jimblom Kedvencednek Kedvenc 77
Alkalmazások: Kapcsolók
az Egyik alapvető alkalmazások egy tranzisztor segítségével irányítani a hatalom, hogy egy másik része a kör … használja, mint egy elektromos kapcsoló. A tranzisztor leválasztás vagy telítettség módban történő vezetése esetén létrehozhatja a kapcsoló bináris be – /kikapcsolási hatását.,
A tranzisztoros kapcsolók kritikus áramkör-építőelemek; logikai kapuk készítésére használják őket, amelyek mikrokontrollerek, mikroprocesszorok és más integrált áramkörök létrehozására szolgálnak. Az alábbiakban néhány példa áramkörök.
tranzisztor kapcsoló
nézzük meg a legalapvetőbb tranzisztorkapcsoló áramkört: egy NPN kapcsolót. Itt egy NPN-t használunk egy nagy teljesítményű LED vezérléséhez:
vezérlő bemenetünk az alapba áramlik, a kimenet a kollektorhoz van kötve, az emitter pedig rögzített feszültségen van.,
míg egy normál kapcsolónak fizikailag tükröznie kell a működtetőt, ezt a kapcsolót az alapcsapon lévő feszültség vezérli. A mikrokontroller I / O pin, mint azok egy Arduino, lehet programozni, hogy menjen magas vagy alacsony, hogy kapcsolja be vagy ki a LED.
Ha az alap feszültsége nagyobb, mint 0,6 V (vagy bármi legyen is a tranzisztor Vth-je), a tranzisztor telítődni kezd, és úgy néz ki, mint egy rövidzárlat a kollektor és az emitter között. Ha az alap feszültsége kevesebb, mint 0.,6V a tranzisztor cutoff módban van-nincs áram, mert úgy néz ki, mint egy nyitott áramkör C és E között.
a fenti áramkört alacsony oldali kapcsolónak nevezik, mert a kapcsoló-tranzisztorunk-az áramkör alacsony (Föld) oldalán van. Alternatív megoldásként egy PNP tranzisztort is használhatunk egy magas oldali kapcsoló létrehozásához:
az NPN áramkörhöz hasonlóan az alap a bemenetünk, az emitter pedig állandó feszültséghez van kötve. Ezúttal azonban az emitter magasan van kötve, a terhelés pedig a föld oldalán lévő tranzisztorhoz van csatlakoztatva.,
Ez az áramkör ugyanúgy működik, mint az NPN-alapú kapcsoló, de van egy hatalmas különbség: a terhelés “bekapcsolásához” az alapnak alacsonynak kell lennie. Ez komplikációkat okozhat, különösen akkor, ha a terhelés nagyfeszültsége (a VCC 12V-os csatlakozása a képen látható ve emitterhez) magasabb, mint a vezérlő bemenet nagyfeszültsége. Például ez az áramkör nem működne, ha egy 5V-os Arduino-t próbálna használni egy 12V-os motor kikapcsolásához. Ebben az esetben lehetetlen lenne kikapcsolni a kapcsolót, mert a VB (csatlakozás a vezérlőcsaphoz) mindig kevesebb, mint VE .
bázis ellenállások!,
észre fogod venni, hogy mindegyik áramkör egy sor ellenállást használ a vezérlő bemenet és a tranzisztor alapja között. Ne felejtsd el hozzáadni ezt az ellenállást! Az alapon ellenállás nélküli tranzisztor olyan, mint egy LED, amelynek nincs áramkorlátozó ellenállása.
emlékezzünk arra, hogy bizonyos értelemben a tranzisztor csak egy pár összekapcsolt dióda. Előre haladunk-az alap-emitter diódát élesítjük, hogy bekapcsoljuk a terhelést. A diódának csak 0, 6 V-ra van szüksége a bekapcsoláshoz, több feszültség, mint ami több áramot jelent. Néhány tranzisztort csak legfeljebb 10-100 ma áramerősségre lehet besorolni, hogy áthaladjon rajtuk., Ha a maximális névleges értéket meghaladó áramot ad meg, a tranzisztor felrobbanhat.
a sorozat ellenállása a vezérlőforrásunk és az alap határértékei között. Az alap-emitter csomópont 0,6 V-os boldog feszültségcsökkenést kaphat, az ellenállás pedig csökkentheti a fennmaradó feszültséget. Az ellenállás értéke, valamint a rajta lévő feszültség beállítja az áramot.
az ellenállásnak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy hatékonyan korlátozza az áramot, de elég kicsi ahhoz, hogy az alapot elegendő áram táplálja., 1mA 10mA általában elég lesz, de ellenőrizze a tranzisztor adatlapját, hogy megbizonyosodjon róla.
digitális logika
tranzisztorok kombinálhatók az összes alapvető logikai kapuk létrehozásához: és, vagy nem.
(Megjegyzés: manapság a MOSFETS nagyobb valószínűséggel használható logikai kapuk létrehozására, mint a BJT-k. A MOSFETs hatékonyabb, ami jobb választást tesz lehetővé.)
Inverter
itt van egy tranzisztoros áramkör, amely invertert valósít meg, vagy nem kapu:
itt egy nagy feszültség az alapba bekapcsolja a tranzisztort, amely hatékonyan csatlakoztatja a kollektort az emitterhez. Mivel az emitter közvetlenül a talajhoz van csatlakoztatva, a kollektor is lesz (bár kissé magasabb lesz, valahol VCE(sat) ~ 0,05-0,2 V körül). Ha a bemenet alacsony, a tranzisztor viszont nyitott áramkörnek tűnik, a kimenetet pedig VCC
– ra húzzák(ez valójában egy alapvető tranzisztor konfiguráció, amelyet közös emitternek neveznek. Erről bővebben később.,)
és Gate
itt van egy pár tranzisztor létrehozásához használt 2-bemenet és kapu:
ha bármelyik tranzisztor ki van kapcsolva, akkor a második tranzisztor kollektorának kimenete alacsony lesz. Ha mindkét tranzisztor ” be ” (mindkét bázis magas), akkor az áramkör kimenete is magas.
vagy Gate
és végül itt van egy 2 bemenet vagy kapu:
ebben az áramkörben, ha vagy (vagy mindkettő) a vagy B magas, akkor a megfelelő tranzisztor bekapcsol, és magasra húzza a kimenetet. Ha mindkét tranzisztor ki van kapcsolva, akkor a kimenetet alacsonyan húzza az ellenálláson keresztül.
H-Bridge
egy H-híd tranzisztor alapú áramkör, amely képes motorokat vezetni mind az óramutató járásával megegyező, mind az óramutató járásával ellentétes irányban. Ez egy hihetetlenül népszerű áramkör-a számtalan robot mögött álló hajtóerő, amelynek képesnek kell lennie mind előre, mind hátra mozogni.,
alapvetően egy H-híd négy tranzisztor kombinációja két bemeneti vonallal és két kimenettel:
(megjegyzés: a jól megtervezett H-hídhoz általában jóval több van, mint a flyback diódák, az alapellenállások és a Schmidt triggerek.)
ha mindkét bemenet azonos feszültségű, akkor a motor kimenete azonos feszültségű lesz, és a motor nem tud forogni. De ha a két bemenet ellentétes, a motor egyik vagy másik irányba forog.,”>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Az oszcillátorokat mindenféle áramkörben használják: a LED egyszerű villogásától az órajel előállításáig a mikrokontroller vezetéséig. Számos módja van, hogy hozzon létre egy oszcillátor áramkör, beleértve a kvarc kristályok, op amperek, és természetesen tranzisztorok.
itt van egy példa oszcilláló áramkör, amelyet astable multivibrátornak nevezünk. A visszacsatolás segítségével egy pár tranzisztor segítségével két kiegészítő, oszcilláló jelet hozhatunk létre.
a két tranzisztor mellett a kondenzátorok az áramkör valódi kulcsa., A kupakok alternatív módon töltődnek és kisülnek, ami miatt a két tranzisztor alternatív módon be-és kikapcsolódik.
az áramkör működésének elemzése kiváló tanulmány mind a sapkák, mind a tranzisztorok működésében. Először tegyük fel, hogy a C1 teljesen fel van töltve (körülbelül VCC feszültséget tárolunk), a C2 lemerül, a Q1 be van kapcsolva, a Q2 pedig ki van kapcsolva. Ez történik ezután:
- Ha a Q1 be van kapcsolva, akkor a C1 bal oldali lemeze (a vázlatban) körülbelül 0V-hoz van csatlakoztatva. ez lehetővé teszi a C1 lemerülését a Q1 kollektorán keresztül.,
- míg a C1 kisül, a C2 gyorsan töltődik az alacsonyabb értékű ellenálláson-R4.
- miután a C1 teljesen lemerül, a jobb lemez körülbelül 0,6 V-ra húzódik, ami bekapcsolja a Q2-t.
- ezen a ponton cseréltük az állapotokat: a C1 lemerült, a C2 fel van töltve, a Q1 ki van kapcsolva, a Q2 be van kapcsolva. Most ugyanazt a táncot csináljuk a másik irányba.
- a Q2 bekapcsolása lehetővé teszi a C2 lemerülését a Q2 kollektorán keresztül.
- míg a Q1 ki van kapcsolva, a C1 viszonylag gyorsan feltölthető az R1-en keresztül.
- amint a C2 teljesen lemerül, a Q1 újra bekapcsol, és abban az állapotban vagyunk, amelyben elkezdtük.,
nehéz lehet a fejét körülölelni. Megtalálható egy másik kiváló demo ezen áramkör itt.
a C1, C2, R2 és R3 speciális értékeinek kiválasztásával (és az R1 és R4 viszonylag alacsony szinten tartásával) beállíthatjuk multivibrátor áramkörünk sebességét:
tehát a 10µf-re, illetve 47kω-ra beállított Sapkák és ellenállások értékeivel az oszcillátor frekvenciánk körülbelül 1,5 Hz. Ez azt jelenti, hogy minden LED másodpercenként körülbelül 1,5-szer villog.
amint valószínűleg már láthatja, rengeteg áramkör van odakint, amelyek tranzisztorokat használnak., De alig karcoltuk meg a felületet. Ezek a példák többnyire azt mutatják, hogy a tranzisztor hogyan használható a telítettség és a cut-off módokban kapcsolóként, de mi a helyzet az erősítéssel? Ideje további példákat!