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Aplicações I: Opções
Uma das mais fundamentais aplicações de um transistor é utilizá-lo para controlar o fluxo de energia para uma outra parte do circuito, usando-o como um interruptor eléctrico. Dirigindo-o em Modo de corte ou saturação, o transistor pode criar o efeito binário ligado/desligado de um interruptor.,
transistor switches are critical circuit-building blocks; they are used to make logic gates, which go on to create microcontrollers, microprocessors, and other integrated circuits. Abaixo estão alguns circuitos de exemplo.
Interruptor Transistor
vamos ver o circuito transistor-switch mais fundamental: um interruptor NPN. Aqui usamos uma NPN para controlar um LED de alta potência:
os nossos fluxos de entrada de controle para a base, a saída é ligada ao coletor, e o emissor é mantido em uma tensão fixa.,embora um interruptor normal exija que um actuador seja fisicamente desligado, este interruptor é controlado pela tensão na cavilha de base. Um PIN de microcontrolador, como aqueles em um Arduino, pode ser programado para ir alto ou baixo para ligar ou desligar o LED.quando a tensão na base é superior a 0,6 V (ou seja qual for a Vth do seu transistor), o transistor começa a saturar e parece um curto-circuito entre coletor e emissor. Quando a tensão na base for inferior a 0.,6V o transistor está em Modo de corte — sem fluxo de corrente porque parece um circuito aberto entre C e E.
O circuito acima é chamado de um interruptor de lado baixo, porque o interruptor — nosso transistor — está no lado baixo (solo) do circuito. Alternativamente, podemos usar um transistor PNP, criar um interruptor de:
Similar ao do NPN circuito, a base é a nossa entrada, e o emissor está amarrado a uma tensão constante. Desta vez, porém, o emissor é amarrado alto, e a carga é conectada ao transistor no lado do solo.,
Este circuito funciona assim como o interruptor baseado em NPN, mas há uma enorme diferença: para ligar a carga “on”, a base deve ser baixa. Isto pode causar complicações, especialmente se a alta voltagem da carga (VCC sendo 12V conectando-se ao emissor VE nesta imagem) é maior do que a alta voltagem de nossa entrada de controle. Por exemplo, este circuito não funcionaria se você estivesse tentando usar um Arduino 5V operacional para desligar um motor 12V. Nesse caso, seria impossível desligar o interruptor porque o VB (conectando-se ao pino de controle) seria sempre menos do que VE .resistências de Base!,
você vai notar que cada um desses circuitos usa um resistor de série entre a entrada de controle e a base do transistor. Não se esqueça de adicionar este resistor! Um transistor sem resistor na base é como um LED sem resistor limitante de corrente.
Recall that, in a way, a transistor is just a pair of interconnected diodes. Estamos a desviar o diodo base-emissor para ligar a carga. O diodo só precisa de 0,6 V para ligar, mais tensão do que isso significa mais corrente. Alguns transístores só podem ser classificados por um máximo de 10-100mA de corrente para fluir através deles., Se você fornecer uma corrente acima do nível máximo, o transistor pode explodir.
A resistência da série entre a nossa fonte de controlo e os limites de base da corrente para a base. O nó base-emissor pode obter sua queda de voltagem feliz de 0,6 V, e o resistor pode baixar a voltagem restante. O valor do resistor, e a tensão através dele, ajustará a corrente.
a resistência necessita de ser suficientemente grande para limitar eficazmente a corrente, mas suficientemente pequena para alimentar a corrente de base., 1mA a 10mA normalmente será suficiente, mas verifique a ficha do seu transistor para ter certeza.
Lógica Digital
transístores podem ser combinados para criar todas as nossas portas lógicas fundamentais: e, ou, e não.
(Nota: Estes dias MOSFETS são mais propensos a ser usados para criar portas lógicas do que BJTs. Os MOSFETs são mais eficientes em termos de energia, o que os torna a melhor escolha.)
Inversor
Aqui está um circuito transistor que implementa um inversor, ou porta não:
aqui uma alta tensão na base irá ligar o transistor, que irá efetivamente conectar o coletor ao emissor. Uma vez que o emissor está conectado diretamente ao solo, o coletor será também (embora ele será ligeiramente maior, em algum lugar em torno de VCE(sat) ~ 0,05-0,2 V). Se a entrada é baixa, por outro lado, o transistor se parece com um circuito aberto, e a saída é puxada para VCC
(esta é na verdade uma configuração transistor fundamental chamada emissor comum. Mais sobre isso mais tarde.,)
and Gate
here are a pair of transistors used to create a 2-input AND gate:
Se ambos os transistores estiverem desligados, então a saída no coletor do segundo transistor será puxada para baixo. Se ambos os transistores estão ” on ” (bases ambas altas), então a saída do circuito também é alta.
ou porta
e, finalmente, aqui está uma entrada ou porta de 2 entradas:
neste circuito, se A (ou ambos) a ou B são altos, que o respectivo transistor vai ligar, e puxar a saída alta. Se ambos os transístores estão desligados, então a saída é puxada para baixo através do resistor.uma ponte H é um circuito transistor capaz de conduzir motores tanto no Sentido DOS ponteiros do relógio como no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. É um circuito incrivelmente popular — a força motriz por trás de inúmeros robôs que devem ser capazes de mover para frente e para trás.,
fundamentalmente, uma ponte H é uma combinação de quatro transístores com duas linhas de entrada e duas saídas:
(Nota: normalmente há um pouco mais de uma ponte H bem projetada, incluindo díodos flyback, resistências de base e gatilhos de Schmidt.)
Se ambas as entradas são a mesma tensão, as saídas para o motor será a mesma tensão e o motor não será capaz de girar. Mas se as duas entradas são opostas, o motor vai girar em uma direção ou outra.,”>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Osciladores são usados em todos os tipos de circuitos: de simplesmente piscar um LED para a produção de um sinal de relógio para dirigir um microcontrolador. Existem muitas maneiras de criar um circuito oscilador, incluindo cristais de quartzo, amperes de operação e, claro, transistores.
Aqui está um exemplo de circuito oscilante, que nós chamamos de um multivibrador astable. Usando feedback, podemos usar um par de transístores para criar dois sinais oscilantes e complementares.
afora os dois transistores, os condensadores são a chave real para este circuito., As tampas, alternativamente, carregam e descarregam, o que faz com que os dois transistores alternativamente liguem e desliguem.
Analisar a operação deste circuito é um excelente estudo na operação de ambas as tampas e transistores. Para começar, assumir que C1 está totalmente carregado (armazenando uma tensão de cerca de VCC), C2 é descarregado, Q1 Está ligado, e Q2 está desligado. Eis o que acontece depois disso:
- Se o Q1 estiver ligado, então a placa esquerda do C1 (no esquema) está ligada a cerca de 0V. isto permitirá que o C1 descarregue através do coletor do Q1.,enquanto a C1 está a ser descarregada, a C2 carrega rapidamente através da resistência do valor mais baixo — R4.uma vez que C1 descarregue completamente, a sua placa direita será puxada para cerca de 0,6 V, que irá ligar o Q2.
- Neste ponto nós trocamos Estados: C1 é liberado, C2 é carregado, Q1 está desligado, e Q2 Está ligado. Agora fazemos a mesma dança do outro lado.o facto de o C2 estar ligado permite que o C2 possa descarregar através do colector do Q2.enquanto Q1 está desligado, C1 pode carregar, relativamente rapidamente através de R1.uma vez que C2 descarregue totalmente, o Q1 vai voltar a ligar-se e estamos de volta ao estado em que começámos.,
pode ser difícil envolver a sua cabeça. Você pode encontrar outra excelente demonstração deste circuito aqui.
escolhendo os valores específicos para C1, C2, R2, e R3 (e manter R1 e R4 relativamente baixa), podemos definir a velocidade do nosso multivibrator circuito:
Então, com os valores para os caps e os resistores do conjunto de 10µF e 47kΩ respectivamente, a nossa frequência do oscilador é de cerca de 1,5 Hz. Isso significa que cada LED vai piscar cerca de 1,5 vezes por segundo.
Como você provavelmente já pode ver, há toneladas de circuitos lá fora que fazem uso de transistores., Mas mal arranhámos a superfície. Estes exemplos mostram principalmente como o transistor pode ser usado em modos de saturação e corte como um interruptor, mas e a amplificação? Está na hora de mais exemplos!