jimblom Suosikkilistalleen Suosikki 77
Sovellukset I: Kytkimet
Yksi tärkeimmistä sovelluksia, transistori on käyttää sitä hallita virtauksen vallan toinen osa piiri-käyttää sitä kuin sähköinen kytkin. Ajo-se joko sulku-tai kylläisyys-tilassa transistori voi luoda binary päälle/pois vaikutus kytkin.,
Transistori kytkimet ovat kriittisiä piiri-rakennuspalikoita; he ovat tottuneet tekemään logiikka portit, jotka menevät luoda mikro, mikroprosessorit, ja muut integroidut piirit. Alla on muutamia esimerkkipiirejä.
Transistorikytkin
katsotaanpa perustavanlaatuista transistorikytkinpiiriä: NPN-kytkintä. Täällä käytämme NPN valvoa korkea-teho LED:
– Meidän hallinnassamme syöttää virtaa pohja, lähtö on sidottu keräilijä ja päästöiltään pidetään kiinteä jännite.,
Vaikka normaali kytkin vaatisi toimilaitteen olla fyysisesti kääntää, tämä kytkin ohjaa jännitteen tyvestä pin-koodi. Mikrokontrollerin I/O-pin, kuten Arduino, voidaan ohjelmoida mennä korkea tai matala kääntää LED päälle tai pois päältä.
Kun jännite tyvestä on suurempi kuin 0.6 V (tai mikä tahansa transistori on Viides saattaa olla), transistori alkaa kyllästää, ja näyttää, että oikosulku välillä keräilijä ja päästöiltään. Kun jännite tyvessä on alle 0.,6V transistori on cutoff-tila-ei virtaa, koska se näyttää avoimen piirin välillä C ja E.
piirin yläpuolella on nimeltään low-side-kytkintä, koska kytkin-meidän transistori-on alhainen (maa) puolella piiri. Vaihtoehtoisesti voimme käyttää PNP-transistori luoda high-side-kytkin:
Samanlainen NPN piiri, pohja on meidän tulo, ja aiheuttaja on sidottu jatkuva jännite. Tällä kertaa emitteri on kuitenkin sidottu korkealle, ja kuorma on kytketty transistoriin maan puolella.,
Tämä piiri toimii yhtä hyvin kuin NPN-pohjainen kytkin, mutta siinä on yksi valtava ero: kytke kuorma ”päällä”, pohja on oltava alhainen. Tämä voi aiheuttaa komplikaatioita, varsinkin jos kuorman suurjännite (VCC on 12V kytkettynä tässä kuvassa olevaan emitteriin VE) on suurempi kuin säätötulomme suurjännite. Esimerkiksi, tämä piiri ei toimi, jos yrität käyttää 5V-toiminta Arduino sammuttaa 12V moottori. Tällöin kytkintä olisi mahdotonta kytkeä pois päältä, koska VB (kytkeminen säätötapiin) olisi aina pienempi kuin VE .
Perusvastukset!,
huomaat, että jokainen niistä piirejä käyttää useita vastus välillä ohjaustulo ja transistorin. Älä unohda lisätä tätä vastus! Transistori ilman vastus pohjassa on kuin LED ilman virtaa rajoittava vastus.
muista, että transistori on tavallaan vain pari toisiinsa yhdistettyä diodia. Kaasutamme emitteridiodia eteenpäin. Diodi tarvitsee vain 0,6 V käynnistyäkseen, enemmän jännitettä kuin se tarkoittaa enemmän virtaa. Jotkut transistorit voidaan vain mitoittaa enintään 10-100mA virtaa niiden läpi., Jos annat virran yli suurin luokitus, transistori voi räjähtää.
sarjan vastus välillä meidän ohjauslähde ja base limits nykyinen pohjaan. Base-emitter solmu voi saada onnellinen jännite pudota 0,6 V, ja vastus voi pudottaa jäljellä jännite. Vastuksen arvo ja jännite sen yli asettaa virran.
vastuksen on oltava riittävän suuri, tehokkaasti rajoittaa nykyinen, mutta pieni tarpeeksi ruokkimaan pohja tarpeeksi virtaa., 1mA – 10mA riittää yleensä, mutta tarkista transistorin datalehti varmistaaksesi.
digitaalinen logiikka
transistorit voidaan yhdistää luomaan kaikki perustavanlaatuiset logiikkaporttimme: ja, tai, eikä.
(Huom.: nykyään mosfetejä käytetään todennäköisemmin logiikkaporttien luomiseen kuin BJTs: ää. MOSFETit ovat tehokkaampia, mikä tekee niistä paremman valinnan.)
Invertteri
Tässä on transistori piiri, joka toteuttaa invertteri, vai EI portti:
tässä suurjännite pohjaan kääntää transistorin päälle, joka yhdistää tehokkaasti keräimen emitteriin. Koska aiheuttaja on kytketty suoraan maahan, keräilijä tulee olla mahdollisimman hyvin (vaikka se on hieman korkeampi, noin VCE(sat) ~ 0.05-0.2 V). Jos tulo on alhainen, toisaalta, transistori näyttää kuin avoin piiri, ja lähtö on vedetty jopa VCC
(Tämä on itse asiassa perustavanlaatuinen transistori kokoonpano nimeltään yhteinen aiheuttaja. Lisää siitä myöhemmin.,)
JA Portti
Tässä on pari transistoria käytetään luoda 2-tulo-JA-portti:
Jos jompikumpi transistori sammutetaan, toisen transistorin keräilijän ulostulo vedetään alas. Jos molemmat transistorit ovat ”päällä” (emäkset sekä korkea), niin lähtö piiri on myös korkea.
TAI Portti
Ja lopuksi, tässä on 2-tulo TAI-portti:
tässä piirissä, jos jompikumpi (tai molemmat) A tai B ovat korkea, että kunkin transistori kytkeytyy päälle, ja vedä lähtö korkea. Jos molemmat transistorit ovat pois päältä, niin lähtö vedetään alas vastuksen kautta.
H-Silta
H-silta on transistori-pohjainen piiri, joka pystyy ajo moottorit sekä myötäpäivään ja vastapäivään. Se on uskomattoman suosittu piiri, – joka ohjaa lukemattomia robotteja, – joiden on pystyttävä liikkumaan sekä eteen-että taaksepäin.,
Pohjimmiltaan, H-silta on yhdistelmä neljä transistoria, jossa kaksi tuloa riviä ja kaksi lähtöä:
(Huom.: hyvin suunnitellussa h-sillassa on yleensä aika paljon enemmän flyback-diodeja, base-vastuksia ja Schmidt-laukaisimia.)
Jos molemmat panokset ovat sama jännite, moottoriin tulevat lähdöt ovat sama jännite, eikä Moottori pysty pyörimään. Mutta jos kaksi panosta ovat vastakkaisia, moottori pyörii suuntaan tai toiseen.,”>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Oskillaattoreita käytetään kaikenlaisia piirejä: yksinkertaisesti vilkkuva LED tuottaa kellosignaalin ajaa mikro-ohjaimella. On olemassa paljon tapoja luoda oskillaattoripiiri, mukaan lukien kvartsikiteet, op ampeeria ja tietenkin transistorit.
Tässä on esimerkki värähtelevän piirin, jota kutsumme astable multivibraattori -. Käyttämällä palautetta voimme käyttää pari transistorit luoda kaksi täydentää, värähtelevän signaaleja.
lisäksi kaksi transistorit, kondensaattorit ovat todellinen avain tämä piiri., Caps vaihtoehtoisesti varaus ja vastuuvapauden, joka aiheuttaa kaksi transistorit vaihtoehtoisesti päälle ja pois päältä.
tämän piirin toiminnan analysointi on erinomainen tutkimus sekä korkkien että transistorien toiminnassa. Aluksi oletetaan, että C1 on täysin ladattu (noin VCC: n jännitteen tallentaminen), C2 purkautuu, Q1 on päällä ja Q2 on pois päältä. Tässä on, mitä tapahtuu sen jälkeen:
- Jos Q1 on, sitten C1-vasen levy (kaavamainen) on kytketty noin 0V. Tämä mahdollistaa C1 vastuuvapauden kautta Q1 on keräilijä.,
- C1: n purkautuessa C2 lataa nopeasti alemman arvovastuksen — R4: n kautta.
- Kun C1 täysin päästöt, sen oikea levy vedetään jopa noin 0,6 V, joka käynnistyy Q2.
- tässä vaiheessa olemme vaihtaneet osavaltioita: C1 purkautuu, C2 latautuu, Q1 on pois ja Q2 on päällä. Nyt sama tanssi tehdään toisinpäin.
- Q2 on mahdollistaa C2: n purkautumisen Q2: n keräilijän kautta.
- kun Q1 on pois päältä, C1 voi ladata, suhteellisen nopeasti R1: n kautta.
- kun C2 on päästetty täyteen, Q1 palaa päälle ja olemme taas siinä tilassa, jossa aloitimme.,
pään kiertäminen voi olla vaikeaa. Löydät toinen erinomainen demo tämän piirin täältä.
poimimalla erityiset arvot C1, C2, R2, ja R3 (ja pitää R1 ja R4 suhteellisen matala), voimme asettaa nopeuden meidän multivibraattori-piiri:
Niin, arvot korkit ja vastukset on asetettu 10µF ja 47kΩ vastaavasti, meidän oskillaattorin taajuus on noin 1,5 Hz. Se tarkoittaa, että jokainen LED räpäyttää noin 1,5 kertaa sekunnissa.
kuten luultavasti jo näette, on olemassa tonnia piirejä, jotka käyttävät transistoreja., Mutta olemme tuskin raapaisseet pintaa. Nämä esimerkit lähinnä osoittavat, miten transistoria voidaan käyttää kyllästys-ja katkaisutilassa kytkimenä, mutta entä vahvistus? Lisää esimerkkejä!