Kako konfigurirati upore, kondenzatorje in tranzistorje v elektronskih vezjih

V tem prispevku poskušamo s pravilnim izračunom oceniti, kako konfigurirati ali povezati elektronske komponente, kot so upori, kondenzatorji z elektronskimi vezji

Vljudno preberite moj prejšnji prispevek glede kaj je napetost in tok , da bi učinkoviteje razumeli spodnja pojasnjena osnovna elektronska dejstva.

Kaj je upor

- Je elektronska komponenta, ki se uporablja za upor pretoku elektronov ali toku. Uporablja se za zaščito elektronskih komponent z omejevanjem pretoka toka, ko se napetost poveča.LED-ji zahtevajo zaporedne upore iz istega razloga, da lahko delujejo pri napetostih, višjih od določene nazivne vrednosti. Druge aktivne komponente, kot so tranzistorji, MOSFET-ji, triak, SCR-ji, iz istih razlogov vključujejo tudi upore.

Kaj je kondenzator

Je elektronska komponenta, ki shrani določeno količino električnega naboja ali preprosto uporabljeno napetost / tok, ko so njeni kabli priključeni na ustrezna napajalna mesta. Komponenta je v osnovi ocenjena z nekaj enotami, mikrofaradi in napetostjo. „Mikrofarad“ določa količino toka, ki ga lahko shrani, napetost pa določa, koliko največje napetosti se lahko na njem uporabi ali shrani v njem. Napetost je kritična, če preseže oznako, bo kondenzator preprosto eksplodiral.

Sposobnost shranjevanja teh komponent pomeni, da shranjena energija postane uporabna, zato se uporabljajo kot filtri, kjer se shranjena napetost uporablja za zapolnitev praznih prostorov ali depresij napetosti v napajalnem viru, s čimer se zapolnijo ali izravnajo jarki v progi.

Shranjena energija postane uporabna tudi, kadar se počasi sprošča skozi omejevalni element, kot je upor. Tu postane čas, ki ga porabi kondenzator za polnjenje ali popolno praznjenje, idealen za časovne aplikacije, kjer vrednost kondenzatorja določa časovno območje enote. Zato se uporabljajo v časovnikih, oscilatorjih itd.

Druga značilnost je, da ko je kondenzator popolnoma napolnjen, noče prenesti nobenega toka / napetosti in ustavi tok toka čez svoje vodnike, kar pomeni, da uporabljeni tok prehaja čez njegove vodnike samo med polnjenjem in je blokiran, ko se polnjenje postopek zaključen.

Ta funkcija se uporablja za omogočanje trenutnega preklopa določene aktivne komponente. Na primer, če se na konec kondenzatorja na dno tranzistorja uporabi sprožilna napetost, se ta aktivira le za določen del časa, dokler se kondenzator popolnoma ne napolni, nato pa tranzistor preneha voditi. Isti stvari lahko priča LED, ko se napaja preko kondenzatorja, ki ga za delček sekunde zasveti in nato izklopi.

Kaj je tranzistor

To je polprevodniška komponenta, ki ima tri vodnike ali krake. Noge je mogoče ožičiti tako, da ena noga postane skupni izhod za napetosti, ki veljajo za drugi dve nogi. Skupna noga se imenuje oddajnik, drugi dve nogi pa sta imenovani kot osnova in kolektor. Osnova sprejme preklopni sprožilec glede na oddajnik, kar omogoča razmeroma veliko napetost in tok za prehod iz kolektorja v oddajnik.

Zaradi te ureditve deluje kot stikalo. Zato lahko katero koli obremenitev, priključeno na kolektor, vklopite ali izklopite s sorazmerno majhnimi potenciali na dnu naprave.

Napetosti, ki delujejo na dnu in kolektorju, končno dosežejo skupni cilj skozi oddajnik. Oddajnik je povezan z ozemljitvijo za tip NPN in pozitivno za PNP vrste tranzistorja. NPN in PNP se medsebojno dopolnjujejo in delujejo popolnoma enako, vendar z uporabo nasprotnih smeri ali polarnosti z napetostmi in tokovi.

Kaj je dioda:

Prosimo, glejte Ta članek za popolne informacije.

Kaj je SCR:

Lahko se primerja s tranzistorjem in se uporablja tudi kot stikalo v elektronskih vezjih. Trije vodi ali kraki so določeni kot zapornica, anoda in katoda. Katoda je skupni priključek, ki postane sprejemna pot za napetosti, ki se uporabljajo na vratih in na anodi naprave. Vrata so sprožilna točka, ki preklopi moč, priključeno na anodo, preko skupnega kraka katode.

Vendar pa za razliko od tranzistorjev vrata SCR zahtevajo večjo napetost in tok, poleg tega pa se naprava lahko uporablja za preklapljanje izključno izmeničnega toka preko svoje anode in katode. Zato postane koristno za preklapljanje izmeničnih obremenitev kot odziv na sprožilce, prejete na njegovih vratih, toda vrata bodo za izvajanje operacij potrebovala izključno enosmerni potencial.

Izvajanje zgornjih komponent v praktično vezje:

Kako konfigurirati upore, kondenzatorje in tranzistorje v elektronskih vezjih ......?

Uporaba in uporaba elektronskih delov praktično v elektronskih vezjih je končna stvar, ki se jo namerava naučiti in obvladati vsak elektronski hobi. Naslednjih nekaj primerov je lažje reči kot narediti, vendar vam bodo pomagali razumeti, kako je mogoče upore, kondenzatorje, tranzistorje nastaviti za izdelavo določenega vezja:

Ker je zadeva lahko prevelika in lahko zapolni prostornine, bomo razpravljali le o enem vezju, ki vsebuje tranzistor, kondenzator, upore in LED.

V bistvu aktivna komponenta zavzame središče v elektronskem vezju, medtem ko pasivne komponente opravljajo podporno vlogo.

Recimo, da želimo narediti vezje senzorja za dež. Ker je tranzistor glavna aktivna komponenta, mora biti v središču. Torej ga postavimo v središče sheme.

Trije kabli tranzistorjev so odprti in potrebujejo potrebno nastavitev prek pasivnih delov.

Kot je razloženo zgoraj, je oddajalec pogost izhod. Ker uporabljamo tranzistor tipa NPN, mora oddajnik iti na tla, zato ga priključimo na tla ali negativno napajalno tirnico vezja.

Osnova je glavni zaznavni ali sprožilni vhod, zato mora biti ta vhod povezan s senzorskim elementom. Tu je senzorski element par kovinskih sponk.

Eden od terminalov je povezan s pozitivnim napajanjem, drugi terminal pa mora biti povezan z dnom tranzistorja.

Senzor se uporablja za zaznavanje deževnice. V trenutku, ko začne deževati, kapljice vode premostita oba terminala. Ker ima voda nizek upor, začne puščati pozitivno napetost na svojih sponkah do dna tranzistorja.

Ta puščajoča napetost napaja dno tranzistorja in skozi oddajnik doseže tla. V trenutku, ko se to zgodi, glede na lastnost naprave odpre vrata med kolektorjem in oddajnikom.

To pomeni, da bo zdaj, če bomo na kolektor priklopili pozitiven vir napetosti, ta takoj preko svojega oddajnika priključen na tla.

Zato kolektor tranzistorja povežemo s pozitivnim, vendar to naredimo prek bremena, tako da breme deluje s preklopom, in to je točno tisto, kar iščemo.

Hitro simuliramo zgornje delovanje, vidimo, da pozitivna oskrba pušča skozi kovinske sponke senzorja, se dotakne podnožja in nadaljuje svojo pot, da končno doseže tla in zaključi osnovno vezje, vendar ta operacija v trenutku potegne napetost kolektorja na tla preko oddajnika, vklopite tovor, ki je tukaj zvočni signal. Zvočni signal se oglasi.

Ta postavitev je osnovna postavitev, vendar jo je treba popraviti in jo je mogoče spremeniti na različne načine.

Če pogledamo shemo, ugotovimo, da vezje ne vsebuje osnovnega upora, ker voda sama deluje kot upor, toda kaj se zgodi, če se naključni priključki senzorjev po naključju zataknejo, bi celoten tok odvrgel na dno tranzistorja in ga cvrtje takoj.

Zato iz varnostnih razlogov na dno tranzistorja dodamo upor. Vendar vrednost osnovnega upora določa, koliko sprožitvenega toka lahko vstopi čez zatiče baze / oddajnika, kar posledično vpliva na tok kolektorja. Nasprotno pa mora biti osnovni upor tak, da omogoča poteg zadostnega toka od kolektorja do oddajnika, kar omogoča popolno preklapljanje obremenitve kolektorja.

Za lažje izračune lahko kot osnovno pravilo predpostavimo, da je vrednost osnovnega upora 40-krat večja od odpornosti obremenitve kolektorja.

Torej v našem vezju ob predpostavki, da je obremenitev kolektorja zvočni signal, izmerimo upor zvočnika, ki znaša 10K. 40 krat 10K pomeni, da mora biti osnovni upor nekje okoli 400K, vendar ugotovimo, da je vodoodpornost okoli 50K, tako da odštejemo to vrednost od 400K, dobimo 350K, to je osnovna vrednost upora, ki jo moramo izbrati.

Zdaj predpostavimo, da želimo na to vezje namesto brenčača priključiti LED. LED diode ne moremo priključiti neposredno na kolektor tranzistorja, ker so tudi LED diode ranljive in bodo potrebovale upor za omejevanje toka, če je delovna napetost višja od predpisane napetosti naprej.

Zato zaporedno priključimo LED z uporom 1K čez kolektor in pozitiv zgornjega vezja, ki nadomešča brenčalo.

Zdaj se upor v seriji z LED lahko šteje za odpornost obremenitve kolektorja.

Torej, zdaj mora biti osnovni upor 40-krat večji od te vrednosti, kar znaša 40K, vendar je sama odpornost na vodo 150K, kar pomeni, da je osnovni upor že previsok, kar pomeni, da ko deževnica premosti senzor, tranzistor ne bo mogel LED vklopite močno, raje ga bo svetil zelo slabo.

Torej, kako lahko rešimo to težavo?

Tranzistor moramo narediti bolj občutljivega, zato priključimo še en tranzistor, ki pomaga obstoječemu v Darlingtonovi konfiguraciji. S to ureditvijo postane tranzistorski par zelo občutljiv, vsaj 25-krat bolj občutljiv kot prejšnje vezje.

25-krat večja občutljivost pomeni, da lahko izberemo osnovni upor, ki je lahko 25 + 40 = 65 do 75-krat večji od upora kolektorja, dobimo največji razpon od približno 75 do 10 = 750K, tako da lahko to vzamemo kot skupno vrednost baze upor.

Z odštevanjem 150K vodoodpornosti od 750K dobimo 600K, tako da je to osnovna vrednost upora, ki jo lahko izberemo za trenutno konfiguracijo. Ne pozabite, da je upor ohišja lahko poljubne vrednosti, če izpolnjuje dva pogoja: ne segreva tranzistorja in pomaga pri zadovoljivem preklopu obremenitve kolektorja. To je to.

Zdaj predpostavimo, da dodamo kondenzator čez dno tranzistorja in tla. Kondenzator, kot je razloženo zgoraj, bo sprva shranil nekaj toka, ko se začne deževati skozi puščanje na terminalih senzorjev.

Zdaj, ko dež preneha in puščanje mosta senzorja odklopi, tranzistor še vedno izvaja zvok zvočnega signala ... kako? Shranjena napetost v kondenzatorju zdaj napaja osnovo tranzistorja in jo ohranja vklopljeno, dokler se ne izprazni pod osnovno preklopno napetostjo. To kaže, kako lahko kondenzator deluje v elektronskem vezju.