Схемы включения транзисторов: Схема включения транзистора с общим коллектором (ОК). Схемы включения биполярных транзисторов

Содержание

Схему включения транзистора с общим эмиттером

Транзисторы часто применяют для усиления переменных сигналов которые при расчетах обычно считают синусоидальными , при этом в выходной цепи транзистора применяется нагрузка с ненулевым сопротивлением. Во входной цепи, кроме источника постоянного напряжения, необходимого для обеспечения активного режима работы, также используют источник входного переменного напряжения. Изобразим три характерные схемы включения транзистора. Входной ток такой схемы достаточно большой, а соответствующее входное сопротивление малое. Входной ток схемы достаточно мал, поэтому входное сопротивление больше, чем у схемы с общей базой.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электроника от простого к сложному. Урок 7. Каскады транзисторов. (PCBWay)

Устройство и принцип действия


Входное сопротивление для каскада по схеме с общей базой ОБ рис. При этом можно утверждать, что схема обеспечивает усиления напряжения, но не обеспечивает усиления тока. Входной ток такой схемы достаточно большой, а соответствующее входное сопротивление мало. Каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером ОЭ , изображенный на рис. Обычно входное сопротивление каскада с ОЭ мало и составляет от сотен до тысяч ом.

Поскольку ток коллектора в десятки раз больше тока базы, этим объясняется тот факт, что коэффициент усиления по току составляет десятки единиц. Коэффициент усиления каскада по напряжению равен отношению амплитудных или действующих значений выходного и входного переменного напряжения.

Входным является переменное напряжение база-эмиттер транзистора U бэ , а выходным — переменное напряжение на резисторе нагрузки R н или, что то же самое, между коллектором и эмиттером биполярного транзистора U кэ. Поэтому коэффициент усиления каскада по напряжению имеет значение от десятков до сотен. Этот коэффициент представляет собой отношение выходной мощности к мощности, потребляемой входной цепью каскада. Каскад по схеме ОЭ при усилении переворачивает фазу напряжения, т. Входной ток схемы достаточно мал, поэтому входное сопротивление больше, чем у схемы с общей базой.

Недостатки усилительного каскада по схеме с общим эмиттером заключаются в худших, чем у каскада по схеме с общей базой, температурных и частотных свойствах. Отношение выходного тока к входному току каскада можно найти по формуле. Коэффициент усиления по току каскада с ОК обычно составляет от 10 до Входное сопротивление каскада с ОК можно найти по формуле. В общем случае составной транзистор состоит из нескольких транзисторов. На рис. Составной транзистор аналогичен обычному транзистору с повышенным коэффициентом усиления по току.

Коэффициент усиления по току каскада с общим коллектором почти такой же, как и в каскаде по схеме с ОЭ, т. Коэффициент усиления по мощности, поданной на вход транзистора, равен, как и в каскаде по схеме с ОЭ, примерно нескольким десяткам.

Так как входная цепь представляет собой закрытый коллекторный переход, входное сопротивление каскада по схеме ОК составляет сотни тысяч ом, так как при увеличении входного напряжения увеличению входного тока препятствует увеличение напряжения u вых , что является важным достоинством такого включения транзистора. Выходное сопротивление каскада по схеме с ОК, наоборот, получается сравнительно небольшим, обычно единицы килоом или сотни ом. Недостатком каскада по схеме с ОК является то, что он не усиливает напряжение — коэффициент усиления чуть меньше 1.

Дата добавления: ; Просмотров: ; Нарушение авторских прав? Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да Нет. Векторная диаграмма схемы Включения Возможные схемы напряженного состояния металла Вопрос 3 Усилительные приборы и схемы их включения.

Вопрос 3. Схемы комплексного использования и охраны водных объектов Выбор туроператором схемы работы в дестинации Графический анализ работы схемы Детальный пример схемы формирования синхронного модуля STM Диффузионное растворение цилиндрического включения в матрице Интегральные микросхемы Интегральные схемы Исключение субъектов и объектов из схемы мандатного управления доступом. Главная Случайная страница Контакты. Отключите adBlock!


Схемы включения транзистора с ненулевым сопротивлением нагрузки

Это такая хитрая фиговина, пропускающая ток только в одну сторону. Его можно сравнить с ниппелем. Применяется, например, в выпрямителях, когда из переменного тока делают постоянный. Или когда надо отделить обратное напряжение от прямого.

Наиболее распространенной схемой включения транзистора является схема с общим эмиттером (ОЭ). Это связано с наибольшим усилением этой .

Схемы включения транзисторов

К плоскостным диодам относятся кремниевые стабилитроны или опорные диоды Д, Д, Д, Д и Д Нормально они работают при обратном напряжении. В довольно широких пределах изменений обратного тока обратное напряжение остается почти постоянным. Такой режим предшествует явлению необратимого теплового пробоя и представляет собой обратимый электрический пробой. Стабилатронами или опорными диодами называют кремниевые диоды, работающие в режиме электрического пробоя. Стабилатроны предназначены для стабилизации электрического напряжения. Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости.

Основные схемы включения и параметры транзисторов

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Усилитель представляет собой четырехполюсник, два вывода которого предназначены для подключения входного сигнала и два оставшихся вывода служат для снятия с них усиленного сигнала напряжения или тока.

Схемы включения транзистора – для новичков в радиоделе

Существует три основные схемы включения транзисторов. При этом один из электродов транзистора является общей точкой входа и выхода каскада. Надо помнить, что под входом выходом понимают точки, между которыми действует входное выходное переменное напряжение. Схема с общим эмиттером ОЭ. Такая схема изображена на рисунке 1. Во всех книжках написано, что эта схема является наиболее распространненой, т.

Схемы включения транзистора

При включении биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером ОЭ входной сигнал подаётся на базу относительно эмиттера, а выходной сигнал снимается с коллектора относительно эмиттера. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности , потому что усиливается и ток, и напряжение. Биполярные транзисторы, в отличие от полевых транзисторов, приборы управляемые током базы. Напряжение на прямо смещённом переходе база-эмиттер при этом остаётся почти постоянным и зависит от материала полупроводника, для германия около 0,2 В, для кремния около 0,65 В, но на сам каскад подаётся управляющее напряжение. Ток базы, коллектора и эмиттера и другие токи и напряжения на электродах транзистора можно вычислить по закону Ома и правилам Кирхгофа для разветвлённой многоконтурной цепи. На рисунке 1 изображён простейший каскад с общим эмиттером и его подключение к источникам сигнала, питания и нагрузке. Поскольку конденсаторы вносят во входную и выходную цепи дополнительное реактивное сопротивление , они снижают коэффициент передачи каскада на низких частотах, но при выборе достаточно больших величин их ёмкостей это снижение можно уменьшить.

Схема включения транзистора p-n-p с общим эмиттером. Формула коэффициента усиления для схемы с общим эмиттером.

Входное сопротивление для каскада по схеме с общей базой ОБ рис. При этом можно утверждать, что схема обеспечивает усиления напряжения, но не обеспечивает усиления тока. Входной ток такой схемы достаточно большой, а соответствующее входное сопротивление мало. Каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером ОЭ , изображенный на рис.

В схеме с ОБ входной цепью является цепь эмиттера, а выходной цепью — цепь коллектора, следовательно, коэффициент передачи по току. Таким образом, схема с ОБ не усиливает по току. В схеме с ОЭ входной цепью является цепь базы, а выходной цепью — цепь коллектора, следовательно,. В схеме с ОК входной цепью является цепь базы, а выходной цепью — цепь эмиттера, следовательно,.

В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входного и выходного сигналов, различают три схемы включения транзистора рис. В этих схемах источники постоянного напряжения и резисторы обеспечивают режимы работы транзисторов по постоянному току, т.

Составной транзистор, выполненный по каскодной схеме представляет собой усилитель, в котором транзистор VI включен по схеме с ОЭ, a V2 — по схеме с ОБ. Основы электроакустики Путь к качественному звуку. Сравнение схем включения транзисторов. Схемы включения биполярных транзисторов. В схеме с ОБ входным управляющим является ток Iэ, а выходным — ток Iк. В схеме с общим эмиттером управляющим служит ток базы Is — Is — Iк.

Уберём из схемы эксперимента приборы и источник питания Полученная схема выглядит так:. У транзистора три вывода Их назначение определяется конструкцией транзистора Но мы не обязаны использовать общим выводом для входного и выходного сигнала только эмиттер. С этой целью перенесём резистор R2 из цепи коллектора в цепь эмиттера.


Основная схема — включение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Основная схема — включение

Cтраница 2


Основными схемами включения емкостных датчиков являются мостовые и дифференциальные, а также схемы, построенные на использовании явления резонанса и метода биений. При расчете емкостных датчиков, предназначенных для точных измерений, необходимо учитывать электростатическую силу, возникающую при работе между его обкладками с разными потенциалами.  [17]

Рассмотрим основные схемы включения транзисторов.  [18]

Рассмотрим основные схемы включения наиболее распространенных управляемых газоразрядных приборов, к числу которых относятся тиратроны с накаленным и холодным катодом.  [19]

За основную схему включения панели ЭПА-305 принята схема согласованного включения на дополнительную обмотку.  [21]

Имеются три основные схемы включения транзистора в усилительные цепи. В зависимости от того, присоединен ли эмиттер, коллектор или база к общей точке, различают соответственно схемы с общим эмиттером, коллектором или базой. Рассмотрим эти разновидности схем, так как они образуют основу устройств на транзисторах. Для наглядности рассмотрения будем исходить из п-р-п-транзисто — ров и используем р-л-р-транзисторы только там, где это необходимо. Параметром, который можно положить в основу рассмотрения, является напряжение база-эмиттер в рабочей точке UBEA, составляющее для кремниевых транзисторов — 0 6 В, а для германиевых-примерно 0 2 В.  [23]

Существует две основные схемы включения ОУ, охваченного отрицательной обратной связью: инвертирующая и неинвертирующая.  [24]

Существуют две основные схемы включения ОУ, охваченного отрицательной обратной связью: инвертирующая и неинвертирующая.  [26]

Применяют три основные схемы включения транзисторов в усилительные или иные каскады. В этих схемах один из электродов транзистора является общей точкой входа и выхода каскада.  [28]

Возможны две основные схемы включения ВТ для получения режима ФВ — с двухфазным и однофазным возбуждением.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Схемы включения транзисторов в ключевых и усилительных каскадах


Схемы включения транзисторов переменного тока. Здесь предложены структуры биполярных и полевых транзисторов, способных работать при питании электронных схем на их основе переменным и постоянным током произвольной полярности. Приведены примеры работы BJT, JFET, MOSFET в ключевых и усилительных каскадах.

Практические схемы включения транзисторов в цепях переменного и постоянного тока. Общеизвестно, что все транзисторы изначально предназначались для работы в составе радиоэлектронных устройств при их питании постоянным током только положительной или только отрицательной полярности. Случайная или преднамеренная смена полярности питающего напряжения неизбежно и непоправимо выводила из строя все устройство, в состав которого могли входить сотни и тысячи полупроводниковых элементов.

Несложное новое сочетание ранее хорошо известных компонентов позволяет синтезировать полупроводниковые приборы, в частности, транзисторы, способные работать при питании электронных схем переменным и постоянных током любой полярности. На Рисунке 1 приведены эквивалентные схемы транзисторов переменного тока, созданные на основе дискретных распространенных элементов — биполярных и полевых транзисторов (BJT, JFET, MOSFET), а также диодов и резисторов. Разумеется, не стоит ожидать от такого сочетания иных фантастически значимых результатов, однако, как будет показано ниже, транзисторы переменного тока могут быть использованы, по меньшей мере, в составе ключевых схем, а также в технике усиления электрических сигналов.

На Рисунке 2 приведены примеры использования BJT и MOSFET в ключевых устройствах. Отчетливо видно, что таковые схемы ни в коей мере не отличаются от своих предшественников, работающих на постоянном токе, однако позволяют добиться довольно примечательных результатов. Диаграммы выходных сигналов, полученные при подаче на вход ключа напряжения постоянного тока +/-12 В, а также переменного тока частотой 1 кГц со среднеквадратичным значением синусоидального напряжения 12 В, и при питании устройства напряжением постоянного тока +/-12 В, а также переменного тока частотой 6 кГц, также приведены на Рисунке 2.

Диаграммы электрических процессов для ключей на BJT и MOSFET практически не отличаются. На Рисунке 2 не показаны ввиду их малости остаточные напряжения импульсов или остатки полупериодов синусоиды противоположной полярности, имеющие уровень порядка 700 мВ. Электрические схемы усилительных каскадов, выполненных на BJT и JFET переменного тока (Рисунок 3), также относятся к классическим, за исключением того, что они могут питаться переменным и постоянным током произвольной полярности.

Ввиду не полной идентичности транзисторов, составляющих BJT и JFET переменного тока, параметры усилителей разнятся, но не столь разительно. Так, например, для усилителя на BJT при питании его от источника напряжением +12 В коэффициент передачи составил 41.1 дБ; полоса пропускания на уровне -3 дБ — 2.5 Гц … 330 кГц; коэффициент нелинейных искажений на частоте 1 кГц — 0.827%. При питании от -12 В коэффициент передачи был равен 40.7 дБ; полоса пропускания — 2.2 Гц … 220 кГц; коэффициент нелинейных искажений — 2.038%.

Для усилителя на BJT при питающем напряжении +12 В коэффициент передачи составил 10.2 дБ; полоса пропускания — 25 мГц … 4.7 МГц; коэффициент нелинейных искажений 0.016%. При питании от -12 В коэффициент передачи — 10.4 дБ; полоса пропускания — 25 мГц … 4.2 МГц; коэффициент нелинейных искажений -0.046%.

Обзор схем включения транзисторов — Мегаобучалка

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя и более взаимодействующими p-n переходами. Биполярные транзисторы, наряду с полевыми, находят самое широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре в качестве активных элементов радиоэлектронных схем.

Транзисторы выполняются как отдельные изолированные устройства в металлических, пластмассовых, стеклянных корпусах (так называемые корпусные транзисторы) и бескорпусные транзисторы, входящие в микросхемы.

Биполярный транзистор как усилительное устройство может быть представлен в виде четырехполюсника. В зависимости от того, какой из трех выводов транзистора является общим для входа и выхода четырехполюсника, различают схемы включения транзистора: с общей базой, с общим эмиттером, с общим коллектором.

 

                              

 

 

                                                                         

 

 

Рис. 9 Включение транзистора по схеме а- с общей базой, б- с общим эмиттером, в- с общим коллектором

 

В случае включения транзистора в схему с общим эмиттером входным током является ток базы, а выходным – ток коллектора. В схеме включения транзистора с общей базой выходным током (как и в схеме с общим эмиттером) является ток коллектора, а входным – ток эмиттера.



Особое место из всех схем включения транзистора занимает схема с общим коллектором, где входным током является ток базы, а выходным – ток эмиттера. Так как нагрузка в схеме с общим коллектором включена в эмиттерную цепь, то эта схема чаще называется схемой эмиттерного повторителя.

 

 

Цель и задача проекта

 

Произвести проектирование усилителя с фиксированным током базы.

 

Исходные данные: Напряжение источника питания Ек=6 В

                       Сопротивление нагрузки Rн=400 Ом

                       Частота f=8 кГц

                       Uвх=12 мВ.

В ходе выполнения курсового проекта необходимо:

    — выбрать схему усилителя, обосновав выбор;

    — рассчитать элементы схемы усилителя.

 

Выбор схемы усилителя

 

Резистивный усилитель с фиксированным током базы.

Существует три вида схем применимых для биполярного транзистора:

1) с общим эмиттером;

2) с общей базой;

3) с общим коллектором.

Нам больше подходит схема включения с общим эмиттером, так как она обеспечивает усиление как тока, так и напряжения сигнала. Усиление мощности при такой схеме наибольшее, однако, сильно изменяется при изменении режима транзистора, температуры и замене транзистора.

Входное сопротивление транзистора при включении по схеме с общим эмиттером значительно выше, чем при включении по схеме с общей базой, и лежит в пределах от нескольких Ом до тысяч Ом. При увеличении сопротивления нагрузки входное сопротивление уменьшается. Выходное сопротивление ниже, чем при схеме с общей базой, и уменьшается при увеличении сопротивления источника сигнала.

 

 

Рис. 10 Резистивный усилитель с фиксированным током базы

 

Rб обеспечивает смещение на базе транзистора, т.е.обеспечивает выбор точки покоя на входной характеристике транзистора. Rк обеспечивает необходимое напряжение Uкэ0. Конденсаторы предназначены для разделения путей протекания переменной и постоянной составляющих тока.

    Транзистор 1Т308А

1- германиевый

3- маломощный

Транзистор сплавно-диффузионный p-n-p типа. Предназначен для усиления, генерирования и преобразования электрический колебаний ВЧ и работы в импульсных схемах.

Выпускаются в металлическом герметичном корпусе со стеклянными изоляторами и имеют гибкие выводы. Вывод коллектора соединен с корпусом. Вывод эмиттера обозначен на корпусе цветной точкой. Масса – не более 2г.

 

Транзистор как переключатель — Принципиальная схема, работа и применение

В основном транзистор представляет собой тип полупроводникового устройства. Эти устройства состоят из трех рядов клемм. Взаимодействие между двумя терминалами будет происходить таким образом, что в нем образуются два перехода. Эти переходы и клеммы в целом отвечают за генерацию тока, либо разработаны устройства, управляемые током, либо соответствующие устройства, управляемые напряжением. В этой статье ниже обсуждается транзистор как коммутатор, а также его работа и приложения.

Основное приложение, которое часто используется, это устройство, работающее как коммутатор. Основная концепция его функционирования зависит от режимов его работы. Устройство, которое предпочитает низкое значение напряжения постоянного тока, может быть включено или выключено с помощью транзисторов.

Транзистор в качестве переключателя

По сути, с течением времени электронные схемы претерпели революцию и усовершенствовались для лучшей и комфортной жизни, транзисторы сыграли заметную роль, заменив себя электронными лампами.

Это приводит к повышению эффективности и уменьшению размера. Основные функциональные возможности транзистора можно наблюдать либо при его использовании для усиления, либо при основном применении в цифровых схемах переключения.

Основная причина использования этого транзистора в качестве переключателя заключается в том, что ток на базе напрямую контролирует ток на коллекторе. Если ток на базе превышает минимальное пороговое значение напряжения, то поведение транзистора похоже на замкнутый переключатель, в противном случае он останется в состоянии открытого переключателя.

Транзистор в качестве переключателя

При подаче смещения на базу транзистора оба типа биполярных переходных транзисторов можно использовать в качестве переключателей. Области, в которых работа переключателя предпочтительна, — это либо он должен полностью находиться в области, называемой насыщением, либо в рабочей области отсечки. Основная идея использования этих регионов заключается в том, что режим переключения должен быть полностью включен или выключен.

Как работают транзисторы?

Работа транзистора основана на рабочих зонах.В области отсечки базовый ток будет равен нулю. Поскольку вход равен нулю, ток коллектора также будет равен нулю за счет поддержания максимального напряжения на коллекторе.

Это для транзистора N-P-N, тогда как для транзистора P-N-P значение напряжения на эмиттере должно быть отрицательным. Поскольку в этом состоянии нет потока носителей, ширина области, называемой истощением, увеличивается, что свидетельствует о том, что в этом состоянии не наблюдается никакого потока. Этот тип области называется областью отсечки.

Следующим условием, при котором работает переключатель, является насыщение. Здесь токи на базе и коллекторе максимальны, а напряжение на коллекторе поддерживается минимальным. Это рабочее состояние заставляет транзистор работать в полностью открытом режиме. Это для транзистора N-P-N, тогда как для P-N-P значение напряжения эмиттера должно оставаться положительным по отношению к напряжению базы.

Эта работа транзистора известна как однополюсный одноходовой (SPST). Это указывает на то, что при подаче нуля сигнала на базу транзистор будет включен, в противном случае он будет выключен.

Транзистор N-P-N в качестве переключателя

После подачи напряжения на область основания, на его основе, выполняется операция переключения. Как и в случае с диодом, существует напряжение включения. Между областью эмиттера и базы приложенное напряжение должно достигать напряжения включения. Если он пересекает его, говорят, что транзистор включен, в противном случае — выключен.

Когда транзистор находится в состоянии ON, генерируемый ток имеет тенденцию течь от источника к нагрузке.Нагрузкой может быть либо светодиод, либо резистор, нагрузка зависит от требований.

Транзистор P-N-P в качестве переключателя

Условия работы транзисторов P-N-P и N-P-N различаются в зависимости от приложения положительного или отрицательного напряжения. Но критерии операции остаются прежними. Если он находится во включенном состоянии, наблюдается протекание тока, в противном случае он выключен.

Здесь нагрузка подключается к соответствующему заземлению транзистора, а затем транзистор P-N-P переключает питание.В этом случае клеммная база соединена с землей

Выше приведено основное применение транзистора в качестве переключателя для транзисторов с биполярным переходом P-N-P и N-P-N.

Применение

Применение транзистора в качестве переключателя:

  1. Наиболее часто используемое практическое применение, которое используется для транзистора в качестве переключателя, — это работа светодиода.
  2. Работой реле можно управлять, внося необходимые изменения в схему, чтобы любое внешнее устройство было подключено по отношению к реле и стало управляемым.
  3. Двигатели постоянного тока можно контролировать и контролировать с помощью этой концепции транзисторов. Это приложение используется для включения и выключения двигателя. Изменяя значения частот транзистора, можно изменять скорость двигателя.
  4. Одним из примеров таких выключателей является лампочка. Это облегчает включение света при ярком освещении и отключение при наступлении темноты. Это делается с помощью светозависимого резистора (LDR).
  5. С помощью этого метода переключения можно контролировать компонент, называемый термистором, который измеряет температуру окружающей среды.Термистор называется резистором. Это сопротивление имеет тенденцию увеличиваться, когда измеряемая температура низкая, и наблюдается уменьшение сопротивления, когда измеряемая температура высокая.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о MCQ для транзисторов и MCQ для смещения транзисторов.

В практическом мире существует множество применений реле, двигателей и т. д. В каждом практическом занятии важную роль играет переключение устройств. Это может быть либо переменная подача, либо постоянная подача.В настоящее время в вопросе обеспечения комфортного и безопасного проживания при проектировании систем автоматизации или систем обнаружения пожара этот способ коммутации устройств играет главенствующую роль. Можете ли вы объяснить основную цель использования реле в схемах автоматики?

Технологические устройства. Практические электрические и электронные схемы. Национальная 5-я редакция физики. \) источник питания.

Используйте информацию в таблице, чтобы объяснить, включен или выключен MOSFET-транзистор при уровне освещенности 10 люкс и 1000 люкс

Уровень освещенности и сопротивление LDR
Уровень освещенности (люкс) \ [\ Omega \])
1000 0,84
10 14,5

.

Входное напряжение в этой схеме равно напряжению на LDR.{3}}\]

\[V_{2} = 3,7 В\]

Так как \(V_{2} \textgreater 2V\) мосфет работает при 10 люкс.

Это пример светозависимой схемы переключения, включающей реле, которое затем включает лампу, когда становится темно.

Транзистор в качестве переключателя

Все мы знаем, что у транзистора есть 4 области работы, в которых обычно используются Активная, Отсечка и Насыщение. Транзистор работает в активной области, когда работает как усилитель. Когда транзистор работает как переключатель, он работает в областях отсечки и насыщения.В состоянии отсечки и переход базы эмиттера, и переход базы коллектора смещены в обратном направлении. Но в области насыщения оба перехода смещены в прямом направлении. Переключатель — очень полезное и важное применение транзисторов. В большинстве цифровых ИС транзисторы будут работать как переключатель, чтобы снизить энергопотребление. Это также очень полезная схема для любителей электроники, поскольку ее можно использовать в качестве драйвера, инвертора и т. д.

Транзистор в качестве схемы переключателя

Из приведенной выше схемы видно, что управляющий вход Vin подается на базу через токоограничивающий резистор Rb, а Rc является коллекторным резистором, который ограничивает ток через транзистор.В большинстве случаев выход берется с коллектора, но в некоторых случаях вместо Rc подключается нагрузка.

  • ВКЛ = Насыщенность
  • ВЫКЛ = отсечка

 Транзистор в качестве переключателя — ВКЛ

Транзистор в качестве переключателя

Транзистор включается (насыщение), когда на вход подается достаточное напряжение V. В этом состоянии напряжение коллектор-эмиттер Vce будет приблизительно равно нулю, т.е. транзистор действует как короткое замыкание. Для кремниевого транзистора он равен 0.3м. Таким образом, будет протекать ток коллектора Ic = Vcc/Rc .

Транзистор как переключатель – ВЫКЛ

Транзистор в качестве выключателя

Транзистор будет в состоянии ВЫКЛ (отсечка), когда входное напряжение Vin равно нулю. В этом состоянии транзистор действует как разомкнутая цепь, и, таким образом, все напряжение Vcc будет доступно на коллекторе.

Дизайн

Ток коллектора, Ic = ßIb + Iceo

, где ß — коэффициент усиления в конфигурации с общим эмиттером, а lceo — ток утечки.

Ток утечки, Iceo можно пренебречь, поэтому

Ib = Ic/ß

Когда транзистор открыт (область насыщения), напряжение коллектор-эмиттер Vce приблизительно равно нулю. Для кремниевого транзистора это обычно 0,3В. Таким образом, ток коллектора Ic можно записать как

.

Ic = (Vcc – Vce)/Rc , что является максимальным значением Ic, которое может протекать по контуру.

Ic = Vcc/Rc , так как Vce меньше 0,3 В.

Чтобы транзистор оставался в состоянии насыщения, должен протекать достаточный базовый ток Ib.Минимальный базовый ток можно найти из уравнения Ib = Ic/ß

Чтобы убедиться, что транзистор находится в насыщении, возьмем Ib’ = 10Ib

Итак, руб. = (Vin – Vbe)/Ib’

Примечание: В случае транзистора PNP просто замените GND на Vcc , Vcc на GND , и транзистор будет ON , когда входное напряжение Vin равно LOW .

Различные способы подключения нагрузок

Нагрузка может быть подключена к транзистору разными способами, некоторые из них показаны ниже.

Транзистор как переключатель Различные способы подключения нагрузок

В случае индуктивных нагрузок, таких как реле, параллельно ему должен быть подключен шунтирующий диод.

Расчет базового значения сопротивления

PNP транзистор 2N3702 как переключатель

2N3702 Характеристики / Параметры

кремния Полярность ПНП -40V -25V -5V -500mA Функция
Компонент Характеристики Компонент Параметры
Тип Обозначение 2N3702
транзистор OutlinePackage Тип Корпус: TO-92
Монтаж Стиль Through Hole
Семейный BJT, PNP
Материал транзистор
Максимальная рассеиваемая мощность 360mW,
Максимальный коллекторный для базового напряжения
Максимальный коллекторный для эмиттер
Максимальная эмиттер база напряжения
Максимальный ток коллектора
Минимальная ч FE 60
Максимальная ч ИП 300
Амплификация / переключатель
Производители

  1. Central Semiconductor Corp.
  2. Fairchild Semiconductor
  3. CDIL — Continental Device India Ltd.
  4. Microelectronics
  5. Новые Jercy Semiconductor Products Inc.
  6. GE Твердотельные

Три режима Операционная область транзисторов:

  1. Активная область
  2. Область насыщения
  3. Область региона

1- Активная область :

  • В активном регионе. ‘
  • Соединение База-Излучатель смещено вперед.
  • Соединение коллектор-база имеет обратное смещение.

2-  Характеристики области насыщения :

  • В области «насыщения» транзистор работает как «замкнутый ключ».
  • Электрод «База» подключен к напряжению питания [Vcc]
  • Напряжение на переходе база-эмиттер больше 0,6 В , т.е.
  • Соединение база-эмиттер имеет прямое смещение.
  • Соединение коллектор-база имеет прямое смещение.
  • Максимальный ток коллектора насыщения [ Ic ]  течет, т.е. [ Ic=Vcc/R L ]
  • Это состояние транзистора действует как «Полностью включено», а это «Область насыщения».
  • Напряжение между коллектором и эмиттером  [ В CE  ]  в идеальном случае приблизительно равно нулю. то есть [V CE  = 0V]

3- Характеристики области отсечки :

  • «Основной» электрод заземлен до нулевого напряжения  [ 0 В ].
  • Напряжение перехода база-эмиттер меньше 0,6 В  то есть В BE  <   0,6 В.
  • Соединение база-эмиттер имеет обратное смещение.
  • Соединение коллектор-база имеет обратное смещение.
  • Нет тока коллектора [ Ic ]  протекает, т.е. [ Ic=0   ].
  • Это состояние транзистора действует как «Полностью ВЫКЛ», и это «Область отсечки».
  • Коллекционер к напряжению эмиттера [V CE ] приблизительно равен напряжению питания [V CC ] [V CE = V CC ]
  • 38 = V CC ] 38 = V CC ] 9986 = V CC ] 9869838 = V CC ] 986 9838 = V CC ] 9838 = V CC ] 9838 = V CC ]. Учебное пособие по переключению транзисторов

    В этом учебном пособии по переключению транзисторов Raspberry Pi вы узнаете, как Raspberry Pi может управлять сильноточными нагрузками с помощью простых транзисторов. Мы будем взаимодействовать с Raspberry Pi с различными типами нагрузки, чтобы узнать, как подключить и выбрать правильный транзистор для вашего проекта.

    В наших предыдущих руководствах мы обсуждали, как управлять одним светодиодом и как управлять светодиодом RGB с помощью Raspberry Pi. И мы даже говорили об управлении несколькими светодиодами с помощью вашего Raspberry Pi. Тем не менее, все эти учебные пособия до сих пор потребляют от Raspberry Pi лишь небольшое количество тока. Мы не пытались использовать какие-либо сильноточные нагрузки, которые будут потреблять ток больше, чем максимально допустимый ток от контактов GPIO Raspberry Pi. Означает ли это, что невозможно подключить Raspberry Pi к сильноточной нагрузке? Нет, чтобы устранить эту проблему, нам придется использовать транзистор в качестве контроллера для этих сильноточных нагрузок.

    Как выбрать правильный транзистор для вашего проекта Raspberry Pi?

    Проще говоря, транзистор — это устройство, которое может усиливать или переключать электрические сигналы, контролируя/регулируя ток или напряжение. Он поставляется в различных типах, электрических характеристиках и упаковке. В проектах Raspberry Pi используются два типа транзисторов: BJT (транзисторы с биполярным переходом), и FET (полевые транзисторы). Существует множество различий между ними, но наиболее существенное различие между ними заключается в том, что биполярные транзисторы управляются по току, а полевые транзисторы — по напряжению.

    В этом руководстве по переключению транзисторов Raspberry Pi мы будем в основном использовать BJT. Если вас беспокоит скорость переключения, эффективность и характеристики высокой мощности транзистора, вам следует вместо этого использовать полевой МОП-транзистор. Но до сих пор я использовал только BJT для большинства своих проектов. Кроме того, это дешевле, чем МОП-транзисторы.

    Настройка схемы включения транзистора

    Настройка схемы включения транзистора BJT для управления определенной нагрузкой проста.Вам просто нужно сделать несколько расчетов, чтобы узнать электрические характеристики транзистора, который вам нужен. Но прежде чем научиться делать такие расчеты, важно знать 2 типа BJT.

    Существует 2 типа биполярных транзисторов: транзисторы NPN и PNP .

    Оба типа способны усиливать и коммутировать сигнал, но их полярность напряжения противоположна друг другу. Таким образом, вам понадобится источник положительного напряжения для транзисторов NPN и источник отрицательного напряжения для транзисторов PNP.Однако в этом уроке мы хотим упростить задачу, поэтому вместо этого будем использовать NPN-транзисторы.

    Вот следующие электронные детали, необходимые для этого урока:

    • 1 x 2N22222 BJT Транзистор
    • 1x TIP120 BJT Transistor
    • 2 x 1k OHM

      Для транзистора BJT ток, протекающий в базу транзистора, контролирует/регулирует ток, протекающий на коллекторе транзистора.Каждый транзистор BJT имеет определенный коэффициент усиления по току , чтобы узнать соотношение между током коллектора и током базы.

      Давайте взглянем на таблицу данных транзистора C828 BJT. Исходя из даташита, если на базу транзистора подается ток 5 мА, то ток коллекторной стороны устанавливается равным 50 мА . Это означает, что отношение между двумя токами (или усилением по току) равно 10.

      Учитывая, что светодиоду требуется всего 18-20 мА для отображения полной яркости, мы можем легко определить необходимый базовый ток: 1.8 мА . Конечно, нам понадобятся резисторы для ограничения/установки желаемого тока, подаваемого Raspberry Pi.

      V GPIO (напряжение GPIO) — ( R B (Базовый резистор) x I B (базовый ток)) — V (базовый ток)) — V .AGE (базовый ток)) — V . 0

      3,3 В – 0,7 В = R B x 1,8 мА

      2,6 В / 1,8 мА = R B

      Р Б = 1444.44 Ом

      Теперь, когда мы знаем требуемый резистор, мы можем завершить нашу схему. Вот схема управления светодиодом с помощью транзисторного ключа:

      Примечание. Я соединил последовательно резистор 1 кОм и 470 Ом, чтобы получить одинаковое значение сопротивления.

      Цепь включения транзистора BJT для соленоида дверного замка

      Что, если мы будем использовать Raspberry Pi для управления соленоидом, которому требуется 12 В? Ответ все тот же, транзисторы.В отличие от светодиодов, соленоиды требуют более высокого напряжения и тока, поэтому их нельзя напрямую подключить к Raspberry Pi. Нам нужно будет использовать транзисторный переключатель для управления соленоидом с Raspberry Pi.

      Соленоид постоянного тока, в этом руководстве требует 12 В и 400 мА для включения . Согласно техническому описанию C828, Raspberry Pi должен подавать ток 40 мА, чтобы установить ток коллектора на уровне 400 мА. Каждый контакт GPIO Raspberry Pi может безопасно подавать ток до 17 мА. Итак, как Raspberry Pi сможет контролировать такие текущие требования? Что ж, ответ заключается в использовании многотранзисторной конфигурации под названием Darlington Pair .

      Путем каскадирования двух транзисторов BJT мы можем увеличить коэффициент усиления по току или соотношение между током коллектора и током базы. Вместо того, чтобы создавать пару Дарлингтона самостоятельно, мы можем использовать упакованный силовой транзистор Дарлингтона BJT, TIP120.

      На основании таблицы данных коэффициент усиления по току транзистора TIP120 составляет 250, поэтому нам нужно всего лишь подать базовый ток 1,6 мА, чтобы установить ток коллектора на 400 мА. Чтобы рассчитать необходимый резистор, мы выполняем тот же расчет, что и ранее.

      V GPIO (напряжение GPIO) — ( R B (Базовый резистор) x I B (базовый ток)) — V (базовый ток)) — V .AGE (базовый ток)) — V . 0

      3,3 В – 0,7 В = R B x 1,6 мА

      2,6 В / 1,6 мА = R B

      R B = 1625 Ом

      Теперь мы можем завершить нашу схему, так как теперь у нас есть необходимое сопротивление.Вот принципиальная схема управления соленоидом с помощью транзисторного ключа:

      Примечание. Я соединил последовательно резисторы на 1 кОм и 680 Ом, чтобы получить одинаковое значение сопротивления.

      Python Script для этого учебника по переключению транзисторов Raspberry Pi

      У нас нет специального скрипта для управления транзисторным переключателем. Сценарий Python будет похож на управление одним светодиодом. Вам просто нужно установить вывод GPIO в положение High/LOW, чтобы управлять переключателем. Работает как со светодиодом, так и соленоидом. Вот скрипт Python:

      импортировать RpPi.GPIO как GPIO
      время импорта
       
      транзисторPin = 11 # GPIO 17
       
      задержка = 1 # 1 с
      циклЦнт = 100
       
      деф основной():
          для i в диапазоне (LoopCnt):
              GPIO.output(transistorPin, GPIO.HIGH) # вывод 3,3 В с вывода GPIO
              time.sleep(delay) # задержка на 1с
              GPIO.output(transistorPin , GPIO.LOW) # вывод 0 В с вывода GPIO
              time.sleep(delay) # задержка на 1с
       
      настройка защиты():
          GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
          GPIO.setup(transistorPin, GPIO.OUT) # инициализировать вывод GPIO как вывод OUTPUT
          GPIO.output(транзисторPin, GPIO.LOW)
           
      если __name__ == '__main__':
          настраивать()
          главный()
          GPIO.cleanup() # освобождаем используемые ресурсы
       

      Скрипт Python просто включает и выключает транзисторный переключатель с интервалом в 1 секунду. И будет продолжаться после 100 повторений. Это простое управление выходом GPIO, поэтому его определенно легко изменить для нужд вашего проекта.

      Если у вас есть какие-либо вопросы/проблемы относительно руководства, не стесняйтесь оставлять их в разделе комментариев ниже.

      Транзистор как переключатель — Удивительный мир электроники

      Транзисторные переключатели можно использовать для включения или выключения низковольтных устройств постоянного тока (например, светодиодов) с помощью транзистора в состоянии насыщения или отсечки.

      При использовании в качестве усилителя сигнала переменного тока напряжение смещения базы транзисторов подается таким образом, чтобы он всегда работал в своей «активной» области, то есть используется линейная часть кривых выходных характеристик.

      Однако биполярные транзисторы типа NPN и PNP можно заставить работать как твердотельный переключатель типа «ВКЛ/ВЫКЛ» путем смещения базы транзисторов иначе, чем для усилителя сигнала.

      Твердотельные переключатели

      являются одним из основных применений транзисторов для включения или выключения выхода постоянного тока. Некоторым выходным устройствам, таким как светодиоды, требуется всего несколько миллиампер при постоянном напряжении логического уровня, и поэтому они могут управляться непосредственно выходом логического элемента.Однако для мощных устройств, таких как двигатели, соленоиды или лампы, часто требуется больше энергии, чем от обычного логического элемента, поэтому используются транзисторные переключатели.

      Если в схеме используется биполярный транзистор в качестве переключателя , то смещение транзистора, либо NPN, либо PNP, предназначено для работы транзистора с обеих сторон кривых характеристик «ВАХ», которые мы видели ранее.

      Области работы транзисторного переключателя известны как область насыщения и область отсечки .Это означает, что мы можем игнорировать рабочую схему смещения Q-точки и делителя напряжения, необходимую для усиления, и использовать транзистор в качестве переключателя, переводя его туда и обратно между его «полностью выключенным» (отсечка) и «полностью выключенным». ON” (насыщенность), как показано ниже.

      Рабочие области

      Затененная розовым цветом область в нижней части кривых представляет собой область «отсечки», а синяя область слева представляет область «насыщения» транзистора. Обе эти транзисторные области определяются как:

      1.Зона отсечки

      Здесь рабочими условиями транзистора являются нулевой входной ток базы (I B ), нулевой выходной ток коллектора (I C ) и максимальное напряжение коллектора (V CE ), что приводит к большому обедненному слою и отсутствию тока. протекающий через устройство. Поэтому транзистор переключается «Полностью ВЫКЛ».

      Характеристики отсечки

      Тогда мы можем определить «область отсечки» или «режим ВЫКЛ» при использовании биполярного транзистора в качестве переключателя как оба перехода смещены в обратном направлении, V B  < 0.7v и I C  = 0. Для PNP-транзистора потенциал эмиттера должен быть отрицательным по отношению к базе.

      2. Область насыщения

      Здесь транзистор будет смещен таким образом, чтобы прикладывался максимальный ток базы, что приводит к максимальному току коллектора, что приводит к минимальному падению напряжения коллектор-эмиттер, что приводит к тому, что обедненный слой становится как можно меньше, а через транзистор протекает максимальный ток. Поэтому транзистор переключается «Полностью включен».

      Характеристики насыщения

      Затем мы можем определить «область насыщения» или «режим включения» при использовании биполярного транзистора в качестве переключателя как с прямым смещением обоих переходов, V B  > 0,7 В и I C  = Максимум. Для транзистора PNP потенциал эмиттера должен быть положительным по отношению к базе.

      Затем транзистор работает как «однополюсный однопозиционный» (SPST) твердотельный переключатель. При подаче нулевого сигнала на базу транзистора он отключается, действуя как разомкнутый переключатель, и ток коллектора равен нулю.При подаче положительного сигнала на базу транзистора он включается, действуя как замкнутый переключатель, и через устройство протекает максимальный ток цепи.

      Самый простой способ переключения мощности от умеренной к высокой — использовать транзистор с выходом с открытым коллектором и эмиттерную клемму транзистора, соединенную непосредственно с землей. Таким образом, при таком использовании выход с открытым коллектором транзисторов может «пропускать» подаваемое извне напряжение на землю, тем самым управляя любой подключенной нагрузкой.

      Пример транзистора NPN в качестве переключателя, используемого для управления реле, приведен ниже. При индуктивных нагрузках, таких как реле или соленоиды, через нагрузку размещается маховиковый диод, чтобы рассеять противоЭДС, создаваемую индуктивной нагрузкой, когда транзистор отключается, и таким образом защитить транзистор от повреждения. Если нагрузка имеет очень высокий ток или напряжение, например двигатели, нагреватели и т. д., то ток нагрузки можно контролировать с помощью подходящего реле, как показано на рисунке.

      Базовая схема включения транзистора NPN

      Схема напоминает схему с общим эмиттером , которую мы рассматривали в предыдущих руководствах.Разница на этот раз заключается в том, что для работы транзистора в качестве переключателя транзистор должен быть либо полностью выключен (отсечка), либо полностью включен (насыщение). Идеальный транзисторный переключатель должен иметь бесконечное сопротивление цепи между коллектором и эмиттером, когда он полностью выключен, что приводит к протеканию через него нулевого тока, и нулевое сопротивление между коллектором и эмиттером, когда он полностью включен, что приводит к максимальному току.

      На практике, когда транзистор выключен, через транзистор протекают небольшие токи утечки, а когда он полностью включен, устройство имеет низкое значение сопротивления, вызывающее небольшое напряжение насыщения ( V CE  ) на нем.Несмотря на то, что транзистор не является идеальным переключателем, как в области отсечки, так и в области насыщения мощность, рассеиваемая транзистором, минимальна.

      Для того, чтобы ток базы протекал, входной терминал базы должен быть более положительным, чем эмиттер, увеличив его выше 0,7 вольт, необходимых для кремниевого устройства. Изменяя это напряжение база-эмиттер V BE , ток базы также изменяется, что, в свою очередь, управляет величиной тока коллектора, протекающего через транзистор, как обсуждалось ранее.

      Когда протекает максимальный ток коллектора, транзистор считается насыщенным . Значение базового резистора определяет, какое входное напряжение требуется и соответствующий базовый ток для полного включения транзистора.

      Транзистор в качестве переключателя Пример №1

      Используя значения транзисторов из предыдущих руководств: β = 200, Ic = 4 мА и Ib = 20 мкА, найдите значение базового резистора (Rb), необходимого для полного включения нагрузки, когда напряжение на входных клеммах превышает 2.5в.

      Следующее наименьшее предпочтительное значение: 82 кОм, это гарантирует, что транзисторный ключ всегда находится в состоянии насыщения.

      Транзистор в качестве переключателя Пример №2

      Снова используя те же значения, найдите минимальный базовый ток, необходимый для включения транзистора в «полностью открытое» состояние (насыщение) для нагрузки, требующей тока 200 мА при увеличении входного напряжения до 5,0 В. Также рассчитайте новое значение Rb.

      Транзистор Базовый ток:

      Транзистор Базовое сопротивление:

      Транзисторные переключатели используются для самых разных приложений, таких как сопряжение сильноточных или высоковольтных устройств, таких как двигатели, реле или лампы, с низковольтными цифровыми ИС или логическими элементами, такими как логические элементы И или ИЛИ ворота.Здесь выход цифрового логического элемента составляет всего +5 В, но управляемому устройству может потребоваться источник питания 12 или даже 24 В. Или нагрузка, такая как двигатель постоянного тока, может нуждаться в регулировании скорости с помощью серии импульсов (широтно-импульсная модуляция). транзисторные переключатели позволят нам сделать это быстрее и проще, чем с обычными механическими переключателями.

      Цифровой логический транзисторный переключатель

      Базовый резистор Rb необходим для ограничения выходного тока логического элемента.

      Транзисторный переключатель PNP

      Мы также можем использовать PNP-транзисторы в качестве переключателя, разница в том, что на этот раз нагрузка подключена к земле (0 В), а PNP-транзистор переключает на нее питание. Чтобы включить PNP-транзистор, работающий как переключатель, клемма Base подключается к земле или нулевому напряжению (НИЗКИЙ), как показано на рисунке.

      Схема переключения транзистора PNP

      Уравнения для расчета сопротивления базы, тока коллектора и напряжения точно такие же, как и для предыдущего транзисторного переключателя NPN.Разница на этот раз в том, что мы переключаем питание с помощью PNP-транзистора (ток источника) вместо переключения земли с помощью NPN-транзистора (ток стока).

      Транзисторный переключатель Дарлингтона

      Иногда коэффициент усиления по постоянному току биполярного транзистора слишком мал для прямого переключения тока или напряжения нагрузки, поэтому используется несколько переключающих транзисторов. Здесь один небольшой входной транзистор используется для включения или выключения гораздо большего выходного транзистора, управляющего током.Чтобы максимизировать усиление сигнала, два транзистора соединены в «Конфигурацию с комплементарным усилением» или, что чаще называют, «Конфигурация Дарлингтона », где коэффициент усиления является произведением двух отдельных транзисторов.

      Транзисторы Дарлингтона просто содержат два отдельных биполярных транзистора типа NPN или PNP, соединенных вместе таким образом, что коэффициент усиления по току первого транзистора умножается на коэффициент усиления по току второго транзистора для получения устройства, которое действует как одиночный транзистор с очень высокий коэффициент усиления по току для гораздо меньшего базового тока.Общий коэффициент усиления по току бета (β) или значение hfe устройства Дарлингтона является произведением двух отдельных коэффициентов усиления транзисторов и определяется как: однотранзисторный ключ. Например, если первый входной транзистор имеет коэффициент усиления по току 100, а второй переключающий транзистор имеет коэффициент усиления по току 50, то общий коэффициент усиления по току будет 100 * 50 = 5000. Так, например, если ток нашей нагрузки сверху равен 200 мА. , то ток базы Дарлингтона составляет всего 200 мА/5000 = 40 мкА.Огромное снижение по сравнению с предыдущим 1 мА для одного транзистора.

      Ниже приведены примеры двух основных типов конфигураций транзисторов Дарлингтона.

      Конфигурации транзисторов Дарлингтона

      Приведенная выше конфигурация транзисторного переключателя NPN Дарлингтона показывает коллекторы двух транзисторов, соединенных вместе с эмиттером первого транзистора, подключенным к базовой клемме второго транзистора, поэтому ток эмиттера первого транзистора становится базовым. ток включения второго транзистора.

      Первый или «входной» транзистор получает входной сигнал на свою Базу. Этот транзистор усиливает его обычным способом и использует для управления вторыми большими «выходными» транзисторами. Второй транзистор снова усиливает сигнал, что приводит к очень высокому коэффициенту усиления по току. Одной из основных характеристик транзисторов Дарлингтона является их высокий коэффициент усиления по току по сравнению с одиночными биполярными транзисторами.

      Помимо высокой коммутационной способности по току и напряжению, еще одним преимуществом «транзисторного переключателя Дарлингтона» является его высокая скорость переключения, что делает его идеальным для использования в инверторных цепях, цепях освещения и приложениях для управления двигателями постоянного тока или шаговыми двигателями.

      Одно из отличий, которое следует учитывать при использовании транзисторов Дарлингтона по сравнению с обычными одинарными биполярными транзисторами при использовании транзистора в качестве переключателя, заключается в том, что входное напряжение база-эмиттер (V BE ) должно быть выше примерно на 1,4 В для кремниевых устройств из-за последовательное соединение двух PN-переходов.

      Транзистор как переключатель Резюме

      Подводя итог, при использовании транзистора в качестве коммутатора применяются следующие условия:

      • Транзисторные переключатели можно использовать для включения и управления лампами, реле и даже двигателями.
      • При использовании биполярного транзистора в качестве переключателя они должны быть либо «полностью выключены», либо «полностью включены».
      • О полностью включенных транзисторах говорят, что они находятся в области насыщения .
      • О полностью выключенных транзисторах говорят, что они находятся в области Cut-off .
      • При использовании транзистора в качестве переключателя небольшой ток базы управляет гораздо большим током нагрузки коллектора.
      • При использовании транзисторов для переключения индуктивных нагрузок, таких как реле и соленоиды, используется «диод маховика».
      • Когда необходимо контролировать большие токи или напряжения, можно использовать транзисторы Дарлингтона .

      В следующем уроке о транзисторах мы рассмотрим работу полевого транзистора, известного как JFET. Мы также построим кривые выходных характеристик, обычно связанные со схемами усилителей на полевых транзисторах, как функцию напряжения источника к напряжению затвора.

      Связанные

      Базовая схема переключения транзисторов — ThermistorInc

      Предположим, что мы хотим использовать выход TTL 5.Цифровой логический элемент 0 В для управления работой лампы накаливания мощностью 5 Вт, подключенной к источнику питания 12 В через подходящую схему транзисторного переключателя выходного интерфейса. Если коэффициент усиления по постоянному току (соотношение между коллекторным (выходным) и базовым (входным) токами) β (β) транзистора равен 100 (вы можете найти это значение Beta или h FE из таблицы данных транзистора, который вы с помощью ) А напряжение насыщения V СЕ при полном включении равно 0,3 вольта, а величина базового сопротивления равна RB, необходимой для ограничения тока коллектора.

      Ток коллектора транзистора I C будет таким же, как ток через лампу накаливания. Если лампа имеет номинальную мощность 5 Вт, ток при полном включении составит:

      Когда I C равен току лампы (нагрузки), ток базы транзистора будет иметь усиление по отношению к току транзистора как I B = I C /β. Предыдущий коэффициент усиления по току: β = 100, поэтому минимальный базовый ток I B (MIN) рассчитывается следующим образом:

      После нахождения требуемого значения тока базы нам необходимо рассчитать максимальное сопротивление базы R B(MAX).Приведенная информация указывает на то, что база транзистора будет управляться выходным напряжением 5,0 В (Vo) цифрового логического элемента. Если прямое смещение база-эмиттер составляет 0,7 В, значение R B рассчитывается следующим образом:

      Когда выходной сигнал с логического элемента имеет низкий уровень (0v), ток базы не течет и транзистор полностью закрыт, то есть ток через резистор 1кОм не течет. Когда выходной сигнал логического элемента имеет высокий уровень (+5 В), базовый ток равен 4.27мА, а транзистор на транзисторе включения 11,7В. При включении 4,27 мА рассеиваемая мощность базового резистора RB составляет менее 18 мВт, поэтому резистор 1/4 Вт может работать.

      При использовании транзистора в качестве переключателя в цепи выходного интерфейса рекомендуется выбирать значение базового сопротивления RB таким образом, чтобы базовый управляющий ток IB составлял около 5 % или даже 10 % требуемой нагрузки. Текущая ИС помогает хорошо управлять транзистором. В область насыщения, тем самым сводя к минимуму V CE и потери мощности.Кроме того, чтобы быстрее рассчитать значение сопротивления и сократить математику, можно не учитывать падение напряжения от 0,1 до 0,5 на переходе коллектор-эмиттер и падение напряжения 0,7 вольт на переходе база-эмиттер (если вы хотите быть в расчет). В любом случае полученное приблизительное значение будет достаточно близко к фактическому расчетному значению.

      Схемы переключения с одним силовым транзистором очень полезны для управления маломощными устройствами, такими как лампы накаливания, или для переключения реле, которые можно использовать для переключения более мощных устройств, таких как двигатели и соленоиды.Однако реле — это большие, громоздкие электромеханические устройства, которые могут быть дорогими или занимать много места на печатной плате при использовании для вывода 8-портового интерфейса микроконтроллера. Одним из способов переключения сильноточных устройств непосредственно с выходных контактов микроконтроллера, PIC или цифровой схемы является использование конфигурации пары Дарлингтона, образованной двумя транзисторами. При использовании в качестве устройства выходного интерфейса одним из основных недостатков силовых транзисторов является их усиление по току (β), особенно при коммутации больших токов, которые могут быть слишком малы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.