Medvirkende: 
Programmer jeg: Skifter
En af de mest afgørende applikationer af en transistor bruger det til at styre strømmen af beføjelser til en anden del af kredsløbet — bruger det som en elektrisk kontakt. Kørsel det i enten cutoff eller mætning tilstand, kan transistoren oprette den binære on / off Effekt af en s .itch.,transistorafbrydere er kritiske kredsløbsbygningsblokke; de bruges til at lave logiske porte, der fortsætter med at skabe mikrocontrollere, mikroprocessorer og andre integrerede kredsløb. Nedenfor er et par eksempel kredsløb.
Transistor s .itch
lad os se på det mest grundlæggende transistor-s .itch kredsløb: en NPN s .itch. Her bruger vi en NPN til at styre en LED med høj effekt:
vores kontrolindgang strømmer ind i basen, udgangen er bundet til samleren, og emitteren holdes ved en fast spænding.,
mens en normal s .itch ville kræve, at en aktuator fysisk vendes, styres denne s .itch af spændingen ved basisstiften. En mikrocontroller I / O-pin, som dem på en Arduino, kan programmeres til at gå højt eller lavt for at tænde eller slukke for LED ‘ en.
Når spændingen ved basen er større end 0,6 V (eller hvad din transistors Vth måtte være), begynder transistoren at mætte og ligner en kortslutning mellem samler og emitter. Når spændingen ved basen er mindre end 0.,6V transistor er i cutoff-tilstand-ingen strøm, fordi det ligner et åbent kredsløb mellem C og E.
kredsløbet ovenfor kaldes en low-side switch, fordi kontakten — vores transistor — er lavt (jorden) side af kredsløbet. Alternativt kan vi bruge en PNP transistor, at skabe en high-side switch:
Svarer til NPN kredsløb, basen er vores input, og emitter er bundet til en konstant spænding. Denne gang er emitteren imidlertid bundet højt, og belastningen er forbundet med transistoren på jordsiden.,
dette kredsløb fungerer lige så godt som den NPN-baserede s .itch, men der er en enorm forskel: for at tænde belastningen “på” skal basen være lav. Dette kan medføre komplikationer, især hvis belastningens højspænding (VCC er 12V tilslutning til emitteren VE i dette billede) er højere end vores kontrolindgangs højspænding. For eksempel ville dette kredsløb ikke fungere, hvis du forsøgte at bruge en 5V-operativ Arduino til at slukke for en 12V-motor. I så fald ville det være umuligt at slukke for kontakten, fordi VB (tilslutning til kontrolstiften) altid ville være mindre end VE .
Base modstande!,
du vil bemærke, at hvert af disse kredsløb bruger en seriemodstand mellem kontrolindgangen og transistorens base. Glem ikke at tilføje denne modstand! En transistor uden modstand på basen er som en LED uden strømbegrænsende modstand.Husk, at en transistor på en måde kun er et par sammenkoblede dioder. Vi for Biard-biasing base-emitter diode til at tænde belastningen. Dioden behøver kun 0.6 V for at tænde, mere spænding end det betyder mere strøm. Nogle transistorer må kun vurderes til maksimalt 10-100mA strøm til at strømme gennem dem., Hvis du leverer en strøm over den maksimale bedømmelse, kan transistoren sprænge.
seriemodstanden mellem vores kontrolkilde og basen begrænser strømmen til basen. Baseemitterknuden kan få sit lykkelige spændingsfald på 0,6 V, og modstanden kan falde den resterende spænding. Værdien af modstanden og spændingen over den indstiller strømmen.
modstanden skal være stor nok til effektivt at begrænse strømmen, men lille nok til at fodre basen nok strøm., 1mA til 10mA vil normalt være nok, men tjek din transistors datablad for at sikre dig.
Digital logik
transistorer kan kombineres for at skabe alle vores grundlæggende logiske porte: og, eller, og ikke.
(Bemærk: i disse dage er MOSFETS mere tilbøjelige til at blive brugt til at oprette logiske porte end BJTs. MOSFET ‘ er er mere effektive, hvilket gør dem til det bedre valg.)
Inverter
Her er en transistor kredsløb, der gennemfører en inverter, eller IKKE gate:
Her vil en højspænding i basen tænde transistoren, som effektivt forbinder opsamleren til emitteren. Da emitteren er forbundet direkte til jorden, vil samleren også være (selvom den vil være lidt højere, et sted omkring VCE(sat) ~ 0.05-0.2 V). Hvis indgangen er lav, ser transistoren på den anden side ud som et åbent kredsløb, og udgangen trækkes op til VCC
(Dette er faktisk en grundlæggende transistorkonfiguration kaldet fælles emitter. Mere om det senere.,)
OG Tor
Her er et par af transistorer, der bruges til at oprette en 2-input OG gate:
Hvis en af transistorerne er slukket, vil udgangen ved den anden transistors samler blive trukket lavt. Hvis begge transistorer er “tændt” (baser begge høje), er kredsløbets udgang også høj.
eller Gate
og endelig er her en 2-input eller gate:
i dette kredsløb, hvis enten (eller begge) A eller B er høje, tændes den respektive transistor og trækker udgangen højt. Hvis begge transistorer er slukket, trækkes udgangen lavt gennem modstanden.
H-Bro
En H-bro er en transistor-baserede kredsløb i stand til at køre motorer både med uret og mod uret. Det er et utroligt populært kredsløb-drivkraften bag utallige robotter, der skal kunne bevæge sig både frem og tilbage.,
Fundamentalt, en H-bro er en kombination af fire transistorer med to input linjer og to udgange:
(Bemærk: Der er normalt lidt mere til en veldesignet H-bro, herunder flyback dioder, base modstande og Schmidt triggere.)
Hvis begge indgange er den samme spænding, vil udgangene til motoren være den samme spænding, og motoren kan ikke dreje. Men hvis de to indgange er modsatte, vil motoren dreje i den ene eller den anden retning.,”>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Oscillatorer bruges i alle slags kredsløb: fra blot at blinke en LED til at producere et ursignal til at drive en mikrocontroller. Der er masser af måder at oprette en oscillator kredsløb herunder kvarts krystaller, op ampere, og, selvfølgelig, transistorer.
Her er et eksempel oscillerende kredsløb, som vi kalder en astable multivibrator. Ved hjælp af feedback kan vi bruge et par transistorer til at oprette to komplementerende, oscillerende signaler.
bortset fra de to transistorer er kondensatorerne den rigtige nøgle til dette kredsløb., Hætterne oplades og aflades alternativt, hvilket får de to transistorer til alternativt at tænde og slukke.analyse af dette kredsløbs drift er en fremragende undersøgelse i driften af både hætter og transistorer. Til at begynde, antage C1 er fuldt opladet (lagring af en spænding på omkring VCC), C2 udledes ,11 er tændt, Og22 er slukket. Her er hvad der sker efter det:
- Hvis11 er tændt, er C1S venstre plade (på skematisk) forbundet til omkring 0V. dette vil tillade C1 at aflade gennem collector1s samler.,
- mens C1 aflades, oplades C2 hurtigt gennem den lavere værdi modstand-R4.
- når C1 er helt udladet, trækkes den højre plade op til omkring 0.6 V, som tænder Q2.
- på dette tidspunkt har vi byttet stater: C1 er afladet, C2 er opladet ,11 er slukket, og22 er tændt. Nu danser vi på samme måde den anden vej.
- Q2 er tændt tillader C2 at aflade gennem22 ‘ S samler.
- mens Q1 er slukket, kan C1 oplade, relativt hurtigt gennem R1.
- når C2 er fuldt udladet, vil Q1 blive tændt igen, og vi er tilbage i den tilstand, vi startede i.,
det kan være svært at pakke dit hoved rundt. Du kan finde en anden fremragende demo af dette kredsløb her.
Ved at udvælge specifikke værdier for C1, C2, R2 og R3 (og holde R1 og R4 relativt lav), kan vi angive hastigheden af vores multivibrator kredsløb:
Så, med de værdier, caps og modstande sat til 10μf og 47kΩ henholdsvis vores oscillator frekvens er ca 1,5 Hz. Det betyder, at hver LED blinker omkring 1,5 gange i sekundet.
som du sikkert allerede kan se, er der tonsvis af kredsløb derude, der gør brug af transistorer., Men vi har knap nok ridset overfladen. Disse eksempler viser for det meste, hvordan transistoren kan bruges i mætning og afskæringstilstande som en s ?itch, men hvad med forstærkning? Tid til flere eksempler!