy egyszerű fény aktiválva relé modul SCR segítségével építhető fel, és a fototranzisztor , amint azt az alábbi ábra szemlélteti.

Amint a fototranzisztor fényszintje meghaladja az SCR meghatározott kiváltó küszöbszintjét, az SCR kiold és bekapcsol, kapcsolja BE a relét. A retesz addig marad, amíg az S1 újraindító kapcsolót elegendő sötétségként megnyomják, vagy a tápellátást ki nem kapcsolják, majd be nem kapcsolják.

Relaxációs oszcillátor Triac modul segítségével

Egy egyszerű relaxációs oszcillátor áramkör készíthető SCR és RC hálózat segítségével, amint az az alábbi ábrán látható.

Az oszcillátor frekvenciája alacsony frekvenciájú hangot ad a csatlakoztatott hangszórón. Ennek a relaxációs oszcillátornak a hangfrekvenciáját az R1 és R2 változó ellenállásokon, valamint a C1 kondenzátoron keresztül lehet beállítani.

Triac AC motor fordulatszám-szabályozó modul

Az UJT általában híres megbízható oszcillációs funkcióiról. Ugyanaz az eszköz azonban a triac segítségével is használható 0 és 0 közötti érték engedélyezésére AC motorok teljes fordulatszám-szabályozása .

Az R1 ellenállás úgy működik, mint egy frekvenciavezérlés az UJT frekvenciához. Ez a változó frekvenciájú kimenet különböző be- és kikapcsolási sebességgel kapcsolja a triacot az R1 beállításoktól függően.

A triac változó kapcsolása viszont arányosan változtatja meg a csatlakoztatott motor fordulatszámát.

Triac Gate puffer modul

A fenti ábra azt mutatja, hogy a triac ON / OFF kapcsolón keresztül kikapcsolható, és a triac biztonságát is biztosítja, ha magát a terhelést puffer fokozatként használja. Az R1 korlátozza az áramot a triac kapura, míg a terhelés emellett a triac kapu védelmét is biztosítja a hirtelen bekapcsolási tranziensektől, és lehetővé teszi a triac számára, hogy lágyindítási üzemmódban bekapcsoljon.

Triac / UJT villogó UJT modul

UJT oszcillátor is megvalósítható AC lámpa dimmer amint azt a fenti ábra mutatja.

Az R1 edényt a rezgési sebesség vagy frekvencia beállítására használják, amely viszont meghatározza a triac és a csatlakoztatott lámpa ON / OFF kapcsolási sebességét.

A kapcsolási frekvencia túl magas, úgy tűnik, hogy a lámpa nem kapcsol be állandóan, bár intenzitása változik, mivel a rajta lévő átlagos feszültség az UJT kapcsolásának megfelelően változik.

Következtetés

A fenti szakaszokban megvitattuk az elektronika számos alapvető fogalmát és elméletét, és megtanultuk, hogyan kell konfigurálni a kis áramköröket diódák, tranzisztorok, FET-ek segítségével.

Valójában számtalan további áramköri modul hozható létre ezen alapkomponensek segítségével bármely kívánt áramköri ötlet megvalósításához, a megadott előírásoknak megfelelően.

Miután jól megismerte ezeket az alapvető terveket vagy áramköri modulokat, a bejelentett bármely új felhasználó megtanulhatja ezeket a modulokat egymásba integrálni számos más érdekes áramkör megszerzéséhez vagy egy speciális áramköri alkalmazás megvalósításához.

Ha bármilyen további kérdése van az elektronika ezen alapfogalmaival, vagy azzal kapcsolatban, hogyan csatlakozhat ezekhez a modulokhoz egyedi igények szerint, nyugodtan kommentelje és megvitassa a témákat.