Kako uporabljati tranzistorje

Če ste pravilno razumeli, kako uporabljati tranzistorje v vezjih, ste morda že osvojili polovico elektronike in njenih načel. V tej objavi se trudimo v tej smeri.

Uvod

Tranzistorji so 3 polprevodniške naprave, ki lahko prek svojih dveh terminalov prevajajo relativno veliko moč kot odziv na znatno nizko vhodno moč tretjega terminala.

Tranzistorji so v bistvu dveh vrst: bipolarni križni tranzistor (BJT) in kovinsko-oksid-polprevodniški tranzistor s poljskim učinkom ( MOSFET )

Za BJT so trije terminali označeni kot osnova, oddajnik, kolektor. Signal nizke moči na priključku baze / oddajnika omogoča tranzistorju, da preklopi sorazmerno visoko obremenitev prek kolektorskega terminala.

Za MOSFET-je so ti označeni kot vrata, vir, odtok. Signal nizke moči prek terminala Gate / Source omogoča tranzistorju, da preklopi sorazmerno visoko obremenitev moči preko svojega kolektorskega terminala.

Zaradi poenostavitve bomo tukaj razpravljali o BJT-jih, saj je njihova charcaeritics v primerjavi z MOSFET-ji manj zapletena.

Tranzistorji (BJT) so gradniki vseh polprevodniške naprave najdeno danes. Če ne bi bilo tranzistorjev, ne bi bilo nobene IC ali katere koli druge polprevodniške komponente. Tudi IC so sestavljeni iz 1000s tesno povezanih tranzistorjev, ki predstavljajo značilnosti določenega čipa.

Novi elektronski ljubitelji običajno težko ravnajo s temi uporabnimi komponentami in jih konfigurirajo kot vezja za predvideno aplikacijo.

Tu bomo preučili funkcije in način ravnanja z bipolarnimi tranzistorji in njihovega izvajanja v praktična vezja.

Kako uporabljati tranzistorje kot stikalo

Bipolarni tranzistorji so na splošno trivodilni aktivni elektronski sestavni del, ki v osnovi deluje kot stikalo za vklop ali izklop moči na zunanjo obremenitev ali s tem povezano elektronsko stopnjo vezja.

Klasičen primer lahko vidimo spodaj, kjer je tranzistor povezan kot a ojačevalnik skupnega oddajnika :

To je standardna metoda uporabe katerega koli tranzistorja, kot je stikalo za nadzor dane obremenitve. Vidite lahko, ko je na podnožju nameščena majhna zunanja napetost, se tranzistor vklopi in prevede močnejši tok skozi sponke kolektorskega oddajnika ter vklopi večjo obremenitev.

Vrednost osnovnega upora lahko izračunamo po formuli:

R_b= (Osnovna dobava V_b- Napetost osnovnega oddajnika) x hFE / obremenitveni tok

Ne pozabite tudi, da mora biti negativ ali ozemljitvena linija zunanje napetosti povezana z ozemljitveno linijo tranzistorja ali oddajnikom, sicer zunanja napetost ne bo vplivala na tranzistor.

Uporaba tranzistorja kot relejskega gonilnika

V enem od svojih prejšnjih prispevkov sem že razložil, kako narediti a vezje gonilnika tranzistorja .

V bistvu uporablja enako konfiguracijo, kot je prikazano zgoraj. Tu je standardno vezje za isto:

Če ste glede releja zmedeni, se lahko obrnete na ta izčrpen članek, ki pojasnjuje vse o konfiguracijah relejev .

Uporaba tranzistorja za zatemnitev svetlobe

Naslednja konfiguracija prikazuje, kako lahko tranzistor uporabljamo kot zatemnilnik svetlobe z uporabo vezje sledilca oddajnika .

Vidite lahko, da je spremenljivi upor ali lonec različen, tudi jakost žarnice se spreminja. Mi temu pravimo oddajnik-privrženec , ker napetost na oddajniku ali na žarnici sledi napetosti na dnu tranzistorja.

Natančneje, napetost oddajnika bo le 0,7 V za osnovno napetostjo. Na primer, če je osnovna napetost 6 V, bo oddajnik 6 - 0,7 = 5,3 V itd. Razlika 0,7 V je posledica najmanjšega padca napetosti tranzistorja na osnovnem oddajniku.

Tu odpornost lonca skupaj z uporom 1 K tvori uporovno ločilno mrežo na dnu tranzistorja. Ko se drsnik lončka premakne, se napetost na dnu tranzistorja spremeni, kar ustrezno spremeni napetost oddajnika na žarnici in se glede na to spremeni jakost žarnice.

Uporaba tranzistorja kot senzorja

Iz zgornjih razprav ste morda opazili, da tranzistor v vseh aplikacijah počne eno ključno stvar. V bistvu ojačuje napetost na svoji osnovi tako, da omogoča preklop velikega toka čez kolektorski oddajnik.

Ta ojačevalna funkcija se izkoristi tudi, kadar se tranzistor uporablja kot senzor. Naslednji primer prikazuje, kako lahko zazna razliko v svetlobi okolice in ustrezno vklopi / izklopi rele.

Tudi tukaj LDR in 300 ohm / 5 k prednastavljena tvori potencialni delilnik na dnu tranzistorja.

300 ohm dejansko ni potreben. Vključen je za zagotovitev, da osnova tranzistorja nikoli ni popolnoma ozemljena in s tem nikoli popolnoma onemogočena ali izključena. Zagotavlja tudi, da tok skozi LDR ne more nikoli preseči določene minimalne meje, ne glede na to, kako močna je svetloba na LDR.

Ko je temno, ima LDR velik upor, ki je večkrat večji od skupne vrednosti 300 ohmov in 5 K prednastavitve.

Zaradi tega tranzistorski podstavek dobi več napetosti na tleh (negativne) kot pozitivne napetosti, njegova prevodnost kolektorja / oddajnika pa ostane izklopljena.

Ko pa na LDR pade dovolj svetlobe, njegova odpornost pade na nekaj kilo-ohmskih vrednosti.

To omogoča, da se osnovna napetost tranzistorja dvigne precej nad oznako 0,7 V. Tranzistor je zdaj pristranski in vklopi kolektorsko obremenitev, to je rele.

Kot lahko vidite, tudi v tej aplikaciji tranzistorji v bistvu ojačujejo majhno osnovno napetost, tako da bi lahko vklopili večjo obremenitev na kolektorju.

LDR lahko zamenjate z drugimi senzorji, kot je termistor za zaznavanje toplote, a senzor za vodo za zaznavanje vode, a fotodioda za zaznavanje IR žarka itd.

Vprašanje za vas: Kaj se zgodi, če se položaj LDR in prednastavitev 300/5 K zamenjata med seboj?

Tranzistorski paketi

Tranzistorje običajno prepozna zunanji paket, v katerega je lahko vgrajena določena naprava. Najpogostejše vrste paketov, v katere so zaprte te uporabne naprave, so T0-92, TO-126, TO-220 in TO-3. Poskusili bomo razumeti vse te specifikacije tranzistorjev in se tudi naučili uporabljati v praktičnih vezjih.

Razumevanje tranzistorjev TO-92 z majhnim signalom:

Tranzistorji, kot so BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 itd., Spadajo pod to kategorijo.

Ti so najosnovnejši v skupini in se uporabljajo za aplikacije, ki vključujejo nizke napetosti in tokove. Zanimivo je, da se ta kategorija tranzistorjev zaradi svojih vsestranskih parametrov najpogosteje in najpogosteje uporablja v elektronskih vezjih.

Običajno so te naprave zasnovane za obdelavo napetosti od 30 do 60 voltov na kolektorju in oddajniku.

Osnovna napetost ni večja od 6, vendar jih je mogoče enostavno sprožiti z napetost je 0,7 volta v njihovi bazi. Vendar mora biti tok omejen na približno 3 mA.

Tri vodnike tranzistorja TO-92 lahko prepoznamo na naslednji način:

Če natisnjeno stran držimo k sebi, je desni vodnik oddajnik, sredinski podstavek in leva stranska noga je zbiralnik naprave.

NADGRADNJA: Želite vedeti, kako uporabljati tranzistorje z Arduinom? Preberite ga tukaj

Kako konfigurirati tranzistor TO-92 v praktične zasnove

Tranzistorji so večinoma dveh vrst, NPN in PNP, oba se med seboj dopolnjujeta. V bistvu se oba vedeta enako, vendar v nasprotnih referencah in smereh.

Na primer naprava NPN bo zahtevala pozitiven sprožilec glede na tla, medtem ko bo naprava PNP zahtevala negativni sprožilec glede na pozitiven napajalni vod za izvajanje določenih rezultatov.

Zgoraj razloženim trem vodnikom tranzistorja je treba dodeliti določene vhode in izhode, da bo deloval za določeno aplikacijo, ki je očitno namenjena preklopu parametra.

Vodnikom je treba dodeliti naslednje vhodne in izhodne parametre:

The oddajnik katerega koli tranzistorja je referenčni pinout naprave , kar pomeni, da mu je treba dodeliti določeno skupno referenco oskrbe, tako da lahko preostala dva vodnika delujeta glede nanjo.

NPN tranzistor bo vedno potreboval negativno napajanje kot referenco, priključeno na njegov oddajniški vodnik za pravilno delovanje, medtem ko bo za PNP to pozitivno napajalno vodilo za njegov oddajnik.

Kolektor je nosilec tranzistorja, ki nosi breme, in obremenitev, ki jo je treba preklopiti, se vnese na kolektor tranzistorja (glej sliko).

The osnova tranzistorja je sprožilni priključek, ki ga je treba uporabiti z majhno napetostjo, da lahko tok skozi obremenitev prehaja skozi oddajniško linijo, zaradi česar je vezje dokončano in deluje z obremenitvijo.

Odstranitev dovoda sprožilca na podstavek takoj izklopi obremenitev ali preprosto tok preko kolektorja in terminalov oddajnika.

Razumevanje močnostnih tranzistorjev TO-126, TO-220:

To so srednji tipi močnostnih tranzistorjev, ki se uporabljajo za aplikacije, ki zahtevajo preklapljanje močnih sorazmerno močnih bremenskih transformatorjev, svetilk itd., Za pogon naprav TO-3 pa so tipični npr. BD139, BD140, BD135 itd.

Prepoznavanje BJT pinouts

The pinout so identificirani na naslednji način:

Napravo držite tako, da je natisnjena površina obrnjena proti vam, desni vodnik je oddajnik, sredinski vodnik je zbiralnik in levi stranski vodnik je osnova.

Načelo delovanja in sprožitve je popolnoma podobno tistemu, ki je razloženo v prejšnjem poglavju.

Naprava deluje z obremenitvami od 100 mA do 2 amperov čez njihov kolektor do oddajnika.

Osnovni sprožilec je lahko od 1 do 5 voltov s tokovi, ki ne presegajo 50 mA, odvisno od moči obremenitve, ki jo je treba preklopiti.

Razumevanje močnostnih tranzistorjev TO-3:

Te je mogoče videti v kovinskih embalažah, kot je prikazano na sliki. Pogosti primeri močnostnih tranzistorjev TO-3 so 2N3055, AD149, BU205 itd.

Vodnike paketa TO-3 lahko prepoznamo na naslednji način:

Držite svinčeno stran naprave proti sebi tako, da se kovinski del ob vodih z večjo površino drži navzgor (glejte sliko), desni vodnik je osnova, levi bočni vodnik je oddajnik, kovinsko telo naprave tvori zbiralnik paketa.

Načelo delovanja in delovanja je približno enako, kot je razloženo za majhni signalni tranzistor, vendar se specifikacije moči sorazmerno povečajo, kot je navedeno spodaj:

Napetost kolektorja-oddajnika je lahko od 30 do 400 voltov in tok med 10 in 30 amperov.

Osnovni sprožilec mora biti optimalno približno 5 voltov, trenutna raven pa mora biti od 10 do 50 mA, odvisno od velikosti obremenitve, ki jo je treba sprožiti. Osnovni sprožilni tok je neposredno sorazmeren toku obremenitve.

Imate natančnejša vprašanja? Prosite jih za komentarje. Tukaj sem, da jih rešim za vas.