jimblom Favorited Favoritt 77
Programmer jeg: Brytere
En av de mest grunnleggende programmer av en transistor er å bruke det til å kontrollere flyten av kraft til en annen del av kretsen — bruke det som en elektrisk bryter. Kjører det i enten redusere eller metning modus, transistor kan lage binære på/av effekten av en bryter.,
Transistor brytere er kritisk krets-byggesteinene, de er vant til å gjøre logiske porter, som går på å opprette mikrokontrollere, mikroprosessorer, og andre integrerte kretser. Nedenfor er noen eksempel kretser.
Transistor Bytte
La oss se på det mest grunnleggende transistor-bryter krets: en NPN-bryteren. Her bruker vi en NPN å styre en høyeffekts LED:
Vår kontroll inngang flyter inn i basen, produksjonen er knyttet til collector og emitter er holdt på et fast spenning.,
Mens en normal slå ville kreve en aktuator å være fysisk snudd, denne bryteren er kontrollert av spenningen på basen pin-kode. En mikrokontroller I/O-pin-koden, som de på en Arduino, kan programmeres til å gå høyt eller lavt for å slå LED på eller av.
Når spenningen på basen er større enn 0.6 V (eller hva din transistor er Vth kan være), transistoren, begynner mette og ser ut som en kortslutning mellom kollektor og emitter. Når spenningen på basen er mindre enn 0.,6V transistoren er i cutoff-modus-ikke dagens renn fordi det ser ut som en åpen krets mellom C og E.
Den kretsen som ovenfor er kalt en lav-side bytte, fordi den bryter-vår transistor-er på lave (bakken) side av banen. Alternativt kan vi bruke en PNP-transistor til å lage en god side bytte:
Lik NPN krets, base er vår inngang, og den stråler er knyttet til en konstant spenning. Denne gangen derimot, stråler er knyttet høy, og belastningen er koblet til transistor på bakken siden.,
Denne kretsen fungerer like godt som NPN-basert bytte, men det er én stor forskjell: for å slå belastningen «på», basen må være lav. Dette kan føre til komplikasjoner, spesielt hvis belastningen er høy spenning (VCC blir 12V tilkobling til emitter VE i dette bildet) er høyere enn vår kontroll inngang er på høy spenning. For eksempel, denne kretsen ikke ville fungere hvis du prøver å bruke en 5V-drift Arduino til å slå av en 12V motor. I det tilfellet, ville det være umulig å slå bryteren av, fordi VB (koble til kontrollen pin) vil alltid være mindre enn FEM .
Base Motstander!,
vil Du legge merke til at hver av disse kretser bruker en serie motstand mellom kontroll-inngang og basen på transistoren. Ikke glem å legge til denne motstanden! En transistor uten en motstand på basen er som en lampe med ingen løpende-begrensende motstand.
Husker at, på en måte, en transistor er bare et par av sammenhengende dioder. Vi er frem-vekting av base-emitter-dioden for å slå på legg på. Diode trenger bare 0.6 V hvis du vil slå på, mer spenning enn det betyr mer gjeldende. Noen transistorer kan bare bli vurdert for maksimalt 10-100 ma strøm til strømme gjennom dem., Hvis du levere en strøm over høyeste rating, transistor kan blåse opp.
serien motstand mellom vår kontroll kilde og base grenser strøm inn i basen. Base-emitter-node kan få sin glade for spenningsfall på 0,6 V, og motstanden kan slippe den gjenværende spenning. Verdien av motstand, og spenningen over det, vil angi gjeldende.
motstanden må være stort nok til å effektivt begrense gjeldende, men små nok til å mette base nok strøm., 1mA å 10mA vil vanligvis være nok, men sjekk din transistor er dataark for å være sikker.
Digital Logikk
Transistorer kan kombineres for å lage alle våre grunnleggende logiske porter: OG, ELLER og IKKE.
(Merk: Disse dager MOSFET er mer sannsynlig å bli brukt til å lage logiske porter enn Diode. Mosfet er mer energieffektiv, noe som gjør dem til det beste valget.)
Inverter
Her er en transistor krets som implementerer en inverter, eller IKKE gate:
Her en høy spenning i basen vil slå transistor, som effektivt koble collector til emitter. Siden emitter er koblet direkte til bakken, samleren vil være så godt (selv om det vil være noe høyere, et sted rundt VCE(sat) ~ trinn på 0,05-0,2 V). Hvis input er lav, på den annen side, transistor ser ut som en åpen krets, og resultatet er trukket opp til VCC
(Dette er faktisk et grunnleggende transistor konfigurasjonen kalles felles emitter. Mer om det senere.,)
OG Tor
Her er et par av transistorer brukes til å opprette en 2-inngang OG gate:
Hvis en transistor er slått av, vil utgangen på den andre transistor er samleren vil bli trukket lav. Hvis begge transistorene er «på» (baser både høy), vil utgangen av kretsen er også høy.
ELLER Gate
Og, til slutt, her er en 2-inngang ELLER gate:
I denne kretsen, hvis en av (eller begge) A eller B er høy, som respektive transistor vil slå på, og trekk utgang høyt. Hvis begge transistorene er av, så produksjonen er trukket lave gjennom motstand.
H-Bro
En H-bro er en transistor-basert krets kan drive motorer både med klokken og mot klokken. Det er et utrolig populært krets — drivkraften bak utallige roboter som må være i stand til å bevege seg både forover og bakover.,
Fundamentalt, en H-bro er en kombinasjon av fire transistorer med to innganger linjer og to utganger:
(Merk: det er vanligvis ganske mye mer en godt designet H-bro, inkludert flyback dioder, base motstander og Schmidt utløser.)
Hvis begge inngangene er den samme spenningen, utgangene til motoren vil være den samme spenningen, og motoren vil ikke være i stand til å spinne. Men hvis de to innganger er det motsatte, og motoren vil spinne i den ene eller andre retningen.,»>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Oscillatorer er brukt i alle typer kretser: fra bare å blinker en LYSDIODE til å produsere en klokke signal til å kjøre en mikrokontroller. Det er mange måter å lage en oscillator krets inkludert kvarts krystaller, op-amper, og, selvfølgelig, transistorer.
Her er et eksempel oscillerende krets, som vi kaller en astable multivibrator. Ved hjelp av tilbakemeldinger kan vi bruke et par av transistorer å opprette to sammenfallende, oscillerende signaler.
Bortsett fra de to transistorer, kondensatorer er den virkelige nøkkelen til denne kretsen., Caps alternativt kan du lade opp og lade ut, noe som fører til at to transistorer til alternativt kan du slå på og av.
å Analysere denne kretsen ‘ s drift er en utmerket studie i bruk av både luer og transistorer. Begynn med å anta at C1 er fullt oppladet (lagre en spenning på om VCC), C2 er utladet, Q1 er på, og Q2 er av. Her er hva som skjer etter det:
- Dersom Q1 er på, så C1 venstre plate (på skjematisk) er koblet til om 0V. Dette vil tillate C1 til utslipp gjennom Q1 ‘ s collector.,
- Mens C1 er lossing, C2 raskt kostnader gjennom lavere verdi motstand — R4.
- en Gang C1 fullt utslipp, sin rett plate vil bli trukket opp til ca 0,6 V, som vil slå på Q2.
- På dette punktet har vi byttet stater: C1 er utladet, C2 er ladet, Q1 er slått av, og Q2 er på. Nå gjør vi det samme dans på annen måte.
- Q2 være på lar C2 til utslipp gjennom Q2 ‘ s collector.
- Mens Q1 er av, C1 kan lade, relativt raskt gjennom R1.
- en Gang C2 fullt utslipp, Q1 vil slå tilbake på, og vi er tilbake i den tilstand vi startet i.,
Det kan være vanskelig å vikle hodet rundt. Du kan finne en annen utmerket demonstrasjon av denne kretsen her.
Ved å plukke ut bestemte verdier for C1, C2, R2 og R3 (og holde R1 og R4 relativt lav), kan vi sette hastigheten på våre multivibrator krets:
Så, med verdier for caps og motstander satt til 10µF og 47kΩ henholdsvis vår frequency oscillator er ca 1,5 Hz. Det betyr at hver enkelt LED vil blinke ca 1,5 ganger per sekund.
Som du kan sannsynligvis allerede se, det er tonnevis av kretser der ute som gjør bruk av transistorer., Men vi har knapt riper overflaten. Disse eksemplene er for det meste viser hvordan transistoren kan brukes i metning og cut-off-modus som et bytte, men hva om forsterkning? Tid for flere eksempler!