Транзисторная схемотехника: Транзисторная схемотехника | paseka24.ru

Транзисторная схемотехника | paseka24.ru

Транзисторная схемотехника. Вниманию телезрителей предлагаю весьма полезный материал, по применению полупроводниковых транзисторов в электронных схемах. Это азбука транзисторной схемотехники. Более подробно аналогичные сведения можно глянуть в белорусском журнале Радиолюбитель, №№4..12 за 1994 год.

Транзистор это основной элемент, своего рода кирпичик электронной схемотехники. Однако транзистор существенно нелинейный элемент, поэтому к схемотехнике транзисторных устройств, следует относиться максимально внимательно, иначе очень легко вывести проектируемое изделие из строя. Для модификации схем с одиночными транзисторами может понадобиться внести в схему изменения. Поэтому далее рассмотрены различные модификации, обозначенные цифрами в сквозной нумерации. Рядом со схемой приведено описание назначения и краткие характеристики внесённых изменений. Схема 1. Увеличение мощности транзистора. Резисторы в цепях эмиттеров нужны для равномерного распределения нагрузки; В схеме 2 уровень шумов уменьшается пропорционально квадратному корню из количества параллельно включенных транзисторов. Схема 2. Защита от перегрузки по току. Недостаток-снижение КПД из-за наличия датчика тока R.

Другой вариант показан на схеме 3. Благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, и на нём будет рассеиваться меньшая мощность. Схема 4. Составной транзистор с высоким выходным сопротивлением. Из-за каскодного включения транзисторов значительно уменьшен эффект Миллера. Другое аналогичное звено показано на схеме 5. За счёт полной развязки второго транзистора от входа и питанию стока первого транзистора напряжением, пропорциональным входному, составной транзистор имеет ещё более высокие динамические характеристики (единственное условие — второй транзистор должен иметь более высокое напряжение отсечки). Входной транзистор можно заменить на биполярный. Схема 6 предназначена для защиты транзистора от глубокого насыщения. Предотвращение прямого смещения перехода база-коллектор достигнуто с помощью диода Шоттки. Более сложный вариант — Бейкера, показан на схеме 7. При достижении напряжением на коллекторе транзистора напряжения базы «лишний» базовый ток сбрасывается через коллекторный переход, предотвращая насыщение.

Делее показан ограничитель насыщения транзисторов в относительно низковольтных ключах. Вначале показано звено с датчиком тока базы — это схема 8. Далее показана схема 9 с датчиком тока коллектора. В качестве датчика использован безреактивный элемент, — резистор небольшого номинала. Для уменьшения времени включения/выключения транзистора в ключевом режиме, применяют форсирующую RC-цепочку, в соответствии с техническим решением, показанным на схеме 10.

Далее идут иллюстрации к очень полезной схеме составного транзистора, широко распространённой в звуковых усилителях. Поскольку транзисторы бывают с двумя типами проводимости, количество скелетных моделей несколько расширяется. Схема 11 это составной транзистор по техническому решению Дарлингтона, вначале на биполярных транзисторах обратной проводимости, а затем улучшенный вариант на полевом транзисторе по входу – схема 12. Следом показаны ещё две схемы составного транзистора, но уже на элементах разной проводимости (это техническое решение Шиклаи), схема 13, а затем с полевым транзистором на входе, схема 14. Далее показаны усиленные варианты составных транзисторов по схемам Дарлингтона (15) и Шиклаи (16) с дополнительными транзисторами, которые нужны для увеличения входного сопротивления второго каскада по переменному току, и соответственно коэффициента передачи. А следом то же самое для схем Дарлингтона (17) и Шиклаи (18) с полевыми транзисторами на входе.

Ниже на схеме 19 показан вариант широкополосного составного транзистора с высоким быстродействием. Повышение быстроходности обеспечено за счёт уменьшения эффекта Миллера. Техническое решение, называемое «Алмазный транзистор», показано на схеме 20. Символом G1 обозначен источник тока. Особенность этой модели транзистора — отсутствие инверсии на коллекторе. Возможные варианты его включения показаны на схеме 21 и 22. А для увеличенной нагрузочной способности вдвое придумали схемотехническое решение, показанное на схеме 23.

Ниже, на схеме 24, показано решение для получения мощного составного транзистора из дискретных элементов разной проводимости. Практическое использование биполярного транзистора в качестве регулирующего элемента или в ключевом режиме показано на схемах далее. Включение нагрузки в цепь коллектора приведено на схемах 25, 26, 27. Следует обратить внимание, что на схеме 27 резистор топологически включен в эмиттер, однако для составного транзистора это коллектор. Включение нагрузки в цепь эмиттера показано на рисунках 28, 29, 30. (показать формулы).

Автором цикла статей обозначен А.Петров. Продолжение следует. По материалам сети публикацию подготовил

               Евгений Бортник, Красноярск, Россия, март 2018

Тема 8. Транзисторная схемотехника.

8.1 Транзистор в линейном режиме.

Рассмотрим три основные схемы включения транзисторов с учетом всех элементов, обеспечивающих режим по постоянному току и гальваническую развязку по переменному току . При этом ограничимся рассмотрением схем включения биполярных транзисторов: схемы включения полевых (канальных) транзисторов аналогичны схемам включения биполярных транзисторов и, если не учитывать некоторые нюансы, могут быть получены из последних «заменой электродов» — т. е. исток должен быть включен вместо эмиттера, затвор вместо базы, сток — вместо коллектора. В качестве транзисторов выберем приборы n-p-n-типа. В этом случае, как на коллектор, так и на базу следует подавать питающее напряжение положительной полярности и объяснение принципа действия схем становится проще. При этом включение транзисторов р-n-р-типа ничем, кроме полярности питающих напряжений, не отличаются от включений n-p-n-транзисторов.

Включение транзистора по схеме с общим эмиттером.

Схема принципиальная электрическая усилителя на транзисторе, включенном с общим эмиттером (ОЭ), изображена на рис. 2.1.

Входным электродом является база (точнее, входной сигнал приложен к переходу эмиттер-база, т. е. Uвх=U_бЭ=φ_б — φ_Э, где φ_б и φ_Э – соответственно потенциалы базы и эмиттера). Выходным электродом является коллектор, т. е. выходное напряжение Uвых равно падению

напряжения между коллектором и эмиттером Uкз: Uвых=Uкэ=φ_к — φ_э, где φ_к — потенциал коллектора.

Таким образом, эмиттер является «общим электродом» и для Uвх, и для Uвых, чем и объясняется название схемы. На рис. 2.1 эмиттер заземлен и φ_э=0. В большинстве случаев непосредственное соединение эмиттера с землей применяют редко, но здесь мы рассмотрим именно схему с заземленным эмиттером, так как наличие дополнительных элементов не изменяет основной принцип работы схемы с ОЭ, но сильно усложняет объяснение.

Разделительные конденсаторы Ср₁ и Ср₂ будем считать в диапазоне частот сигнала короткими замыканиями, а для постоянных питающих напряжений они, естественно, представляют собой разрывы. Впоследствии вклад Ср₁ и. Ср₂ в характеристики схемы и их назначение будут оговорены.

Для объяснения работы схемы используем известное из физики полупроводников явление: р-n-переход при подаче на р-полупроводник положительного потенциала (относительно потенциалаn-полупроводника) открывается и через переход течет ток; причем в определенных пределах ток прямо пропорционален разности потенциалов на переходе. К базе транзистора приложено постоянное положительное напряжение, определяемое значением напряжения источника питания Е и соотношением сопротивленийR

б1 иR_б2(R_б1 иR_б2называют базовым делителем), поэтому φ_бвсегда превышает φ_эи переход эмиттер-база открыт.

Если теперь учесть, что на базу транзистора кроме постоянного

положительного напряжения (Uвх₌)=Е(R_б2/(R_б1+R_б2)) поступает также переменный сигнал Uвх_≈ (дня простоты примем, что Uвх_≈^— гармонический сигнал), то в моменты, когда Uвх_≈ имеет положительную полярность, р-n-переход открывается еще больше и ток через него возрастает, а в моменты, когда Uвх_≈ имеет отрицательную полярность (но сохраняется Uвх₌ + Uвх_≈>0), переход частично закрывается и ток уменьшается.

Ток через р-п-переход эмиттер-база называют током эмиттера Iэ. Внутри транзистора он разделяется на небольшой ток базы I

б<<Iэ и ток коллектора Iк≈Iэ. В свою очередь, ток коллектора Iк течет через сопротивление Rк и создает на нем напряжение ΔU_RK=IкRк. Отсюда очевидно, что потенциал коллектора

φ_к=Е-ΔU_RK=E-IкRк=E-IэRк

зависит оттого, насколько открыт переход эмиттер-база, т. е. от Uвх.

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• Нихил де Нихило подходят

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

SparkFun PIR Breakout — 170 мкА (EKMC4607112K)

В наличии SEN-17372

21,50 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Нагреватель Loomia 5V — 7.

2V

В наличии COM-17858

55,95 $ $53,15

Избранное Любимый 5

Список желаний

МИКРОЭ GSM Click

Осталось всего 3! CEL-18806

49,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

MIKROE Бесколлекторный 14 Click

Нет в наличии РОБ-19184

31,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Видя глаза в глаза

7 августа 2020 г.

Новая версия популярного OpenMV H7 уже здесь, вместе с новым модулем TFMini LiDAR и набором адресных источников света!

Избранное Любимый 0

ESP32 хорошо смотрится в красном цвете

19 августа 2022 г.

Доступны две новые платы IoT с ESP32-WROOM!

Избранное Любимый 2

Руководство по подключению экрана MicroSD и разъема SD

25 марта 2015 г.

Добавление внешнего хранилища в виде карты SD или microSD может стать отличным дополнением к любому проекту. Узнайте, как это сделать, из этого руководства по подключению экрана microSD и коммутационных плат SD.

Избранное Любимый 1

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

arduino — В этой транзисторной схеме для чего нужен диод на двигателе?

В качестве небольшого отступления я подумал, что должен дополнить комментарий Тони Стюарта.

Схема, на которую вы смотрите, в принципе исправна, но ее нельзя использовать ни для каких двигателей, кроме самых маленьких.

Скажем так: чтобы получить большой ток (и, следовательно, большой крутящий момент или мощность) от двигателя, вам нужно, чтобы напряжение было как можно ближе к 5 вольтам. Это означает, что напряжение на транзисторе (Vce) должно быть как можно меньше и уж точно меньше 1 вольта. В дополнение к этой очевидной проблеме имейте в виду, что мощность, рассеиваемая на транзисторе, является произведением напряжения (Vce) и тока (в основном тока коллектора).

Это вполне возможно, но есть ограничения. Наиболее важным является то, что когда транзистор работает с очень низким Vce (обычно меньше вольта), его коэффициент усиления значительно падает. Общее эмпирическое правило для этого состояния, называемого насыщением, заключается в усилении от 10 до 20, где у вас есть выбор, насколько оптимистичным вы хотите быть. Консервативное значение равно 10. При этом значении вы можете ожидать Vce около 0,2 вольта или около того, если вы понимаете, что это подразумевает определенный уровень тока.

Теперь посмотрите на свою схему. Если контакт 9 имеет максимальное напряжение 3,3 вольта, напряжение на базовом резисторе будет около 3,3-0,6 вольта или около 2,7 вольта. 0,6 происходит из-за падения напряжения база-эмиттер. 2,7 вольта, деленные на 10 кОм, дают базовый ток около 270 мкА. Управление базой с этим током дает максимальный ток коллектора около 2,7 мА или 5,4 мА с коэффициентом насыщения 20. Если транзистор полностью открыт, Vce будет около 0,2 вольта. Таким образом, максимальная мощность, доступная для двигателя, будет составлять примерно 4,8 В, умноженные на 2,7–5,4 мА, или что-то порядка 13–26 мВт. В качестве ориентира, 1 лошадиная сила составляет около 750 Вт, так что вы говорите о 17-34 микро-лошадиных силах.

Вряд ли это бесполезно; вы можете отлично крутить маленький индикатор с маломощным двигателем. Просто вы не сможете сделать (например) какое-либо транспортное средство, и вы не сможете поднять много груза с помощью шкива.

Если вы действительно хотите построить свою схему, что вам нужно для двигателя? Он должен быть рассчитан на 5 вольт или более, максимально близкий к 5 вольтам.