Hvordan bruke transistorer

Hvis du har forstått riktig, hvordan du bruker transistorer i kretser, har du kanskje allerede erobret halvparten av elektronikken og dens prinsipper. I dette innlegget gjør vi en innsats i denne retningen.

Introduksjon

Transistorer er 3 terminal halvlederanordninger som er i stand til å lede relativt høy effekt over sine to terminaler, som svar på en betydelig lav inngang på den tredje terminalen.

Transistorer er i utgangspunktet av to typer: bipolar kryssstransistor (BJT), og metall-oksid-halvleder felt-effekt transistor ( MOSFET )

For en BJT er de tre terminalene utpekt som base, emitter, samler. Et signal med lav effekt over basen / emitterterminalen gjør det mulig for transistoren å bytte en relativt høy effektbelastning over sin kollektorterminal.

For MOSFET er disse betegnet som Gate, Source, Drain. Et signal med lav effekt over Gate / Source-terminalen gjør det mulig for transistoren å bytte en relativt høy effektbelastning over sin kollektorterminal.

For enkelhets skyld vil vi diskutere BJTs her, siden deres charcaeritics er mindre kompleks sammenlignet med MOSFETs.

Transistorer (BJT) er byggesteinene til alle halvlederinnretninger funnet i dag. Hvis det ikke ville være transistorer, ville det ikke være noen IC-er eller andre halvlederkomponenter. Selv IC-er består av 1000-tallet med tett sammensatte transistorer som utgjør funksjonene til den aktuelle brikken.

Nye elektroniske hobbyister synes det er vanskelig å håndtere disse nyttige komponentene og konfigurere dem som kretser for en tiltenkt applikasjon.

Her vil vi studere funksjonene og måten å håndtere og implementere bipolare transistorer på i praktiske kretsløp.

Hvordan bruke transistorer som en bryter

Bipolare transistorer er generelt en tre-leder aktiv elektronisk komponent som fundamentalt fungerer som en bryter for å enten slå PÅ eller slå AV strømmen til en ekstern belastning eller et tilhørende elektronisk trinn i kretsen.

Et klassisk eksempel kan sees nedenfor, der en transistor er koblet til som en vanlig emitterforsterker :

Dette er standardmetoden for å bruke hvilken som helst transistor som en bryter for å kontrollere en gitt belastning. Du kan se når en liten ekstern spenning påføres basen, transistoren slås PÅ og leder tyngre strøm over kollektorens emitterterminaler, og slår på en større belastning.

Basemotstandsverdien kan beregnes ved hjelp av formelen:

R_b= (Basisforsyning V._bBase-Emitter Forward Voltage) x hFE / Load Current

Husk også at den negative eller jordlinjen til den eksterne spenningen må være koblet til transistorens jordledning eller emitteren, ellers vil den eksterne spenningen ikke ha noen innvirkning på transistoren.

Bruke Transistor som en relédriver

Jeg har allerede forklart i et av mine tidligere innlegg om hvordan jeg lager et transistordriverkrets .

I utgangspunktet bruker den samme konfigurasjon som vist ovenfor. Her er standardkretsen for det samme:

Hvis du er forvirret om stafetten, kan du referere til denne omfattende artikkelen som forklarer alt om relékonfigurasjoner .

Bruke transistor til lysdimmer

Følgende konfigurasjon viser hvordan en transistor kan brukes som lysdimmer ved hjelp av en emitter følger krets .

Du kan se at variabel motstand eller potten er variert, og lampens intensitet varierer også. Vi kaller det emitter-tilhenger , fordi spenningen ved emitteren eller over pæren følger spenningen i bunnen av transistoren.

For å være presis vil emitterspenningen være bare 0,7 V bak basisspenningen. For eksempel, hvis basespenningen er 6 V, vil senderen 6 - 0,7 = 5,3 V og så videre. Forskjellen på 0,7 V skyldes den minimale fremoverspenningsfallverdien til transistoren over basissenderen.

Her danner grytemotstanden sammen med 1 K-motstanden et resistivt delernettverk ved bunnen av transistoren. Når gryten skyves, endres spenningen ved transistorens bunn, og dette endrer tilsvarende emitterspenningen over lampen, og lampens intensitet endres tilsvarende.

Bruke transistor som sensor

Fra de ovennevnte diskusjonene har du kanskje observert at transistoren gjør en viktig ting i alle applikasjonene. Det forsterker i utgangspunktet spenningen ved basen ved å la en stor strøm bli slått over sin kollektoremitter.

Denne forsterkningsfunksjonen utnyttes også når en transistor brukes som en sensor. Følgende eksempel viser hvordan den kan brukes til å føle forskjellen i omgivende lys og slå PÅ / AV et relé tilsvarende.

Også her LDR og 300 ohm / 5 k forhåndsinnstilt danner en potensiell skillelinje i bunnen av transistoren.

300 ohm er faktisk ikke nødvendig. Det er inkludert for å sikre at transistorbasen aldri er helt jordet, og dermed blir den aldri fullstendig deaktivert eller slått av. Det sørger også for at strømmen gjennom LDR aldri kan overstige en viss minimumsgrense, uansett hvor lys lysintensiteten er på LDR.

Når det er mørkt, har LDR en høy motstand som er mange ganger høyere enn den kombinerte verdien på 300 ohm og 5 K forhåndsinnstilt.

På grunn av dette får transistorbasen mer jordsspenning (negativ) enn den positive spenningen, og dens ledere for kollektor / emitter forblir slått AV.

Men når tilstrekkelig lys faller på LDR, faller motstanden til noen få kilo-ohm-verdi.

Dette gjør at transistorens basespenning kan stige godt over 0,7 V-merket. Transistoren blir nå forspent og slår på kollektorbelastningen, det er reléet.

Som du kan se, forsterker transistorene i utgangspunktet også den lille basisspenningen slik at en større belastning på samleren kan slås PÅ.

LDR kan byttes ut med andre sensorer som f.eks termistor for varmesensing, a vannsensor for vannsensing, a fotodiode for IR-strålesensing og så videre.

Spørsmål til deg: Hva skjer hvis posisjonen til LDR og 300/5 K forhåndsinnstilling byttes med hverandre?

Transistorpakker

Transistorer gjenkjennes normalt av deres eksterne pakke der den spesielle enheten kan være innebygd. De vanligste pakketyper der disse nyttige enhetene er vedlagt, er T0-92, TO-126, TO-220 og TO-3. Vi vil prøve å forstå alle disse spesifikasjonene til transistorer og også lære å bruke dem i praktiske kretser.

Forstå små signal TO-92 transistorer:

Transistorer som BC547, BC557, BC546, BC548, BC549, etc kommer alle inn under denne kategorien.

Disse er de mest elementære i gruppen og brukes til applikasjoner som involverer lave spenninger og strømmer. Interessant er at denne kategorien av transistorer brukes mest omfattende og universelt i elektroniske kretser på grunn av deres allsidige parametere.

Normalt er disse enhetene designet for å håndtere spenninger hvor som helst mellom 30 og 60 volt på tvers av samleren og emitteren.

Basespenningen er ikke mer enn 6, men de kan lett utløses med en spenningsnivå så lavt som 0,7 volt ved basen. Strømmen må imidlertid være begrenset til ca. 3 mA.

De tre ledningene til en TO-92-transistor kan identifiseres på følgende måte:

Når du holder den trykte siden mot oss, er ledningen på høyre side emitteren, den midtre er basen og venstre ben er samleren på enheten.

OPPDATER: Vil du vite hvordan du bruker transistorer med Arduino? Les det her

Hvordan konfigurere en TO-92-transistor til praktisk design

Transistorer er hovedsakelig av to typer, en NPN-type og en PNP-type, begge er komplementære til hverandre. I utgangspunktet oppfører de begge på samme måte, men i motsatte referanser og retninger.

For eksempel vil en NPN-enhet kreve en positiv utløser i forhold til bakken, mens en PNP-enhet vil kreve en negativ utløser med referanse til en positiv forsyningslinje for implementering av de spesifiserte resultatene.

De tre ledningene til transistoren som er forklart ovenfor, må tilordnes spesifikke innganger og utganger for å få den til å fungere for en bestemt applikasjon som åpenbart er for å bytte en parameter.

Ledningene må tilordnes med følgende inngangs- og utgangsparametere:

De emitter av en hvilken som helst transistor er referanse pinout av enheten , noe som betyr at det må tildeles den spesifiserte felles forsyningsreferansen slik at de to gjenværende ledningene kan fungere med referanse til den.

En NPN-transistor vil alltid trenge en negativ forsyning som referanse, koblet til emitterledningen for riktig funksjon, mens for en PNP vil den være den positive forsyningslinjen for emitteren.

Samleren er den lastbærende ledningen til en transistor, og lasten som må byttes inn blir introdusert ved samleren til en transistor (se figur).

De basen til en transistor er utløserterminalen som må påføres med et lite spenningsnivå, slik at strømmen gjennom lasten kan passere, over til emitterledningen, slik at kretsen fullfører og driver belastningen.

Fjerningen av utløsertilførselen til basen slår umiddelbart av lasten eller bare strømmen over samleren og emitterterminalene.

Forstå TO-126, TO-220 Power Transistors:

Dette er middels kraftstransistorer som brukes til applikasjoner som krever bytte av kraftige relativt kraftige belastninger, liggende transformatorer, lamper etc. og for å kjøre TO-3-enheter, typiske er f.eks. BD139, BD140, BD135 etc.

Identifisere BJT pinouts

De pinout er identifisert på følgende måte:

Hold enheten med den trykte overflaten mot deg, den høyre ledningen er senderen, den midterste ledningen er samleren og den venstre ledningen er basen.

Funksjonen og utløsingsprinsippet er nøyaktig lik det som ble forklart i forrige avsnitt.

Enheten betjenes med belastninger hvor som helst fra 100 mA til 2 ampere over samleren til emitteren.

Basistriggeren kan være hvor som helst fra 1 til 5 volt med strømmer som ikke overstiger 50 mA, avhengig av kraften til lastene som skal byttes.

Forstå TO-3 Power Transistors:

Disse kan sees i metallpakker som vist på figuren. De vanlige eksemplene på TO-3-kraftstransistorer er 2N3055, AD149, BU205, etc.

Ledningene til en TO-3-pakke kan identifiseres som følger:

Hold ledningssiden av enheten mot deg slik at metalldelen ved siden av ledningene som har større område holdes oppover (se figur), høyre ledning er basen, venstre ledning er emitteren mens den metalliske kroppen til enheten danner samleren av pakken.

Funksjons- og driftsprinsippet er omtrent det samme som forklart for små signaltransistorer, men effektspesifikasjonene øker proporsjonalt som gitt nedenfor:

Collector-emitter spenning kan være hvor som helst mellom 30 og 400 volt og strøm mellom 10 og 30 ampere.

Basetriggeren bør være optimalt rundt 5 volt, med strømnivåer fra 10 til 50 mA, avhengig av størrelsen på belastningen som skal utløses. Basisutløserstrømmen er direkte proporsjonal med laststrømmen.

Har du mer spesifikke spørsmål? Vennligst spør dem gjennom dine kommentarer, jeg er her for å løse dem alle for deg.