kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 208579
Makaleye yorum: 2
Anahtar modunda transistör çalışması
Hikayeyi basitleştirmek için hayal edebilirsiniz transistor değişken bir direnç şeklinde. Tabanın sonucu sadece bükebileceğiniz tutamaktır. Bu durumda, toplayıcı - yayıcı bölümünün direnci değişir. Tabii ki, üssü bükmenize gerek yok, çıkabilir. Ancak, yayıcıya göre bir miktar voltaj uygulamak elbette mümkündür.
Gerilim hiç uygulanmazsa, ancak kısa olmasa da, birkaç KOhm'luk bir dirençle taban ve vericinin sonuçlarını alın ve kapatın. Baz verici voltajının (Ube) sıfır olduğu ortaya çıkıyor. Sonuç olarak, baz akımı yoktur. Transistör kapalı, kolektör akımı ihmal edilebilir, aynı başlangıç akımı. Ters yönde bir diyotla hemen hemen aynı! Bu durumda, transistörün KAPALI konumda olduğunu söylerler, bu da normal dilde kapalı veya kilitli olduğu anlamına gelir.
Tersi duruma SATURATION denir. Transistör tamamen açık olduğunda, daha fazla açılacak yer yoktur. Böyle bir açılma derecesinde, toplayıcı verici bölümünün direnci o kadar küçüktür ki, toplayıcı devresinde yük olmadan transistörü açmak imkansızdır, anında yanar. Bu durumda, kollektördeki artık voltaj sadece 0.3 ... 0.5V olabilir.
Transistörü böyle bir duruma getirmek için, yayıcıya göre büyük bir voltaj Ube uygulayarak - yaklaşık 0,6 ... 0,7V - yeterince büyük bir taban akımı sağlamak gerekir. Evet, baz yayıcı birleşme yeri için, sınırlayıcı dirençsiz böyle bir voltaj çok büyüktür. Sonuçta, Şekil 1'de gösterilen transistörün giriş karakteristiği, diyotun karakteristiğinin doğrudan koluna çok benzer.
Şekil 1. Transistör giriş özelliği
Bu iki durum - doygunluk ve kesme - transistör normal bir röle kontağı gibi anahtar modundayken kullanılır. Bu modun ana noktası, küçük bir temel akımın, büyük bir kollektör akımını kontrol etmesidir; bu, ana akımdan on kat daha fazladır. Harici bir enerji kaynağı nedeniyle büyük bir kolektör akımı elde edilir, ancak yine de dedikleri gibi mevcut kazanç açıktır. Basit bir örnek: küçük bir mikro devre büyük bir ampulü yakar!
Anahtar modunda transistörün böyle bir kazanımının büyüklüğünü belirlemek için, "büyük sinyal modundaki akım kazancı" kullanılır. Dizinlerinden Yunanca letter "betta" harfi ile gösterilir. Hemen hemen tüm modern transistörler için, anahtar modunda çalışırken, bu katsayı 10 ... 20 less'dan az değildir, mümkün olan maksimum toplayıcı akımının mümkün olan minimum temel akıma oranı olarak belirlenir. Boyut boyutsuz, sadece "kaç kez".
β ≥ Ic / Ib
Baz akım gerektiğinden fazla olsa bile, özel bir sorun yoktur: transistör yine de daha fazla açılamaz. Bu yüzden doygunluk modunda. Geleneksel transistörlere ek olarak, anahtar modunda çalışmak için Darlington veya kompozit transistörler kullanılır. Onların "süper - betta" değerleri 1000 veya daha fazla katına ulaşabilir.
Anahtar sahne çalışma modu nasıl hesaplanır
Tamamen asılsız kalmamak için, devresi Şekil 2'de gösterilen anahtar kaskadın çalışma modunu hesaplamaya çalışalım.
Resim 2
Bu kaskatın görevi çok basit: ampulü açıp kapatın. Tabii ki, yük herhangi bir şey olabilir - bir röle bobini, bir elektrik motoru, sadece bir direnç, ama ne olduğunu asla bilemezsiniz. Ampul sadece deneyi netleştirmek, basitleştirmek için alındı. Görevimiz biraz daha karmaşık. Ana devredeki direnç Rb'nin değerini hesaplamak gerekir, böylece ampul tam ısıya yanar.
Bu tür ampuller, yerli otomobillerde gösterge tablosunu aydınlatmak için kullanılır, bu nedenle bulmak kolaydır. 1.5A kolektör akımına sahip KT815 transistör böyle bir deneyim için oldukça uygundur.
Bu hikayedeki en ilginç şey, ≥ ≥ Ic / Ib koşulu karşılandığı sürece, hesaplamalarda streslerin dikkate alınmamasıdır. Bu nedenle, ampul 200V çalışma voltajında olabilir ve temel devre 5V besleme voltajı ile mikroçiplerden kontrol edilebilir. Transistör kolektörde böyle bir voltajla çalışacak şekilde tasarlanmışsa, ışık sorunsuz yanıp söner.
Ancak örneğimizde, mikro devreler beklenmiyor, temel devre basitçe 5V sağlayan bir kontak tarafından kontrol ediliyor. 12V voltaj için ampul, tüketim akımı 100mA. Transistörümüzün β tam olarak 10 olduğu varsayılmaktadır. Baz verici yayıcı bağlantısındaki voltaj düşüşü Ube = 0.6V'dir. Bkz. Şekil 1'deki giriş karakteristiği.
Bu verilerle, bazdaki akım Ib = Ik / β = 100/10 = 10 (mA) olmalıdır.
Baz direnç Rb'deki voltaj (eksi yayıcı bağlantısındaki voltaj eksi) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V olacaktır.
Ohm yasasını hatırlıyoruz: R = U / I = 4.4V / 0.01A = 440ohm. SI sistemine göre voltajı volt olarak, akım amper olarak değiştiririz, sonuç Ohm olur. Standart seriden 430 Ohm dirençli bir direnç seçiyoruz. Bu hesaplama üzerinde tam olarak kabul edilebilir.
Ancak, devreye dikkatle bakan kim sorabilir: “Baz ve yayıcı Rbe arasındaki direnç hakkında neden hiçbir şey söylenmedi? Sadece onu unuttular mı, yoksa gerçekten gerekli mi? ”
Bu direncin amacı, düğmenin açık olduğu anda transistörü güvenilir bir şekilde kapatmaktır. Gerçek şu ki, baz "havada asılı kalırsa", her türlü parazitin etkisi, özellikle düğmeye giden tel yeterince uzunsa, garanti edilir. Anten nedir? Neredeyse bir dedektör alıcısı gibi.
Transistörü güvenilir bir şekilde kapatmak, kesme moduna girmek için, vericinin ve tabanın potansiyellerinin eşit olması gerekir. “Eğitim programımızda” anahtarlamalı bir kontak kullanmak en kolayı olacaktır. Işık anahtarı kontağını + 5V'ye açmak gerekir ve kapatılması gerektiğinde - tüm kaskatın girişini toprağa kapatın.
Ancak her zaman değil ve her yerde değil, ekstra temas gibi lükslere izin verilebilir. Bu nedenle, baz ve yayıcının potansiyellerini direnç Rbe ile hizalamak daha kolaydır. Bu direncin değerinin hesaplanması gerekmez. Genellikle on RB'ye eşittir. Pratik verilere göre değeri 5 ... 10K olmalıdır.
Dikkate alınan devre, ortak bir yayıcıya sahip bir devre türüdür. Burada iki özellik belirtilebilir. İlk olarak, kontrol voltajı olarak 5V kullanıyor. Anahtar aşama dijital devrelere bağlandığında veya şimdi daha olası olan bu voltajdır mikrokontrolörler.
İkinci olarak, toplayıcı sinyali temel sinyale göre ters çevrilir. Tabanda voltaj varsa, kontak + 5V'de kapatılır, daha sonra toplayıcıda neredeyse sıfıra düşer. Tabii ki sıfıra değil, dizinde belirtilen voltaja. Aynı zamanda, ampul görsel olarak ters çevrilmemiş - tabanda bir sinyal var, ışık var.
Giriş sinyalinin ters çevrilmesi sadece transistörün anahtar modunda değil, kazanç modunda da gerçekleşir. Ancak bu makalenin bir sonraki bölümünde tartışılacaktır.
Boris Aladyshkin
Not; Devreye monte etmeden önce, transistörlerin çalışabilirliğini kontrol etmek çok sık gereklidir. Burada nasıl yapılacağını görün - Pratikte transistörlerin basit testi.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: