Как да използвам транзистори

Как да използвам транзистори

Ако сте разбрали правилно, как да използвате транзистори във вериги, може би вече сте завладели половината електроника и нейните принципи. В тази публикация полагаме усилия в тази посока.



Въведение

Транзисторите са 3 терминални полупроводникови устройства, които могат да провеждат относително висока мощност през двата си терминала в отговор на значително ниска входна мощност на третия терминал.

Транзисторите са основно два вида: биполярен транзистор за свързване (BJT) и транзистор с полеви ефект метал – оксид – полупроводник ( MOSFET )





За BJT 3-те терминала са определени като база, емитер, колектор. Сигналът с ниска мощност през терминала база / емитер позволява на транзистора да превключва сравнително високо натоварване на мощност през колекторния терминал.

За MOSFET те са обозначени като Gate, Source, Drain. Сигналът с ниска мощност през терминала Gate / Source позволява на транзистора да превключва сравнително високо натоварване на мощност през колекторния терминал.



За по-голяма простота тук ще обсъдим BJT, тъй като тяхната charcaeritics е по-малко сложна в сравнение с MOSFET.

Транзисторите (BJT) са градивните елементи на всички полупроводникови устройства намерен днес. Ако нямаше транзистори, нямаше да има интегрални схеми или други полупроводникови компоненти. Дори интегралните схеми се състоят от 1000s от тясно свързани спънати транзистори, които представляват характеристиките на конкретния чип.

Новите електронни любители обикновено се затрудняват да боравят с тези полезни компоненти и да ги конфигурират като схеми за предвидено приложение.

Тук ще проучим функциите и начина на работа и внедряване на биполярни транзистори в практически схеми.

Как да използвам транзистори като превключвател

Биполярни транзистори обикновено са три водещи активни електронни компонента, които по същество работят като превключвател за включване или изключване на захранването към външен товар или свързано електронно стъпало на веригата.

Класически пример може да се види по-долу, където транзисторът е свързан като a усилвател с общ емитер :

Това е стандартният метод за използване на всеки транзистор като превключвател за управление на даден товар. Можете да видите, когато към основата е приложено малко външно напрежение, транзисторът се включва и провежда по-тежък ток през изводите на колекторния емитер, като включва по-голямо натоварване.

Стойността на базовия резистор може да бъде изчислена по формулата:

Rб= (Основно захранване Vб- Предно напрежение на базовия излъчвател) x hFE / ток на натоварване

Също така не забравяйте, че отрицателната или заземяващата линия на външното напрежение трябва да бъдат свързани с заземената линия на транзистора или емитер, в противен случай външното напрежение няма да има ефект върху транзистора.

Използване на транзистор като реле драйвер

Вече обясних в една от по-ранните си публикации относно това как да направя верига на транзисторен драйвер .

По принцип той използва същата конфигурация, както е показано по-горе. Ето стандартната схема за същото:

Ако сте объркани относно релето, можете да се обърнете към тази изчерпателна статия, която обяснява всичко за конфигурациите на релета .

Използване на транзистор за затъмняване на светлина

Следващата конфигурация показва как транзисторът може да се използва като димер за светлина с помощта на верига на последовател на излъчвателя .

Можете да видите, че променливият резистор или гърнето варира, интензитетът на лампата също варира. Ние го наричаме излъчвател-последовател , тъй като напрежението в излъчвателя или през крушката следва напрежението в основата на транзистора.

За да бъдем точни, емитерното напрежение ще бъде само на 0,7 V зад базовото напрежение. Например, ако базовото напрежение е 6 V, излъчвателят ще е 6 - 0,7 = 5,3 V и т.н. Разликата от 0,7 V се дължи на минималния рейтинг на спада на напрежението на транзистора през базовия излъчвател.

Тук съпротивлението на гърнето заедно с резистора 1 K образува резистивна разделителна мрежа в основата на транзистора. Когато плъзгачът на гърнето се премести, напрежението в основата на транзистора се променя и това съответно променя напрежението на излъчвателя в лампата и интензитетът на лампата се променя съответно.

Използване на транзистор като сензор

От горните дискусии може да сте забелязали, че транзисторът прави едно ключово нещо във всички приложения. Той основно усилва напрежението в основата си, като позволява превключване на голям ток през колекторния излъчвател.

Тази усилваща функция се използва и когато транзисторът се използва като сензор. Следващият пример показва как може да използва, за да усети разликата в околната светлина и да включи / изключи съответно реле.

И тук LDR и 300 ома / 5 k предварително зададени образува потенциален разделител в основата на транзистора.

300 ома всъщност не се изисква. Включен е, за да се гарантира, че основата на транзистора никога не е напълно заземена и по този начин никога не е напълно деактивирана или изключена. Той също така гарантира, че токът през LDR никога не може да надвиши определена минимална граница, независимо колко ярка е интензивността на светлината на LDR.

Когато е тъмно, LDR има високо съпротивление, което е в пъти по-високо от комбинираната стойност на 300 ома и 5K предварително зададени.

Поради това транзисторната основа получава повече напрежение от страната на земята (отрицателно) от положителното напрежение и проводимостта на неговия колектор / емитер остава изключена.

Когато обаче върху LDR падне достатъчно светлина, неговото съпротивление пада до стойност от няколко килоома.

Това позволява базовото напрежение на транзистора да се повиши значително над знака от 0,7 V. Транзисторът вече е пристрастен и включва колекторното натоварване, това е релето.

Както можете да видите, и в това приложение транзисторите основно усилват малкото базово напрежение, така че може да се включи по-голямо натоварване на неговия колектор.

LDR може да бъде заменен с други сензори като a термистор за засичане на топлина, a воден сензор за отчитане на водата, a фотодиод за засичане на IR лъчи и т.н.

Въпрос към вас: Какво се случва, ако позицията на LDR и предварителната настройка 300/5 K се сменят помежду си?

Транзисторни пакети

Транзисторите обикновено се разпознават от външния им пакет, в който конкретното устройство може да бъде вградено. Най-често срещаните видове опаковки, в които са затворени тези полезни устройства, са T0-92, TO-126, TO-220 и TO-3. Ще се опитаме да разберем всички тези спецификации на транзисторите и също така да научим как да ги използваме в практически схеми.

Разбиране на малките сигнални TO-92 транзистори:

Транзисторите като BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 и др., Попадат в тази категория.

Те са най-елементарните в групата и се използват за приложения, включващи ниски напрежения и токове. Интересното е, че тази категория транзистори се използва най-широко и универсално в електронните схеми поради техните гъвкави параметри.

NPN транзистор BJT символ

Обикновено тези устройства са проектирани да се справят с напрежения между 30 и 60 волта в техния колектор и емитер.

Базовото напрежение е не повече от 6, но те могат лесно да се задействат с a ниво на напрежение до 0,7 волта в тяхната база. Токът обаче трябва да бъде ограничен до приблизително 3 mA.

Трите извода на транзистор TO-92 могат да бъдат идентифицирани по следния начин:

Придържайки отпечатаната страна към нас, десният страничен проводник е излъчвателят, централният е основата, а левият страничен крак е колекторът на устройството.


АКТУАЛИЗИРАНЕ: Искате ли да знаете как да използвате транзистори с Arduino? Прочетете го тук


Как да конфигурирам транзистор TO-92 в практическите проекти

Транзисторите са предимно от два типа, тип NPN и тип PNP, и двата са взаимно допълващи се. По принцип и двамата се държат по същия начин, но в противоположните препратки и посоки.

Например NPN устройство ще изисква положителен спусък по отношение на земята, докато PNP устройство ще изисква отрицателно задействане по отношение на положителна захранваща линия за изпълнение на посочените резултати.

Трите извода на транзистора, обяснени по-горе, трябва да бъдат назначени с определени входове и изходи, за да работи за конкретно приложение, което очевидно е за превключване на параметър.

Отводите трябва да бъдат присвоени със следните входни и изходни параметри:

The излъчвател на който и да е транзистор е референтният извод на устройството , което означава, че трябва да му бъде зададена определената обща референция на захранването, така че останалите два извода да могат да работят с препратка към него.

NPN транзисторът винаги ще се нуждае от отрицателно захранване като еталон, свързано към извода на емитер за правилно функциониране, докато за PNP това ще бъде положителната линия за захранване за неговия емитер.

Колекторът е проводник за носене на товар на транзистор и натоварването, което трябва да бъде превключено, се въвежда в колектора на транзистор (виж фигурата).

Подробности за окабеляването на транзистора NPN, PNP

The основа на транзистор е тригерният терминал, който се изисква да се прилага с малко ниво на напрежение, така че токът през товара да може да премине през емитерната линия, което прави веригата пълна и управлява товара.

Отстраняването на подаването на спусъка към основата незабавно изключва товара или просто тока през колектора и клемите на емитера.

Разбиране на силови транзистори TO-126, TO-220:

Това са среден тип силови транзистори, използвани за приложения, които изискват превключване на мощни относително мощни натоварващи трансформатори, лампи и др., А за задвижване на TO-3 устройства, типични например са BD139, BD140, BD135 и др.

Диаграма на пиновете BD139 и TIP32

Идентифициране на BJT пиноутове

The pinout са идентифицирани по следния начин:

Придържайки устройството с отпечатаната повърхност към вас, десният страничен проводник е излъчвателят, централният кабел е колекторът, а левият страничен проводник е основата.

Принципът на функциониране и задействане е точно подобен на обясненията в предишния раздел.

Устройството работи с товари навсякъде от 100 mA до 2 ампера през техния колектор до емитер.

Основният спусък може да бъде от 1 до 5 волта с токове не по-големи от 50 mA в зависимост от мощността на натоварванията, които трябва да бъдат превключени.

Разбиране на силови транзистори TO-3:

Те могат да се видят в метални опаковки, както е показано на фигурата. Общите примери за силови транзистори TO-3 са 2N3055, AD149, BU205 и др.

TO3 2N3055 подробности за пиновете на основата колектор на емитер

Водещите от пакет TO-3 могат да бъдат идентифицирани, както следва:

Като държите водещата страна на устройството към себе си така, че металната част до електродите с по-голяма площ да се държи нагоре (вижте фигурата), десният страничен проводник е основата, а левият страничен кабел е излъчвателят, докато металното тяло на устройството образува колектора на пакета.

Функцията и принципът на работа са почти същите, както е обяснено за малкия сигнален транзистор, но характеристиките на мощността се увеличават пропорционално, както е дадено по-долу:

Напрежението на колектор-емитер може да бъде между 30 и 400 волта и ток между 10 и 30 ампера.

Базовият спусък трябва да бъде оптимално около 5 волта, с нива на тока от 10 до 50 mA в зависимост от големината на натоварването, което трябва да се задейства. Основният задействащ ток е право пропорционален на тока на натоварване.

Имате по-конкретни въпроси? Моля, попитайте ги чрез вашите коментари, аз съм тук, за да ги реша всички за вас.




Предишна: Прости проекти за електронни схеми за хоби Напред: Как да направя мостов токоизправител