Pojasnjena osnovna elektronika

Za začetnike v elektroniki, konstruiranju osnovni elektronski projekti iz vezja je lahko ogromno. Ta hitri vodnik je namenjen za pomoč novincem, tako da jim omogoči priročne podrobnosti o elektronskih delih in o tehnikah gradnje vezij. Preučili bomo elementarne dele, kot so upori, kondenzatorji, induktorji, transformatorji in potenciometri.

Upori

Upor je del, ki odvaja moč, običajno s pomočjo toplote. Izvedba je definirana z razmerjem, znanim kot Ohmov zakon: V = I X R, kjer je V napetost na uporu v voltih, I se nanaša na tok skozi upor v amperih in R je vrednost upora v ohmih. Predstavitve upora so prikazane na sliki 1.1.

Bodisi smo zmožni uporabite upor za spreminjanje napetosti na določeni lokaciji v vezju ali pa bi jo lahko uporabili za spreminjanje toka na želeni lokaciji vezja.

Vrednost upora lahko prepoznamo po barvnih obročih okoli njega. Našli boste 3 temeljne obroče ali trakove, ki nam dajo te podrobnosti (slika 1.2).

Pasovi so pobarvani s posebnimi barvami in vsak barvni pas predstavlja številko, kot je razvidno iz tabele 1.1. Kot primer, ko so pasovi rjavi, rdeči in oranžni, bo vrednost upora 12 X 1,00,0 ali 12.000 ohmov 1.000 ohmov se običajno označi kot kilohm ali k, medtem ko se 1.000.000 imenuje megohm ali MOhm.

Zadnji obarvan obroč ali pas označuje tolerančno velikost upora za določeno vrednost upora. Zlato razkriva toleranco + ali - 5 odstotkov (± 5%), srebro pomeni, da je + ali - 10 odstotkov (± 10%). Če ne najdete tolerančnega pasu, običajno pomeni, da je toleranca ± 20 odstotkov.

Na splošno velja, da večji kot je upor, večjo moč lahko ocenjuje, da lahko obvladuje. Moč v vatih se lahko razlikuje od 1/8 W do več vatov. Ta moč je v bistvu zmnožek napetosti (V) in toka (I), ki prehajata skozi upor.

Z uporabo Ohmovega zakona lahko določimo moč (P), ki jo odvaja upor, kot P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R, kjer je R vrednost upora. Med delom z uporom ne boste našli nobenega električnega negativnega vidika, ki bi bil lahko praktično večji od zahtevanih specifikacij.

Edina manjša pomanjkljivost bi lahko bila v obliki povečanih mehanskih dimenzij in morda višjih stroškov.

KAPACITORJI

Prejšnje ime katerega koli kondenzatorja je bilo nekoč kondenzator, čeprav je sedanje ime bolj povezano z njegovo dejansko funkcijo. Kondenzator je zasnovan s 'kapaciteto' za shranjevanje električne energije.

Osnovna funkcija kondenzatorja je omogočiti prehod izmeničnega toka (izmenično) skozi njega, vendar blokirati enosmerni tok (enosmerni tok).

Drug ključni dejavnik je, da v primeru, napetost, od primera skozi baterijo, je za trenutek priključena na kondenzator, v bistvu bo ta enosmerni tok še naprej ostal čez kondenzatorske vodnike, dokler se na njem ne združi element, kot je upor, ali pa boste sčasoma skrajšali kondenzatorske sponke med seboj povzročita praznjenje shranjene energije.

GRADNJA

Na splošno je kondenzator izdelan iz para plošč, ločenih z izolacijsko vsebino, znano kot dielektrik.

Dielektrik lahko tvori zrak, papir, keramika, polistiren ali kateri koli drug ustrezen material. Za večje vrednosti kapacitivnosti se elektrolit uporablja za dielektrično ločevanje. Ta elektrolitska snov ima sposobnost velike učinkovitosti shranjevati električno energijo.

Za kapacitivno delovanje je običajno potreben konstanten enosmerni tok. Zato v diagramih vezja najdemo pozitivni vod kondenzatorja, označen kot bel blok, negativna stran pa kot črni blok.

Spremenljivi ali nastavljivi kondenzatorji vključujejo lopute za obračanje, ločene z zračno režo ali izolatorjem, kot je sljuda. Koliko se te lopatice prekrivajo, določa velikost kapacitivnosti , in to lahko spremenite ali prilagodite s premikanjem vretena spremenljivega kondenzatorja.

Izmeri se kapacitivnost v Faradsu. Vendar pa bi bil en Faradov kondenzator lahko bistveno velik za kakršno koli praktično uporabo. Zato so kondenzatorji označeni bodisi v mikrofaradih (uF), nanofaradu (nF) bodisi v pikofaradih (pF).

Milijon pikofaradov ustreza enemu mikrofaradu, milijon mikrofaradov pa je enak Faradu po velikosti. Čeprav se nanofaradi (nF) ne uporabljajo zelo pogosto, en nanofarad predstavlja tisoč pikofarad.

Občasno lahko najdete manjše kondenzatorje z barvnimi oznakami, tako kot upori.

Za njih bi lahko vrednosti določili v pF, kot je prikazano na sosednji barvni tabeli. Par pasov na dnu zagotavlja toleranco in največjo uporabno napetost kondenzatorja.

Strogo je treba opozoriti, da napetost, natisnjena na ohišju kondenzatorja, predstavlja absolutno največjo dopustno mejo napetosti kondenzatorja, ki je nikoli ne smete preseči. Tudi ko gre za elektrolitske kondenzatorje, je treba skrbno preveriti polarnost in temu primerno spajkati.

INDUKTORJI

V elektronskih vezjih Induktor delovne značilnosti so ravno nasprotne kondenzatorjem. Induktorji kažejo težnjo, da skozi njih prehajajo enosmerni tok, vendar se poskušajo upreti ali upreti izmeničnemu toku. Običajno so v obliki super emajliranih tuljav iz bakrene žice, ki so običajno navite okoli prve.

Za ustvarjanje visoke vrednosti induktorji , železo je običajno vstavljeno kot jedro ali pa je nameščeno kot pokrov, ki tuljavo obdaja od zunaj.

Pomembna značilnost induktorja je njegova sposobnost ustvarjanja 'nazaj e.m.f.' takoj, ko se prek induktorja odstrani uporabljena napetost. To se običajno zgodi zaradi značilnosti induktorja za kompenzacijo izgube prvotnega toka skozi tok.

Shematski simboli induktorja so prikazani na sliki 1.5. Enota induktivnosti je Henry, čeprav se milihenri ali mikrohenri (mH oziroma) običajno uporabljajo za merilne tuljave v praktičnih aplikacijah.

En milihenry ima 1000 mikrohenry, tisoč milihenrys pa enak Henryju. Induktorji so eden tistih sestavnih delov, ki jih ni enostavno izmeriti, zlasti če dejanska vrednost ni natisnjena. Tudi ti postanejo še bolj zapleteni za merjenje, če so izdelani doma z uporabo nestandardnih parametrov.

Kadar se induktorji uporabljajo za blokiranje izmeničnih signalov, jih imenujemo radiofrekvenčne dušilke ali RF dušilke (RFC). Induktorji se s kondenzatorji tvorijo uglašena vezja, ki omogočajo le izračunani frekvenčni pas, ostalo pa blokirajo.

NASTAVLJENI KROGI

Uglašeno vezje (slika 1.6), ki vključuje induktor L in kondenzator C, bo v bistvu omogočilo, da se določena frekvenca premika in blokira vse druge frekvence, ali blokira določeno frekvenčno vrednost in pusti, da vsa druga preide skozi.

Mera selektivnosti uglašenega vezja, ki ugotovi frekvenčno vrednost, postane njen faktor Q (za kakovost).

Ta nastavljena vrednost frekvence se imenuje tudi resonančna frekvenca (f0) in se meri v hercih ali ciklih na sekundo.

Kondenzator in induktor se lahko uporabljata zaporedno ali vzporedno za oblikovanje a resonančno nastavljeno vezje (Slika 1.6.a). Serijsko nastavljeno vezje ima lahko majhne izgube v primerjavi z vzporedno nastavljenim vezjem (slika 1.6.b) z velikimi izgubami.

Ko tu omenimo izgubo, se običajno nanaša na razmerje napetosti v omrežju do toka, ki teče skozi omrežje. To je znano tudi kot njegova impedanca (Z).

Alternativna imena za to impedanco za določene komponente so lahko v obliki npr. upor (R) za upore in upor (X) za induktorje in kondenzatorje.

TRANSFORMATORJI

Uporabljajo se transformatorji za povečanje vhodne izmenične napetosti / toka na višje izhodne ravni ali za znižanje enakega na nižje izhodne ravni. To delo hkrati zagotavlja tudi popolno električno izolacijo med vhodnim in izhodnim AC. Nekaj ​​transformatorjev je mogoče videti na sliki 1.7.

Proizvodi označujejo vse podrobnosti na primarni ali vnosni strani skozi pripono '1'. Sekundarna ali izhodna stran je označena s pripono '2' T1 in T2 označujeta število obratov primarnega in sekundarnega. Nato:

Ko a transformator je zasnovan za odstop omrežja 240 V na nižjo napetost, recimo 6 V, primarna stran vključuje sorazmerno večje število zavojev s tanjšo tirno žico, medtem ko je sekundarna stran zgrajena z relativno manjšim številom zavojev, vendar z veliko debelejšo žico.

To je posledica dejstva, da višja napetost vključuje sorazmerno nižji tok in zato tanjšo žico, medtem ko nižja napetost vključuje sorazmerno večji tok in zato debelejšo žico. Neto vrednosti primarne in sekundarne moči (V x I) so v idealnem transformatorju skoraj enake.

Ko ima navitje transformatorja iz enega od zavojev izvlečeno navojno žico (slika 1.7.b), se napetost navitja na odprtini deli, kar je sorazmerno s številom zavojev na navitju, ločenih s sredinsko navojno žico.

Velikost neto napetosti na sekundarnem navitju od konca do konca bo še vedno v skladu s formulo, prikazano zgoraj

Kako velik je lahko transformator, je odvisno od velikosti njegove sekundarne specifikacije toka. Če je trenutna specifikacija večja, se tudi dimenzije transformatorja sorazmerno povečajo.

Obstajajo tudi miniaturni transformatorji, zasnovani za visokofrekvenčna vezja , na primer radijski sprejemniki, oddajniki itd. in imajo vgrajen kondenzator, pritrjen čez navitje.

Kako uporabljati polprevodnike v elektronskih projektih

Avtor: Gozd M. Mims

Gradnja in eksperimentiranje z elektronskimi projekti je lahko koristno, a veliko zahtevno. Še bolj zadovoljivo postane, ko ste kot ljubitelj dokončajte gradnjo projekta vezja, ga vklopite in poiščite uporaben delovni model, razvit iz peščice neželenih komponent. Zaradi tega se počutite kot ustvarjalec, medtem ko uspešen projekt pokaže vaše izjemne napore in znanje s tega področja.

To je lahko samo za zabavo v prostem času. Nekateri drugi bodo morda želeli izvesti projekt, ki še ni izdelan, ali pa tržni elektronski izdelek prilagoditi v bolj inovativno različico.

Če želite doseči uspeh ali odpraviti napako v tokokrogu, morate biti dobro seznanjeni z delovanjem različnih komponent in kako pravilno izvajati v praktičnih vezjih. V redu, torej pojdimo na bistvo.

V tej vadnici bomo začeli s polprevodniki.

Kako Polprevodnik je ustvarjen s pomočjo silicija

Našli boste različne polprevodniške komponente, vendar je silicij, ki je glavni element peska, med najbolj znanimi elementi. Silicijev atom je sestavljen iz samo 4 elektronov znotraj njegove najbolj zunanje lupine.

Lahko pa bi jih rad dobil 8. Kot rezultat, silicijev atom sodeluje s sosednjimi atomi in deli elektrone na naslednji način:

Ko skupina silicijevih atomov deli zunanje elektrone, nastane ureditev, znana kot kristal.

Spodnja risba prikazuje silicijev kristal, ki ima samo zunanje elektrone. V svoji čisti obliki silicij ni uporaben namen.

Zaradi tega proizvajalci te izdelke na osnovi silicija izboljšajo s fosforjem, borom in dodatnimi sestavinami. Ta postopek se imenuje 'doping' silicija. Ko je doping uporabljen, se silicij izboljša z uporabnimi električnimi lastnostmi.

Silicij, dopiran s P in N : Elemente, kot je bor, fosfor, lahko učinkovito uporabimo za kombiniranje z atomi silicija za izdelavo kristalov. Tu je trik: atom bora v svoji zunanji lupini vključuje le 3 elektrone, fosforjev atom pa 5 elektronov.

Ko se silicij kombinira ali dopira z nekaterimi fosforjevimi elektroni, se pretvori v silicij n-tipa (n = negativni). Ko se silicij zlije z atomi bora, ki mu primanjkuje elektrona, se silicij spremeni v silicij p-tipa (p = pozitiven).

Silicij P-tipa. Ko je atom bora dopiran z grozdom silicijevih atomov, nastane prazna elektronska votlina, imenovana 'luknja'.

Ta luknja omogoča, da se elektron iz sosednjega atoma 'spusti' v režo (luknjo). To pomeni, da je ena 'luknja' spremenila svoj položaj na novo lokacijo. Upoštevajte, da luknje zlahka plavajo po siliciju (na enak način se mehurčki premikajo po vodi).

N-Tip silicij. Ko se fosforjev atom kombinira ali dopira s skupino silicijevih atomov, sistem da dodaten elektron, ki se lahko prenaša preko silicijevega kristala z relativno udobjem.

Iz zgornje razlage razumemo, da bo silicij tipa n olajšal prehod elektronov, tako da bo elektrone preskakoval z enega atoma na drugega.

Po drugi strani pa bo silicij tipa p prav tako omogočil prehod elektronov, vendar v nasprotni smeri. Ker pri p-tipu luknje ali prazne elektronske lupine povzročajo selitev elektronov.

To je kot primerjati osebo, ki teče po tleh, in osebo, ki teče po tleh tekalna steza . Ko človek teče po tleh, tla ostanejo pisalne potrebščine in se premikajo naprej, medtem ko na tekalni stezi ostanejo pisalne potrebščine, se tla premikajo nazaj. V obeh primerih gre oseba skozi relativno gibanje naprej.

Razumevanje diod

Diode lahko primerjamo z ventili in tako igrajo ključno vlogo pri elektronskih projektih za nadzor smeri pretoka električne energije znotraj konfiguracije vezja.

Vemo, da imata silicij tipa n in p tipa sposobnost prevajanja električne energije. Odpornost obeh različic je odvisna od odstotka lukenj ali dodatnih elektronov, ki jih ima v lasti. Posledično se lahko ti dve vrsti obnašata kot upori, omejujejo tok in mu omogočajo, da teče samo v določeno smer.

Z ustvarjanjem veliko silicija p-tipa znotraj osnove silicija n-tipa lahko elektrone omejimo, da se gibljejo čez silicij le v eno smer. To je natančen delovni pogoj, ki ga lahko pričajo diode, ustvarjene s silicijevim dopingom p-n stika.

Kako dioda deluje

Naslednja ilustracija nam pomaga lažje pojasniti, kako se dioda odziva na elektriko v eni smeri (naprej) in zagotavlja blokiranje električne energije v nasprotni smeri (vzvratno).

Na prvi sliki razlika potenciala akumulatorja povzroči, da se luknje in elektroni odbijajo proti p-n spoju. V primeru, da nivo napetosti preseže 0,6 V (za silicijevo diodo), se elektroni spodbudijo, da skočijo čez križišče in se stopijo z luknjami, kar omogoča prenos trenutnega naboja.

Na drugi sliki razlika potenciala akumulatorja povzroči, da se luknje in elektroni potegnejo stran od stičišča. Ta situacija preprečuje, da bi tok naboja ali tok oviral njegovo pot. Diode so običajno zaprte v drobnem cilindričnem steklenem ohišju.

Temno ali belkast krožni trak, označen na enem koncu telesa diode, označuje njen katodni terminal. Drugi terminal naravno postane anodni terminal. Zgornja slika prikazuje fizično ohišje diode in tudi njen shematski simbol.

Zdaj smo že razumeli, da lahko diodo primerjamo z elektronskim enosmernim stikalom. Še vedno morate popolnoma razumeti še nekaj dejavnikov delovanja diode.

Spodaj je nekaj ključnih točk:

1. Dioda morda ne bo prevajala električne energije, dokler uporabljena naprej napetost ne doseže določene mejne vrednosti.

Za silicijeve diode znaša približno 0,7 volta.

2. Ko preusmerjeni tok postane previsok ali nad določeno vrednostjo, lahko polprevodniška dioda poči ali zgore! In notranji priključki terminala bi lahko razpadli.

Če enota gori, lahko dioda kar naenkrat pokaže prevodnost v obeh smereh terminala. Toplota, ki nastane zaradi te okvare, lahko sčasoma izhlapi enoto!

3. Prevelika povratna napetost lahko povzroči, da dioda deluje v nasprotni smeri. Ker je ta napetost precej velika, lahko nepričakovani prenapetostni tok razpoči diodo.

Vrste in uporabe diod

Diode so na voljo v različnih oblikah in specifikacijah. Spodaj je nekaj pomembnih oblik, ki se pogosto uporabljajo v električnih tokokrogih:

Mala signalna dioda: Te vrste diod se lahko uporabljajo za nizkonapetostne pretvorbe izmeničnega v enosmerni tok, za zaznavanje ali demodulacijo RF signalov , v napetosti multiplikator , logične operacije, za nevtralizacijo visokonapetostnih konic itd. za izdelavo močnostnih usmernikov.

Močnostni usmerniki Diode : imajo podobne lastnosti in značilnosti kot majhna signalna dioda, vendar so ocenjene na ročaj pomembne jakosti toka . Te so nameščene na velikih kovinskih ohišjih, ki pomagajo absorbirati in odvajati neželeno toploto ter jo porazdeliti po pritrjeni hladilni plošči.

Električne usmernike lahko večinoma opazimo v napajalnih enotah. Pogosti varuanti so 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 itd

Zenerjeva dioda : To je posebna vrsta diode, za katero je značilna obratna napetost razbijanja. Pomen, zener diode lahko delujejo kot stikalo za omejevanje napetosti. Zener diode so ocenjene z absolutnimi napetostmi razgradnje (Vz), ki se lahko gibljejo od 2 do 200 voltov.

Svetleča dioda ali LED : Vse oblike diod imajo lastnost, da oddajajo malo elektromagnetnega sevanja, če se nanesejo na napetost baisa naprej.

Vendar diode, ki so ustvarjene s polprevodniškimi materiali, kot je galijev arzenid fosfid, dobijo sposobnost oddajanja bistveno večje količine sevanja v primerjavi z običajnimi silicijevimi diodami. Te se imenujejo svetleče diode ali LED.

Fotodioda : Tako kot diode oddajajo nekaj sevanja, kažejo tudi določeno stopnjo prevodnosti, če jih osvetli zunanji vir svetlobe.
Vendar se diode, ki so posebej zasnovane za zaznavanje in odziv svetlobe ali osvetlitve, imenujejo fotodiode.

Vključujejo stekleno ali plastično okno, ki omogoča svetlobi vstop v svetlobno občutljivo območje diode.

Ti imajo običajno veliko območje stičišča za potrebno izpostavljenost svetlobi.

Silicij olajša izdelavo učinkovitih fotodiod.

Različne vrste diod se pogosto uporabljajo v številnih aplikacijah. Zaenkrat se pogovorimo o nekaj pomembnih funkcijah za majhen signal diode in usmerniki :

Prvo je enosmerno usmerniško usmerniško vezje, skozi katerega se izmenični tok z različno napajalno dvojno polariteto odpravi v signal ali napetost enojne polarnosti (enosmerni tok).

Druga konfiguracija je polnovalno usmerniško usmerjevalno vezje, ki obsega štiriodelno konfiguracijo in je imenovano tudi mostni usmernik . To omrežje lahko odpravi obe polovici vhodnega signala izmeničnega toka.

Upoštevajte razliko med končnimi rezultati obeh vezij. V polvalovnem vezju samo en cikel vhodnega izmeničnega toka ustvari izhod, medtem ko se v polnem mostu oba polcikla pretvorita v enosmerni enosmerni tok.

Tranzistor

Elektronskega projekta je tako rekoč nemogoče izvesti brez tranzistorja, ki dejansko predstavlja osnovni gradnik elektronike.

Tranzistorji so polprevodniške naprave, ki imajo tri sponke ali kable. Izjemno majhna količina toka ali napetosti na enem od vodnikov omogoča nadzor bistveno večje količine toka, ki prehaja skozi druga dva vodnika.

To pomeni, da so tranzistorji najbolj primerni za delovanje kot ojačevalniki in preklopni regulatorji. Našli boste dve glavni skupini tranzistorjev: bipolarni (BJT) in poljski učinek (FET).

V tej razpravi se bomo osredotočili samo na bipolarne tranzistorje BJT. Preprosto povedano, z dodajanjem komplementarnega križišča na spojno diodo p-n postane mogoče ustvariti silicijev 'sendvič' s tremi predelki. Ta tvorba, podobna sendviču, je lahko n-p-n ali p-n-p.

V obeh primerih območje srednjega prereza deluje kot pipa ali nadzorni sistem, ki uravnava količino elektronov ali naboja, ki se premika v treh slojih. Trije odseki bipolarnega tranzistorja so oddajnik, osnova in kolektor. Osnovno območje je lahko precej tanko in ima veliko manj doping atomov v primerjavi z oddajnikom in kolektorjem.

Posledica tega je, da znatno nižji tok emiterske baze povzroči bistveno večji tok emitersko-kolektorskega toka. Diode in tranzistorji so podobni z mnogimi ključnimi lastnostmi:

Bazni emiterski spoj, ki spominja na diodni, ne bo omogočal prenosa elektronov, razen če bo napetost naprej presegla 0,7 volta. Prekomerna količina toka povzroči segrevanje tranzistorja in učinkovito delovanje.

V primeru, da se temperatura tranzistorja znatno dvigne, bo morda potrebno izklopiti vezje! Sčasoma lahko prevelika količina toka ali napetosti trajno poškoduje polprevodniški material, ki je tranzistor.

Danes lahko najdemo različne vrste tranzistorjev. Pogosti primeri so:

Majhen signal in preklapljanje : Ti tranzistorji se uporabljajo za ojačanje vhodnih signalov nizke ravni na relativno večje ravni. Preklopni tranzistorji so ustvarjeni tako, da se v celoti vklopijo ali popolnoma izklopijo. Več tranzistorjev se lahko enako lepo uporablja za ojačevanje in preklapljanje.

Močnostni tranzistor : Ti tranzistorji se uporabljajo v močnostnih ojačevalcih in napajalnikih. Ti tranzistorji so običajno velike in s podaljšanim kovinskim ohišjem, da olajšajo večjo odvajanje toplote in hlajenje, pa tudi za enostavno namestitev hladilnikov.

Visoka frekvenca : Ti tranzistorji se večinoma uporabljajo pripomočki na osnovi RF, kot so radijski sprejemniki, televizorji in mikrovalovne pečice. Ti tranzistorji so izdelani iz tanjšega osnovnega področja in imajo zmanjšane dimenzije telesa. Shematski simboli za npn in pnp tranzistorje si lahko ogledate spodaj:

Ne pozabite, da je puščica, ki označuje zatič oddajnika, vedno usmerjena proti smeri toka lukenj. Ko puščica kaže smer, ki je nasprotna od osnove, ima BJT oddajnik, sestavljen iz materiala n-tipa.

Ta znak posebej označuje tranzistor kot n-p-n napravo z bazo, ki ima material tipa p. Po drugi strani pa, ko puščica kaže proti dnu, to pomeni, da je podstavek sestavljen iz materiala tipa n in podrobno opisuje, da sta oddajnik in zbiralnik sestavljena iz materiala tipa p, posledično pa je naprava pnp BJT.

Kako Uporabite bipolarne tranzistorje

Ko se na dno npn tranzistorja uporabi ozemljitveni potencial ali 0V, ta zavira pretok toka čez terminale oddajnik-kolektor in tranzistor postane izklopljen.

V primeru, da je osnova usmerjena naprej z uporabo potencialne razlike najmanj 0,6 volta na zatičih osnovnega oddajnika BJT, ta takoj sproži tok toka od oddajnika do sponk kolektorja in tranzistor naj bi bil preklopljen. naprej. '

Medtem ko se BJT napajajo samo s tema dvema načinoma, tranzistor deluje kot stikalo za vklop / izklop. V primeru, da je osnova usmerjena naprej, postane jakost toka oddajnik-kolektor odvisna od relativno manjših sprememb osnovnega toka.

The tranzistor v takih primerih deluje kot ojačevalnik . Ta posebna tema se nanaša na tranzistor, kjer naj bi bil oddajnik skupni ozemljitveni terminal za vhodni in izhodni signal, in se imenuje vezje skupnega oddajnika . Nekaj ​​osnovnih vezij s skupnimi oddajniki je mogoče prikazati s pomočjo naslednjih diagramov.

Tranzistor kot stikalo

Ta konfiguracija vezja sprejema samo dve vrsti vhodnega signala, bodisi 0V bodisi ozemljitveni signal, ali pozitivno napetost + V nad 0,7V. Zato je v tem načinu tranzistor mogoče vklopiti ali izklopiti. Upor na dnu je lahko med 1K in 10K ohmi.

Tranzistorski enosmerni ojačevalnik

V tem vezju spremenljivi upor ustvari prednaklon tranzistorju in uravnava velikost osnovnega / emiterskega toka. Merilnik prikazuje količino toka dovajajo preko odvodnikov kolektorja.

Upor merilnika zagotavlja zaščito merilnika pred prekomernim tokom in preprečuje poškodbe tuljave števca.

V resničnem aplikacijskem vezju lahko potenciometer dodamo z uporovnim senzorjem, katerega upor se spreminja glede na zunanji dejavnik, kot so svetloba, temperatura, vlaga itd.

Vendar pa se v situacijah, ko se vhodni signali hitro spreminjajo, uporabi vezje AC ojačevalnika, kot je pojasnjeno spodaj:

Tranzistorski ojačevalnik AC

Shema vezja prikazuje zelo osnovno tranzistorizirano vezje AC ojačevalnika. Kondenzator, nameščen na vhodu, preprečuje vstop kakršne koli enosmerne napetosti v bazo. Upor, uporabljen za osnovno pristranskost, se izračuna za določitev napetosti, ki je polovica napajalne ravni.

Ojačan signal drsi vzdolž te konstantne napetosti in spreminja amplitudo nad in pod to referenčno napetostjo.

Če ne bi uporabili uporovnega upora, bi se ojačala le polovica napajanja nad nivojem 0,7 V, kar bi povzročilo velike količine neprijetnih popačenj.

Glede smeri toka

Vemo, da ko elektroni potujejo skozi vodnik, ta ustvari tok toka skozi vodnik.

Ker je tehnično gibanje elektronov dejansko iz negativno naelektrenega območja v pozitivno naelektreno območje, zakaj potem puščica v diodnem simbolu kaže na nasprotni tok elektronov.

To je mogoče razložiti z nekaj točkami.

1) Glede na začetno teorijo Benjamina Franklina se je domnevalo, da je pretok električne energije od pozitivnega do negativnega naelektrenega območja. Ko pa so bili elektroni odkriti, je razkril dejansko resnico.

Kljub temu je zaznavanje še naprej ostajalo enako, sheme pa so še naprej sledile običajni domišljiji, v kateri je trenutni tok prikazan iz pozitivnega v negativni, saj nekako drugače razmišljanje otežuje simulacijo rezultatov.

2) Pri polprevodnikih so pravzaprav luknje tiste, ki potujejo nasproti elektronom. Zaradi tega se zdi, da se elektroni premikajo s pozitivnih na negativne.

Natančneje, treba je opozoriti, da je tok toka dejansko tok naboja, ki ga ustvarja prisotnost ali odsotnost elektrona, toda kar zadeva elektronski simbol, preprosto najdemo običajni pristop,

Tiristor

Tako kot tranzistorji so tudi tiristorji polprevodniške naprave, ki imajo tri terminale in igrajo pomembno vlogo v številnih elektronskih projektih.

Tako kot se tranzistor vklopi z majhnim tokom na enem od vodnikov, tudi tiristorji delujejo na podoben način in omogočajo vodenje veliko večjega toka prek drugih dveh komplementarnih vodnikov.

Edina razlika je v tem, da tiristor nima možnosti ojačevanja nihajnih AC signalov. Na krmilni vhodni signal se odzovejo tako, da se popolnoma vklopijo ali popolnoma izklopijo. To je razlog, zakaj so tiristorji znani tudi kot 'polprevodniška stikala'.

Silicijevi usmerniki (SCR)

SCR so naprave, ki predstavljajo dve osnovni obliki tiristorjev. Njihova struktura je podobna strukturi bipolarnih tranzistorjev, vendar imajo SCR četrti sloj, torej tri križišča, kot je prikazano na naslednji sliki.

Notranjo postavitev SCR in shematski simbol si lahko ogledate na naslednji sliki.

Običajno so izvlečki SCR prikazani z eno črko kot: A za anodo, K (ali C) za katodo in G za vrata.

Ko se anodni pinA SCR uporabi s pozitivnim potencialom, ki je večji od katodnega zatiča (K), se dva najbolj zunanja križišča premakneta naprej, čeprav osrednji p-n spoj ostane vzvratno pristranski in zavira pretok toka skozi njih.

Takoj, ko se zatič G vklopi z minimalno pozitivno napetostjo, omogoča veliko večjo moč skozi anodne / katodne zatiče.

V tem trenutku se SCR zapahne in ostanki vklopijo tudi po odstranitvi pristranskosti vrat. To se lahko nadaljuje neskončno, dokler se anoda ali katoda za trenutek ne odklopi od napajalnega voda.

Naslednji projekt spodaj prikazuje SCR, konfiguriran kot stikalo za upravljanje žarnice z žarilno nitko.

Levo stransko stikalo je stikalo s pritiskom na izklop, kar pomeni, da se odpre, ko ga potisnete, medtem ko je stikalo na desni strani stikalo s pritiskom na vklop, ki deluje, ko pritisnete. Ko to stikalo pritisnete za trenutek ali samo za sekundo, vklopi lučko.

Zaklepi SCR in lučka se trajno vklopi. Če želite lučko izklopiti v prvotno stanje, za trenutek pritisnete levo stransko stikalo.

SCR-ji so izdelani z različnimi močmi in nosilnostjo, od 1 amp, 100 voltov do 10 amperov ali več in več sto voltov.

Triaki

Triaki se posebej uporabljajo v elektronskih vezjih, ki zahtevajo visokonapetostno preklapljanje AC napetosti.

Notranja struktura triaka dejansko izgleda kot dva SCR, ki sta združena vzporedno vzporedno. To pomeni, da triak dobi sposobnost prevajanja električne energije v obeh smereh tako za enosmerni kot za napajalnike.

Za izvajanje te funkcije je triak zgrajen s petimi polprevodniškimi plastmi z dodatnim območjem tipa n. Izpusti triak so povezani tako, da pride vsak stik v par teh polprevodniških regij.

Čeprav je način delovanja terminala triačnih vrat podoben SCR, se vrata ne nanašajo posebej na anodne ali katodne terminale, ker lahko triak vodi v obe smeri, tako da se vrata lahko aktivirajo s katerim koli terminalom, odvisno od ali je uporabljen pozitiven signal ali negativni signal za sprožilec vrat.

Zaradi tega sta glavna terminala za prenos bremena triac označena kot MT1 in MT2 namesto A ali K. Črki MT se nanašata na 'glavni terminal'. kot je prikazano na spodnjem vezju.

Ko se za preklapljanje izmeničnega toka uporabi triak, traic deluje le, dokler vrata ostanejo povezana z majhnim napajalnim vhodom. Ko je signal vrat odstranjen, še vedno drži triak vklopljen, vendar le, dokler cikel valovnega izmeničnega toka ne doseže črte prehoda nič.

Ko AC napajanje doseže ničelno črto, se triak izklopi sam in priključena obremenitev trajno, dokler se signal vrat ne uporabi še enkrat.

Triaki se lahko uporabljajo za nadzor večine gospodinjskih aparatov skupaj z motorji in črpalkami.

Čeprav so triaki razvrščeni tudi glede na njihovo trenutno zmogljivost ali oceno, kot so SCR, so SCR na splošno na voljo z veliko višjimi trenutnimi ocenami kot triac.

Polprevodnik Naprave, ki oddajajo svetlobo

Ko so večina polprevodnikov izpostavljeni visoki ravni svetlobe, toplote, elektronov in podobnih energij, kažejo tendenco oddajanja svetlobe na človeški vidni valovni dolžini ali IR valovni dolžini.

Polprevodniki, ki so za to idealni, so tisti, ki prihajajo iz družine p-n spojnih diod.

Svetleče diode (LED) to storijo s pretvorbo električnega toka neposredno v vidno svetlobo. LED so izjemno učinkoviti s pretvorbo toka v svetlobo kot katera koli druga oblika svetlobnega vira.

Za se uporabljajo bele visoko svetleče LED razsvetljava doma barvne LED se uporabljajo v dekorativnih aplikacijah.

Intenzivnost LED lahko nadzirate tako, da linearno zmanjšate vhodni DC ali skozi modulacija širine impulza vhod, imenovan tudi PWM.

Polprevodniški detektorji svetlobe

Ko katera koli oblika energije pride v stik s polprevodniškim kristalom, to povzroči nastanek toka v kristalu. To je osnovno načelo delovanja vseh polprevodniških svetlobnih senzorskih naprav.

Polprevodniške detektorje svetlobe lahko razvrstimo v glavne tipe:

Tisti, ki so zgrajeni z uporabo polprevodnikov pn, in drugi, ki niso.

V tej razlagi bomo obravnavali samo različice p-n. Svetlobni detektorji na osnovi P-n stikov so najpogosteje uporabljeni član družine fotonskih polprevodnikov.

Večina je narejena iz silicija in lahko zazna tako vidno svetlobo kot skoraj infrardečo.

Fotodiode:

Fotodiode so posebej zasnovani za elektronske projekte, ki so namenjeni zaznavanju svetlobe. Najdete jih v vseh vrstah pripomočkov, na primer v fotoaparatih, protivlomni alarmi , V živo komunikacije itd.

V načinu detektorja svetlobe foto dioda deluje tako, da ustvari luknjo ali delitev elektronov na pn spoju. To povzroči, da se tok premakne takoj, ko sta p in n spojna stranska terminala priključena na zunanje napajanje.

Ko se fotodioda uporablja v fotovoltaičnem načinu, ob prisotnosti vpadne svetlobe deluje kot vir toka. V tej aplikaciji naprava začne delovati v načinu vzvratne pristranskosti kot odziv na svetlobno osvetlitev.

V odsotnosti svetlobe še vedno teče minutni tok, znan kot 'temni tok'.

Fotodioda se običajno proizvaja v različnih oblikah embalaže. Na voljo so večinoma v plastičnem ohišju, vnaprej nameščeni leči in filtraciji itd.

Ključna razlika je dimenzija polprevodnika, ki se uporablja za napravo. Fotodiode, namenjene hitrim odzivnim časom pri fotoprevodnem delovanju z obratno pristranskostjo, so zgrajene s polprevodnikom majhne površine.

Fotodiode z večjo površino se ponavadi odzivajo nekoliko počasi, vendar imajo lahko sposobnost višje stopnje občutljivosti na svetlobno osvetlitev.

Fotodioda in LED imata enak shematski simbol, le da smer puščic, ki so za fotodiodo navznoter. Fotodiode so običajno navajene prepoznati hitro spreminjajoče se impulze tudi pri bližnji infrardeči valovni dolžini, kot pri svetlobnih valovih.

Spodnje vezje prikazuje način uporabe fotodiode v svetlobnem merilniku. Izhodni rezultati tega vezja so precej linearni.

Fototranzistorji

Fototransistorji se uporabljajo v elektronskih projektih, ki zahtevajo višjo stopnjo občutljivosti. Te naprave so namenjene izključno izkoriščanju občutljivosti na svetlobo v vseh tranzistorjih. Na splošno je fototranzistor mogoče najti v napravi npn s širokim osnovnim odsekom, ki je lahko izpostavljen svetlobi.

Svetloba, ki vstopa v bazo, nadomešča naravni tok baznega oddajnika, ki obstaja v običajnih npn tranzistorjih.

Zaradi te funkcije lahko fototranzistor v trenutku ojača variacije svetlobe. Običajno lahko dobite dve vrsti fototranzistorjev npn. Ena je s standardno strukturo npn, alternativna varianta ima dodatni tranzistor npn, ki nudi dodatno ojačanje, in je znan kot tranzistor 'fotodarlington'.

Ti so izredno občutljivi, čeprav nekoliko počasni v primerjavi z običajnim npn fototranzistorjem. Shematski simboli, ki se običajno uporabljajo za fototranzistorje, so navedeni spodaj:

Fototransistorji se pogosto uporabljajo za zaznavanje izmeničnih (izmeničnih) svetlobnih impulzov. Poleg tega se uporabljajo za prepoznavanje neprekinjene (enosmerne) svetlobe, kot je naslednje vezje, kjer se za aktiviranje releja uporabi fotodarlington.

Ta vadnica se bo redno posodabljala z novimi specifikacijami komponent, zato vas prosimo, da spremljate.