Какие простые схемы на транзисторах подходят для начинающих радиолюбителей. Как собрать однокаскадный и двухкаскадный усилитель звука. Как работает двухтактный усилитель мощности. Для чего нужны индикаторы напряжения и триггер Шмитта. Как сделать ждущий мультивибратор.
Однокаскадный усилитель звуковой частоты
Однокаскадный усилитель звуковой частоты (ЗЧ) — одна из самых простых схем для демонстрации усилительных свойств транзистора. Несмотря на невысокий коэффициент усиления (не более 6), эта схема позволяет ознакомиться с основными принципами работы транзисторных усилителей.
Основные компоненты схемы:
- Транзистор
- Резисторы R1, R2, R3
- Конденсаторы C1, C2
- Головной телефон BF1
Как работает эта схема:
- Входной сигнал подается на базу транзистора через конденсатор C1
- Делитель напряжения R1-R2 задает рабочую точку транзистора
- Резистор R3 обеспечивает температурную стабилизацию
- Усиленный сигнал снимается с коллектора транзистора
- Конденсатор C2 блокирует постоянную составляющую
Этот простой усилитель можно использовать, например, для усиления сигнала от детекторного радиоприемника. Ток потребления схемы составляет около 3 мА.
Двухкаскадный усилитель на транзисторах разной структуры
Двухкаскадный усилитель звуковой частоты на транзисторах разной структуры обладает большим коэффициентом усиления (до 20) по сравнению с однокаскадным. Основные особенности этой схемы:
- Использование транзисторов разной структуры (p-n-p и n-p-n)
- Непосредственная связь между каскадами
- Глубокая отрицательная обратная связь по постоянному току
- Высокая температурная стабильность
Принцип работы схемы:
- Входной сигнал подается на базу первого транзистора
- Усиленный сигнал с коллектора первого транзистора поступает на базу второго
- Второй каскад дополнительно усиливает сигнал
- Резистор R4 обеспечивает температурную стабилизацию
- Выходной сигнал снимается с коллектора второго транзистора
Этот усилитель можно применять для усиления слабых сигналов, например, от микрофона или детекторного приемника. Ток потребления схемы составляет около 8 мА.
Двухкаскадный усилитель на транзисторах одинаковой структуры
Двухкаскадный усилитель на транзисторах одинаковой структуры также обеспечивает высокий коэффициент усиления (до 100). Особенности данной схемы:
- Использование транзисторов одного типа проводимости
- Непосредственная связь между каскадами
- Эффективная температурная стабилизация
- Высокая чувствительность (входное напряжение до 2 мВ)
Как работает эта схема:
- Входной сигнал поступает на базу первого транзистора
- Усиленный сигнал передается на базу второго транзистора через резистор R2
- Второй каскад обеспечивает дополнительное усиление
- Конденсатор C2 влияет на коэффициент усиления
- Выходной сигнал снимается с коллектора второго транзистора
Данный усилитель хорошо подходит для работы с детекторным приемником, электретным микрофоном и другими источниками слабого сигнала. Ток потребления схемы составляет около 2 мА.
Двухтактный усилитель мощности звуковой частоты
Двухтактный усилитель мощности ЗЧ на транзисторах обеспечивает более высокую выходную мощность по сравнению с однотактными схемами. Основные характеристики:
- Коэффициент усиления по напряжению около 10
- Максимальное входное напряжение 0,1 В
- Использование транзисторов разной структуры в выходном каскаде
- Возможность работы на низкоомную нагрузку (8-10 Ом)
Принцип работы усилителя:
- Входной каскад на транзисторе VT1 усиливает сигнал по напряжению
- Выходной каскад на транзисторах VT2 и VT3 работает в противофазе
- VT2 усиливает положительные полуволны сигнала
- VT3 усиливает отрицательные полуволны сигнала
- Диод VD1 обеспечивает температурную стабилизацию
Этот усилитель можно использовать для работы с динамической головкой или несколькими параллельно включенными наушниками. Выходная мощность зависит от напряжения питания и сопротивления нагрузки.
Двухуровневый индикатор напряжения
Двухуровневый индикатор напряжения — простая и полезная схема для визуальной индикации уровня напряжения. Она может применяться, например, для контроля разряда батареи питания. Основные элементы схемы:
- Два транзистора
- Два светодиода
- Переменный резистор для настройки порогов срабатывания
Как работает индикатор:
- При низком входном напряжении оба транзистора закрыты, светодиоды не горят
- При достижении первого порогового уровня открывается VT1, загорается первый светодиод
- При достижении второго порога открывается VT2, загораются оба светодиода
- Переменным резистором R1 можно настраивать пороги срабатывания
Эту схему легко адаптировать для индикации различных уровней напряжения, например, для контроля заряда аккумулятора.
Трехуровневый индикатор напряжения
Трехуровневый индикатор напряжения позволяет более точно отслеживать уровень входного сигнала. Он работает по принципу «меньше нормы — норма — больше нормы». Особенности схемы:
- Три светодиода разного цвета (красный, зеленый, красный)
- Два транзистора для управления светодиодами
- Переменный резистор для настройки
Принцип работы индикатора:
- При низком напряжении горит нижний красный светодиод
- При нормальном напряжении горит зеленый светодиод
- При высоком напряжении горит верхний красный светодиод
- Настройка порогов осуществляется переменным резистором
Такой индикатор можно использовать для визуального контроля напряжения источника питания или уровня сигнала в различных устройствах.
Триггер Шмитта
Триггер Шмитта — это устройство для преобразования медленно меняющегося напряжения в сигнал прямоугольной формы. Основные компоненты схемы:
- Два транзистора
- Резисторы для задания порогов срабатывания
- Светодиод для индикации состояния
Как работает триггер Шмитта:
- При низком входном напряжении VT1 закрыт, VT2 открыт, светодиод горит
- При достижении верхнего порога VT1 открывается, VT2 закрывается, светодиод гаснет
- При снижении напряжения ниже нижнего порога схема возвращается в исходное состояние
- Разница между порогами переключения создает гистерезис
Триггер Шмитта часто используется для формирования четких импульсов из зашумленных или медленно меняющихся сигналов.
Ждущий мультивибратор
Ждущий мультивибратор — это устройство с одним устойчивым состоянием, которое генерирует одиночный импульс при поступлении входного сигнала. Основные элементы схемы:
- Два транзистора
- Конденсаторы для задания длительности импульса
- Резисторы для установки режима работы
- Светодиод для индикации
Принцип работы ждущего мультивибратора:
- В исходном состоянии VT2 открыт, светодиод горит
- При подаче входного импульса VT1 открывается
- VT2 закрывается, светодиод гаснет
- Конденсатор C2 разряжается через R5, удерживая VT2 в закрытом состоянии
- После разряда C2 схема возвращается в исходное состояние
Длительность выходного импульса определяется емкостью C2 и сопротивлением R5. Ждущий мультивибратор используется для формирования импульсов заданной длительности по внешнему сигналу запуска.
Восемь простых схем на транзисторах для начинающих радиолюбителей
Приведены несколько схем простых устройств и узлов, которые могут быть изготовлены начинающими радиолюбителями.
Однокаскадный усилитель ЗЧ
Это простейшая конструкция, которая позволяет продемонстрировать усилительные способности транзистора Правда, коэффициент усиления по напряжению невелик — он не превышает 6, поэтому сфера применения такого устройства ограничена.
Тем не менее его можно подключить, скажем, к детекторному радиоприемнику (он должен быть нагружен на резистор 10 кОм) и с помощью головного телефона BF1 прослушивать передачи местной радиостанции.
Усиливаемый сигнал поступает на входные гнезда X1, Х2, а напряжение питания (как и во всех остальных конструкциях этого автора, оно составляет 6 В — четыре гальванических элемента напряжением по 1,5 В, соединенных последовательно) подается на гнезда ХЗ, Х4.
Делитель R1R2 задает напряжение смещения на базе транзистора, а резистор R3 обеспечивает обратную связь по току, что способствует температурной стабилизации работы усили теля.
Рис. 1. Схема однокаскадного усилителя ЗЧ на транзисторе.
Как происходит стабилизация? Предположим, что под воздействием температуры увеличился ток коллекто ра транзистора Соответственно увеличится падение напряжения на резисто ре R3. В итоге уменьшится ток эмитте ра, а значит, и ток коллектора — он достигнет первоначального значения.
Нагрузка усилительного каскада — головной телефон сопротивлением 60.. 100 Ом. Проверить работу усилителя несложно, нужно коснуться входного гнезда Х1 например, пинцетом в телефоне должно прослушиваться слабое жужжание, как результат наводки пере менного тока. Ток коллектора транзис тора составляет около 3 мА.
Двухкаскадный УЗЧ на транзисторах разной структуры
Он выполнен с непосредственной связью между каскадами и глубокой отрицательной обратной связью по постоянному току, что делает его режим независящим от температуры окружающей среды. Основа температурной стабилизации — резистор R4, работаю щий аналогично резистору R3 в предыдущей конструкции
Усилитель более «чувствительный” по сравнению с однокаскадным — коэффициент усиления по напряжению достигает 20.
На входные гнезда можно подавать переменное напряжение амплитудой не более 30 мВ, иначе возникнут искажения, прослушиваемые в головном телефоне.
Проверяют усилитель, прикоснувшись пинцетом (или просто пальцем) входного гнезда Х1 — в телефоне раздастся громкий звук. Усилитель потребляет ток около 8 мА.
Рис. 2. Схема двухкаскадного усилителя ЗЧ на транзисторах разной структуры.
Эту конструкцию можно использовать для усиления слабых сигналов например, от микрофона. И конечно он позволит значительно усилить сигнал ЗЧ, снимаемый с нагрузки детекторного приемника.
Двухкаскадный УЗЧ на транзисторах одинаковой структуры
Здесь также использована непосредственная связь между каскадами, но стабилизация режима работы несколько отличается от предыдущих конструкций.
Допустим, что ток коллектора транзистора VТ1 уменьшился Падение напряжения на этом транзисторе увеличится что приведет к увеличению напряжения на резисторе R3, включенном в цепи эмиттера транзис тора VТ2.
Благодаря связи транзисторов через резистор R2, увеличится ток базы входного транзистора, что приведет к увеличению его тока коллектора. В итоге первоначальное изменение тока коллектора этого транзистора будет скомпенсировано.
Рис. 3. Схема двухкаскадного усилителя ЗЧ на транзисторах одинаковой структуры.
Чувствительность усилителя весьма высока — коэффициент усиления достигает 100. Усиление в сильной степени зависит от емкости конденсатора С2 — если его отключить, усиление снизится. Входное напряжение должно быть не более 2 мВ.
Усилитель хорошо работает с детекторным приемником, с электретным микрофоном и другими источниками слабого сигнала. Ток, потребляемый усилителем — около 2 мА.
Двухтактный усилитель мощности ЗЧ на транзисторах
Он выполнен на транзисторах разной структуры и обладает усилением по напряжению около 10. Наибольшее входное напряжение может быть 0,1 В.
Усилитель двухкаскадный первый собран на транзисторе VТ1 второй — на VТ2 и VT3 разной структуры.
Первый ка скад усиливает сигнал ЗЧ по напряжению причем обе полуволны одинаково. Второй — усиливает сигнал по току но каскад на транзисторе VТ2 “работает” при положительных полуволнах, а на транзисторе VT3 — при отрицательных.
Рис. 4. Двухтактный усилитель мощности ЗЧ на транзисторах.
Режим по постоянному току выбран таким что напряжение в точке соединения эмиттеров транзисторов второго каскада равно примерно половине напряжения источника питания.
Это достигается включением резистора R2 обратной связи Ток коллектора входного транзистора, протекая через диод VD1, приводит к падению на нем напряжения. которое является напряжением смещения на базах выходных транзисторов (относительно их эмиттеров), — оно позволяет уменьшить искажения усиливаемого сигнала.
Нагрузка (несколько параллельно включенных головных телефонов либо динамическая головка) подключена к усилителю через оксидный конденсатор С2.
Если усилитель будет работать на динамическую головку (сопротивлением 8 -.
10 Ом), емкость этого конденсатора должна бы ь минимум вдвое больше Обратите внимание на подключение нагрузки первого каскада — резистора R4 Его верхний по схеме вывод соединен не с плюсом питания, как это обычно делается, а с нижним выводом нагрузки.
Это так называемая цепь вольтодобавки, при которой в базовую цепь выходных транзисторов поступает небольшое на пряжение ЗЧ положительной обратной связи, выравнивающее условия работы транзисторов.
Двухуровневый индикатор напряжения
Такое устройство можно использовать. например, для индикации “истощения” батареи питания либо индикации уровня воспроизводимого сигнала в бытовом магнитофоне. Макет индикатора позволит продемонстрировать принцип его работы.
Рис. 5. Схема двухуровневого индикатора напряжения.
В нижнем по схеме положении движка переменного резистора R1 оба транзистора закрыты, светодиоды HL1, HL2 погашены. При перемещении движкарезистора вверх, напряжение на нем увеличивается. Когда оно достигнет напряжения открывания транзистора VТ1 вспыхнет светодиод HL1
Если продолжать перемещать движок.
наступит момент, когда вслед за диодом VD1 откроется транзистор VТ2. Вспыхнет и светодиод HL2. Иными словами, малое напряжение на входе индикатора вызывает свечение только светодиода HL1 а большее обоих светодиодов.
Плавно уменьшая входное напряжение переменным резистором, заметим что вначале гаснет светодиод HL2, а затем — HL1. Яркость светодиодов зависит от ограничительных резисторов R3 и R6 при увеличении их сопротивлений яркость падает.
Чтобы подключить индикатор к реальному устройству, нужно отсоединить верхний по схеме вывод переменного резистора от плюсового провода источника питания и подать контролируемое напряжение на крайние выводы этого резистора. Перемещением его движка подбирают порог срабатывания индикатора.
При контроле только напряжения источника питания допустимо установить на месте HL2 светодиод зеленого свечения АЛ307Г.
Трехуровневый индикатор напряжения
Он выдает световые сигналы по принципу меньше нормы — норма — больше нормы. Для этого в индикаторе использованы два светодиода красно го свечения и один — зеленого.
Рис. 6. Трехуровневый индикатор напряжения.
При некотором напряжении на движке переменного резистора R1 (напряжение в норме) оба транзистора закрыты и (работает) только зеленый светодиод HL3. Перемещение движка резистора вверх по схеме приводит к увеличению напряжения (больше нормы) на нем открывается транзистор VТ1.
Светодиод HL3 гаснет, а HL1 зажигается. Если движок перемещать вниз и уменьшать таким образом напряжение на нем (‘меньше нормы”) транзистор VТ1 закроется, а VТ2 откроется. Будет наблюдаться такая картина: вначале погаснет светодиод HL1, затем зажжется и вскоре погаснет HL3 и в заключение вспыхнет HL2.
Из-за низкой чувствительности индикатора получается плавный переход от погасания одного светодиода к зажиганию другого еще не погас полностью например, HL1, а уже зажигается HL3.
Триггер Шмитта
Как известно это устройство ис пользуется обычно для преобразования медленно изменяющегося напряжения в сигнал прямоугольной формыКогда движок переменного резистора R1 находится в нижнем по схеме положении транзистор VТ1 закрыт.
Напряжение на его коллекторе высокое, в результате транзистор VТ2 оказывается открытым а значит, светодиод HL1 зажжен На резисторе R3 образуется падение напряжения.
Рис. 7. Простой триггер Шмитта на двух транзисторах.
Медленно перемещая движок переменного резистора вверх по схеме, удастся достичь момента когда произойдет скачкообразное открывание транзистора VТ1 и закрывание VТ2 Это случится при превышении напряжения на базе VТ1 падения напряжения на резисторе R3.
Светодиод погаснет. Если после этого перемещать движок вниз триггер возвратится в первоначальное положение — вспыхнет светодиод Это произойдет при напряжении на движке меньшем чем напряжение выключения светодиода.
Ждущий мультивибратор
Такое устройство обладает одним устойчивым состоянием и переходит в другое только при подаче входного сигнала При этом мультивибратор формирует импульс своей длительности независимо от длительности входного. Убедимся в этом проведя эксперимент с макетом предлагаемого устройства.
Рис. 8. Принципиальная схема ждущего мультивибратора.
В исходном состоянии транзистор VТ2 открыт, светодиод HL1 светится. Достаточно теперь кратковременно замкнуть гнезда Х1 и Х2 чтобы импульс тока через конденсатор С1 открыл транзистор VТ1. Напряжение на его коллекторе снизится и конденсатор С2 окажется подключенным к базе транзистора VТ2 в такой полярности, что тот закроется. Светодиод погаснет.
Конденсатор начнет разряжаться ток разрядки потечет через резистор R5, удерживая транзистор VТ2 в закрытом состоянии Как только конденсатор разрядится, транзистор VТ2 вновь откроется и мультивибратор перейдет снова в режим ожидания.
Длительность формируемого мультивибратором импульса (продолжительность нахождения в неустойчивом состоянии) не зависит от длительности запускающего, а определяется сопротивлением резистора R5 и емкостью конденсатора С2.
Если подключить параллельно С2 конденсатор такой же емкости, светодиод вдвое дольше будет оставаться в погашенном состоянии.
И. Бокомчев. Р-06-2000.
Простые схемы для начинающих радиолюбителей
Простейший регулятор яркости светодиодов
Электроника / Простые схемы
Простейшая схема регулятора яркости светодиодов, представленная в этой статье, с успехом может быть применена в тюнинге автомобилей, ну и просто для повышения комфорта в машине в ночное время, например для освещения панели приборов, бардачков и так
Простой регулируемый стабилизированный блок питания
Электроника / Простые схемы
Этот блок питания на микросхеме LM317, не требует каких – то особых знаний для сборки, и после правильного монтажа из исправных деталей, не нуждается в наладке. Несмотря на свою кажущуюся простоту, этот блок является надёжным источником питания
Симисторный регулятор мощности
Электроника / Простые схемы
Такой простой, но в то же время очень эффективный регулятор, сможет собрать практически каждый, кто может держать в руках паяльник и хоть слегка читает схемы.
Ну а этот сайт поможет вам осуществить своё желание. Представленный регулятор регулирует
Стабилизатор для светодиодов и ДХО
Авто самоделки / Простые схемы
Почти все автомобилисты знакомы с такой проблемой, как быстрый выход из строя светодиодных ламп. Которые зачастую ставятся в габаритные огни, дневные ходовые огни (ДХО) или в другие фонари. Как правило эти светодиодные лампы имеют малую мощность и
Светодиодный указатель уровня воды
Электроника / Простые схемы
Датчик уровня воды своими руками может сделать практически каждый, кто хоть немного умеет держать в руках паяльник. А эта статья поможет вам поэтапно, при помощи фотографий, изготовить индикатор уровня воды в баке своими руками из простых и
Простой усилитель мощности 4×50 Вт
Авто самоделки / Простые схемы / Усилитель своими руками
Этот наипростейший усилитель звуковой частоты, способен выдать 50 Ватт мощности на каждый канал из четырёх.
В сумме это получается 200 Вт звуковой мощности. И это, как оказалось, не предел. Микросхема, на которой построен усилитель, может дать и 80
Простой FM приемник на микросхеме
Электроника / Простые схемы
Всего одна микросхема понадобится вам, чтобы построить простой и полноценный FM приемник, который способен принимать радиостанции в диапазоне 75-120 МГц. FM приемник содержит минимум деталей, а его настройка, после сборки, сводится к минимуму. Так
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Электроника / Простые схемы
Рассмотренный далее стабилизированный блок питания является одним из первых устройств, которые собираются начинающими радиолюбителями. Это очень простой, но весьма полезный прибор. Для его сборки не нужны дорогостоящие компоненты, которые
Простой антенный усилитель
Простые схемы / Электроника своими руками
Чем больше я познаю современную элементную базу, тем больше удивляюсь тому, как просто сейчас делать такие электронные устройства, о которых раньше можно было только мечтать.
К примеру, антенный усилитель, о котором пойдет речь, имеет рабочий
Простая цветомузыка на светодиодах
Электроника / Простые схемы
Очень простая трехканальная RGB цветомузыка на светодиодах не содержит дефицитных или дорогих компонентов. Все элементы вполне можно найти у любого, даже у самого юного радиолюбителя. Принцип работы цветомузыки – классический, ставший по истине
Простая рация на трех транзисторах
Электроника / Простые схемы
Это схема коротковолновой радиостанции содержит в своем составе всего три транзистора. Самая простая рация для повторения начинающими радиолюбителями. Конструкция была взятая из старенького журнала, но актуальности своей ни капли не потеряла.
Простой тестер для проверки радиоэлементов
Простые схемы / Электроника своими руками
Приветствую Вас, дорогие друзья! В этой статье я покажу и расскажу вам как сделать очень простой тестер для проверки радиодеталей, таких как диоды, транзисторы, конденсаторы, светодиоды, лампы накаливания, катушки индуктивности и многое другое.
Тестер из смартфона
Простые схемы / Электроника своими руками
В этой статье я расскажу вам как сделать из смартфона тестер для прозвонки электрических цепей на наличие обрыва или короткого замыкания. Фактически, я сделаю приставку для сотового телефона (скорее даже переходник со щупами), с помощью которой
Светодиодная мигалка на транзисторе
Электроника / Простые схемы
Одной из самых простых схем в любительской радиоэлектронике является светодиодная мигалка на одном транзисторе. Ее изготовление под силу любому новичку, у которого есть минимальный набор для пайки и полчаса времени.
Простой инфракрасный сенсор
Электроника / Простые схемы
Простейший инфракрасный сенсор, который будет сообщать о наличии препятствия, можно сделать всего на одном транзисторе. Эта самоделка имеет скорее не практическое применение, а скорее теоретическое, демонстрируя работу инфракрасного датчика наличия
Простейший индикатор уровня заряда батареи
Электроника / Простые схемы
Самое удивительное то, что схема индикатора уровня заряда аккумуляторной батареи не содержит ни транзисторов, ни микросхем, ни стабилитронов.
Только светодиоды и резисторы, включенные таким образом, что обеспечивается индикация уровня подведенного
Простая мигалка на таймере NE555
Электроника / Простые схемы
Очень простую мигалку можно собрать на микросхеме NE555, которая довольно распространена среди радиолюбителей. Схема содержит небольшое количество элементов и позволяет управлять одним или двумя светодиодами.
Простое универсальное автоматическое зарядное устройство
Электроника / Простые схемы
Я постарался вставить в заголовок этой статьи все плюсы данной схемы, которою мы будем рассматривать и естественно у меня это не совсем получилось. Так что давайте теперь рассмотрим все достоинства по порядку. Главным достоинством зарядного
Простая мигалка для двух светодиодов
Электроника / Простые схемы
Практически каждый начинающий радиолюбитель собирал мультивибратор на транзисторах. Эта схема не требует большого количества компонентов и имеет вполне понятный для новичков принцип работы.
Однако работа готового изделия, несмотря на простоту,
Индикатор наличия тока
Электроника / Простые схемы
Бывает надобность отследить наличие протекающего в цепи тока в двух состояниях: либо есть, либо нет. Пример: вы заряжает аккумулятор со встроенным контроллером зарядки, подключили к источнику питания, а как контролировать процесс? Можно конечно же
10 потрясающих транзисторных проектов Схемы для начинающих
Без сомнения, все предпочитают проекты, связанные с транзисторами. Они не только просты в изготовлении, но и экономичны. Многие транзисторные проекты, такие как освещение салона автомобиля, сигнализация дождя и бесшумный источник питания, работают с простыми электрическими платами. Здесь мы создадим десять простых проектов, используя транзисторы, а также другие электронные компоненты, такие как батареи.
Действительно, как новичок, это основные схемы, которые вы можете сделать для своих школьных занятий. Кроме того, вы можете сконструировать их ходом на макетной плате без использования пайки.
Тем не менее, вот широкий спектр проектов, которые вы можете построить с помощью выходного транзистора. Каждая подборка в нашем списке — отличный дизайн для начинающих студентов, изучающих электронику.
Содержание
1. Что можно сделать с транзистором?
Во-первых, транзистор — это полупроводниковое устройство, которое усиливает и коммутирует электрическую энергию и электронные сигналы. Разработка транзисторных схем, по сути, является одним из величайших изобретений 20-го века. Использование прикладных схем с транзисторами многочисленно. Тем не менее, самое важное, что вы можете сделать с транзисторными проектами, — это использовать их в качестве переключающего устройства (контроля уровня напряжения).
Транзисторы позволяют переключать устройства, подавая низкочастотные и высоковольтные частотные сигналы для регулирования терминала. Они служат отличным электронным замком зажигания. Для этой цели они функционируют как базовый ток, когда вы используете их в стандартной конфигурации эмиттера.
Кроме того, они также действуют как усилители и датчики для контроля значительного усиления электрического тока.
В настоящее время транзисторы представляют собой обширные проекты, которые являются основополагающими в создании электронных устройств. Несомненно, есть несколько применений основных транзисторных схем, но переключение базового напряжения является наиболее простым.
2. 10 простых проектов транзисторов Элементы
Ниже приведены десять проектов транзисторов для начинающих.
- Аварийный сигнал датчика дождя
Вы можете построить простую схему сигнализации дождя, используя транзистор в качестве основного компонента. Конфигурация часто представляет собой обычный эмиттер Дарлингтона, который значительно увеличивает мощность усиления по току.
После подключения светодиода к практической схеме таймера капли воды, которые соединяются и падают на базу транзистора T1 с положительным питанием, заставят светодиод светиться.
(водяной датчик дождя)
Бесшумный блок питания представляет собой проект бесшумного блока питания для обратного проектирования. К сожалению, в некоторых схемах аудиоусилителей это может стать помехой до такой степени, что правильное заземление также может не решить проблему.
Однако с помощью мощного транзистора и конденсатора можно сконструировать бесшумный источник питания, используя принципиальную схему. Сделав это, вы обойдете шум через регулируемый блок питания. Таким образом, делая его пульсирующим и бесшумным для всей цепи.
Источник: https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:PC-PowerSupply-Principle-Circuit.svg
- Тестер кристаллов
Тестовый кристалл — один из пассивных компонентов, работающих с транзисторами. Большинство студентов, изучающих электротехнику, могут найти кристаллы в электронных устройствах необычными.
Интегрирует кристалл для запуска колебаний. Если вы используете отличный подключенный кристалл, лампочка загорится сразу. Однако неисправный кристалл не наполнит лампу светом.
(кристалл-тестер)
Уверены ли вы в твердости своей руки? С электронной схемой вы можете проверить себя. Чтобы построить его, вам понадобятся компоненты схемы, такие как провод 5 В, штифт для большого пальца, штифт для ключа и, конечно же, схема контроля напряжения батареи.
Наденьте сжатое металлическое кольцо для ключей на блок питания, не касаясь всей цепи. А жужжащий звук из динамика придаст точности движениям вашей руки и пальцев.
Если ваш резервуар для воды часто переполняется, вы, безусловно, можете определить уровень воды с помощью схемы датчика тока. Схема имеет светодиодную индикацию, поэтому напоминает вам об экономии воды. Для курса вам особенно понадобится резистор на 100 Ом.
Основной принцип – два провода зонда касаются воды. Через них начинает течь ток. Следовательно, Тьюринг ВКЛ транзистор. Соедините все компоненты схемы на макетной плате, затем поместите провода датчиков на контейнер. Когда резервуар будет заполнен, контейнер в зуммере издаст звуковой сигнал.
Индикатор уровня воды, на самом деле, один из самых специфичных транзисторных проектов. Как и в схеме сигнализации дождя, ее основой является нестабильный мультивибратор. Рабочая частота зависит от переменного резистора и компонентов схемы, таких как конденсаторы.
Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ultrasonic_Wireless_Water_Level_Indicator.jpg
- Простой таймер задержки
Используя стандартные компоненты схемы, такие как конденсатор, диод и, конечно же, два транзистора, вы можете построить практическую схему таймера включения и выключения с задержкой.
На простой принципиальной схеме показано, как должны быть подключены транзисторы вместе с несколькими другими пассивными компонентами, чтобы получить предполагаемые выходы времени задержки.
Цепь более высокого напряжения входит в базу резисторов и включает транзистор, а затем и светодиод однократным нажатием кнопки. Вы также можете следовать курсу отсрочки, показанному для лучшего понимания.
- Бомба с часовым механизмом
Хочешь напугать друга? Почему бы не сделать фальшивую схему бомбы? Простая схема производит звук, похожий на тиканье часов. Отрегулируйте частоту тиков до 220k pot и зарядите внешнюю цепь на 2u2. Затем, когда 0,65 В соединяется с базой транзистора Т1, он начинает включаться и издает тикающий звук.
Включите BC 557, который проталкивает небольшой заряд на 2u2 во вторую базу транзистора, чтобы включить его больше. После того, как оба транзистора быстро отключатся, цикл начинается снова.
(бомба замедленного действия)
- Цепь мигающего светодиода
Схема Blinker — простейшая электронная схема. На принципиальной схеме показаны точные точки крепления макетной платы. Вот как работают компоненты схемы: когда транзистор включен, он позволяет протекать через него току, поэтому светодиод загорается. Затем оба конденсатора C1 и C2 попеременно заряжаются и разряжаются от ключа зажигания, чтобы включать и выключать цепь эмиттерного повторителя.
Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blinking_LEDs.jpg
Схема контроллера подсветки лампы. Датчик освещенности (зависимый резистор), внешнее сопротивление которого зависит от интенсивности света, обнаруживает темноту и автоматически включает его. Кроме того, он выключает светодиод в течение дня. Все, что вам нужно сделать, это соединить компоненты схемы на макетной плате и подать питание на 9v батарея.
Вы можете использовать принципиальную схему и таймер ее работы 555 IC в своей гостиной и в охранном освещении. Кроме того, вы можете комбинировать схему автоматического ночного освещения с катушкой реле для экономичной мощности, такой как фонари 220 В.
Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wiring_diagram_of_lighting_control_panel_for_dummies.JPG
- Недорогой сенсорный переключатель
На схеме показано простое подключение. Как следует из названия, это самая дешевая схема с сенсорным выключателем зажигания. Но вот как это работает: курс определяет сопротивление коллектора кожи пальца и посылает крошечный ток на транзистор Дарлингтона, чтобы включить его.
Цепь высокого напряжения на земном шаре затем подключается к передней части курса через 4M7, чтобы заменить палец и оставить его включенным. Чтобы выключить его, палец на кнопке OFF активирует транзистор, который, в свою очередь, лишит супертранзистор базового напряжения.
Следовательно, отключив цепь. 9Заключение . Это также простые проекты для новичков в области электроники, которые, безусловно, ищут способы развить навыки на макетной плате. Кроме того, каждая схема работает с низким напряжением. Так что, как новичок, они совершенно безопасны для тестирования. При отработке этих транзисторных проектов подключите запись в соответствии с принципиальной схемой, чтобы предотвратить любую опасность.
Какова функция резисторов в транзисторных цепях?
Введение
Резистор представляет собой пассивный двухконтактный электрический компонент. После его подключения к цепи фиксируется сопротивление, которое может ограничивать ток через подключенную к нему ветвь. С одной стороны, сопротивление, которое нельзя изменить, называется постоянным резистором, с другой стороны, переменными являются сопротивления потенциометров или переменных резисторов. Основной физической характеристикой резистора является преобразование электрической энергии в тепловую.
Также можно сказать, что это энергоемкий элемент, потому что внутренняя энергия вырабатывается при прохождении через него тока.
Figure 1. Use Resistor in Circuit
Catalog
Introduction |
Ⅰ Functions of Resistor |
Ⅱ Three Basic Principles for Resistor Selection |
Ⅲ Роль резисторов в транзисторных цепях 3.1 Зачем добавлять резистор к базе транзистора? 3.2 Подтягивающий резистор в транзисторных цепях |
Ⅳ Часто задаваемые вопросы |
Ⅰ Функции резистора
Короче говоря, функция сопротивления заключается в ограничении тока, разделении тока, разделении напряжения и преобразовании электрической энергии во внутреннюю энергию (нагрев) схема. В соответствии с законом Ома путем расчетов можно использовать резисторы при параллельном и последовательном соединении для достижения желаемого тока и напряжения.
Также существуют различные резисторы и переключатели, объединенные для создания голосовых переключателей, светочувствительных переключателей, инфракрасных переключателей и так далее.
Как использовать резисторы в цепях?
1) Ограничение по току
Для предотвращения перегорания последовательно соединенных компонентов чрезмерным током и для обеспечения нормальной работы электроприборов в цепь обычно можно последовательно включать переменный резистор.
2) Отвод тока
Резистор подключен параллельно компоненту или цепи, которую необходимо шунтировать, и напряжение не изменяется. Функция этого резистора состоит в том, чтобы разделить ток.
3) Отвод напряжения
Как правило, электрические приборы маркируются номинальным значением напряжения. Если источник питания выше, чем это, электрический прибор не может быть напрямую подключен к источнику питания для нормальной работы.
В этом случае резистор с подходящим сопротивлением может быть включен последовательно в цепь, чтобы разделить часть напряжения, поэтому электроприбор может работать при номинальном напряжении. В это время роль резистора состоит в том, чтобы разделить напряжение.
4) Подайте напряжение смещения
В схеме транзистора резистор включен между его базой и рабочим напряжением. В это время источник питания подает напряжение смещения на базу через резистор, а сопротивление может определять напряжение смещения. Роль резистора в цепи в это время заключается в обеспечении напряжения смещения.
5) Отрицательная обратная связь
Используется в сопротивлении между базой и коллектором транзистора, затем в цепи формируется ветвь обратной связи цепи отрицательной обратной связи. В это время резистор играет роль отрицательной обратной связи в цепи.
6) Генерация
Резистор и конденсатор образуют RC-цепь, которую можно соединять параллельно и последовательно.
7) Демпфирующий эффект
Параллельное подключение резистора в LC-резонаторном контуре может уменьшить значение добротности, в это время резистор оказывает демпфирующий эффект.
8) Развязка
Использование резисторов в схемах многокаскадного усилителя может предотвратить вредные низкочастотные помехи, которые создают эффект развязки.
9) Преобразование электрической энергии во внутреннюю энергию (нагрев)
Когда ток проходит через резистор, он преобразует всю (или часть) электрической энергии во внутреннюю энергию, которая выделяет тепло. Этот принцип часто используется в электроплитах и обогревателях в нашей жизни.
10) Преобразование тока в напряжение
Когда ток протекает через резистор, на резисторе создается напряжение. Как показано на рисунке ниже, эту роль выполняет резистор нагрузки коллектора R2, преобразующий ток, протекающий через резистор R2, в напряжение и выводящий его из U0.
Рис. 2. Цепь резистора
Ⅱ Три основных принципа выбора резистора
1) Выбирайте резисторы, произведенные органом по сертификации, который соответствует стандартам высокого уровня.
2) Выбирайте резисторы производителей с функциональными преимуществами, преимуществами по качеству, эффективности, цене и обслуживанию.
3) Выберите в каталоге моделей производителя, который может удовлетворить вышеуказанные требования.
Ⅲ Роль резисторов в транзисторных цепях
3.1 Зачем добавлять резистор к базе транзистора?
Прежде всего, мы должны понять основной принцип работы транзистора. Это элемент, управляемый током, в отличие от МОП-транзистора, элемента, управляемого напряжением. Транзистор имеет три рабочие зоны: зону отсечки, зону усиления и зону насыщения. В качестве примера возьмем NPN-транзистор, разница напряжений (UBE) BE составляет около 0,6 В (фактический размер зависит от модели компонента). Когда UBE<0,6 В, транзистор выключен; когда UBE=0,6 В, транзистор находится в области усиления или насыщения.
Рисунок 3. Схематическая диаграмма тока транзистора NPN
Когда транзистор находится в зоне усиления, добавочное сопротивление между базой и VCC является сопротивлением смещения. Ниже объясняется, почему необходимо добавлять базу, когда транзистор используется в качестве переключателя.
В чем разница между схемами транзистора и MOSFET при добавлении резистора.
На следующем рисунке показана наиболее часто используемая принципиальная схема NPN-транзисторов. Общий входной терминал — это порт ввода-вывода микропроцессора (микроконтроллер, DSP, ARM и т. д.).
Рис. 4. Транзистор NPN
В качестве примера возьмем порт ввода-вывода микроконтроллера с входным напряжением 0/5 В. Почему резистор должен быть включен последовательно с базой? Может ли он работать без резистора? Здесь резистор является элементом управления током. Когда транзистор находится в усиленном или насыщенном состоянии, напряжение UBE составляет 0,6 В, а ток базы можно рассчитать в соответствии с входным напряжением U. Формула расчета: Ib=(U-0,6)/R1. Из формулы также видно, что если токоограничивающий резистор R1 не подключен, при входном напряжении больше 0,6 В базовый ток будет очень большим, чтобы сжечь лампу.
Более того, резистор нельзя использовать случайно. Его необходимо рассчитать в соответствии с входным напряжением и характеристиками лампы.
Например, коэффициент усиления β транзистора равен 50, максимальный ток коллектора равен 500 мА, а входное напряжение равно 5 В. Если конструкция требует, чтобы транзистор находился в состоянии насыщения, то Ic=500 мА, Ib=Ic/β=10M=мА, где токоограничивающее сопротивление R1=(5В-0,6В)/Ib=430Ом. Если требуется ввести 5 В, ток коллектора составляет около 200 мА, тогда можно рассчитать Ib=Ic/β=200 мА/50=4 мА, наконец, токоограничивающее сопротивление R1=(5В-0,6 В)/Ib=1075 Ом ( 1K можно выбрать стандартное сопротивление). Примечание. Приведенный выше рисунок используется для пояснения примера, но он не очень надежен. Более надежным методом подключения должно быть подключение большого резистора (например, 10 или 20 кОм) между основанием и землей. Когда вход отсутствует, быстро потяните основание вниз, чтобы убедиться, что трубка находится в стабильном состоянии отключения.
Если NPN-транзистор на рисунке выше заменить на N-канальную МОП-лампу, принцип останется тем же. При входе высокого уровня трубка включается, а при вводе низкого уровня трубка выключается.
Рисунок 5. Схема MOSFET
Поскольку MOSFET является устройством, управляемым напряжением, ток затвора (G) очень мал и им можно пренебречь, поэтому он может нормально работать без подключения резистора R1.
Рисунок после удаления резистора показан ниже:
Рис. 6. Схема MOSFET без резистора
Примечание. В реальных приложениях резистор обычно подключается последовательно для повышения надежности. Надежность продукта очень важна. Без токоограничивающего резистора, когда МОП-транзистор поврежден из-за пробоя напряжения, компоненты на клемме управления будут легко повреждены, особенно процессор, который легко повреждается высоким током.
3.2 Подтягивающий резистор в транзисторных цепях
🔺Для транзисторов
Транзистор является токоведущим компонентом, поэтому к базе подключается токоограничивающий резистор, обычно менее 10К, а типичные значения составляют 3,3К, 4,7К, 5,1К, 6,8К и т. д. , Какова функция этого подтягивающего резистора?
На следующем рисунке показана схема включения транзистора 8050.
Транзистор будет включен, когда порт ввода-вывода выдаст высокий уровень, и транзистор не будет включен. Если порт ввода-вывода не выдает высокий уровень, база всегда будет подтягиваться к низкому уровню без подтягивающего резистора 68 кОм, то есть он находится в состоянии отсечки. Схема может находиться в нестабильном состоянии, особенно когда она инициализируется в момент включения питания. Легко генерировать шум и легко вызвать неисправность транзистора, особенно для некоторых общих портов ввода/вывода. Таким образом, этот резистор на самом деле является резистором смещения, который ослабляет базу при отсутствии управляющего сигнала, что делает схему более надежной.
Рисунок 7. Подтягивающий резистор в транзисторной цепи
Хотя подтягивающий резистор может сделать схему более надежной, он не может быть слишком большим или слишком маленьким. Если сопротивление слишком велико, тока базы будет недостаточно для управления транзистором. Наоборот, если оно слишком мало, напряжение смещения будет меньше напряжения проводимости транзистора.
В общем, это сопротивление не более 100К.
Иногда мы видим, что параллельно этому резистору подключен конденсатор. На самом деле, это обычно предназначено для высокоскоростных цепей коммутации сигналов. Добавление конденсатора может улучшить производительность, как показано ниже:
Рисунок 8. RC-цепь
🔺Для MOSFET
В отличие от транзисторов, МОП-транзисторы являются компонентами, управляемыми напряжением, которые приводятся в действие напряжением. Все мы знаем, что между двумя выводами МОП-транзисторов существует паразитная емкость. Фактически, ключом проводимости МОП-транзисторов является зарядка и разрядка конденсаторов. Следовательно, для МОП N-типа он будет включаться, когда Vgs больше определенного значения, а для МОП P-типа он будет включаться, когда значение Vgs меньше определенного значения.
Таким образом, из-за емкостного эффекта между тремя контактами, когда МОП постоянно выключен, паразитное емкостное напряжение может правильно разряжаться, что аналогично роли продувочного резистора и является своего рода защитой МОП.
Рис. 9. Цепь полевого МОП-транзистора
Ⅳ Часто задаваемые вопросы
1. Какова функция резистора?
Резистор обладает способностью снижать напряжение и ток при использовании в цепи. Основная функция резистора заключается в ограничении протекающего тока. Закон Ома говорит нам, что увеличение номинала резисторов приведет к уменьшению тока.
2. Как работают резисторы?
Проводник имеет низкое сопротивление, а изолятор имеет гораздо большее сопротивление. Устройства, называемые резисторами, позволяют вводить точно контролируемые значения сопротивления в электрические цепи. … Резистор работает, преобразовывая электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в воздухе.
3. Зачем нужны резисторы?
Резистор управляет потоком электрического тока в цепи. … Резисторы необходимы для многих избирательных цепей, и их можно применять во множестве различных приложений.
Защита от скачков напряжения. Резисторы также защищают компоненты от скачков напряжения.
4. Какую роль играют резисторы в электронных устройствах?
Резистор — это пассивное двухполюсное электрическое устройство, сопротивляющееся протеканию тока. Вероятно, это самый простой элемент электронной схемы. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.
5. Какой хороший пример резистора?
Несколько примеров включают ограничение электрического тока, деление напряжения, тепловыделение, схемы согласования и нагрузки, регулировку усиления и настройку постоянных времени. Они коммерчески доступны со значениями сопротивления в диапазоне более девяти порядков.
6. Что произойдет, если использовать резистор с большим сопротивлением?
Случаи, когда использование резистора с более высоким номиналом может привести к повреждению цепи, существуют, но они немного реже, чем случаи, когда это может просто дать более слабый результат, чем хотелось бы, или частотную характеристику, отличную от желаемой.
7. Что такое резистор, простое объяснение?
Резистор — это электрический компонент, который ограничивает или регулирует протекание электрического тока в электронной цепи. Резисторы также можно использовать для обеспечения определенного напряжения для активного устройства, такого как транзистор. … Наиболее распространенным типом в электронных устройствах и системах является резистор из углеродного состава.
8. Что происходит, когда перегорает резистор?
Взрыв резистора. Подавая слишком высокое напряжение на резистор, резистор будет потреблять слишком большой ток. Это приводит к рассеиванию чрезмерной мощности на резисторе, из-за чего он воспламеняется и образует облако дыма, как показано на этом видео.
9. Как резистор включается в цепь?
Резисторы называются «последовательными», когда они последовательно соединены в одну линию. Поскольку весь ток, протекающий через первый резистор, не имеет другого пути, он также должен проходить через второй резистор, третий и так далее.
