Схемы гпд на транзисторах. Схемы ГПД на транзисторах: особенности конструкции и настройки — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают генераторы плавного диапазона на транзисторах. Какие компоненты используются для построения ГПД. Как правильно настроить ГПД для обеспечения стабильности частоты. Какие преимущества дает использование ГПД в радиолюбительских конструкциях.

Содержание

Принцип работы генератора плавного диапазона

Генератор плавного диапазона (ГПД) является важнейшим узлом любого радиоприемника или трансивера. Он обеспечивает плавное изменение частоты в широком диапазоне и определяет стабильность работы всего устройства. Рассмотрим основные принципы построения ГПД на транзисторах:

В качестве активного элемента используются полевые или биполярные транзисторы
Частота генерации задается LC-контуром с переменной емкостью
Для термокомпенсации применяются конденсаторы с различным ТКЕ
Стабилизация напряжения питания повышает стабильность частоты
Буферные каскады обеспечивают развязку генератора от нагрузки

Такая схема позволяет получить стабильный сигнал в широком диапазоне частот при хорошей линейности настройки.

Ключевые компоненты ГПД на транзисторах

Для построения качественного ГПД необходимо правильно подобрать основные компоненты схемы:

Транзистор — малошумящий, с низкими собственными емкостями
Катушка индуктивности — высокодобротная, с минимальными потерями
Конденсатор переменной емкости — с линейной характеристикой
Термокомпенсирующие конденсаторы — с подобранными ТКЕ
Буферные каскады — на полевых транзисторах для высокого входного сопротивления

Правильный выбор этих компонентов во многом определяет стабильность и линейность перестройки ГПД.

Особенности настройки генератора плавного диапазона

Настройка ГПД является ответственным этапом, от которого зависит стабильность работы всего устройства. Основные этапы настройки включают:

Установка рабочего режима транзистора по постоянному току
Настройка частотного диапазона подбором емкостей конденсаторов
Проверка формы и амплитуды выходного сигнала
Термокомпенсация путем подбора конденсаторов с разным ТКЕ
Проверка стабильности частоты в течение длительного времени

Тщательное выполнение этих этапов позволяет получить ГПД с высокой стабильностью частоты.

Преимущества использования ГПД в радиолюбительских конструкциях

Применение генератора плавного диапазона дает ряд важных преимуществ при построении радиолюбительской аппаратуры:

Возможность плавной перестройки в широком диапазоне частот
Высокая стабильность частоты при правильной настройке
Простота конструкции по сравнению с синтезаторами частот
Низкий уровень фазовых шумов
Возможность быстрой перестройки частоты

Это делает ГПД оптимальным выбором для многих любительских конструкций трансиверов и приемников.

Схемотехника ГПД на полевых транзисторах

Рассмотрим типовую схему генератора плавного диапазона на полевых транзисторах:

«` «`

Основные элементы схемы:

VT1 — полевой транзистор, например КП303
L1 — катушка индуктивности контура

C1 — конденсатор переменной емкости
Цепь положительной обратной связи через разделительный конденсатор
Буферный каскад на втором транзисторе (не показан)

Такая схема обеспечивает генерацию стабильных колебаний в широком диапазоне частот при перестройке емкости C1.

Методы повышения стабильности частоты ГПД

Для улучшения стабильности генератора плавного диапазона применяются следующие методы:

Использование высокостабильных компонентов (катушек, конденсаторов)
Термокомпенсация с помощью конденсаторов с разным ТКЕ
Стабилизация напряжения питания
Экранирование и виброизоляция контура генератора
Применение буферных каскадов для развязки от нагрузки

Комплексное применение этих методов позволяет существенно повысить стабильность частоты ГПД.

Особенности использования ГПД в трансиверах

При построении любительских трансиверов генератор плавного диапазона имеет ряд особенностей применения:

Необходимость обеспечения одинаковой частоты на прием и передачу
Расширение диапазона перестройки для покрытия всех любительских диапазонов
Использование системы ФАПЧ для повышения стабильности
Применение цифровой индикации частоты
Возможность оперативного переключения между диапазонами

Учет этих особенностей позволяет создать трансивер с высокими техническими характеристиками на основе ГПД.

Два ГПД для трансивера с ПЧ 5,5 МГц

ПЧ при конструировании трансиверов и приёмников с одной фиксированной ПЧ, были сделаны выводы о том, что ПЧ 5,5 МГц имеет некоторые преимущества по сравнению с другими. Если использовать удвоение частоты ГПД на самых высокочастотных радиолюбительских диапазонах, то спектр частот, перекрываемых ГПД, укладывается в более плотный «пакет», часть диапазонов «сдваивается» (имеет одни и те же частоты), что существенно упрощает процедуру термокомпенсации генератора, уменьшает число используемых деталей и подстроечных элементов. Кроме того, такой генератор обеспечивает более равномерную амплитуду выходного сигнала. Ну и, конечно, при такой ПЧ (5,5 МГц) трансивер имеет не так много поражённых точек. К тому же кварцевые резонаторы на «круглую» частоту 5,5 МГц для построения фильтра ПЧ не так дефицитны.

Предлагаемые два варианта ГПД рассчитаны именно на эту частоту ПЧ. Первый вариант устройства показан на рис. 1. Этот генератор вырабатывает сигналы с частотами, указанными в таблице. На диапазонах 10, 21, 24, 28 и 29 МГц он работает с удвоением частоты, на остальных — без удвоения. Выходное напряжение ГПД — около 1,5 В. Задающий генератор плавного диапазона собран на транзисторе VT1 по схеме ёмкостной трёхточки. С целью получения большей частотной стабильности транзистор выбран кремниевый, с возможно меньшими ёмкостями p-n переходов, а корпус транзистора должен иметь хороший тепловой контакт с шасси.

Рис. 1. Схема первого варианта ГПД

Таблица

Диапазон, МГц	Частота задающего генератора, МГц	Частота на выходе ГПД, МГц
1,9	7,33…7,43	7,33…7,43
3,5	9,0…9,3	9,0…9,3
7	12,5…12,6	12,5. 12,6
10	7,8… 7,825	15,6…15,65
14	8,5…8,85	8,5…8,85
18	12,568…12,668	12,568…12,668
21	7,75…7,975	15,5…15,95
24	9,695…9,745	19,39…19,49
28	11,25…11,535	22,5…23,07
28,5	11,535…11,82	23,07…23,64
29	11,82. ..12,1	23,64…24,2

Частоту ГПД задаёт катушка индуктивности L1 и конденсаторы, которые подключены к нему постоянно и подключаются к нему на различных диапазонах с помощью переключателя SA1.1.

Сигнал генератора с катушки L1 поступает на затвор полевого транзистора VT2, при этом катушка одновременно выполняет функции повышающего трансформатора. Это обеспечивает согласование генератора с высоким сопротивлением каскада на транзисторе VT2. Это сопротивление мало шунтирует контур ГПД и несущественно уменьшает его добротность, что благоприятно сказывается на стабильности частоты.

Буферный каскад, собранный на транзисторе VT2, вырабатывает два практически одинаковых по амплитуде, но противофазных сигнала, необходимых для обеспечения работы последующего удвоителя частоты, собранного на двух идентичных усилительных каскадах на транзисторах VT3 и VT4. В зависимости от управляющих сигналов, эти два каскада могут работать как удвоитель частоты или же один из них может работать как линейный усилитель. Переключение режимов производится переключателем SA1.2. В режиме удвоения частоты оба каскада работают в классе С, поскольку на базы транзисторов VT3 и VT4 постоянное напряжение не поступает. В этом случае их выходные сигналы складываются на общей нагрузке. В режиме линейного усиления (классе А) на базу транзистора VT3 через R9 поступает открывающее напряжение, что и переводит в режим линейного усиления. При этом транзистор VT4 закрывается напряжением около +2 В, поступающим на его эмиттер через резистор R15.

В режиме линейного усиления нагрузкой является резистор R12, т. е. получается апериодический усилитель. Диоды VD2-VD4 служат для развязки цепей по постоянному току. В режиме удвоения частоты сигналы с коллекторов транзисторов VT3 и VT4 складываются, поэтому на нагрузке сигналы чётных гармоник складываются (их амплитуда увеличивается), а сигналы нечётных вычитаются (их амплитуда уменьшается). Кроме того, к нагрузке, взави-симости от диапазона, подключается один из LC-контуров L2C3, L3C4 или L4C5, что подавляет сигналы ненужных гармоник. На диапазоне 28 МГц перестройка в интервале 1,7 МГц осуществляется в одном положении переключателя SA1. При использовании верньера от радиоприёмника Р311 настройка осуществляется вполне комфортно. Оставшиеся свободными две группы контактов переключателя SA1 (применён переключатель на 11 положений и два направления) можно использовать для обзорного радиовещательного КВ-диапазона и Си-Би-диапазона (27 МГц). Можно их использовать и для подключения на диапазоне 28 МГц вместо контура C5L4 трёх контуров. В этом случае можно получить более равномерную амплитуду выходного сигнала на диапазоне 28 МГц за счёт настройки контуров на различные участки этого диапазона. Как это сделать, будет сказано далее.

Схема второго варианта ГПД показана на рис. 2. Сам генератор выполнен по такой же схеме, как и предыдущий. Частоты, вырабатываемые им, приведены в таблице. Отличие состоит в использовании системы растяжки на диапазонах 10, 24, 28 МГц, а также разбивки последнего диапазона на три участка. Это позволило применить верньер с меньшим коэффициентом замедления. При этом с целью уменьшения числа комплектующих элементов для диапазона 28 МГц использован только один конденсатор С7, а ёмкость подключаемых конденсаторов на остальных диапазонах соответственно уменьшена. Растяжка на вышеуказанных диапазонах производится за счёт коммутации конденсаторов с помощью реле К1.

Рис. 2. Схема второго варианта ГПД

Сигнал генератора с катушки L1 через катушки связи L2, L3 в противофазе поступает на первые затворы полевых МОП-транзисторов VT2 и VT3. На этих транзисторах собран переключаемый усилитель-удвоитель частоты. В режиме усиления работает только транзистор VT2, при этом он переводится в линейный режим путём подачи напряжения на первый затвор через резистор R7, катушка L3 отключается, и первый затвор транзистора VT3 замыкается на общий провод, исключая его из работы. Резистор R12 обеспечивает стекание статических зарядов и тем самым предотвращает возможный выход транзистора из строя из-за пробоя, который может возникнуть в момент переходных процессов при переключении контактов реле К2.

Стоки транзисторов объединены, поэтому чётные гармоники на них складываются, а нечётные вычитаются (компенсируются). В режиме усиления нагрузкой каскада является резистор R14, а в режиме удвоения — контуры L4C38, L5C39, L6C26. При этом контур L6C26 можно заменить тремя, как показано на рис. 3. В этом случае несколько увеличится число комплектующих элементов, но зато упростится настройка генератора на этом диапазоне. Диод VD5 предотвращает срабатывание реле К2 в режиме удвоения частоты.

Рис. 3. Схема замены контура L6C26

С выхода усилителя-удвоителя сигнал ГПД поступает на оконечный каскад усиления, выполненный на транзисторе VT4 по апериодической схеме. Амплитуда сигнала на выходе — около 1,5 В на всех диапазонах. Её уровень поддерживается системой автоматической регулировки мощности (АРМ). На диодах VD6 и VD7 собран выпрямитель по схеме удвоения напряжения, а на транзисторе VT5 — инвертирующий усилитель постоянного тока. Резистор R21 служит для установки уровня выходного сигнала (0. ..1,5 В). С движка этого резистора управляющий сигнал (постоянное напряжение) поступает на вторые затворы транзисторов VT2 и VT3. При превышении выходным сигналом ГПД установленного значения транзистор VT5 открывается и напряжение на вторых затворах транзисторов VT2 и VT3 уменьшается, что и приводит к уменьшению выходного сигнала ГПД, т. е. стабилизации его амплитуды.

Чтобы увеличить выходное напряжение ГПД, можно применить резистор R21 большего сопротивления или резистор R15 меньшего сопротивления. При этом следует учесть, что максимальное постоянное напряжение на вторых затворах транзисторов VT2 и VT3 не должно превышать 5 В, поскольку при таком напряжении наблюдается максимум усиления у этих транзисторов.

Рис. 4. Переменный конденсатор

Рис. 5. Катушка на керамическом каркасе

В генераторах использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечный — СП-04 или любой малогабаритный. Переменный конденсатор — так называемый дифференциальный КПЕ «бабочка» (рис. 4) от радиостанций Р821, Р822 (так называемое изделие ЯД4.652.007), его статорные пластины соединены параллельно, а на ось ротора установлен токосъёмник (подключён к корпусу), в результате суммарная ёмкость составила 14…88 пФ. Подстроечные конденсаторы — КТ4-25, оксидные конденсаторы — К50-35, К53-14. Блокировочные конденсаторы — плёночные или керамические, в частотозадающих цепях следует применить конденсаторы КТ, КМ, К10-7. Транзисторы КТ603Г можно заменить транзисторами серии КТ608. Реле — РЭС49, исполнение РС4.569.421-02 или РС4.569.421-08 с номинальным напряжением 12 В. В обоих ГПД применена катушка L1 (рис. 5) на керамическом каркасе диаметром 18 мм. Она содержит 12 витков вожжёной меди, длина намотки — 25 мм. В первом варианте сделан отвод от восьмого витка, во втором варианте используются восемь витков, но поверх неё двумя вместе сложенными проводами ПЭЛ 0,66 намотаны катушки L2, L3 — по 6 витков каждая. Конец одной соединяют с началом другой. Остальные катушки намотаны виток к витку на пластмассовых каркасах диаметром 7 мм с подстроечниками из феррита марки 400НН. Для первого варианта катушка L2 содержит 22 витка ПЭШО 0,44, катушка L3 — 10 витков провода ПЭЛ 0,55, катушка L4 — 8 витков провода ПЭЛ 0,66. Для второго варианта катушки L4 и L5 такие же, как и L2, L3 для первого. Катушка L6 намотана проводом ПЭЛ 0,66 и содержит десять витков с отводами от первого и второго, а катушки L6.1, L6.2, L6.3 содержат 7, 8 и 9 витков такого же провода. Налаживание начинают с проверки отсутствия замыканий по цепям питания. Затем подают питающее напряжение и проверяют работоспособность задающего генератора. Для этого осциллографом контролируют переменное напряжение на эмиттере транзистора VT1. Затем производят укладку диапазонов. Делают это подборкой постоянных конденсаторов, коммутируемых переключателем SA1.1 и подстройкой соответствующих подстроечных конденсаторов. Уровень и форму выходного сигнала контролируют осциллографом, частоту — частотомером. На диапазонах, где происходит удвоение частоты, подстраивают сердечники соответствующих катушек (L2-L4 — для первого варианта, L4-L6 — для второго) по максимуму сигнала на выходе (в середине каждого диапазона). Резистором R21 (см. рис. 2) устанавливают на выходе требуемый уровень сигнала. Выходной каскад (VT4 на рис. 2) настраивают по максимуму сигнала на выходе и правильной форме синусоиды подборкой номинала резистора R17. При укладке диапазонов, возможно, потребуется установка конденсатора С40.

На последнем этапе настройки производят термокомпенсацию генератора путём замены на каждом диапазоне частотозадающих конденсаторов равной ёмкости, но с другими значениями ТКЕ. Критерий налаживания — наименьший «выбег» частоты с течением времени из-за прогрева деталей после включения (это самый трудоёмкий этап налаживания!).

Автор: Владимир Рубцов (UN7BV), г. Астана, Казахстан

Трансивер «YES-97» (ГПД и ПИП)

Рассмотрев ранее основные узлы трансивера «YES-97», мы как-бы оставили «за бортом » один из важнейших его узлов — ГПД. Поэтому, стремясь исправить эту оплошность, приводим его принципиальную схему и краткое описание работы. Специально хочу подчеркуть, что ГПД трансивера универсален, выходные параметры сохраняются в широком диапазоне генерируемых частот, и его, безусловно, можно использовать в аналогичных радиолюбительских конструкциях.

В этом случае частотные перекрытия по диапазонам определяются и устанавливаются самостоятельно, RW3AY.

ГПД — генератор плавного диапазона

ГПД трансивера выгодно отличается от известных подобных узлов прежде всего высокой стабильностью частоты, широким диапазоном перекрываемых частот и высокостабильной амплитудой выходного сигнала. Генератор частоты собран на полевых транзисторах, реализующих функцию лямбда-диода. Нормальный режим работы поддерживается термонезависимым стабилизатором напряжения, собранном на микросхеме К 140УД6. Коммутация диапазонов производится релейными переключателями, которые обеспечивают подключение контурных как растягивающих конденсаторов, так и устанавливающих границы диапазонов. Генерируемое напряжение проходит через буферный каскад на транзисторе КП303А и через формирователь на микросхеме К555ЛАЗ, который к тому же и разветвляет сигнал ГПД. Режим «Расстройка RX» обеспечивается двумя варикапами KB 131.

Ими же производится дополнительная стабилизация ГПД схемой цифровой автоподстройки частоты (ЦАПЧ). Принципиальная схема ГПД трансивера «YES-97» приведена на рис.1. Катушка L1 в генераторе частоты — специальная, используется подходящая катушка из высококачественного радиофарфора с воженной медью. Известно, что от качества ее изготовления зависит стабильность частоты ГПД.

Настройка ГПД — это очень кропотливая работа, и начинается она с установки постоянного напряжения на лямбда-диоде около 2,7 В (К140Д6, вывод 6). Затем проверяется переменное напряжение на контуре L1 во всем диапазоне частот от 5 до 21 МГц. Его максимальное значение — около 2 В. Диапазонные подстроенные конденсаторы составляются из нескольких конденсаторов с разными ТКЕ для обеспечения необходимой долговременной стабильности частоты без подключенной ЦАПЧ. При необходимости подбираются элементы обозначенные звездочками (*).

Подавитель импульсных помех — ПИП

Подавитель импульсных помех (ПИП) может быть предложен для установки в радиоприемниках с двойным преобразованием частоты. Работа ПИП основана на уводе частоты второго гетеродина. Если в тракте первой и второй ПЧ приемника установлены достаточно узкополосные фильтры, то изменение частоты второго гетеродина на несколько килогерц в сторону, приведет к тому, что сигнал и помеха уже не попадут в полосу пропускания второго фильтра. В основе ПИП используется схема, опубликованная в журнале «Радио» №9-98 на стр. 24-27. В этой же статье хорошо описаны принципы и методы борьбы с импульсными помехами, поэтому повторять их здесь не имеет смысла. Остановлюсь лишь на внедрении ПИП в тракт радиоприемника. Принципиальная схема ПИП трансивера «YES-97» приводится на рис.2. Понимая, что «универсального» приемника не существует, и могут быть отличия в его построении — с одним или несколькими преобразованиями частоты, я приведу способ подключения ПИП к приемнику с низкой промежуточной частотой 500 кГц.

С выхода 2-го смесителя радиоприемника (500 кГц) сигнал помехи вместе с принимаемым сигналом поступает на вход каскодного усилителя на транзисторах КП350Б и КТ368А, усиливается, а далее детектируется импульсным детектором на ГД507.

Продетектированный сигнал приходит на вход компаратора К544САЗ. Порог срабатывания компаратора устанавливается переменным резистором 68 кОм. На выходе компаратора вырабатываются прямоугольные импульсы, соответствующие импульсам помехи, которые поступают на схему задержки, собранную на микросхеме К561ЛЕ5. Время задержки соответствует времени прохождения сигнала помехи от 2-го до 3-го смесителя. Обычно, это время может изменяться (в зависимости от реальной схемы приемника), но не превышает 1-10 мс. Время задержки подбирается резистором 4,7 кОм. По его истечении формируется импульс прямоугольной формы, соответствующий длительности импульса помехи. Переменным резистором 68 кОм длительность этого импульса может регулироваться от 2 до 50 мс, его форму и длительность желательно проконтролировать осциллографом.

Появившийся управляющий импульс открывает транзистор КТ342, который замыкает цепь смещения варикапа КВ131 на корпус, что приводит к скачкообразному (5-6 кГц ) понижению частоты опорного генератора, собранного на микросхеме К561ЛА7.

Сигнал синусоидальной формы частотой 8367 кГц с выхода генератора опорной частоты подается на смесительный SSB/CW детектор приемника, его иногда называют третьим смесителем. Срабатывание ПИП приводит к ослаблению сигнала помехи более чем на 80 дБ, без ощутимых коммутационных помех.

Настройка ПИП производится на слух, но желательно контролировать форму и длительность импульсов по осциллографу Для более тщательной настройки желательно использовать какой-либо импульсный генератор с регулируемой частотой и скважностью выходного сигнала. Чем точнее настройка, тем лучше работает. Переменным резистором 68 кОм производится окончательная установка времени выключения приемного тракта. Следует учитывать, что оно не должно превышать 10% времени действия импульса помехи, иначе произойдет временная потеря полезного сигнала. Узел ПИП размещается на небольшой печатной плате из 2-х стороннего стеклотекстолита, помещенной в металлический экранирующий корпус. Катушки L1 и L2 (в каскадном усилителе) можно взять от УПЧ 465 кГц любого транзисторного радиовещательного приемника.

Учебник 2: Схема транзисторного таймера

Создано: 27 июля 2012 г.
Обновлено: 12 января 2023 г.

Схема транзисторного таймера для начинающих в электронике, использующая один транзистор. Когда схема питается от батареи 9В, светодиод включается. Переключатель (или ссылка на макетной плате) замыкается, чтобы запустить таймер, в результате чего светодиод выключается на определенный период времени. По истечении периода времени светодиод снова загорается. Это очень простая схема транзисторного таймера, которая поможет новичкам создавать макетные схемы. Следующее видео демонстрирует схему.

В этом уроке вы узнаете:

Как собрать немного более сложную макетную схему, чем предыдущая светодиодная схема
Подробнее о принципиальных схемах
О транзисторах и конденсаторах

Предварительные требования

Вам необходимо пройти первое учебное пособие, в котором вы узнали бы о макетных платах, резисторах, светодиодах и принципиальных схемах.

Узнайте о конденсаторах, транзисторах и переключателях, прежде чем приступить к этому уроку.

Компоненты схемы транзисторного таймера

Для сборки схемы транзисторного таймера вам потребуется макетная плата, проволочные перемычки, батарея 9 В, зажим для батареи 9 В и следующие компоненты:

Кол-во	Деталь	Обозначение	Примечания	Тип
1	Резистор 470 Ом (желто-фиолетово-коричневый)	Р1	1/4 Вт, 5% или выше	Резисторы
1	Резистор 1 кОм (коричневый-черный-красный)	Р3	1/4 Вт, 5% или выше
1	Резистор 22k (красный-красный-оранжевый)	Р2	1/4 Вт, 5% или выше
1	Конденсатор 470 мкФ	С1	16 В или более Также попробуйте схему с конденсаторами 1000 мкФ и 100 мкФ, чтобы увидеть изменение периода времени таймера	Конденсаторы
1	Красный светодиод 5 мм	Д1		Полупроводники
1	2N2222 или PN2222	Q1	Транзистор NPN Можно также использовать BC107, BC108 или BC109	Полупроводники
1	Тумблер	С1	Тумблер с припаянным к его клеммам одножильным проводом для подключения к макетной плате. В качестве альтернативы вместо тумблера можно использовать проводную связь.	Переключатели

Будучи партнером Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках:

Необходимые детали показаны ниже:

Схема транзисторного таймера Электронные компоненты

Чтение схемы транзисторного таймера

Принципиальная схема транзисторного таймера для простого транзисторного таймера показана ниже . Далее следует объяснение частей схемы.

Принципиальная схема транзисторного таймера

Ссылочные обозначения

Принципиальная схема транзисторного таймера отличается от принципиальной схемы в учебнике 1 тем, что компонентам теперь присвоены позиционные обозначения. Обозначение — это метки R1, R2, R3, D1, C1, Q1 и S1, которые вы видите.

Обозначения позволяют легко найти компоненты схемы – например, в инструкции может быть сказано: подключите резистор R1 к макетной плате . Они также используются для идентификации компонентов на печатной плате. Печатные платы обычно имеют позиционные обозначения, нанесенные шелкографией на плате рядом с каждым компонентом. Таким образом легко найти соответствующие компоненты на принципиальной схеме и на печатной плате.

Источник питания

Схема транзисторного таймера показывает, что он должен питаться от 9V. Положительная клемма источника питания (наша батарея 9В) должна быть подключена к проводу +9V электрической схемы, а отрицательная клемма источника питания должна быть подключена к проводу с маркировкой 0V .

Конденсатор

Электролитический конденсатор должен быть правильно подключен к цепи – соблюдайте полярность конденсатора – это означает подключение плюсовой или + клеммы конденсатора, где показано, и минусовой или минусовой клеммы конденсатора, где показано. показано на принципиальной схеме.

Светодиод

Также необходимо соблюдать полярность светодиода – правильно подключить светодиод.

Резисторы

Как вы узнали из урока 1, резисторы можно подключать к любому проводу на 9В. Обязательно поместите резистор правильного номинала в правильное место в цепи.

Обратите внимание, что значение R1 равно 470R. Это еще один способ записи 470 Ом (или 470 Ом), который часто появляется на принципиальных схемах, где программное обеспечение, используемое для рисования принципиальной схемы, не имеет возможности вставлять символ ома.

Переключатель

Нам не нужно использовать настоящий переключатель в цепи, но вместо этого можно использовать проводную связь, которая действует как переключатель, подключив его к макетной плате, чтобы замкнуть переключатель, или отсоединив его, чтобы разомкнуть переключатель.

Транзистор

Необходимо соблюдать схему выводов транзистора – коллектор (c), база (b) и эмиттер (e) физического транзистора должны быть соединены, как показано на принципиальной схеме. Будьте осторожны, чтобы не подключить ни один из выводов транзистора к неправильной части схемы, например, убедитесь, что коллектор транзистора подключен к светодиоду, а не к базе или эмиттеру.

Сопоставление символа NPN-транзистора с физическим транзистором в корпусе из металлической банки TO-18 показано здесь:

2N2222, BC107, BC108 и BC109 Схема контактов NPN-транзистора

В качестве альтернативы транзистор PN2222 или KSP2222 в пластиковом корпусе TO-92 можно использовать, как показано на следующем рисунке. Сюда входят транзисторы 2N2222, упакованные в черный пластиковый корпус вместо металлической банки.

PN2222 и KSP2222 Схема контактов транзистора NPN

Сборка схемы транзисторного таймера

Вставьте электролитический конденсатор емкостью 470 мкФ (C1)

Отогните более длинный (положительный) вывод конденсатора влево и вставьте его в макетную плату так, чтобы между двумя выводами конденсатора было 5 пустых отверстий (соединительных точек). На фото минусовой вывод конденсатора справа. Отрицательный вывод отмечен на корпусе конденсатора.

Шаг 1: Вставьте конденсатор

Вставьте резистор 470 Ом (R1)

R1 соединяется с положительным выводом C1, поэтому соедините его с соединительной точкой на той же проводящей полосе макетной платы. Другой вывод R1 подключается к верхней направляющей макетной платы, к которой подключается положительный вывод батареи.

Шаг 2: Вставьте резистор R1 (470 Ом)

Вставьте резистор 22 кОм (R2)

Подсоедините R2 между верхней рейкой и отрицательным выводом C1.

Шаг 3: Вставьте резистор R2 (22 кОм)

Вставьте проводную перемычку

Подсоедините проводную перемычку от отрицательной клеммы C1 через средний изолирующий канал.

Шаг 4. Вставьте проводную перемычку

Вставьте транзистор 2N2222 (Q1)

Транзистор подключается так, чтобы эмиттер находился справа (вывод, ближайший к металлическому выступу). Базовый вывод посередине соединяется с оранжевым звеном на фотографии. Коллектор подключается к точке привязки слева от основания.

Шаг 5: Вставьте транзистор Q1

При использовании транзистора PN2222 или аналогичной детали из черного пластика с такой же схемой контактов вставьте его плоской стороной к конденсатору. Тогда эмиттер будет справа, а коллектор слева. Соедините средний контакт (базу) этого транзистора с перемычкой, соединяющей его с отрицательным выводом конденсатора.

Подсоедините эмиттер транзистора к нижней шине

С помощью проволочной перемычки соедините эмиттер справа от транзистора с нижней шиной, которая соединится с отрицательной клеммой аккумулятора и помечена в цепи как 0 В.

Шаг 6: Вставьте второе проводное соединение

Это то, что мы построили из схемы транзисторного таймера:

Части схемы транзисторного таймера завершены

Вставьте коллекторное соединение в схему транзисторного таймера

Вставьте ссылку на соедините коллектор транзистора с соединительной точкой справа – лиловая ссылка на фото ниже.

Шаг 7: Вставьте третью перемычку

Вставьте светодиод

Катод (более короткий вывод) соединяется с коллектором транзистора через перемычку.

Шаг 8: Вставьте светодиод

Вставьте резистор 1 кОм (R3)

R3 подключается от анода светодиода к верхней направляющей.

Шаг 9: Вставьте резистор R3 (1 кОм)

Вставьте перемычку «Переключатель»

Перемычка должна быть подключена к месту соединения положительного вывода конденсатора и вывода от R1 – красный провод на фото. Чтобы закрыть «переключатель», эта ссылка будет подключена к нижней направляющей — пока оставьте ее открытой.

Шаг 10: Вставьте перемычку переключателя

Подсоедините батарею к цепи транзисторного таймера

Когда батарея подключена к цепи транзисторного таймера, загорается светодиод. Подключите положительный провод (красный) батареи к верхней направляющей макетной платы, а отрицательный провод (черный) к нижней направляющей.

Шаг 11: Подсоедините батарею к цепи транзисторного таймера

Работа схемы транзисторного таймера

Замкните переключатель схемы транзисторного таймера, чтобы запустить таймер, то есть соедините перемычку «переключатель» (красная ссылка на фото) с нижний рельс. Это выключит светодиод и запустит таймер.

Замкните переключатель цепи транзисторного таймера, чтобы запустить таймер

После того, как схема транзисторного таймера завершила отсчет времени или «тайм-аут», светодиод снова загорается.

Светодиод снова включается после тайм-аута

Попробуйте использовать в цепи конденсатор другого номинала, чтобы увидеть изменение периода времени. Использование конденсатора 100 мкФ приведет к очень короткому периоду времени. Использование конденсатора на 1000 мкФ приведет к более длительному периоду времени.

Thin Film Transistor Technologies

Тонкопленочные транзисторные технологии

Плоские дисплеи (FPD) становятся все более распространенными в современном коммерческом электронном устройства. FPD находят широкое применение во многих новых продуктах, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые помощники (КПК), видеокамеры и ноутбуки персональные компьютеры (ПК). Это поколение портативной электроники жесткие требования к их дисплеям. Ожидается, что FPD в этих устройствах быть легким, портативным, прочным, маломощным и с высоким разрешением. Дисплеи наличие всех этих атрибутов позволит использовать широкий спектр коммерческих приложений в будущем.

Жидкокристаллические дисплеи с активной матрицей (AMLCD) являются ведущей технологией плоскопанельных дисплеев. Эти дисплеи вездесущи в ноутбуках, часто называемых «TFT с активной матрицей» (аббревиатура от «активная матрица»). тонкопленочный транзистор»). Что именно означает это название?

Отображение состоит из сетки (или матрицы) элементов изображения. («пиксели»). Тысячи или миллионы этих пикселей вместе создают изображение. на дисплее. Тонкопленочные транзисторы (TFT) действуют как переключатели для индивидуального включения каждого пикселя (светлый) или «выключения» (темный). TFT — активные элементы, расположенные в виде матрицы на дисплее. Таким образом название «TFT с активной матрицей».

В большинстве имеющихся на рынке AMLCD в качестве исходного материала используется стекло. в процессе изготовления дисплея. Стекло обладает отличной оптической прозрачностью и совместим с химическими веществами, используемыми в стандартной обработке полупроводников. Тем не менее, стекло имеет нежелательную характеристику, заключающуюся в том, что оно чрезвычайно хрупкое. Поэтому с дисплеями нужно обращаться осторожно, чтобы не сломать их. Однако, если пластик используется в качестве исходного материала для изготовления дисплея, мы можем создать дисплей, который будет не только легким и прочным, но и гибкий. Реализация такой технологии будет иметь значительное влияние на индустрию дисплеев. Однако изготовление не является тривиальной задачей. дисплеи на пластике. Многие серьезные проблемы возникают, когда пластиковые подложки используются вместо стекла. Исследования в группе TFT направлены на решение и преодоление этих проблем.

Разработка технологии тонкопленочных транзисторов (TFT) для использования с пластиковыми подложками все еще находится в зачаточном состоянии. Существует значительное возможности для улучшения изготовленных при сверхнизких температурах поли-Si TFT. Высокий подвижности, низкие токи утечки и порог напряжения желательны для высокопроизводительных ЖК-приложений с активной матрицей, особенно для интеграция схемы драйвера, но низкие температуры обработки (<150ºC) должны поддерживаться для совместимость с недорогими пластиковыми подложками. В общем, выше характеристики поли-Si TFT достигаются при более высоких температурах изготовления процессы, потому что качество критического интерфейса затвор-диэлектрик очень чувствителен к температуре процесса.

Сверхнизкотемпературный (100ºC) процесс изготовления, будет совместим с гибкими пластиковыми подложками, разрабатывается технологической группой TFT в UCB. Цель состоит в том, чтобы получить поликристаллический кремний. (поли-Si) тонкопленочные транзисторы (TFT) с возможностью управления током намного превосходит обычные TFT на основе аморфного кремния обычно используется в высокопроизводительных жидкокристаллических дисплеях с активной матрицей сегодня. Методы формирования поликремния и затворного диэлектрика исследуются материалы с целью определения оптимального процессов для высокопроизводительных TFT. Различные архитектуры устройств и процессов для достижения низкого тока утечки изучаются. Деградация Производительность TFT при воздействии высокого напряжения смещения будет также охарактеризовать. Чтобы включить моделирование устройств и проектирование схем, физически будет разработана модель на основе сверхнизкотемпературных тонкопленочных транзисторов.

Предоставлено Yeh-Jiun Тунг
Нажмите здесь за статью о производстве кремниевых транзисторов на пластиковых подложках.

Эта работа поддерживается грантом (ECS-9733247) Национального Научный фонд в рамках программы карьерного роста.

Назад на домашнюю страницу Tsu-Jae

Определения терминов

Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи):

Жидкокристаллические дисплеи с активной матрицей (AMLCD):

Тонкопленочный транзистор (TFT):

Высокая мобильность:

Малые токи утечки:

Пороговые напряжения:

Интеграция схемы драйвера:

TFT на основе аморфного кремния:

Материалы диэлектрика затвора:

Напряжение смещения высокого напряжения: