Ha jól értette, hogyan kell használni a tranzisztorokat az áramkörökben, akkor talán már meghódította az elektronika felét és annak elveit. Ebben a bejegyzésben erőfeszítéseket teszünk ebbe az irányba.
Bevezetés
A tranzisztorok 3 terminál félvezető készülékek, amelyek viszonylag nagy teljesítményt képesek vezetni a két termináljukon, válaszul a harmadik terminál jelentősen alacsony energiafogyasztására.
A tranzisztorok alapvetően két típusból állnak: bipoláris kereszteződésű tranzisztor (BJT), és fém – oxid – félvezető térhatású tranzisztor ( MOSFET )
Egy BJT esetében a 3 terminált bázisként, sugárzóként és kollektorként jelöljük. Az alacsony fogyasztású jel a bázis / emitter terminálon keresztül lehetővé teszi, hogy a tranzisztor viszonylag nagy teljesítményterhelést kapcsoljon át kollektor terminálján.
A MOSFET-eknél ezeket kapuként, forrásként, lefolyóként jelöljük. Az alacsony fogyasztású jel a Gate / Source terminálon keresztül lehetővé teszi, hogy a tranzisztor viszonylag nagy teljesítményterhelést kapcsoljon át kollektor terminálján.
Az egyszerűség kedvéért itt tárgyaljuk a BJT-ket, mivel charcaeritikájuk kevésbé bonyolult a MOSFET-ekhez képest.
A tranzisztorok (BJT) az összes építőköve félvezető eszközök talált ma. Ha nem lennének tranzisztorok, akkor nem lennének IC-k vagy más félvezető alkatrészek. Még az IC-k is 1000-es szorosan kötött tranzisztorból állnak, amelyek az adott chip jellemzői.
Az új elektronikus hobbisták általában nehezen kezelik ezeket a hasznos összetevőket, és áramkörökként konfigurálják őket egy tervezett alkalmazáshoz.
Itt tanulmányozzuk a bipoláris tranzisztorok kezelésének és gyakorlati áramkörökbe történő beépítésének funkcióit.
A tranzisztorok kapcsolóként történő használata
Bipoláris tranzisztorok általában három vezetékes aktív elektronikus alkatrészek, amelyek alapvetően kapcsolóként működnek, vagy bekapcsolják vagy kikapcsolják az áramot egy külső terhelésre vagy az áramkör kapcsolódó elektronikus szakaszára.
Egy klasszikus példa látható alább, ahol a tranzisztor a-ként csatlakozik közös emitter erősítő :
Ez a szokásos módszer bármely tranzisztor, például kapcsoló használatára egy adott terhelés vezérléséhez. Láthatja, amikor egy kis külső feszültséget alkalmaznak az alapra, a tranzisztor bekapcsol és nagyobb áramot vezet a kollektor emitter termináljain keresztül, nagyobb terhelést kapcsolva be.
Az alapellenállás értéke kiszámítható a következő képlettel:
Rb= (B alapellátás V.b- Alap-Emitter előrefeszültség) x hFE / terhelési áram
Ne felejtsük el, hogy a külső feszültség negatív vagy földvezetékét össze kell kötni a tranzisztor földvezetékével vagy az emitterrel, különben a külső feszültség nem lesz hatással a tranzisztorra.
A tranzisztor használata relé meghajtóként
Az egyik korábbi bejegyzésemben már elmagyaráztam, hogyan lehet a tranzisztor meghajtó áramkör .
Alapvetően ugyanazt a konfigurációt használja, mint fent. Itt található a szokásos áramkör:
Ha zavart a relé miatt, olvassa el ezt az átfogó cikket, amely elmagyarázza mindent a relékonfigurációkról .
A tranzisztor használata a fénytompításhoz
A következő konfiguráció bemutatja, hogyan lehet egy tranzisztort használni fény dimmerként az a használatával emitterkövető áramkör .
Láthatja, hogy a változó ellenállás vagy a pot változó, a lámpa intenzitása is változik. Mi hívjuk kibocsátó-követő , mert az emitteren vagy az izzón átmenő feszültség követi a tranzisztor tövében lévő feszültséget.
Pontosabban: az emitter feszültsége csak 0,7 V lesz az alapfeszültség mögött. Például, ha az alapfeszültség 6 V, akkor az emitter 6 - 0,7 = 5,3 V stb. A 0,7 V-os különbség a tranzisztor minimális előremenő feszültségesés-besorolásának tudható be a bázis emitteren.
Itt a fazékellenállás az 1 K ellenállással együtt egy rezisztív osztóhálózatot képez a tranzisztor tövében. Amint az edény csúszkáját mozgatják, a tranzisztor tövében megváltozik a feszültség, és ez ennek megfelelően megváltoztatja a lámpa teljes sugárzási feszültségét, és a lámpa intenzitása ennek megfelelően változik.
A tranzisztor használata érzékelőként
A fenti megbeszélések alapján észrevehette, hogy a tranzisztor egy kulcsfontosságú dolgot csinál az összes alkalmazásban. Alapvetően az alapján lévő feszültséget erősíti azzal, hogy nagy áramot kapcsol át a kollektor-emitterén.
Ezt az erősítő funkciót akkor is kihasználják, ha érzékelőként tranzisztort használnak. A következő példa bemutatja, hogyan lehet érzékelni a környezeti fény különbségét, és ennek megfelelően be- / kikapcsolni egy relét.
Itt is a LDR és a 300 ohm / 5 k előre beállított potenciális osztót képez a tranzisztor tövénél.
A 300 ohmra valójában nincs szükség. Ez biztosítja, hogy a tranzisztor bázisa soha ne legyen teljesen földelve, és így soha ne legyen teljesen letiltva vagy kikapcsolva. Biztosítja azt is, hogy az LDR-en keresztüli áram soha ne léphesse át egy bizonyos minimális határt, függetlenül attól, hogy a fény intenzitása milyen erős az LDR-en.
Sötét állapotban az LDR nagy ellenállással rendelkezik, ami sokszorosa a 300 ohmos és az 5 K előre beállított értékek együttes értékének.
Emiatt a tranzisztor bázis több földi oldali feszültséget kap (negatív), mint a pozitív feszültség, és kollektorának / emitterének vezetése kikapcsolt állapotban marad.
Amikor azonban elegendő fény esik az LDR-re, ellenállása néhány kilohmos értékre csökken.
Ez lehetővé teszi, hogy a tranzisztor alapfeszültsége jóval meghaladja a 0,7 V-os jelet. A tranzisztor most torzít és bekapcsolja a kollektor terhelését, vagyis a relét.
Mint látható, ebben az alkalmazásban is a tranzisztorok alapvetően úgy erősítik az apró alapfeszültséget, hogy a kollektoránál nagyobb terhelés kapcsolható be.
Az LDR helyettesíthető más érzékelőkkel, például a termisztor hőérzékeléshez, a víz érzékelő a víz érzékeléséhez, a fotodióda infravörös sugár érzékelésére és így tovább.
Kérdés az Ön számára: Mi történik, ha az LDR és a 300/5 K preset pozícióját felcserélik egymással?
Tranzisztor csomagok
A tranzisztorokat általában külső csomagolásuk ismeri fel, amelybe az adott eszköz beágyazható. A leggyakoribb csomagtípusok, amelyekbe ezek a hasznos eszközök be vannak zárva, a T0-92, TO-126, TO-220 és TO-3. Megpróbáljuk megérteni a tranzisztorok ezen specifikációit, és megtanuljuk, hogyan kell használni őket a gyakorlati áramkörökben.
A kis jelű TO-92 tranzisztorok megértése:
Az olyan tranzisztorok, mint a BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 stb., Mind ebbe a kategóriába tartoznak.
Ezek a legelemibbek a csoportban, és alacsony feszültségű és áramú alkalmazásokhoz használják. Érdekes, hogy ezt a tranzisztorkategóriát sokoldalú paramétereik miatt az elektronikus áramkörökben használják a legszélesebb körben és univerzálisan.
Általában ezeket az eszközöket úgy tervezték, hogy a kollektorukon és az emitterükön átmenő 30-60 volt közötti feszültségeket kezeljék.
Az alapfeszültség nem nagyobb, mint 6, de könnyen kiválthatók a-val olyan alacsony feszültségszint, mint 0,7 volt tövükön. Az áramot azonban kb. 3 mA-re kell korlátozni.
A TO-92 tranzisztor három vezetékét a következő módon lehet azonosítani:
A nyomtatott oldalt felénk tartva a jobb oldali vezeték az emitter, a középső az alap, a bal oldali láb pedig a készülék gyűjtője.
FRISSÍTÉS: Szeretné tudni, hogyan kell használni a tranzisztorokat az Arduino-val? Olvassa el itt
Hogyan konfigurálható a TO-92 tranzisztor a gyakorlati tervekbe
A tranzisztorok főleg két típusúak, egy NPN és egy PNP típusúak, mindkettő kiegészíti egymást. Alapvetően mindkettő ugyanúgy viselkedik, de ellentétes hivatkozásokban és irányokban.
Például egy NPN eszközhöz pozitív indításra van szükség a talajhoz képest, míg a PNP eszközhöz negatív triggerre van szükség a pozitív tápvezetékre vonatkoztatva a megadott eredmények megvalósításához.
A tranzisztor fent ismertetett három vezetékét meg kell jelölni meghatározott bemenetekkel és kimenetekkel annak érdekében, hogy működjön egy adott alkalmazás számára, amely nyilvánvalóan egy paraméter átkapcsolására szolgál.
A vezetékeket a következő bemeneti és kimeneti paraméterekkel kell kijelölni:
A bármely tranzisztor emittere az eszköz referenciavezetéke , vagyis hozzá kell rendelni a megadott közös ellátási referenciát, hogy a fennmaradó két vezeték rá hivatkozással működhessen.
Az NPN tranzisztornak mindig negatív tápra lesz szüksége, mint referenciaként, amely az emitter vezetékéhez csatlakozik a megfelelő működéshez, míg a PNP esetében ez lesz a pozitív tápvezeték az emitteréhez.
A kollektor a tranzisztor teherhordó vezetéke, és az átkapcsolni kívánt terhelést egy tranzisztor kollektoránál vezetik be (lásd az ábrát).
A tranzisztor alapja az a kiváltó kivezetés, amelyet kis feszültségszint mellett kell alkalmazni, hogy a terhelésen átáramló áram áthaladhasson az emittervezetékig, így az áramkör teljes lesz és működtethető a terhelés.
Az aljzathoz szükséges tápfeszültség eltávolítása azonnal kikapcsolja a terhelést vagy egyszerűen a kollektoron és az emitter terminálokon átáramló áramot.
A TO-126, TO-220 teljesítménytranzisztorok megértése:
Ezek közepes típusú tranzisztorok, amelyeket olyan alkalmazásokhoz használnak, amelyekhez nagy teljesítményű, viszonylag nagy teljesítményű transzformátorok, lámpák stb. Kapcsolására van szükség, valamint TO-3 eszközök meghajtására, jellemzően a BD139, BD140, BD135 stb.
A BJT pinoutok azonosítása
A pinout azonosítják a következő módon:
A készüléket nyomtatott felületével maga felé tartva a jobb oldali vezeték az emitter, a középső a kollektor, a bal oldali pedig az alap.
A működés és a kiváltó elv pontosan hasonlít az előző szakaszban kifejtettekhez.
Az eszközt 100 mA és 2 amper közötti terheléssel működtetik a kollektoron át az emitterig.
Az alapkapcsolás 1 és 5 volt között lehet, az áram nem haladja meg az 50 mA-t, a kapcsolandó terhelések teljesítményétől függően.
A TO-3 teljesítménytranzisztorok megértése:
Ezek fémes csomagolásokban láthatók, amint az az ábrán látható. A TO-3 teljesítménytranzisztorok gyakori példái: 2N3055, AD149, BU205 stb.
A TO-3 csomag vezetői az alábbiak szerint azonosíthatók:
A készülék vezető oldalát úgy tartva maga felé, hogy a nagyobb területű vezetékek melletti fémrészt felfelé tartsa (lásd az ábrát), a jobb oldali vezeték az alap, a bal oldali vezeték a kibocsátó, míg a készülék fém teste képezi a csomag gyűjtőjét.
A funkció és a működési elv nagyjából megegyezik a kis jeltranzisztor magyarázatával, azonban a teljesítményspecifikációk az alábbiak szerint arányosan növekednek:
A kollektor-emitter feszültsége 30 és 400 volt között lehet, az áram pedig 10 és 30 amper között.
A bázisindítónak optimálisan 5 volt körül kell lennie, az áramszint 10-50 mA, a kiváltandó terhelés nagyságától függően. Az alap kiváltó áram egyenesen arányos a terhelési árammal.
Van-e konkrétabb kérdése? Kérjük, kérdezze meg őket észrevételein keresztül, azért vagyok itt, hogy megoldjam mindet az Ön számára.
Előző: Egyszerű hobbi elektronikus áramköri projektek Következő: Hogyan készítsünk hídirányítót
