Elementær elektronikk forklart

For en nybegynner innen elektronikk, konstruksjon grunnleggende elektroniske prosjekter fra et kretsskjema kan være overveldende. Denne hurtigveiledningen er ment å hjelpe nybegynnere ved å gi dem praktiske detaljer om elektroniske deler samt teknikker for å bygge kretser. Vi vil undersøke elementære deler som motstander, kondensatorer, induktorer, transformatorer og potensiometere.

MOTSTAND

En motstand er en del som spres kraft, normalt ved hjelp av varme. Implementeringen er definert av forholdet kjent som Ohms lov: V = I X R hvor V er spenningen over motstanden i volt, jeg refererer til strømmen gjennom motstanden i ampere og R er motstandsverdien i ohm. Representasjonene for en motstand er vist i figur 1.1.

Enten er vi i stand til det bruk motstand for å endre spenningen på et bestemt sted i kretsen, eller vi kan bruke den for å endre strømmen på et ønsket sted i kretsen.

Motstandens verdi kan identifiseres gjennom de fargede ringene rundt den. Du finner tre grunnleggende ringer eller bånd som gir oss disse detaljene (figur 1.2).

Båndene er malt med spesifikke farger, og hvert farget bånd representerer et tall som avslørt i tabell 1.1. Som et eksempel når båndene er brune, røde og oransje, vil verdien på motstanden være 12 X 1,00,0 eller 12 000 ohm 1000 ohm er vanligvis identifisert som en kilohm eller k, mens 1 000 000 er kalt megohm eller MOhm.

Den siste fargede ringen eller båndet betyr motstandens toleranse for den spesielle motstandsverdien. Gull avslører en + eller - 5 prosent (± 5%) toleranse, sølv betyr at det er + eller - 10 prosent (± 10%). Hvis du ikke finner noe tolanse-bånd, vil det vanligvis bety at toleransen er ± 20 prosent.

Generelt sett, jo større motstand, desto større kraft kan det vurderes å håndtere. Effekten i watt kan variere fra 1/8 W opp til mange watt. Denne kraften er i utgangspunktet et produkt av spenning (V) og strøm (I) som går gjennom motstanden.

Ved å anvende Ohms lov kan vi bestemme kraften (P) spredt av en motstand som P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R hvor R er verdien av motstanden. Du finner ikke noe elektrisk negativt aspekt mens du arbeider med en motstand som kan være praktisk talt større enn spesifikasjonene som kreves.

Den eneste lille ulempen kan være i form av økte mekaniske dimensjoner og kanskje høyere kostnader.

KAPASITORER

Det tidligere navnet på en kondensator pleide å være kondensator, selv om det nåværende navnet ser mer relatert til den faktiske funksjonen. En kondensator er designet med en 'kapasitet' for lagring av elektrisk energi.

Den grunnleggende funksjonen til en kondensator er å tillate passering av en vekselstrøm (AC) gjennom den, men blokkere en likestrøm (DC).

En annen avgjørende vurdering er at i tilfelle en d.c. spenning, for eksempel gjennom et batteri, er koblet over en kondensator for et øyeblikk, i hovedsak vil denne likestrøm fortsette å være igjen over kondensatorledningene til enten et element som en motstand er koblet over det, eller kan du til slutt kortslutte kondensatorterminalene med hverandre som får den lagrede energien til å strømme ut.

KONSTRUKSJON

Generelt er en kondensator laget av et par plater skilt av et isolerende innhold kjent som dielektrikum.

Dielektrikumet kan dannes av luft, papir, keramikk, polystyren eller hvilken som helst type av annet passende materiale. For større kapasitansverdier brukes en elektrolytt for den dielektriske separasjonen. Dette elektrolytiske stoffet har evnen til å lagre elektrisk energi med stor effektivitet.

En konstant DC er ofte nødvendig for kapasitiv funksjon. Dette er grunnen til at vi i kretsskjemaene finner den positive ledningen til kondensatoren indikert som en hvit blokk mens den negative siden er en svart blokk.

Variable eller justerbare kondensatorer inkluderer vendeskovler atskilt med et luftgap eller en isolator som glimmer. Hvor mye disse vingene overlapper hverandre, bestemmer størrelsen på kapasitansen , og dette kan varieres eller justeres ved å bevege spindelen til den variable kondensatoren.

Kapasitans måles i Farads. Imidlertid kan en Farad-kondensator være betydelig stor for praktisk bruk. Derfor betegnes kondensatorer enten i mikrofarader (uF), nanofarad (nF) eller i picofarads (pF).

En million picofarader tilsvarer en enkelt mikrofarad, og en million mikrofarader tilsvarer en Farad i størrelsesorden. Selv om nanofarader (nF) ikke brukes veldig ofte, representerer en nanofarad tusen picofarader.

Noen ganger kan du finne mindre kondensatorer med fargekoder merket på, akkurat som motstandene.

For disse kan verdiene bestemmes i pF som vist i det tilstøtende fargekartet. Båndparet nederst gir kondensatorens toleranse og maksimale gjennomførbare spenning.

Det må bemerkes strengt at spenningsverdien som er trykt på kondensatorlegemet representerer den absolutt maksimale tolerable spenningsgrensen for kondensatoren som aldri må overskrides. Også når elektrolytkondensatorer er involvert, må polariteten kontrolleres nøye og loddes deretter.

INDUCTORER

I elektroniske kretser Induktor arbeidsegenskaper er akkurat det motsatte av kondensatorer. Induktorer viser tendensen til å føre en likestrøm gjennom dem, men prøver å motsette eller motstå vekselstrøm. De er vanligvis i form av superemaliserte kobbertrådspoler, som normalt vikles rundt en tidligere.

For å skape høy verdi spoler , innføres et jernholdig materiale normalt som kjernen, eller kan installeres som et deksel som omgir spolen utvendig.

Et viktig kjennetegn ved induktoren er dens evne til å generere en 'back e.m.f.' så snart en påført spenning fjernes over en induktor. Dette skjer vanligvis på grunn av en induktor for å kompensere for tapet av den opprinnelige strømmen over strømmen.

Skjematiske induktorsymboler kan sees i figur 1.5. Induktansenheten er Henry, selv om millihenrys eller microhenrys (henholdsvis mH og) vanligvis brukes til måleinduktorer i praktiske anvendelser.

Ett millihenry har 1000 mikrohenry mens tusen millihenrys tilsvarer en Henry. Induktorer er en av de komponentene som ikke er enkle å måle, spesielt hvis den faktiske verdien ikke skrives ut. Disse blir også enda mer komplekse å måle når disse konstrueres hjemme ved hjelp av ikke-standardparametere.

Når induktorer brukes til å blokkere vekselstrømssignaler, kalles de radiofrekvensdrossler eller RF-drossler (RFC). Induktorer brukes med kondensatorer for å danne innstilte kretser, som bare tillater det beregnede frekvensbåndet og blokkerer resten.

TUNED KRETSBÅTER

En innstilt krets (figur 1.6), som involverer en induktor L og en kondensator C, vil i hovedsak enten tillate en bestemt frekvens å bevege seg over og blokkere alle andre frekvenser, eller blokkere en bestemt frekvensverdi og la alle andre passere gjennom.

Et mål på selektiviteten til en innstilt krets som fastslår frekvensverdien blir dens Q (for kvalitet) faktor.

Denne innstilte verdien av frekvensen blir også betegnet som resonansfrekvensen (f0) og måles i hertz eller sykluser per sekund.

En kondensator og induktor kan brukes i serie eller parallelt for å danne en resonans innstilt krets (Fig. 1.6.a). En serieinnstilt krets kan ha lavt tap sammenlignet med en parallellinnstilt krets (figur 1.6.b) har et høyt tap.

Når vi nevner tap her, refererer det vanligvis til forholdet mellom spenning over nettverket, og strøm som strømmer gjennom nettverket. Dette er også kjent som impedansen (Z).

De alternative navnene for denne impedansen for spesifikke komponenter kan være i form av f.eks. motstand (R) for motstander og reaktans (X) for induktorer og kondensatorer.

TRANSFORMATORER

Transformatorer brukes for å øke en inngangs vekselstrøm / strøm til høyere utgangsnivåer eller for å trappe ned den samme til lavere utgangsnivåer. Dette arbeidet sørger samtidig for en fullstendig elektrisk isolasjon over inngangsstrømmen og utgangsstrømmen. Et par transformatorer kan være vitne til i figur 1.7.

Produksjoner indikerer alle detaljene på primær- eller inngangssiden gjennom suffikset '1'. Den sekundære, eller utgangssiden, er betegnet med suffikset '2' T1 og T2 angir mengden svinger på primær og sekundær tilsvarende. Deretter:

Når en transformator er designet for å trappe ned nettstrøm 240 V til en lavere spenning, for eksempel 6 V, involverer primærsiden relativt høyere antall omdreininger med tynnere ledning mens sekundærsiden er bygget ved bruk av relativt mindre antall svinger, men bruker mye tykkere ledning.

Dette skyldes det faktum at den høyere spenningen innebærer proporsjonalt lavere strøm og derfor tynnere ledning, mens den lavere spenningen involverer proporsjonalt høyere strøm og derfor tykkere ledning. Netto primære og sekundære wattverdier (V x I) er nesten like i en ideell transformator.

Når transformatorviklingen har en wiring-tapping ekstrahert fra en av svingene (figur 1.7.b), resulterer det i inndelingen av viklingsspenningen over tappingen, som er proporsjonal med antall svinger på viklingen atskilt med en mellomtappet wire.

Netto spenningsstørrelse over full ende til slutt sekundærvikling vil fremdeles være i henhold til formelen vist ovenfor

Hvor stor en transformator kan være, avhenger av størrelsen på den sekundære strømspesifikasjonen. Hvis den nåværende spesifikasjonen er større, blir transformatorens dimensjoner også større proporsjonalt.

Det er også miniatyrtransformator designet for høyfrekvente kretser , som radioer, sendere etc, og de har en innebygd kondensator festet over viklingen.

Hvordan bruke halvledere i elektroniske prosjekter

Av: Forest M. Mims

Å bygge og eksperimentere med elektroniske prosjekter kan være givende, men mye utfordrende. Det blir enda mer tilfredsstillende, når du som en hobbyist ferdig med å bygge et kretsprosjekt, slå det på, og finn en nyttig arbeidsmodell utviklet fra håndfull søppelkomponenter. Dette får deg til å føle deg som en skaper, mens det vellykkede prosjektet viser din enorme innsats og kunnskap innen det respektive feltet.

Dette kan bare være for å ha det gøy i fritiden. Noen andre vil kanskje gjennomføre et prosjekt som ennå ikke er produsert, eller kan tilpasse et markedselektronisk produkt til en mer innovativ versjon.

For å oppnå suksess eller for å feilsøke en kretsfeil, må du være godt kjent med hvordan de forskjellige komponentene fungerer og hvordan du implementerer riktig i praktiske kretser. OK, så la oss komme til poenget.

I denne opplæringen begynner vi halvledere.

Hvordan Halvleder er laget med Silicon

Du finner en rekke halvledende komponenter, men silisium, som er det viktigste elementet i sand, er blant det mest kjente elementet. Et silisiumatom består av bare 4 elektroner innenfor det ytterste skallet.

Imidlertid kan det godt være å få 8 av dem. Som et resultat samarbeider et silisiumatom med sine nærliggende atomer for å dele elektroner på følgende måte:

Når en gruppe silisiumatomer deler sine ytre elektroner, resulterer det i dannelsen av et arrangement kjent som krystall.

Tegningen nedenfor viser en silisiumkrystall som bare har sine ytre elektroner. I sin rene form gir silisium ikke et nyttig formål.

På grunn av dette forbedrer produsentene disse silisiumbaserte artiklene med fosfor, bor og tilleggsingredienser. Denne prosessen kalles 'doping' av silisium. Når doping er implementert silisium, blir det forbedret med nyttige elektriske egenskaper.

P og N dopet silisium : Elementer som bor, fosfor, kan effektivt brukes til å kombinere med silisiumatomer for å produsere krystaller. Her er trikset: Et boratom inneholder bare 3 elektroner i det ytre skallet, mens et fosforatom inneholder 5 elektroner.

Når silisium kombineres eller dopes med noen fosforelektroner, forvandles det til silisium av n-type (n = negativt). Når silisium er smeltet med boratomer som mangler elektron, blir silisiumet omgjort til et p-type (p = positivt) silisium.

P-type silisium. Når boratom er dopet med en klynge av silisiumatomer, gir det et ledig elektronhulrom kalt et 'hull'.

Dette hullet gjør det mulig for et elektron fra et nærliggende atom å 'falle' ned i spalten (hullet). Dette betyr at ett 'hull' har endret posisjon til et nytt sted. Husk at hull lett kan flyte over silisium (på samme måte som bobler beveger seg på vann).

N-type silisium. Når et fosforatom kombineres eller dopes med en klynge av silisiumatomer, gir systemet et ekstra elektron som får overføre over silisiumkrystallen med relativ komfort.

Fra forklaringen ovenfor forstår vi at et silisium av n-type vil lette gjennomgangen av elektroner ved å få elektroner til å hoppe fra det ene atom til det andre.

På den annen side vil et p-type silisium også muliggjøre passering av elektroner, men i motsatt retning. For i en p-type er det hullene eller de ledige elektronskjellene som forårsaker flytting av elektronene.

Det er som å sammenligne en person som løper på bakken, og en person som løper på en tredemølle . Når en person løper på bakken, forblir bakken skrivesaker, og personen beveger seg fremover, mens personen på tredemølle forblir skrivesaker, går bakken bakover. I begge situasjonene går personen gjennom en relativ bevegelse fremover.

Forstå dioder

Dioder kan sammenlignes med ventiler, og spiller dermed en avgjørende rolle i elektroniske prosjekter for å kontrollere strømningsretningen for strøm i en kretskonfigurasjon.

Vi vet at både n- og p-type silisium har evnen til å lede elektrisitet. Motstanden til begge varianter avhenger av prosentandelen hull eller de ekstra elektronene den eier. Som et resultat kan de to typene også være i stand til å oppføre seg som motstander, begrense strømmen og la den bare strømme i en bestemt retning.

Ved å lage mange p-type silisium inne i en base av n-type silisium, kan elektroner begrenses til å bevege seg over silisiumet i bare en retning. Dette er den eksakte arbeidstilstanden som kan sees i dioder, opprettet med et silikon-dopingpunkt på p-n-krysset.

Hvordan dioden fungerer

Illustrasjonen nedenfor hjelper oss med å få en enkel avklaring angående hvordan en diode reagerer på elektrisitet i en enkelt retning (fremover) og sørger for å blokkere elektrisitet i motsatt retning (omvendt).

I den første figuren får batteripotensialforskjellen hull og elektroner til å avvise mot p-n-krysset. I tilfelle spenningsnivået går over 0,6 V (for en silisiumdiode), blir elektroner stimulert til å hoppe over krysset og smelte sammen med hullene, noe som gjør det mulig for en strømladning å overføres.

I den andre figuren får batteripotensialforskjellen hullene og elektronene til å bli trukket vekk fra krysset. Denne situasjonen hindrer strømmen av ladning eller strøm som blokkerer banen. Dioder er vanligvis innkapslet i et lite sylindrisk glasshus.

Et mørkaktig eller hvitaktig sirkulært bånd merket rundt den ene enden av diodelegemet, identifiserer katodeterminalen. Den andre terminalen blir naturlig nok anodeterminalen. Ovennevnte bilde viser både den fysiske innhyllingen av dioden og også skjematisk symbol.

Vi har nå forstått at en diode kan sammenlignes med en elektronisk enveisbryter. Du må fremdeles forstå noen flere faktorer for diodefunksjon.

Nedenfor er noen viktige punkter:

1. En diode kan ikke lede strøm før den påførte fremoverspenningen når et bestemt terskelnivå.

For silisiumdioder er det omtrent 0,7 volt.

2. Når fremstrømmen blir for høy eller over den angitte verdien, kan halvlederdioden ødelegge eller brenne! Og de interne terminalkontaktene kan gå i oppløsning.

Hvis enheten brenner, kan dioden plutselig vise ledning over begge terminalretningene. Varmen som genereres på grunn av denne feilen, kan til slutt fordampe enheten!

3. Overdreven omvendt spenning kan føre til at en diode ledes i motsatt retning. Fordi denne spenningen er ganske stor, kan den uventede strømspenningen sprekke dioden.

Diodetyper og bruksområder

Dioder er tilgjengelige i mange forskjellige former og spesifikasjoner. Nedenfor er noen av de viktige skjemaene som ofte brukes i elektriske kretser:

Liten signaldiode: Disse typene dioder kan brukes til lavstrøm AC til DC-konvertering, for oppdage eller demodulere RF-signaler , i spenning multiplikatorapplikasjon , logiske operasjoner, for nøytralisering av høyspennings pigger, etc. for å lage strøm likerettere.

Strøm likerettere Dioder : har lignende attributter og egenskaper som en liten signaldiode, men disse er vurdert til håndtere betydelige strømstyrker . Disse er montert over store metallkapslinger som hjelper til med å absorbere og spre uønsket varme og fordele den over en påmontert varmeavlederplate.

Strømrettere kan sees mest i strømforsyningsenheter. Vanlige varianter er 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 osv

Zener-diode : Dette er en spesiell type diode preget av en spesifikk revers spenning. Betydning, zenerdioder kan fungere som en spenningsbegrensende bryter. Zener-dioder er vurdert med absolutte spenninger (Vz) som kan variere fra 2 til 200 volt.

Lysdiode eller lysdioder : Alle former for dioder har den egenskapen at de avgir litt elektromagnetisk stråling når de påføres en fremoverspenning.

Imidlertid får diodene som er laget ved hjelp av halvledermaterialer som galliumarsenidfosfid muligheten til å avgi betydelig større mengde stråling sammenlignet med vanlige silisiumdioder. Disse kalles lysdioder eller lysdioder.

Fotodiode : Akkurat som dioder avgir noe stråling, viser de også noe ledningsnivå når de belyses av en ekstern lyskilde.
Imidlertid kalles dioder som er spesielt designet for å oppdage og svare på lys eller belysning, fotodioder.

De har et glass- eller plastvindu som gjør at lyset kommer inn i diodens lysfølsomme område.

Disse har vanligvis stort kryssområde for den nødvendige eksponeringen for lys.

Silisium gjør det mulig å lage effektive fotodioder.

Ulike typer dioder er mye brukt i mange applikasjoner. La oss foreløpig diskutere et par viktige funksjoner for lite signal dioder og likerettere :

Den første er en ensbølget likeretterkrets gjennom hvilken en vekselstrøm med en varierende dobbel polaritetsforsyning blir rettet til et signal eller spenning med en polaritet (dc).

Den andre konfigurasjonen er fullbølge-likeretterkretsen som omfatter en fire-diodekonfigurasjon og også betegnes som bro likeretter . Dette nettverket har muligheten til å rette opp begge halvdelene av et AC-inngangssignal.

Følg skillet i sluttresultatet fra de to kretsene. I halvbølgekretsen produserer bare en syklus av inngangen AC en utgang, mens begge halvsyklusene blir transformert til en likestrøm med en polaritet i full bro.

Transistoren

Et elektronisk prosjekt kan være praktisk talt umulig å fullføre uten en transistor, som faktisk danner den grunnleggende byggesteinen for elektronikk.

Transistorer er halvledere som har tre terminaler eller ledninger. En usedvanlig liten mengde strøm eller spenning på en av ledningene gjør det mulig å kontrollere en betydelig større mengde strømpassasje over de to andre ledningene.

Dette innebærer at transistorer er best egnet til å fungere som forsterkere og bytteregulatorer. Du finner to primære grupper av transistorer: bipolar (BJT) og felteffekt (FET).

I denne diskusjonen skal vi bare fokusere på bipolare transistorer BJT. Enkelt sagt, ved å legge til et kompletterende kryss til en p-n kryssdiode blir det mulig å lage en 3-roms silisium 'sandwich'. Denne sandwichlignende formasjonen kan være enten n-p-n eller p-n-p.

I begge tilfeller fungerer mellomseksjonsområdet som et kran- eller kontrollsystem som regulerer mengden elektroner eller ladning som skifter over de tre lagene. De tre seksjonene av en bipolar transistor er emitter, base og kollektor. Baseregionen kan være ganske tynn, og den har mye mindre dopingatomer sammenlignet med emitter og samler.

Som et resultat resulterer en mye redusert emitterbasestrøm i en betydelig større emitter-samlerstrøm å bevege seg. Dioder og transistorer er like med mange viktige egenskaper:

Base-emitter-krysset som ligner et diodekryss, tillater ikke elektronoverføring med mindre fremoverspenningen går utover 0,7 volt. For mye strøm forårsaker oppvarming av transistoren og fungerer effektivt.

Hvis en transistortemperatur stiger betydelig, kan det være nødvendig å slå av kretsen! Til slutt kan for mye strøm eller spenning forårsake permanent skade på halvledermaterialet som utgjør transistoren.

Ulike typer transistorer kan bli funnet i dag. Vanlige eksempler er:

Lite signal og bytte : Disse transistorene brukes for å forsterke lavnivåinngangssignaler til relativt større nivåer. Bytte transistorer er opprettet for å enten slå PÅ helt eller slå AV helt. Flere transistorer kan begge brukes like for å forsterke og bytte like pent.

Strømtransistor : Disse transistorene brukes i forsterkere og strømforsyninger. Disse transistorene er vanligvis store og har utvidet metallhus for å muliggjøre større varmespredning og kjøling, og også for enkel installasjon av kjøleribber.

Høy frekvens : Disse transistorene brukes mest RF-baserte apparater som radioer, TV-er og mikrobølger. Disse transistorene er bygget med tynnere baseområde og har reduserte kroppsdimensjoner. De skjematiske symbolene for npn- og pnp-transistorer kan sees nedenfor:

Husk at piltegnet som indikerer emitterpinnen alltid peker mot strømningen i hullene. Når piltegnet viser en retning som er motsatt fra basen, har BJT en emitter som består av n-type materiale.

Dette tegnet identifiserer transistoren spesifikt som en n-p-n-enhet med base som har et p-type materiale. På den annen side, når pilmerket peker mot basen, som indikerer at basen består av n-type materiale, og detaljer om at emitteren og samleren begge består av p-type materiale, og som et resultat er enheten en pnp BJT.

hvordan Bruk bipolare transistorer

Når et jordpotensial eller 0V påføres basen til en npn-transistor, hindrer det strømmen over emitter-kollektorterminalene, og transistoren blir gjort slått av.

I tilfelle basen er forspent ved å påføre en potensiell forskjell på minst 0,6 volt over basissendertappene til BJT, initierer den øyeblikkelig strømmen fra emitteren til kollektorterminalene, og transistoren sies å være slått ' på.'

Mens BJT-er bare drives av disse to metodene, fungerer transistoren som en PÅ / AV-bryter. I tilfelle basen er forspent, blir emitter-kollektorens strømstyrke avhengig av de relativt mindre variasjonene av basisstrømmen.

De transistor i slike tilfeller fungerer som en forsterker . Dette bestemte emnet er relatert til en transistor der emitteren skal være den felles jordterminalen for inngangen og utgangssignalet begge, og blir referert til som felles-emitter krets . Noen få grunnleggende sendere kan visualiseres gjennom følgende diagrammer.

Transistor som en bryter

Denne kretskonfigurasjonen aksepterer bare to typer inngangssignal, enten et 0V eller jord signal, eller en positiv spenning + V over 0,7V. Derfor kan transistoren i denne modusen enten slås PÅ eller slås AV. Motstanden ved basen kan være alt mellom 1K og 10K ohm.

Transistor DC-forsterker

I denne kretsen variabel motstand skaper en forspenning fremover til transistoren og regulerer størrelsen på base / emitterstrømmen. Måleren viser mengden strøm levert over kollektorens emitterledninger.

Måleseriemotstanden sørger for sikkerhet for måleren mot overdreven strøm, og forhindrer skade på målerspolen.

I en ekte applikasjonskrets kan potensiometeret tilsettes med en resistiv sensor, hvis motstand varierer i respons til en ekstern faktor som lys, temperatur, fuktighet etc.

Imidlertid, i situasjoner der inngangssignalene varierer raskt, blir en AC-forsterkerkrets anvendbar som forklart nedenfor:

Transistor AC-forsterker

Kretsskjemaet viser en veldig grunnleggende transistorisert vekselstrømforsterkerkrets. Kondensatoren plassert ved inngangen blokkerer enhver form for DC fra å komme inn i basen. Motstanden som brukes for grunnskjevheten beregnes for å etablere en spenning som er halvparten av forsyningsnivået.

Signalet som blir forsterket, 'glir' langs denne konstante spenningen og endrer amplituden over og under dette referansespenningsnivået.

Hvis forspenningsmotstanden ikke ble brukt, ville bare halvparten av forsyningen over 0,7 V-nivå bli forsterket og forårsake store mengder ubehagelige forvrengninger.

Angående retningens strøm

Vi vet at når elektroner beveger seg gjennom en leder, genererer det en strøm av strøm gjennom lederen.

Siden teknisk sett elektronisk bevegelse faktisk er fra et negativt ladet område til positivt ladet område, hvorfor ser pilmerket i et diodesymbol ut til å indikere en motsatt strøm av elektroner.

Dette kan forklares med et par poeng.

1) I henhold til den første teorien til Benjamin Franklin, ble det antatt at strømmen av strøm er fra positiv til den negativt ladede regionen. Imidlertid, når elektroner ble oppdaget, avslørte det den faktiske sannheten.

Likevel fortsatte oppfatningen å være den samme, og skjemaene fortsatte å følge den konvensjonelle fantasien der strømmen vises fra positiv til negativ, fordi det på en eller annen måte å tenke det motsatte gjør oss vanskelig å simulere resultatene.

2) I tilfelle halvledere er det faktisk hullene som beveger seg motsatt elektronene. Dette gjør at elektronene ser ut til å skifte fra positivt til negativt.

For å være presis, må det bemerkes at strømmen faktisk er strømmen av ladning skapt av tilstedeværelsen eller fraværet av elektronet, men når det gjelder elektronisk symbol, finner vi ganske enkelt den konvensjonelle tilnærmingen lettere å følge,

Tyristoren

Akkurat som transistorer, er tyristorer også halvledere som har tre terminaler og spiller en viktig rolle i mange elektroniske prosjekter.

Akkurat som en transistor slås PÅ med en liten strøm ved en av ledningene, fungerer tyristorer også på samme måte og gjør det mulig for en mye større strøm å lede gjennom de to andre komplementerende ledningene.

Den eneste forskjellen er at tyristor ikke har muligheten til å forsterke oscillerende vekselstrømssignaler. De reagerer på kontrollinngangssignalet ved å enten slå dem helt på eller helt av. Dette er grunnen til at tyristorer også er kjent som 'solid state-brytere'.

Silisiumstyrte likerettere (SCR)

SCR er enheter som representerer to grunnleggende former for tyristorer. Strukturen deres ligner strukturen til bipolare transistorer, men SCR har et fjerde lag, derav tre kryss, som illustrert følgende figur.

SCRs interne layout og skjemasymbol kan visualiseres i følgende bilde.

Normalt vises SCR-pinouts med enkeltbokstaver som: A for anode, K (eller C) for katode og G for gate.

Når anodepinnenA til en SCR påføres med et positivt potensial som er høyere enn katodepinnen (K), blir de to ytterste kryssene forspent, selv om det sentrale p-n-krysset forblir omvendt forspent og hemmer enhver strøm av strøm gjennom dem.

Så snart portpinnen G påføres med en minimal positiv spenning, tillater den imidlertid en mye større kraft å lede gjennom anode / katodepinnene.

På dette tidspunktet blir SCR låst og restene slått PÅ selv etter at portforstyrrelsen er fjernet. Dette kan fortsette uendelig til anoden eller katoden kobles fra strømforsyningslinjen.

Neste prosjekt nedenfor viser en SCR konfigurert som en bryter for å kontrollere en glødelampe.

Venstre sidebryter er en trykk-til-AV-bryter som betyr at den åpnes når den trykkes inn, mens høyre sidebryter er en trykk-til-PÅ-bryter som utfører når den trykkes inn. Når denne bryteren trykkes inn et øyeblikk eller bare et sekund, slår den på lampen.

SCR-låsen og lampen slås PÅ permanent. For å slå lampen av til den opprinnelige tilstanden, trykkes den venstre bryteren et øyeblikk.

SCR-er produseres med forskjellige effektgrader og håndteringskapasitet, rett fra 1 amp, 100 volt til 10 ampere eller høyere og flere hundre volt.

Triacs

Triacs brukes spesielt i elektroniske kretser som krever høy spenning av vekselstrømbelastning.

Den interne strukturen til en triac ser faktisk ut som to SCR-er sammenføyd i omvendt parallell. Dette betyr at en triac får muligheten til å lede strøm i begge retninger for likestrøm så vel som strømforsyning.

For å implementere denne funksjonen er triacen bygget med fem halvlederlag med en ekstra region av n-typen. Triac-pinoutene er koblet slik at hver pin kommer i kontakt med et par av disse halvlederregionene.

Selv om arbeidsmodus til en triac gate terminal ligner på en SCR, er porten ikke spesifikt referert til anode- eller katodeterminaler, det er fordi triac kan lede begge veier slik at porten kan aktiveres med noen av terminalene avhengig av om det brukes et positivt signal eller et negativt signal for portutløseren.

På grunn av dette er triacs to hovedlastbærende terminaler betegnet som MT1 og MT2 i stedet for A eller K. Bokstavene MT refererer til 'hovedterminal'. som vist i følgende kretsskjema.

Når en triac brukes for å bytte en AC, utfører traicen bare så lenge porten forblir koblet til en liten forsyningsinngang. Når gatesignalet er fjernet, holder det fortsatt triac slått PÅ, men bare til vekselstrømsbølgeformsyklusen når null krysslinjen.

Når vekselstrømforsyningen når null-linjen, slår triac seg AV og den tilkoblede belastningen permanent, til gatesignalet påføres igjen.

Triacs kan brukes til å kontrollere de fleste husholdningsapparater sammen med motorer og pumper.

Selv om triacs også er kategorisert i henhold til deres nåværende håndteringskapasitet eller vurdering som SCRs, er SCRs generelt tilgjengelig med mye høyere nåværende rangeringer enn en triac.

Halvleder Lysemitterende enheter

Når de blir utsatt for høye nivåer av lys, varme, elektroner og lignende energier, viser de fleste halvledere tendensen til å avgi lys ved menneskelig synlig bølgelengde eller IR-bølgelengde.

Halvledere som er ideell for dette er de som kommer i familien til p-n-kryssdioder.

Lysdioder (LED) gjør dette ved å konvertere elektrisk strøm direkte til synlig lys. LED er ekstremt effektive med sin strøm til lysinnstramming enn noen annen form for lyskilde.

Hvite, kraftige lysdioder brukes til hjemmebelysning formål, mens de fargerike lysdiodene brukes i dekorative applikasjoner.

LED-intensiteten kan styres enten ved å redusere inngangsstrømmen lineært eller gjennom pulsbreddemodulasjon inngang også kalt PWM.

Halvlederlysdetektorer

Når noen form for energi kommer i kontakt med en halvlederkrystall, fører det til generering av en strøm i krystallet. Dette er det grunnleggende prinsippet bak arbeidet med alle halvlederlyssensorenheter.

Halvlederlysdetektorer kan kategoriseres i hovedtyper:

De som er bygget ved hjelp av pn-kryss halvledere og de andre som ikke er det.

I denne forklaringen vil vi bare ta for oss p-n-variantene. P-n-kryssbaserte lysdetektorer er det mest brukte medlemmet av den fotoniske halvlederfamilien.

De fleste er laget av silisium og kan oppdage både synlig lys og nesten infrarødt.

Fotodioder:

Fotodioder er spesielt designet for elektroniske prosjekter som er designet for å føle lys. Du finner dem i alle slags dingser som i kameraer, innbruddsalarmer , Bo kommunikasjon, etc.

I lysdetektormodus fungerer en fotodiode ved å generere et hull eller elektrondeling ved et PN-kryss. Dette får strøm til å bevege seg så snart terminalene p og n-krysset er koblet til en ekstern forsyning.

Når den brukes i solcellemodus, fungerer fotodioden som en strømkilde i nærvær av et innfallende lys. I denne applikasjonen begynner enheten å operere i omvendt forspenningsmodus som svar på en lysbelysning.

I fravær av lys strømmer fremdeles en liten mengde strøm kjent som 'mørk strøm'.

En fotodiode produseres vanligvis i mange forskjellige emballasjedesigner. De er hovedsakelig tilgjengelige i plastkropp, forhåndsinstallert linse og filtrering, og så videre.

Nøkkeldifferensieringen er dimensjonen til halvlederen som brukes til enheten. Fotodioder beregnet på responstider med høy hastighet i omvendt bias fotolederdrift er bygget ved hjelp av halvleder med lite område.

Fotodioder med større område har en tendens til å svare litt sakte, men kan ha muligheten til å levere høyere grad av følsomhet for lysbelysningen.

Fotodioden og lysdioden har identisk skjematisk symbol, bortsett fra at retningen til pilene som er innover for fotodioden. Fotodioder er vanligvis vant til å gjenkjenne hurtige varierende pulser selv ved nær infrarød bølgelengde, som i lysbølgekommunikasjon.

Kretsen nedenfor illustrerer måten fotodioden muligens kan påføres i en lysmåler. Resultatene av denne kretsen er ganske lineære.

Fototransistorer

Fototransistorer brukes i elektroniske prosjekter som krever høyere grad av følsomhet. Disse enhetene er utelukkende opprettet for å utnytte lysfølsomheten i alle transistorer. Generelt kan en fototransistor bli funnet i en npn-innretning som har en bred bunnseksjon som kan eksponeres for lys.

Lys som kommer inn i basen tar stedet for den naturlige base-emitterstrømmen som eksisterer i normale npn-transistorer.

På grunn av denne funksjonen er en fototransistor i stand til å forsterke lysvariasjonene umiddelbart. Det er vanligvis to typer npn-fototransistorer som kan oppnås. Den ene er med en standard npn-struktur, den alternative varianten kommer med en ekstra npn-transistor for å tilby ekstra forsterkning, og er kjent som en 'photodarlington' transistor.

Disse er ekstremt følsomme, selv om de er litt trege i forhold til vanlig npn-fototransistor. De skjematiske symbolene som vanligvis brukes for fototransistorer er som gitt nedenfor:

Fototransistorer brukes ganske ofte for å oppdage vekslende (ac) lysimpulser. De brukes i tillegg til å identifisere kontinuerlig (likestrøm) lys, for eksempel følgende krets der en fotodarlington påføres for å aktivere et relé.

Denne opplæringen vil oppdateres regelmessig med spesifikasjoner for nye komponenter, så følg med.