Kaip naudoti tranzistorius

Jei teisingai supratote, kaip naudoti tranzistorius grandinėse, galbūt jau užkariavote pusę elektronikos ir jos principų. Šiame įraše mes stengiamės šia linkme.

Įvadas

Tranzistoriai yra 3 galiniai puslaidininkiniai įtaisai, kurie sugeba praleisti santykinai didelę galią visuose dviejuose gnybtuose, reaguodami į žymiai mažą galios įvestį trečiajame gnybte.

Transistoriai iš esmės yra dviejų tipų: bipolinis sandūros tranzistorius (BJT) ir metalo oksido – puslaidininkio lauko tranzistorius ( MOSFET )

BJT atveju 3 terminalai yra nurodyti kaip pagrindas, spinduolis, kolektorius. Mažos galios signalas per pagrindinį / emiterinį terminalą leidžia tranzistoriui per savo kolektoriaus gnybtą perjungti palyginti didelę galios apkrovą.

MOSFET jie žymimi kaip Vartai, Šaltinis, Nutekėjimas. Mažos galios signalas per „Gate / Source“ terminalą leidžia tranzistoriui per savo kolektoriaus gnybtą perjungti palyginti didelę galios apkrovą.

Paprastumo dėlei čia aptarsime BJT, nes jų charcaeritics yra mažiau sudėtinga, palyginti su MOSFET.

Tranzistoriai (BJT) yra visų statybiniai elementai puslaidininkiniai įtaisai rasta šiandien. Jei nebūtų tranzistorių, nebūtų jokių IC ar kitų puslaidininkių komponentų. Net IC sudaryti iš 1000 sandariai sujungtų tranzistorių, kurie yra konkrečios mikroschemos bruožai.

Naujiems elektronikos mėgėjams paprastai sunku tvarkyti šiuos naudingus komponentus ir konfigūruoti juos kaip grandines, skirtas numatytai programai.

Čia mes ištirsime bipolinių tranzistorių valdymo ir pritaikymo praktinėse grandinėse funkcijas ir būdą.

Kaip naudoti tranzistorius kaip jungiklį

Bipoliniai tranzistoriai paprastai yra trijų laidų aktyvusis elektroninis komponentas, kuris iš esmės veikia kaip jungiklis, įjungiantis arba išjungiantis maitinimą į išorinę apkrovą arba susijusią elektroninę grandinės pakopą.

Klasikinį pavyzdį galima pamatyti žemiau, kur tranzistorius yra prijungtas kaip a bendras spinduolio stiprintuvas :

Tai yra standartinis bet kurio tranzistoriaus, pavyzdžiui, jungiklio, naudojimas tam tikrai apkrovai valdyti. Galite pamatyti, kai į pagrindą įjungiama nedidelė išorinė įtampa, tranzistorius įsijungia ir per kolektoriaus emiterio gnybtus praleidžia didesnę srovę, įjungdamas didesnę apkrovą.

Bazinio rezistoriaus vertę galima apskaičiuoti pagal formulę:

R_b= (Bazinis tiekimas V_b- Pagrindo-Emiterio priekinė įtampa) x hFE / apkrovos srovė

Taip pat atminkite, kad neigiama arba įžemintos išorinės įtampos linija turi būti prijungta prie tranzistoriaus įžeminimo linijos arba emiterio, kitaip išorinė įtampa tranzistoriaus neturės.

Transistoriaus naudojimas kaip relės tvarkyklė

Aš jau paaiškinau viename iš savo ankstesnių įrašų apie tai, kaip padaryti tranzistoriaus tvarkyklės grandinė .

Iš esmės ji naudoja tą pačią konfigūraciją, kaip parodyta aukščiau. Štai standartinė grandinė tam pačiam:

Jei nesuprantate dėl relės, galite perskaityti šį išsamų straipsnį, kuriame paaiškinta viskas apie relės konfigūracijas .

Transistoriaus naudojimas šviesos pritemdymui

Ši konfigūracija parodo, kaip tranzistorius gali būti naudojamas kaip šviesos reguliatorius naudojant a spinduolio sekėjo grandinė .

Galite pamatyti, kaip kintamas rezistorius arba puodas yra įvairus, lempos intensyvumas taip pat skiriasi. Mes tai vadiname skleidėjas-sekėjas , nes įtampa spinduolyje arba per lemputę atitinka įtampą tranzistoriaus pagrinde.

Tiksliau tariant, spinduolio įtampa bus vos 0,7 V už bazinės įtampos. Pavyzdžiui, jei pagrindinė įtampa yra 6 V, spinduolis bus 6 - 0,7 = 5,3 V ir pan. 0,7 V skirtumas atsiranda dėl mažiausio tranzistoriaus įtampos kritimo į priekį baziniame spinduolyje.

Čia puodo varža kartu su 1 K rezistoriumi tranzistoriaus pagrinde suformuoja varžinį skirstomąjį tinklą. Judinant puodo slankiklį, keičiama įtampa tranzistoriaus pagrinde, ir tai atitinkamai keičia spinduolio įtampą visoje lempoje, o lempos intensyvumas atitinkamai keičiasi.

Transistoriaus naudojimas kaip jutiklis

Iš pirmiau minėtų diskusijų galite pastebėti, kad tranzistorius visose programose atlieka vieną svarbų dalyką. Iš esmės ji stiprina įtampą savo bazėje, leisdama per kolektoriaus spinduolį perjungti didelę srovę.

Ši stiprinimo funkcija taip pat naudojama, kai tranzistorius naudojamas kaip jutiklis. Šis pavyzdys parodo, kaip jis gali panaudoti aplinkos šviesos skirtumą ir atitinkamai įjungti / išjungti relę.

Čia taip pat LDR ir 300 omų / 5 k iš anksto nustatytas tranzistoriaus pagrinde suformuoja potencialų daliklį.

300 omų iš tikrųjų nereikia. Jis įtrauktas siekiant užtikrinti, kad tranzistoriaus bazė niekada nebūtų visiškai įžeminta, taigi ji niekada nebus visiškai išjungta ar išjungta. Tai taip pat užtikrina, kad srovė per LDR niekada negali viršyti tam tikros minimalios ribos, kad ir koks ryškus būtų šviesos intensyvumas ant LDR.

Kai tamsu, LDR atsparumas yra daug kartų didesnis už bendrą 300 omų ir 5 K iš anksto nustatytą vertę.

Dėl to tranzistoriaus pagrindas įgyja daugiau įžeminimo įtampos (neigiamos) nei teigiama įtampa, o jos kolektoriaus / emiterio laidumas lieka išjungtas.

Tačiau kai ant LDR patenka pakankamai šviesos, jo atsparumas sumažėja iki kelių kilogramų omų vertės.

Tai leidžia bazinei tranzistoriaus įtampai pakilti virš 0,7 V žymės. Dabar tranzistorius tampa šališkas ir įjungia kolektoriaus apkrovą, tai yra relę.

Kaip matote, ir šioje programoje tranzistoriai iš esmės sustiprina mažą bazinę įtampą, kad būtų galima įjungti didesnę jo kolektoriaus apkrovą.

LDR galima pakeisti kitais jutikliais, tokiais kaip a termistorius šilumos jutimui, a vandens jutiklis vandens jutimui, a fotodiodas IR spindulių jutimui ir pan.

Klausimas jums: Kas atsitiks, jei LDR ir 300/5 K išankstinio nustatymo padėtis pasikeis viena su kita?

Transistorių paketai

Transistorius paprastai atpažįsta pagal jų išorinį paketą, kuriame gali būti įmontuotas konkretus įrenginys. Dažniausiai naudojami paketai, kuriuose yra šie naudingi įrenginiai, yra T0-92, TO-126, TO-220 ir TO-3. Mes bandysime suprasti visas šias tranzistorių specifikacijas ir išmokti juos naudoti praktinėse grandinėse.

Supratimas apie mažo signalo TO-92 tranzistorius:

Tokie tranzistoriai kaip BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 ir ​​kt. Priklauso šiai kategorijai.

Tai yra patys elementariausi grupėje ir naudojami taikant žemą įtampą ir sroves. Įdomu tai, kad ši tranzistorių kategorija plačiausiai ir universaliausiai naudojama elektroninėse grandinėse dėl jų universalių parametrų.

Paprastai šie įtaisai yra suprojektuoti valdyti įtampą nuo 30 iki 60 voltų visame jų kolektoriuje ir spinduolyje.

Bazinė įtampa yra ne didesnė kaip 6, tačiau jas galima lengvai suveikti naudojant a net 0,7 voltų įtampos lygis jų bazėje. Tačiau srovė turi būti apribota maždaug 3 mA.

Trys TO-92 tranzistoriaus laidai gali būti identifikuojami taip:

Laikydami atspausdintą pusę link savęs, dešinioji pusė yra spinduolis, centrinė - pagrindas, o kairė - kojelė - prietaiso surinkėjas.

ATNAUJINTI: Norite sužinoti, kaip naudoti tranzistorius su „Arduino“? Perskaitykite čia

Kaip sukonfigūruoti TO-92 tranzistorių praktiškai

Transistoriai daugiausia yra dviejų tipų, NPN ir PNP tipo, abu vienas kitą papildo. Iš esmės jie abu elgiasi taip pat, bet priešingomis nuorodomis ir kryptimis.

Pvz., NPN įrenginiui reikės teigiamo paleidimo žemės atžvilgiu, o PNP įrenginiui - neigiamo paleidimo, atsižvelgiant į teigiamą maitinimo liniją, norint įgyvendinti nurodytus rezultatus.

Trims aukščiau paaiškintiems tranzistoriaus laidams reikia priskirti nurodytus įėjimus ir išėjimus, kad jis veiktų tam tikroje programoje, kuri akivaizdžiai yra skirta parametrui perjungti.

Laidams reikia priskirti šiuos įvesties ir išvesties parametrus:

The bet kurio tranzistoriaus spinduolis yra prietaiso atskaitos taškas , tai reiškia, kad jam reikia priskirti nurodytą bendrą tiekimo nuorodą, kad likusieji du laidai galėtų veikti su ja.

NPN tranzistoriui visada reikės neigiamo maitinimo šaltinio, kad jis tinkamai veiktų, kai jis yra prijungtas prie jo emiterio laido, o PNP - tai teigiama jo emiterio maitinimo linija.

Kolektorius yra tranzistoriaus apkrovos laidas, o apkrova, kurią reikia perjungti, įvedama ties tranzistoriaus kolektoriumi (žr. Pav.).

The tranzistoriaus pagrindas yra paleidimo gnybtas, kurį reikia įjungti esant mažam įtampos lygiui, kad srovė per apkrovą galėtų pereiti iki spinduolio linijos, kad grandinė būtų užbaigta ir veiktų apkrova.

Pašalinus trigerio tiekimą į pagrindą, nedelsiant išjungiama apkrova arba tiesiog srovė, esanti per kolektorių ir emiterio gnybtus.

Suprasti TO-126, TO-220 maitinimo tranzistorius:

Tai yra vidutinio tipo galios tranzistoriai, naudojami toms programoms, kurioms reikia perjungti galingas, palyginti galingas apkrovas, transformatorius, lempas ir pan., Ir TO-3 įrenginiams vairuoti. Tipiški pavyzdžiai yra BD139, BD140, BD135 ir kt.

BJT iškyšų identifikavimas

The identifikuoti pinout tokiu būdu:

Laikydami prietaisą atspausdintu paviršiumi į save, dešinioji pusė yra spinduolis, centrinė - kolektorius, o kairė - pagrindas.

Veikimas ir paleidimo principas yra visiškai panašūs į tai, kas paaiškinta ankstesniame skyriuje.

Įrenginys veikia nuo kolektoriaus iki spinduolio nuo 100 mA iki 2 amperų.

Bazinis paleidiklis gali būti nuo 1 iki 5 voltų, kai srovė neviršija 50 mA, atsižvelgiant į perjungiamų apkrovų galią.

Suprasti TO-3 maitinimo tranzistorius:

Tai galima pamatyti metalinėse pakuotėse, kaip parodyta paveikslėlyje. Dažni TO-3 galios tranzistorių pavyzdžiai yra 2N3055, AD149, BU205 ir kt.

TO-3 paketo laidus galima identifikuoti taip:

Laikydami prietaiso švino pusę link savęs taip, kad metalinė dalis šalia laidų, turinčių didesnį plotą, būtų laikoma aukštyn (žr. Pav.), Dešinės pusės laidas yra pagrindas, kairiosios pusės laidas yra spinduolis, o metalinis prietaiso korpusas sudaro pakuotės surinkėją.

Funkcija ir veikimo principas yra beveik tokie patys, kaip paaiškinta mažo signalo tranzistoriui, tačiau galios specifikacijos proporcingai didėja, kaip nurodyta toliau:

Kolektoriaus-spinduolio įtampa gali būti nuo 30 iki 400 voltų, o srovė nuo 10 iki 30 amperų.

Pagrindo paleidiklis turėtų būti optimalus maždaug 5 voltų, o srovės lygis turėtų būti nuo 10 iki 50 mA, priklausomai nuo suveikiamos apkrovos dydžio. Pagrindinė paleidimo srovė yra tiesiogiai proporcinga apkrovos srovei.

Turite konkretesnių klausimų? Prašau paprašyti jų per savo komentarus, aš čia norėčiau juos visus išspręsti.