jimblom Favorit Favorit 77
Aplicatii: Switch-uri
Una dintre cele mai fundamentale aplicații ale unui tranzistor este folosind-o pentru a controla fluxul de putere de la o altă parte a circuitului, folosind-o ca un comutator electric. Conducând – o în modul cutoff sau saturație, tranzistorul poate crea efectul binar pornit/oprit al unui comutator.,comutatoarele tranzistor sunt blocuri critice de construcție a circuitelor; ele sunt folosite pentru a crea porți logice, care continuă să creeze microcontrolere, microprocesoare și alte circuite integrate. Mai jos sunt câteva circuite de exemplu.
comutator tranzistor
să ne uităm la cel mai fundamental circuit tranzistor-comutator: un comutator NPN. Aici folosim un NPN pentru a controla un LED de mare putere:
intrarea noastră de control curge în bază, ieșirea este legată de colector, iar emițătorul este menținut la o tensiune fixă.,
în timp ce un comutator normal ar necesita ca un actuator să fie rotit fizic, acest comutator este controlat de tensiunea de la pinul de bază. Un PIN i/o microcontroler, cum ar fi cele de pe un Arduino, poate fi programat să meargă sus sau jos pentru a porni sau opri LED-ul.când tensiunea la bază este mai mare de 0,6 V (sau oricare ar fi VTH-ul tranzistorului dvs.), tranzistorul începe să se satureze și arată ca un scurtcircuit între colector și emițător. Când tensiunea la bază este mai mică de 0.,6V tranzistorul este în modul cutoff-nu curge curent, deoarece se pare ca un circuit deschis între C și E.
circuitul de mai sus se numește un comutator low-side, deoarece comutatorul-tranzistorul nostru-este pe partea joasă (sol) a circuitului. Alternativ, putem folosi un tranzistor PNP pentru a crea o mare parte de comutare:
Similar cu NPN circuit, baza noastră de intrare, iar emitorul este legat la o tensiune constantă. De data aceasta, emițătorul este legat înalt, iar sarcina este conectată la tranzistorul de pe partea solului.,acest circuit funcționează la fel de bine ca și comutatorul bazat pe NPN, dar există o diferență uriașă: pentru a porni sarcina „on”, Baza trebuie să fie scăzută. Acest lucru poate provoca complicații, mai ales dacă tensiunea ridicată a sarcinii (VCC fiind 12V conectarea la emițătorul VE din această imagine) este mai mare decât tensiunea înaltă a intrării noastre de control. De exemplu, acest circuit nu ar funcționa dacă încercați să utilizați un Arduino de operare 5V pentru a opri un motor de 12V. În acest caz, ar fi imposibil să opriți comutatorul deoarece VB (conectarea la pinul de control) ar fi întotdeauna mai mică decât VE .
rezistențe de bază!,
veți observa că fiecare dintre aceste circuite utilizează un rezistor de serie între intrarea de comandă și baza tranzistorului. Nu uitați să adăugați acest rezistor! Un tranzistor fără rezistență pe bază este ca un LED fără rezistență de limitare a curentului.reamintim că, într-un fel, un tranzistor este doar o pereche de diode interconectate. Suntem forward-biasing dioda emițător de bază pentru a porni sarcina pe. Dioda are nevoie doar de 0,6 V pentru a porni, mai multă tensiune decât asta înseamnă mai mult curent. Unele tranzistoare pot fi evaluate numai pentru un maxim de 10-100mA de curent pentru a curge prin ele., Dacă furnizați un curent peste valoarea maximă, tranzistorul ar putea exploda.rezistența de serie dintre sursa noastră de control și baza limitează curentul în bază. Nodul emițător de bază poate obține căderea de tensiune fericită de 0,6 V, iar rezistorul poate scădea tensiunea rămasă. Valoarea rezistorului și tensiunea peste acesta vor seta curentul.
rezistorului trebuie să fie suficient de mare pentru a limita curentul, dar suficient de mic pentru a alimenta baza suficient curent., 1mA la 10mA va fi de obicei suficient, dar verificați fișa tehnică a tranzistorului pentru a vă asigura.tranzistoarele pot fi combinate pentru a crea toate porțile logice fundamentale: și, sau, și nu.
(notă: în aceste zile MOSFET-urile sunt mai susceptibile de a fi utilizate pentru a crea porți logice decât BJT-urile. MOSFET-urile sunt mai eficiente din punct de vedere energetic, ceea ce le face cea mai bună alegere.)
invertor
Iată un circuit tranzistor care implementează un invertor, sau nu poarta:
(aceasta este de fapt o configurație fundamentală a tranzistorului numită emițător comun. Mai multe despre asta mai târziu.,)
și poarta
aici sunt o pereche de tranzistori utilizate pentru a crea un 2-intrare și poarta:
dacă oricare dintre tranzistori este oprit, atunci ieșirea de la cel de-al doilea colector al tranzistorului va fi redusă. Dacă ambele tranzistoare sunt „pornite” (baze atât înalte), atunci ieșirea circuitului este de asemenea ridicată.
sau Poarta
și, în sfârșit, aici este un 2-intrare sau poarta:
în acest circuit, dacă unul (sau ambele) A sau B sunt mari, tranzistorul respectiv se va aprinde și va trage ieșirea mare. Dacă ambele tranzistoare sunt oprite, atunci ieșirea este trasă scăzut prin rezistor.
h-Bridge
Un h-bridge este un circuit bazat pe tranzistor capabil să conducă motoare atât în sensul acelor de ceasornic, cât și în sens invers acelor de ceasornic. Este un circuit incredibil de popular — forța motrice din spatele nenumăraților roboți care trebuie să fie capabili să se miște atât înainte, cât și înapoi.,
fundamental, un H-bridge este o combinație de patru tranzistori cu două linii de intrare și două ieșiri:
(Notă: există, de obicei, un pic mai mult pentru un pod h bine conceput, inclusiv diode flyback, rezistențe de bază și declanșatoare Schmidt.dacă ambele intrări au aceeași tensiune, ieșirile către motor vor avea aceeași tensiune, iar motorul nu va putea să se rotească. Dar dacă cele două intrări sunt opuse, motorul se va roti într-o direcție sau alta.,”>
Oscillators
An oscillator is a circuit that produces a periodic signal that swings between a high and low voltage., Oscilatoarele sunt utilizate în tot felul de circuite: de la simpla clipire a unui LED la producerea unui semnal de ceas pentru a conduce un microcontroler. Există o mulțime de moduri de a crea un circuit oscilator, inclusiv cristale de cuarț, amperi op și, desigur, tranzistori.
Iată un exemplu de circuit oscilant, pe care îl numim un multivibrator astabil. Folosind feedback-ul putem folosi o pereche de tranzistori pentru a crea două semnale complementare, oscilante.
În afară de cele două tranzistoare, condensatoarele sunt cheia reală a acestui circuit., Capacele se încarcă și se descarcă alternativ, ceea ce face ca cele două tranzistoare să pornească și să se oprească alternativ.analiza funcționării acestui circuit este un studiu excelent în funcționarea atât a capacelor, cât și a tranzistorilor. Pentru început, să presupunem că C1 este complet încărcat (stocând o tensiune de aproximativ VCC), C2 este descărcat, Q1 este pornit și Q2 este oprit. Iată ce se întâmplă după aceea:
- dacă Q1 este pornit, atunci placa stângă a lui C1 (pe schematică) este conectată la aproximativ 0V. acest lucru va permite C1 să se descarce prin colectorul Q1.,
- în timp ce C1 se descarcă, C2 se încarcă rapid prin rezistența cu valoare mai mică-R4.
- odată ce C1 se descarcă complet, placa dreaptă va fi trasă până la aproximativ 0,6 V, care va porni Q2.
- în acest moment am schimbat stările: C1 este descărcat, C2 este încărcat, Q1 este oprit și Q2 este pornit. Acum facem același dans invers.
- Q2 fiind pornit permite C2 să se descarce prin colectorul Q2.
- în timp ce Q1 este oprit, C1 poate încărca, relativ repede prin R1.
- odată ce C2 se descarcă complet, Q1 va fi pornit din nou și ne-am întors în starea în care am început.,
poate fi greu să vă înfășurați capul. Puteți găsi un alt demo excelent al acestui circuit aici.
Prin alegerea de valori specifice C1, C2, R2, și R3 (și păstrarea R1 și R4 relativ scăzut), putem seta viteza multivibrator circuit:
Deci, cu valorile pentru capace și rezistențe set de 10µF și 47kΩ respectiv, nostru frecvența oscilatorului este de aproximativ 1,5 Hz. Asta înseamnă că fiecare LED va clipi de aproximativ 1,5 ori pe secundă.după cum puteți vedea, probabil, deja, există tone de circuite acolo care face uz de tranzistori., Dar abia am zgâriat suprafața. Aceste exemple arată în cea mai mare parte modul în care tranzistorul poate fi utilizat în modurile de saturație și de întrerupere ca comutator, dar cum rămâne cu amplificarea? E timpul pentru mai multe exemple!