Схема работы транзистора: подробное описание принципа действия и практическое применение

Как работает транзистор в электронных схемах. Какие типы транзисторов бывают. Как правильно подключать транзисторы в схемах. Примеры использования транзисторов в качестве усилителей и переключателей. Какие параметры транзисторов важны при их выборе.

Содержание

Принцип работы транзистора

Транзистор — это полупроводниковый прибор, который может усиливать и переключать электрические сигналы. Его работу можно сравнить с водяным краном, где небольшим усилием на ручке крана (база транзистора) можно управлять большим потоком воды (ток коллектора).

Основные элементы транзистора:

Эмиттер (E) — источник носителей заряда
База (B) — управляющий электрод
Коллектор (C) — область, собирающая носители заряда

Принцип действия биполярного транзистора заключается в том, что небольшой ток, протекающий через базу, управляет значительно большим током, протекающим между эмиттером и коллектором.

Типы транзисторов

Существует два основных типа биполярных транзисторов:

NPN — в котором носителями заряда являются электроны
PNP — в котором носителями заряда являются дырки

Транзисторы NPN более распространены, так как их проще и дешевле производить из кремния. Структура и обозначение на схемах для NPN и PNP транзисторов различаются.

Режимы работы транзистора

Транзистор может работать в трех основных режимах:

Режим отсечки — транзистор закрыт, ток через него не протекает
Активный режим — транзистор частично открыт, используется для усиления сигналов
Режим насыщения — транзистор полностью открыт, используется в ключевых схемах

В активном режиме небольшое изменение тока базы вызывает значительное изменение тока коллектора, что позволяет усиливать сигналы.

Использование транзистора в качестве усилителя

Основное применение транзистора — усиление электрических сигналов. Рассмотрим простейшую схему усилителя на транзисторе:

Входной сигнал подается на базу через резистор
Коллектор подключен к источнику питания через нагрузочный резистор
Эмиттер заземлен

Как работает такой усилитель:

Входной сигнал изменяет ток базы
Это вызывает усиленное изменение тока коллектора
На нагрузочном резисторе формируется усиленный выходной сигнал

Коэффициент усиления определяется параметрами транзистора и номиналами резисторов в схеме.

Транзистор в качестве электронного ключа

Другое важное применение транзистора — использование его в качестве электронного ключа. В этом случае транзистор работает в режимах отсечки (закрыт) или насыщения (открыт).

Преимущества транзисторного ключа:

Высокое быстродействие
Малая мощность управления
Отсутствие механических контактов

Такие ключи широко используются для управления различными нагрузками — светодиодами, реле, двигателями и т.д.

Схема включения с общим эмиттером

Наиболее распространенная схема включения транзистора — с общим эмиттером. В этой конфигурации:

Эмиттер является общим для входной и выходной цепей
Входной сигнал подается между базой и эмиттером
Выходной сигнал снимается между коллектором и эмиттером

Преимущества схемы с общим эмиттером:

Высокий коэффициент усиления по току и напряжению
Средние значения входного и выходного сопротивлений
Инвертирование фазы сигнала

Эта схема используется в большинстве усилительных каскадов на транзисторах.

Пара Дарлингтона

Пара Дарлингтона — это схема из двух транзисторов, обеспечивающая очень высокий коэффициент усиления по току. Принцип работы:

Эмиттер первого транзистора подключен к базе второго

Коллекторы обоих транзисторов соединены
Общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов каждого транзистора

Пара Дарлингтона позволяет получить коэффициент усиления 1000 и более. Это полезно в схемах, требующих управления большими токами малыми сигналами.

Защита транзисторных схем

При работе с индуктивными нагрузками (реле, двигатели) необходимо защищать транзистор от перенапряжений. Для этого используют защитный диод, включенный параллельно нагрузке.

Принцип работы защитного диода:

При включении транзистора диод закрыт
При выключении транзистора энергия, накопленная в индуктивности, рассеивается через диод
Это предотвращает возникновение опасных выбросов напряжения

Защитный диод — обязательный элемент при работе транзистора с реле, соленоидами, двигателями.

Выбор транзистора для схемы

При выборе транзистора для конкретной схемы нужно учитывать следующие параметры:

Максимальный ток коллектора ICmax — должен превышать рабочий ток нагрузки
Коэффициент усиления по току hFE — определяет требуемый ток базы
Максимальное напряжение коллектор-эмиттер UCEmax — должно быть выше напряжения питания
Рассеиваемая мощность Pmax — не должна превышаться в рабочем режиме

Правильный выбор транзистора обеспечивает надежную работу схемы и предотвращает выход компонентов из строя.

Применение транзисторов в современной электронике

Несмотря на широкое распространение интегральных микросхем, дискретные транзисторы по-прежнему широко применяются в электронике:

Выходные каскады усилителей мощности
Драйверы светодиодов и ламп
Ключи для управления реле и двигателями
Стабилизаторы напряжения
Генераторы и формирователи импульсов

Понимание принципов работы транзистора остается важным для разработки и обслуживания современных электронных устройств.

Методы задания начального режима работы транзистора

Методы задания начального режима работы транзистора

При построении усилительных устройств наибольшее распространение получили каскады на биполярных и полевых транзисторах, использующие соответственно схемы включения транзистора с общим эмиттером и общим истоком. Схемы с общим коллектором и общим стоком используются в основном для усиления сигнала по току. Перед тем, как подавать сигнал на вход транзисторного усилителя, необходимо обеспечить начальный режим работы (режим покоя). В схеме на рис. 7.3 этот режим задается с помощью дополнительного источника напряжения Е1. В реальных схемах для обеспечения начального режима используют резистивные делители.Начальный режим работы характеризуется постоянными значениями токов и напряжений в транзисторе. Для схемы с общим эмиттером начальный режим работы характеризуется положением точки покоя – напряжениями база – эмиттер и коллектор – эмиттер, токами базы и эмиттера.

Для стабильной работы усилителя стремятся не допускать изменения положения точки покоя.

Рис.10.10. Частотная характеристика усилителя на основе ОУ К140УД7 при введении ООС

Для задания точки покоя используют три схемы: с фиксированным током базы, с коллекторной и эмиттерной стабилизацией.

Схема с фиксированным током базы представлена на рис.11.1. Начальный ток базы задается с помощью резистора RБ.

В соответствии со вторым законом Кирхгофа IКRК + UКЭ – ЕПИТ = 0. Отсюда находим ток коллектора: К = ЕПИТ/RК – UКЭ/RК, что соответствует линейной зависимости вида у = ах + b.

Рис.11.1. Схема с фиксированным током базы

Это уравнение описывает так называемую линию нагрузки. Изобразим выходные характеристик транзистора и линию нагрузки (рис.11.2).

В соответствии со вторым законом Кирхгофа, IБRБ + UБЭ – ЕПИТ = 0. Отсюда находим ток базы IБ: тIБ = ЕПИТ/RБ – UБЭ/RБ. Так как обычно ЕПИТ>>UБЭ, опустим UБЭ, тогда IБ ≈ ЕПИТ/RБ.

Рис.11.2. Линия нагрузки транзистора

Таким образом, в рассматриваемой схеме ток IБ задается величинами ЕПИТ и RБ (ток фиксирован). При этом IК ≈ βIБ. При заданном токе покоя IБ3 точка покоя ТП займет то положение, которое указано на рис.11.2. Следует отметь, что самое нижнее возможное положение ТП соответствует точке В (режим отсечки, IБ ≈ 0), а самое верхнее положение – точке А (режим насыщения, IБ≥IБ5). Схему с фиксированным током базы используют достаточно редко, так как при изменении β (при смене транзистора или изменении температуры) будет изменяться ток коллектора и положение рабочей точки. Схема с коллекторной стабилизацией (рис.11.3) обеспечивает лучшую стабильность начального режима.

Рис.11.3. Схема с коллекторной стабилизацией

В схеме имеет место отрицательная обратная связь по напряжению (выход схемы – коллектор транзистора соединен со входом схемы – базой транзистора с помощью сопротивления RБ). Рассмотрим ее проявление на следующем примере. Пусть по каким либо причинам (например, при изменении температуры) ток IК начал увеличиваться. Это приведет к увеличению падения напряжения на коллекторном сопротивлении URк и куменьшению напряжения UКЭи уменьшению тока IБ (IБ ≈ UКЭ/RБ), что вызовет подзапирание транзистора и будет препятствовать значительному увеличению тока IК, т.е. будет осуществляться стабилизация тока коллектора. Схема с эмиттерной стабилизацией представлена на рис. 11.4.

Рис.11.4. Схема с эмиттерной стабилизацией

Основная идея, реализованная в схеме, состоит в том, чтобы зафиксировать ток IЭ и, соответственно, ток коллектора (IK≈IЭ). Для этого в цепь эмиттера включают резистор RЭ и создают на нем практически постоянное напряжение URэ. При этом оказывается, что IЭ = URэ / RЭ = const.

Для создания требуемого напряжения используют делитель напряжения на резисторах R1 и R2. Сопротивления R1 и R2выбирают таким образом, чтобы величина тока IБ практически не влияла на величину напряжения UR2. При этом UR2 = ЕКR2 / (R1 + R2). В соответствии со вторым законом Кирхгофа URЭ = UR2 – UБЭ. При воздействии дестабилизирующих факторов величина UБЭ изменяется мало, поэтому мало изменяется и величина URЭ. На практике обычно напряжение URЭ составляет небольшую долю напряжения ЕПИТ.

В этой схеме реализована обратная связь по току, подробнее она будет рассмотрена позже.

Электронные устройства автоматики

Королев Г. В. Электронные устройства автоматики: Учеб. пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк.— 1991. — 256 с.

В книге изложены теоретические основы, принципы действия и расчеты различных электронных устройств, применяемых в автоматике. Основной элементной базой описываемых устройств являются полупроводниковые интегральные схемы и транзисторы

Во втором издании (1-е — 1983 г. ) расширен материал по операционным усилителям, методически переработан ряд разделов.

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ И РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ
§ 1.2. Коэффициент усиления. Линейные и нелинейные искажения
§ 1.3. Эквивалентная схема усилителя. Входное и выходное сопротивления
§ 1.4. Показатели многокаскадных усилителей
§ 1.5. Шумы в усилителях
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ
§ 2.1. Виды обратных связей
§ 2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и искажения сигнала
§ 2.3. Влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя
§ 2.4. Влияние отрицательной обратной связи на выходное сопротивление усилителя
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ
§ 3.1. Включение транзистора в схему усилительного каскада.

Графический анализ работы каскада
§ 3.2. Режимы работы транзистора в схеме усилительного каскада. Однотактные и двухтактные схемы усилительных каскадов
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ
§ 4.1. Каскад с общим эмиттером
§ 4.2. Схемы с общим эмиттером с термокомпенсацией рабочей точки покоя
§ 4.3. Частотные искажения в схеме с общим эмиттером. Область низких частот
§ 4.4. Широкополосные каскады с общим эмиттером
§ 4.5. Каскад с общей базой (повторитель тока)
§ 4.6. Каскад с общим коллектором (повторитель напряжения)
§ 4.7. Каскад с общим истоком
§ 4.8. Каскад с общим стоком (истоковыб повторитель)
§ 4.9. Выходные каскады (усилители мощности)
Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
§ 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью
§ 5.2. Усилители с непосредственной связью (усилители постоянного тока)
§ 5.

3. Дифференциальные усилители
§ 5.4. Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала
§ 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 6.2. Эквивалентная схема и основные параметры
Области применения операционных усилителей
§ 6.3. Линейные схемы на операционных усилителях
§ 6.4. Устойчисвость и частотная коррекция операционных усилителей
§ 6.5. Работа операционного усилителя на низкоомную нагрузку
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 7. РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ
§ 7.1. Электромагнитные контактные реле. Общие сведения и основные параметры
§ 7.2. Электронные реле
§ 7.3. Электронные реле времени
§ 7.4. Фотоэлектронные реле
§ 7.5. Электронные реле на тиристорах
РАЗДЕЛ II. ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ
§ 8.1. Определение и параметры выпрямителя
§ 8.2. Схемы выпрямителей
§ 8.3. Сглаживающие фильтры
§ 8.4. Фазочувстительные выпрямители и усилители
§ 8.

5. Управляемые выпрямители и инверторы
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 9. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА
§ 9.1. Параметрические стабилизаторы
§ 9.2. Компенсационные стабилизаторы
Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия
Вопросы и задачи для самопроверки
РАЗДЕЛ III. ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
§ 10.1. Основные параметры радиопередающих и радиоприемных устройств
§ 10.2. Радиоприемник супергетеродинного типа
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ
§ 11.1. Свободные колебания в контуре
§ 11.2. Вынужденные колебания в последовательном контуре
§ 11.3. Вынужденные колебания в параллельном контуре
§ 11.4. Вынужденные колебания в связанных контурах
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 12. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
§ 12.1. Принципы построения генераторов
§ 12.2. Генератор с фазовращающей RC-цепью
Расчет генератора низкой частоты
§ 12.3.

Генератор с мостом Вина в цепи обратной связи
§ 12.4. Генераторы с колебательными контурами
§ 12.5. Стабилизация частоты LC-генераторов. Кварцевые генераторы
ГЛАВА 13. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 13.1. Узкополосные RC-усилители
§ 13.2. Резонансные усилители напряжения высокой частоты
§ 13.3. Резонансные усилители мощности высокой частоты (генераторы с независимым возбуждением)
§ 13.4. Модуляция высокочастотного сигнала
ЛИТЕРАТУРА

Как работает транзисторная схема

Давайте узнаем, как работает транзисторная схема. Хотя транзистор очень старый прибор. И в настоящее время мы часто предпочитаем использовать вместо этого IC. Но транзистор по-прежнему играет важную роль в общих электронных схемах. Почему? Потому что транзистор большой, прочный и может пропускать большие токи.

И для многих людей, привыкающих использовать транзисторы в общих схемах, я тоже.

Как работает транзистор

Тип транзистора

Эквивалентный транзистор

Как транзистор работает как водяной клапан

Изучите базовый ток транзистора

Эксперимент с базовой схемой транзистора

Рабочая модель и структура транзистора NPN

Дарлингтон Транзисторная пара

3 Использование пары транзисторов

3 в качестве переключателя

Защищенный диод

Когда следует использовать реле

Соединение транзистора с выходом ИС

10 Пример схемы транзистора

Похожие сообщения

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Как работает транзистор

Есть ли у вас какие-либо причины. Позвольте мне объяснить вам, как работает транзисторная схема простым способом. Кроме того, я научусь этому вместе с вами.

Готовы?

Транзистор является активным устройством. Он усиливает. Существует множество типов транзисторов, более 20 000 различных типов от сотен производителей.

Тип транзистора

Мы можем поместить их в два типа стандартных транзисторов, NPN и PNP. Какие у них разные транзисторные символы .

Символ показывает класс полупроводниковых материалов, используемых для изготовления транзистора.

В настоящее время в основном используются транзисторы типа NPN. Так как он сделан легко из силиконовых материалов. Итак, большая часть этой статьи так упоминает транзистор NPN-типа.

А если мы новички в электронике. Хорошо начать с обучения. О применении транзисторов сначала.

Вывод транзистора состоит из базы (B), коллектора (C) и эмиттера (E).

Слово, которым называется эта нога. Представляет функцию внутри транзистора. Но это не поможет вам понять, как использовать транзисторы. Следовательно, он знает только, что это вывод транзистора.

В дополнение к стандартным транзисторам (биполярным) имеется полевой транзистор. Они часто представлены акронимами FET. Символы и свойства разные. Но еще не обсуждали детали в этой статье.

Рекомендуется: Транзисторы — сделайте усилитель или коммутационную схему

Эквивалентный транзистор

Тип, который мы будем изучать, также называется малосигнальным транзистором. Мы можем назвать их моделью ТО-92. Посмотрите на рисунок. Мы часто используем транзистор в группе с 3 номерами.

Какие ноги используются по-разному. Следует быть осторожным при использовании.

BC547: Для NPN можно использовать BC546, BC547, BC549, BC550 и т. д. Если вам нужен более высокий ток Ic, используйте BC337 (Ic = 0,8 А). Для типов PNP используйте BC556, BC557, BC558, BC559., BC560 и т. д. И более высокий ток BC327(Ic=0.8A)
C9013 : Для NPN можно использовать 2N3904. Если вам нужен более высокий ток коллектора (Ic), используйте C9013 (Ic = 0,8 A). Для типов PNP используйте 2N3906 и C9012 (более высокий ток)
C1815: Для NPN используется 2SC1815, эквиваленты: C945, C829. Для PNP — A561

. Аналогичный список для MPS9682 — BC557. Но распиновка другая. Так что будь осторожен. Сначала проверьте!

Посмотрите на часто используемые силовые транзисторы ниже. Будем учиться дальше.

Как транзистор работает как водяной клапан

Мы сравниваем транзисторы как водяные клапаны. Мы можем контролировать высокую мощность подачи воды на выходе при низком уровне воды.

Происхождение водопроводной трубы (Ввод) похоже на Коллектор.
Конец водопроводной трубы(Вход) похож на Излучатель.
Контрольная (маленькая) труба похожа на Базу.

Во-первых, паводок достигает значения входной стороны. Затем маловодье доходит до контрольного значения. Включает главное значение. Далее паводок может течь по трубе к выходу.

Во-вторых, напротив, нет низкого уровня воды в регулирующем клапане. Он не поворачивает клапан, чтобы контролировать высокий уровень воды. Так что воды на выходе нет.

Узнать базовый ток транзистора

Что еще? мы узнаем ток в базовой схеме транзистора.

Посмотрите на рисунок. Транзистор NPN представляет собой простую схему.

Когда мы подаем небольшой ток на базу транзистора. И тогда большой ток течет через нагрузку на выводы коллектор-эмиттер.

Мы часто называем Нагрузка на коллекторе ведет к нагрузочному резистору. Иногда нагрузкой является динамик.

Меня беспокоит ваше понимание простых транзисторов. Раньше мне было трудно это понять. Прочитайте текст много раз, но не поймите его.

Базовый рабочий диапазон

В целом рабочий диапазон транзистора можно разделить на 3 диапазона:

1. Отсечка (остановка транзистора).

Через транзистор не протекает ток базы (IB) и ток коллектора (IC). Но будут некоторые токи утечки, очень низкие.

2. Насыщенный диапазон.

Через транзистор полностью проходит электричество, пока он не насыщается. И ток больше не увеличится. Что мы можем ограничить этот ток с подключением резисторов.

3. Активный диапазон

Это период, в течение которого транзистор работает или проводит ток. За счет управления током коллектора (IC), пропорциональным току базы (IB).

Итак, при использовании транзисторного усилителя звука схема работает в активной фазе.

Вы понимаете?

Эксперимент с базовой схемой транзистора

Кроме того, я систематически понимаю транзисторы посредством экспериментов. Возможно, я тебе нравлюсь. Начнем эксперимент с Простая схема токового транзистора .

Смотри:

Простая схема на токовом транзисторе

Это простая схема. Который мы используем для проверки тока, протекающего через транзистор. В этой схеме мы используем красные светодиоды размером 0,5 мм. И транзисторы NPN малой мощности (например, BC108, BC182 или BC548).

Здесь шаг за шагом показан процесс работы транзисторной схемы.

Малый ток базы управляет большим током коллектора.

S1 замкнут. Ток течет через R1 и LED1 на базу транзистора.

Базовая валюта. При этом LED1 тоже тускнеет.

Затем транзистор будет усиливать слабый ток, так что ток течет через коллектор (C) к эмиттеру (E).

Этот ток коллектора достаточно высок, чтобы сделать светодиод C очень ярким.

При размыкании переключателя S1. Базовые токи отсутствуют. Таким образом, транзистор отсекает ток коллектора. Оба светодиода погаснут.

Часто мы используем транзистор для усиления тока и переключателей.

Схема с эмиттером (Э) в токе базы и в токе коллектора. Мы назвали эмиттер синфазным. Транзисторная схема работает так и широко используется. Таким образом, мы должны изучить это в первую очередь.

Рабочая модель и структура транзистора NPN

Я расстроен, потому что не могу объяснить вам, как понять внутреннюю структуру NPN-транзистора.

Однако попробую сравнить с диодом и переменным резистором. Это может помочь вам легче понять.

Смотрите ниже.

Вот пошаговый процесс.

Соединение база-эмиттер похоже на диод.
Базовый ток IB протекает только тогда, когда напряжение VBE между базой и эмиттером составляет 0,7 В или более.
Маленький ток базы (IB) управляет большими токами коллектора.
IC = hFE × IB (кроме полностью активных и насыщенных транзисторов)

hFE — коэффициент усиления по току (по постоянному току). Нормальное значение для hFE равно 100 (единицы измерения нет, поскольку это отношение).
Сопротивление между коллектором и эмиттером (RCE) регулируется током базы (IB) по формуле:
- IB = 0 RCE = бесконечное значение. Транзистор (выкл.)
- Меньше IB, RCE ниже, транзистор включается только частично
- ИБ добавлен. RCE = 0. Транзистор пробегает (ON) полностью (насыщенные)

Дополнительные примечания:

Узнайте больше о транзисторных цепях здесь

ПАРТИНТОНА ПАРА

DALLIN два биполярных транзистора, соединенных вместе, как показано на рисунке ниже.

Почему транзистор Дарлингтона называется ? – Потому что эта конфигурация была изобретена Сиднеем Дарлингтоном в Bell Labs в 1953. С этой конфигурацией мы можем добиться более высокого коэффициента усиления, чем у обычного транзистора. Его также можно интегрировать в микросхему, такую как ULN2003

В большинстве случаев мы предпочитаем использовать ее в виде обычной транзисторной схемы, чем микросхему. Каждая схема может содержать или не содержать более двух транзисторов.

Это приводит к тому, что ток, усиленный первым транзистором, усиливается вторым транзистором.

Текущий коэффициент усиления равен коэффициенту усиления каждого из них, умноженному на:

Коэффициент усиления по току пары Дарлингтона hFE = hFE1 × hFE2
(hFE1 и hFE2 — коэффициенты усиления каждого транзистора).

По этой причине пара Дарлингтона имеет очень высокий коэффициент усиления по току, например 10000. Поэтому мы используем только небольшой базовый ток, чтобы позволить паре Дарлингтона переключаться.

Пара Дарлингтона вместо одного транзистора с очень высоким коэффициентом усиления по току. Также имеет три ножки (B, C и E), что эквивалентно ножкам одного транзистора.

Мы можем использовать пару Дарлингтона.

Поставив напряжение 0,7В между базой-эмиттером (VBE) обоих транзисторов последовательно внутр. Поэтому для их включения требуется напряжение 1,4 В.

Эксперимент со схемой сенсорного выключателя

Транзисторная схема работает как пара Дарлингтона и очень чувствительна к малым токам, протекающим через нашу кожу. Таким образом, можно использовать для создания схемы сенсорного переключателя, как показано на схеме.

Для этой схемы используйте два маломощных транзистора общего назначения.

При касании загорается светодиод.

Резистор 100K используется для ограничения тока базы.

Эти схемы на транзисторах Дарлингтона используются во многих схемах.

Аудиоусилители
Water Alam: измеряет очень маленькое течение, протекающее через воду.
Бесконтактный детектор переменного напряжения: это усилитель с высоким коэффициентом усиления, использующий 3 транзистора.
Сенсорный переключатель: если мы соединим его с куском металла, мы можем сделать сенсорную кнопку.

Проверьте эти связанные статьи (с использованием Дарлингтона), также:

555 PWM LED DIMMER CIRCIT бесконтактный тестер напряжения с использованием транзисторов

Использование транзистора в качестве переключателя

Когда мы используем транзистор в качестве переключателя. Он выключится (OFF) или включится (ON).

При напряжении (ВКЛ) напряжение VCE на транзисторе почти равно нулю. и мы называем его насыщенным транзистором. Потому что он не может иметь больший ток коллектора (IC).

Посмотрите на простую схему переключения транзисторов ниже.

Выходное устройство, которое переключается этим транзистором, называется нагрузкой

Мощность, генерируемая переключающим транзистором, очень мала:

В выключенном состоянии: мощность = IC × VCE, но IC = 0, поэтому мощность нуль.
Во включенном состоянии: мощность = IC × VCE, но VCE = 0 (большинство), поэтому мощность очень низкая.

Это означает, что используемый транзистор не нагревается. Так что не учитывайте максимальный показатель мощности.

Но важным показателем в схеме включения является максимальный ток коллектора IC (max). А, минимальный коэффициент усиления по току hFE (мин).

Напряжение транзистора не должно учитываться. За исключением случаев использования с источником питания выше 15 В.

Читайте также: Схема переключения транзисторов в цифровых схемах

Защищенный диод

Если нагрузкой является двигатель, реле или соленоид (или другие устройства, представляющие собой катушки). Подключим диод через нагрузку. Для защиты схемы работает транзистор (и ИС), поврежденный при отключении нагрузки.

Посмотрите на принципиальную схему.

На схеме показано подключение обратносмещенного диода. Который обычно не проводит токи.

Он будет проводить ток только при отключении нагрузки.

В это время ток, собирающий энергию в катушке, попытается пройти через катушку.

И, Потому что транзистор находится в состоянии отсечки. Таким образом, вместо этого ток течет через диод.

Если нет диода, ток не течет. Эта катушка будет производить высокое пиковое напряжение. Это опасно и пытается течь.

Когда следует использовать реле

Мы не можем использовать транзистор для переключения напряжения переменного тока или высокого напряжения (например, сети переменного тока). И он не подходит для переключения слишком высокого тока (> 5A). ในกรณีนี้ нам нужно использовать реле.

Но нам также нужно использовать маломощный транзистор для подачи тока на катушку реле.

Преимущества реле:

Реле может переключать питание переменного и постоянного тока, транзистор может переключать только питание постоянного тока.
Может включать высоковольтное питание, транзистор — нет.
Реле являются лучшим вариантом для переключения на большой ток (> 5А).
Реле может переключать несколько контактов одновременно.

Недостатки реле:

Реле слишком велико по сравнению с транзистором в переключателе малого тока.
Реле не может переключаться со скоростью, транзистор может переключаться много раз в секунду.
Реле требуют большей мощности Посмотрите на ток, протекающий через катушку.
Реле требуют больше тока, чем может управлять ИС. Поэтому нам нужно использовать маломощный транзистор для переключения тока катушки реле.

Кредит: https://electronicsclub.info Большое спасибо. Этот контент делает меня более понятным.

Соединение транзистора с выходом ИС

Большинство выходов ИС не могут обеспечивать большие токи. Итак, необходимо использовать транзистор. Для переключения токов, достаточно высоких для выходных устройств. Например, лампочки, двигатели, реле и т. д.

За исключением таймера 555 IC, он обычно может подавать ток до 200 мА.

Этого достаточно для выходных устройств, требующих небольшого тока. Например, маленькая лампочка, зуммер или реле. Без помощи транзистора.

Посмотрите на основную схему. Подключите транзистор к выходу микросхемы.

Резистор R1 предназначен для ограничения тока, протекающего в базу транзистора. И предотвратить повреждение.

Однако сопротивление R1 должно быть достаточно низким, чтобы обеспечить насыщение транзистора и предотвратить перегрев.

Это важно при переключении транзистора с большим током (>100мА). Самый безопасный способ, ток базы (IB) должен быть в 5 раз выше, чем ток, который делает транзистор насыщенным.

Вы понимаете? Читайте больше, вы будете чувствовать себя более ясно.

Правильный выбор NPN-транзистора

На принципиальной схеме показано подключение NPN-транзистора. Эта схема переключится на нагрузку, когда на выходе микросхемы будет высокий уровень (+ V).

С другой стороны, если вы хотите продолжить загрузку, когда выходное напряжение микросхемы низкое (0 В), посмотрите на схему PNP-транзистора ниже.

Приведенные ниже шаги объясняют, как выбрать подходящий переключающий транзистор.

Максимальный ток коллектора (IC max) транзистора должен превышать ток нагрузки.
Мы можем найти ток нагрузки (LC) = напряжение питания (VS) / сопротивление нагрузки. или
Например, мы используем лампочку 12V 3W. Он использует ток
= 1 Вт / 12 В = 0,083 А. Поэтому мы используем IC max более 0,1 А или 100 мА.

Минимальный ток усиления, hFE (min) транзистора, должен быть как минимум в 5 раз больше тока нагрузки IC, деленного на максимальный выходной ток IC (микросхемы).
Рассчитайте приблизительное значение базового резистора:
R1 = 0,2 × RL × hFE или
R1 = (Vs × hFE) (5 × IC)

Выбор подходящего PNP-транзистора подключение транзистора PNP.

Эта схема переключается на нагрузку, когда на выходе микросхемы низкий уровень (0 В).

Процедура выбора подходящего транзистора PNP аналогична описанной выше процедуре выбора транзистора NPN.

Кроме того, мы можем использовать транзисторы по-разному. Узнать больше:

Использование переключающего транзистора с датчиком
Изучение схемы делителя напряжения
Инверторный транзистор (НЕ вентиль)

…

10 Пример схемы транзистора

Прочитайте принцип, вы, наверное, начинаете понимать. Далее давайте рассмотрим пример транзисторной схемы. Надеюсь, это будет полезно для вас.

1# Простая схема внутренней связи

См. простую схему внутренней связи, использующую транзисторы и несколько деталей. Так легко построить и дешевле, чем ИС. Для небольшого дома и обучения. Подробнее

2# 4-транзисторная схема усилителя звука

Это схема 4-транзисторного усилителя звука. Это комплементарный двухтактный усилитель с 4 транзисторами, демонстрирующий основы конструкции аудиоусилителя. Подробнее

3# Простой транзистор | полиция | Сирена скорой помощи (звуковая сигнализация) схемы

Я хотел бы представить простой и экономичный простой схемы сирены . Он подходит для начинающих. Мой сын будет постепенно строить эту схему на макете печатной платы.

4# Цепь постоянного тока с использованием транзисторов

Вот схема постоянного тока с использованием транзисторов. Потому что аккумулятор Ni-HM следует заряжать только постоянным током. Нашим друзьям это нужно. Кроме того, я и моя дочь заинтересованы в изучении/опробовании этой схемы.

5# Небольшой высоковольтный разряд с использованием транзистора

Это небольшой высоковольтный разряд , давление от слабого тока. Он идеально подходит для веселой игры. В схеме есть несколько компонентов, всего два небольших транзистора NPN, 2 резистора и трансформатор. Так легко построить и дешево!

6# Простой транзисторный импульсный источник питания 12 В

Можем ли мы построить импульсный источник питания с 2 транзисторами? Да мы можем! Давайте поэкспериментируем с простой схемой импульсного источника питания на 12 В с использованием транзисторов.

7# Базовая схема драйвера двигателя Н-моста с использованием биполярного транзистора

Контроллер двигателя постоянного тока имеет множество форм. Я собираюсь предложить вам изучить схему драйвера двигателя h-bridge . Ну и что? Это легко сделать с помощью драйверов транзисторов или MOSFET. И у них тоже высокая производительность.

Загрузить это

Все полноразмерные изображения этого поста в формате PDF находятся в электронной книге. Спасибо, ваша поддержка. 🙂

Вот несколько связанных постов, которые вы можете прочитать:

Простая схема звуковой сигнализации с использованием транзисторов
4 Транзисторная цепь Audio Amplifier. PCB

Нарисуйте принципиальную схему транзистора n-p-n с переходом эмиттер-база, смещенным в прямом направлении, и переходом база-коллектор, смещенным в обратном направлении. Кратко опишите, как это работает. Объясните, как транзистор в активном состоянии проявляет низкое сопротивление в переходе на основе эмиттера и высокое сопротивление в переходе база-коллектор.

Последняя обновленная дата: 09 -й марта 2023 г.
•
Всего просмотров: 267,9K
•
Просмотры сегодня: 3,49K
Ответ
Проверено
267,9K+ Просмот прежде всего мы знаем о транзисторе и его типах, или он имеет три вывода, т.е. базу, эмиттер и коллектор.
Полное пошаговое решение
Схема транзистора n-p-n.
Работа транзистора n-p-n:
На рисунке выше напряжение на переходе эмиттер-база равно (${V_{EB}}$), а напряжение на переходе коллектор-база равно (${V_{CB}}$).
Переход эмиттер-база транзистора n-p-n смещен в прямом направлении от источника питания $({V_{EE}})$, тогда как переход коллектор-база смещен в обратном направлении от источника питания $({V_{CC}})$ . Когда переход эмиттер-база смещен в прямом направлении, основные носители электронов в эмиттере отталкиваются отрицательным выводом источника питания к базе. Барьерный потенциал перехода эмиттер-база уменьшается, и электроны входят в базу. Около 5% этих электронов объединяются с дырками, т.е. ${I_B}$ малый базовый ток. Остальные электроны попадают в область коллектора, потому что они притягиваются к положительной клемме батареи $({V_{CC}})$, как показано на рисунке выше, и электрон от отрицательной клеммы батареи $({V_{EE}} )$ попадает в область эмиттера. Таким образом, непрерывный ток течет от эмиттера к коллектору через базовые области.
Следовательно, уравнение принимает вид (${I_E} = {I_B} + {I_C}$ )
Транзисторы являются нелинейными устройствами. Они имеют четыре различных режима работы. Вот они:
Насыщение: Транзистор действует как короткое замыкание. Ток течет от коллектора к эмиттеру.
Отсечка: Транзистор ведет себя как разомкнутая цепь. Ток не течет от коллектора к эмиттеру.
Активен: Ток течет от коллектора к эмиттеру, и ток пропорционален току, протекающему в базу.
Реверс активен: ток пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении.