Pagrindinės paaiškintos elektroninės grandinės - pradedančiųjų elektronikos vadovas

Toliau pateiktame straipsnyje išsamiai aptariami visi pagrindiniai faktai, teorijos ir informacija apie įprastų elektroninių komponentų, tokių kaip rezistoriai, kondensatoriai, tranzistoriai, MOSFET, UJT, triakai, SCR, veikimą ir naudojimą.

Čia paaiškintas įvairias mažas pagrindines elektronines grandines galima efektyviai pritaikyti kaip Statybiniai blokai arba moduliai, skirti sukurti daugiapakopes grandines, integruojant dizainus tarpusavyje.

Pamokas pradėsime nuo rezistorių ir bandysime suprasti jų veikimą ir taikymą.

Bet prieš pradėdami, greitai apibendrinkime įvairius elektroninius simbolius, kurie bus naudojami šio straipsnio schemose.

Kaip veikia rezistoriai

The rezistorių funkcija yra atsparumas srovės srautui. Pasipriešinimo vienetas yra omas.

Kai 1 Ohm rezistoriui taikomas 1 V potencialų skirtumas, pagal Ohmo įstatymą bus priversta 1 Ampero srovė.

Įtampa (V) veikia kaip rezistoriaus (R) potencialų skirtumas

Srovė (I) sudaro elektronų srautą per rezistorių (R).

Jei žinome bet kurių dviejų šių 3 elementų V, I ir R vertes, trečiojo nežinomo elemento vertę būtų galima lengvai apskaičiuoti naudojant šį Ohmo dėsnį:

V = I x R, arba I = V / R, arba R = V / I

Kai srovė teka per rezistorių, ji išsklaidys galią, kurią galima apskaičiuoti naudojant šias formules:

P = V X I arba P = I^dux R

Rezultatas iš pirmiau pateiktos formulės bus vatais, o tai reiškia, kad galios vienetas yra vatas.

Visada labai svarbu įsitikinti, kad visi formulės elementai yra išreikšti standartiniais vienetais. Pvz., Jei naudojamas milivoltas, tada jis turi būti konvertuojamas į voltus, panašiai miliamperai turėtų būti konvertuojami į amperus, o miliohmai arba kiloOhm turėtų būti konvertuojami į omus, įvedant reikšmes į formulę.

Daugumoje programų rezistoriaus galia yra 1/4 vatų 5%, nebent specialiais atvejais, kai srovė yra išskirtinai didelė, nenurodyta kitaip.

Rezistoriai nuosekliose ir lygiagrečiose jungtyse

Rezistoriaus reikšmes galima pritaikyti skirtingoms pritaikytoms reikšmėms, pridedant asortimento vertes nuosekliai arba lygiagrečiai. Tačiau tokių tinklų gautos vertės turi būti tiksliai apskaičiuojamos pagal toliau pateiktas formules:

Kaip naudoti rezistorius

Paprastai naudojamas rezistorius ribinė srovė per serijinę apkrovą, pvz., lempą, šviesos diodą, garso sistemą, tranzistorių ir kt., siekiant apsaugoti šiuos pažeidžiamus įrenginius nuo per didelės srovės.

Ankstesniame pavyzdyje srovė nors LED galima apskaičiuoti pagal Ohmo dėsnį. Tačiau šviesos diodas gali pradėti tinkamai apšviesti tik tada, kai bus pritaikytas minimalus priekinės įtampos lygis, kuris gali būti nuo 2 V iki 2,5 V (RED LED), todėl formulė, kurią galima naudoti apskaičiuojant srovę per šviesos diodą, būti

Aš = (6 - 2) / R

Potencialus daliklis

Rezistoriai gali būti naudojami kaip potencialūs dalikliai , siekiant sumažinti maitinimo įtampą iki norimo žemesnio lygio, kaip parodyta šioje diagramoje:

Tačiau tokie varžiniai skirstytuvai gali būti naudojami etaloninėms įtampoms generuoti, tik didelės impedanso šaltiniams. Išėjimo negalima naudoti tiesiogiai veikiančiai apkrovai, nes dalyvaujantys rezistoriai sumažintų srovę.

„Wheatstone Bridge Circuit“

Kviečių akmens tilto tinklas yra grandinė, naudojama labai tiksliai matuoti rezistoriaus vertes.

Pagrindinė grandinės tilto tinklo grandinė parodyta žemiau:

Kviečių akmens tilto darbo duomenys ir tai, kaip rasti tikslius rezultatus naudojant šį tinklą, paaiškinta aukščiau pateiktoje diagramoje.

Tikslioji „Wheatstone Bridge“ grandinė

Gretimame paveiksle pavaizduota kviečių akmens tilto grandinė leidžia vartotojui labai tiksliai išmatuoti nežinomo rezistoriaus (R3) vertę. Tam žinomų rezistorių R1 ir R2 reitingas taip pat turi būti tikslus (1% tipas). R4 turėtų būti potenciometras, kurį būtų galima tiksliai sukalibruoti pagal numatomus rodmenis. R5 gali būti išankstinis nustatymas, esantis kaip srovės stabilizatorius iš maitinimo šaltinio. Rezistorius R6 ir jungiklis S1 veikia kaip šunto tinklas, užtikrinantys tinkamą skaitiklio M1 apsaugą. Norėdami pradėti bandymo procedūrą, vartotojas turi sureguliuoti R4, kol matuoklio M1 rodmuo bus nulis. Sąlyga yra ta, kad R3 bus lygus R4 koregavimui. Jei R1 nėra tapatus R2, R3 vertei nustatyti galima naudoti šią formulę. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondensatoriai

Kondensatoriai dirba kaupiant elektrinį krūvį poroje vidinių plokščių, kurios taip pat sudaro elemento gnybtų laidus. Kondensatorių matavimo vienetas yra Faradas.

Kondensatorius, kurio reitingas yra 1 „Farad“, prijungtas prie 1 voltų maitinimo šaltinio, galės išsaugoti 6,28 x 10 įkrovą¹⁸elektronai.

Tačiau praktinėje elektronikoje Faradų kondensatoriai laikomi per dideliais ir niekada nenaudojami. Vietoj to naudojami daug mažesni kondensatoriai, tokie kaip pikofaradas (pF), nanofaradas (nF) ir mikrofaradas (uF).

Ryšį tarp pirmiau minėtų vienetų galima suprasti iš šios lentelės, ir tai taip pat gali būti naudojama konvertuojant vieną vienetą į kitą.

• 1 Faradas = 1 F
• 1 mikrofaradas = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofaradas = 1 nF = 10^-9F
• 1 pikofaradas = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Kondensatorių įkrovimas ir iškrovimas

Kondensatorius iškart įkraus, kai jo laidai bus prijungti prie tinkamo įtampos.

The įkrovimo procesas gali būti atidėtas arba sulėtintas, pridedant rezistorių nuosekliai su maitinimo įėjimu, kaip parodyta aukščiau pateiktose diagramose.

Išleidimo procesas taip pat yra panašus, bet priešingai. Kondensatorius akimirksniu išsikraus, kai jo laidai bus sutrumpinti. Išleidimo procesą galima proporcingai sulėtinti, pridedant rezistorių nuosekliai su laidais.

Kondensatorius serijoje

Kondensatorius galima pridėti nuosekliai, sujungiant jų laidus vienas su kitu, kaip parodyta žemiau. Poliarizuotiems kondensatoriams jungtis turėtų būti tokia, kad vieno kondensatoriaus anodas susijungtų su kito kondensatoriaus katodu ir pan. Nepoliniams kondensatoriams laidus galima sujungti bet kokiu būdu.

Sujungus nuosekliai, talpos vertė sumažėja, pavyzdžiui, nuosekliai sujungus du 1 uF kondensatorius, gaunama vertė tampa 0,5 uF. Atrodo, kad tai yra visiškai priešinga rezistoriams.

Prijungus nuosekliai, susumuojama kondensatorių įtampos vertė arba gedimo įtampos vertės. Pavyzdžiui, kai du 25 V vardiniai kondensatoriai yra sujungti nuosekliai, jų įtampos tolerancijos diapazonas sutampa ir padidėja iki 50 V

Kondensatoriai lygiagrečiai

Kondensatoriai taip pat gali būti jungiami lygiagrečiai, sujungiant jų laidus bendrai, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje. Poliarizuotiems kondensatoriams gnybtai su panašiais poliais turi būti sujungti vienas su kitu, nepoliniams dangteliams šio apribojimo galima nepaisyti. Lygiagrečiai sujungus, gaunama bendra kondensatorių vertė didėja, o tai yra priešingai rezistorių atveju.

Svarbu: Įkrautas kondensatorius gali išlaikyti krūvį tarp savo gnybtų žymiai ilgai. Jei įtampa yra pakankamai aukšta 100 V ir didesnė, palietus laidus, gali sukelti skausmingą šoką. Mažesnis įtampos lygis gali turėti pakankamai galios net ištirpdyti nedidelį metalo gabalą, kai metalas įvedamas tarp kondensatoriaus laidų.

Kaip naudoti kondensatorius

Signalų filtravimas : Kondensatorius gali būti naudojamas filtravimo įtampos keliais būdais. Prijungtas prie kintamosios srovės maitinimo šaltinio, jis gali susilpninti signalą, įžemindamas dalį jo turinio ir leisdamas vidutinę priimtiną išvesties vertę.

DC blokavimas: Kondensatorius gali būti naudojamas nuosekliai, norint užblokuoti nuolatinę įtampą ir per ją praleisti kintamosios srovės ar pulsuojančią nuolatinės srovės turinį. Ši funkcija leidžia garso įrangai naudoti kondensatorius prie įvesties / išvesties jungčių, kad būtų galima praeiti garso dažnius ir išvengti nepageidaujamos nuolatinės įtampos patekimo į stiprintuvą.

Maitinimo šaltinio filtras: Kondensatoriai taip pat veikia kaip Nuolatinės srovės maitinimo filtrai maitinimo grandinėse. Maitinimo šaltinyje, ištaisius kintamosios srovės signalą, gaunama nuolatinė srovė gali būti pilna bangavimo svyravimų. Didelės vertės kondensatorius, sujungtas per šią pulsacinę įtampą, lemia didelį filtravimo kiekį, dėl kurio svyruojanti nuolatinė įtampa tampa pastovi nuolatinė nuolatinė srovė, o bangavimas sumažėja iki sumos, nustatytos pagal kondensatoriaus vertę.

Kaip sukurti integratorių

Sveiko skaičiaus grandinės funkcija yra suformuoti kvadratinės bangos signalą į trikampio bangos formą per rezistorių, kondensatorių ar RC tinklas , kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Čia galime pamatyti, kad rezistorius yra įėjimo pusėje ir yra nuosekliai sujungtas su linija, o kondensatorius yra prijungtas išėjimo pusėje, per rezistoriaus išėjimo galą ir įžeminimo liniją.

RC komponentai grandinėje veikia kaip laiko pastovus elementas, kurio sandauga turi būti 10 kartų didesnė už įvesties signalo periodą. Priešingu atveju tai gali sumažinti išėjimo trikampio bangos amplitudę. Tokiomis sąlygomis grandinė veiks kaip žemo dažnio filtras, blokuojantis aukšto dažnio įėjimus.

Kaip padaryti skirtuką

Diferenciatoriaus grandinės funkcija yra konvertuoti kvadratinės bangos įvesties signalą į spygliuotą bangos formą, turinčią staigų kylančią ir lėtai krintančią bangos formą. RC laiko konstantos vertė šiuo atveju turi būti 1/10-oji įvesties ciklų dalis. Diferencialo grandinės paprastai naudojamos trumpiems ir aštriems paleidimo impulsams generuoti.

Diodų ir lygintuvų supratimas

Diodai ir lygintuvai yra klasifikuojami pagal puslaidininkiniai įtaisai , suprojektuoti praleisti srovę tik viena nurodyta kryptimi, o blokuoti priešinga kryptimi. Tačiau diodu ar diodu pagrįsti moduliai nepradės praleisti srovės ar laidumo, kol nebus pasiektas būtinas minimalus priekinės įtampos lygis. Pvz., Silicio diodas dirbs tik tada, kai naudojama įtampa viršys 0,6 V, o germanio diodas - mažiausiai 0,3 V. Jei nuosekliai prijungti du du diodai, šis reikalavimas į priekį taip pat padvigubės iki 1,2 V, ir taip toliau.

Diodų naudojimas kaip įtampos lašintuvas

Kaip aptarėme ankstesnėje pastraipoje, diodams pradėti dirbti reikia maždaug 0,6 V, tai taip pat reiškia, kad diodas sumažins šį įtampos lygį savo išėjime ir žemėje. Pavyzdžiui, jei naudojamas 1 V, diodas prie savo katodo gamins 1 - 0,6 = 0,4 V.

Ši funkcija leidžia diodus naudoti kaip įtampos lašintuvas . Bet kokį norimą įtampos kritimą galima pasiekti sujungus atitinkamą diodų skaičių nuosekliai. Taigi, jei nuosekliai prijungti 4 diodai, tai išvestyje sukurs bendrą 0,6 x 4 = 2,4 V išskaičiavimą ir pan.

Toliau pateikta šio skaičiavimo formulė:

Išėjimo įtampa = įėjimo įtampa - (diodų skaičius x 0,6)

Diodo naudojimas kaip įtampos reguliatorius

Diodai dėl jų priekinės įtampos kritimo funkcijos taip pat gali būti naudojami stabiliai etaloninei įtampai generuoti, kaip parodyta gretimoje diagramoje. Išėjimo įtampą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

R1 = (Vin - Vout) / I

Įsitikinkite, kad naudojate tinkamą D1 ir R1 komponentų galios normą, atsižvelgiant į apkrovos galią. Jie turi būti įvertinti bent du kartus daugiau nei apkrova.

Trikampis į sinusinės bangos keitiklį

Diodai taip pat gali veikti kaip trikampio bangos sinuso bangos keitiklį , kaip nurodyta aukščiau pateiktoje diagramoje. Išėjimo sinusinės bangos amplitudė priklausys nuo diodų skaičiaus nuosekliai su D1 ir D2.

Didžiausias skaitiklio voltmetras

Diodai taip pat gali būti sukonfigūruoti, kad gautų didžiausią įtampą voltmetre. Čia diodas veikia kaip pusės bangos lygintuvas, leidžiantis pusei dažnio ciklų įkrauti kondensatorių C1 iki didžiausios įėjimo įtampos vertės. Tada skaitiklis rodo šią smailės vertę per jo įlinkį.

Atvirkštinio poliškumo apsauga

Tai yra viena iš labai paplitusių diodų, kurios naudoja diodą, kad apsaugotų grandinę nuo atsitiktinio atgalinio maitinimo jungties.

Nugaros EMF ir laikinasis apsauga

Kai induktyvi apkrova perjungiama per tranzistoriaus tvarkyklę arba IC, atsižvelgiant į jo induktyvumo vertę, ši indukcinė apkrova gali sukurti aukštos įtampos atgalinį EMF, dar vadinamą atvirkštiniais pereinamaisiais momentais, kurie gali sukelti momentinį vairuotojo tranzistoriaus sunaikinimą arba IC. Diodas, dedamas lygiagrečiai apkrovai, gali lengvai apeiti šią situaciją. Šio tipo konfigūracijos diodai yra žinomi kaip laisvo eigos diodas.

Taikant laikiną apsaugą, diodas paprastai yra sujungtas per indukcinę apkrovą, kad būtų galima apeiti atvirkštinį pereinamąjį laiką nuo indukcinio perjungimo per diodą.

Tai neutralizuoja smaigalį arba trumpalaikį trumpą jungimą per diodą. Jei diodas nenaudojamas, galinis EMF pereinamasis laikotarpis praeis pro vairuotojo tranzistorių arba grandinę atvirkštine kryptimi ir iškart sugadins prietaisą.

Skaitiklio apsauga

Judantis ritės skaitiklis gali būti labai jautrus instrumentas, kuris gali smarkiai sugadinti, jei tiekimo įvestis yra atvirkštinė. Lygiagrečiai sujungtas diodas gali apsaugoti skaitiklį nuo šios situacijos.

Bangos formos kirpimo mašina

Diodas gali būti naudojamas kapoti ir nukirpti bangos formos smailes, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje, ir sukurti išėjimą su sumažinta vidutine bangos forma. Rezistorius R2 gali būti puodas, skirtas reguliuoti karpymo lygį.

„Full wave Clipper“

Pirmoji kirpimo grandinė turi galimybę nukirpti teigiamą bangos formos dalį. Kad būtų galima apkarpyti abu įvesties bangos formos galus, lygiagrečiai priešingam poliškumui galima naudoti du diodus, kaip parodyta aukščiau.

Pusabangis lygintuvas

Kai diodas naudojamas kaip pusės bangos lygintuvas su kintamosios srovės įėjimu, jis blokuoja pusę atvirkštinio įėjimo kintamosios srovės ciklų ir leidžia tik kitai pusei praeiti pro jį, sukuriant pusės bangos ciklo išvestis, taigi ir pavadinimas pusės bangos lygintuvas.

Kadangi kintamosios srovės pusinį ciklą pašalina diodas, išėjimas tampa nuolatine srove, o grandinė taip pat vadinama pusės bangos nuolatinės srovės keitiklio grandine. Be filtro kondensatoriaus išvestis bus pulsuojanti pusabangė nuolatinė srovė.

Ankstesnę schemą galima modifikuoti naudojant du diodus, norint gauti du atskirus išėjimus su priešingomis kintamosios srovės pusėmis, pataisytomis į atitinkamus nuolatinės srovės poliškumus.

„Full Wave“ lygintuvas

Visos bangos lygintuvas arba a tilto lygintuvas yra grandinė, pastatyta naudojant 4 lygintuvo diodus, turinčius tiltą, kaip parodyta aukščiau pateiktame paveiksle. Šios tilto lygintuvo grandinės ypatybė yra ta, kad ji gali paversti tiek teigiamą, tiek neigiamą įvesties pusės ciklus į visos bangos nuolatinės srovės išėjimą.

Pulsuojanti nuolatinė įtampa tilto išėjime turės dvigubą įėjimo AC dažnį dėl neigiamo ir teigiamo pusinio ciklo impulsų įtraukimo į vieną teigiamą impulsų grandinę.

Įtampos dvejintuvo modulis

Diodai taip pat gali būti įdiegti kaip įtampa dviguba kaskadoje porą diodų su keliais elektrolitiniais kondensatoriais. Įvestis turėtų būti pulsuojančios nuolatinės arba kintamosios srovės forma, dėl kurios išėjimas generuoja maždaug du kartus didesnę įtampą nei įvestis. Įėjimo pulsuojantis dažnis gali būti nuo a IC 555 osciliatorius .

„Voltage Doubler“, naudojant „Bridge Rectifier“

DC-DC įtampos dubleris taip pat gali būti įgyvendinamas naudojant tiltinį lygintuvą ir keletą elektrolitinių filtrų kondensatorių, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje. Naudojant tiltinį lygintuvą, duobės efekto efektyvumas bus didesnis, palyginti su ankstesniu kaskadiniu dvigubikliu.

Įtampa keturvietė

Pirmiau paaiškinta įtampos daugiklis grandinės yra sukurtos taip, kad generuotų 2 kartus daugiau išvesties nei įvesties smailės lygiai, tačiau, jei programai reikia dar didesnio dauginimo lygio, ty 4 kartus didesnės įtampos, tada būtų galima pritaikyti šią įtampos keturvietę grandinę.

Čia grandinė pagaminta naudojant 4 kaskadinių diodų ir kondensatorių skaičius, kad išėjime gautų 4 kartus didesnę įtampą, nei įėjimo dažnio smailė.

Diodas ARBA vartai

Diodai gali būti prijungti, kad imituotų ARBA loginius vartus, naudojant grandinę, kaip parodyta aukščiau. Gretimoje tiesių lentelėje pateikiama išvesties logika, atsižvelgiant į dviejų loginių įvesties derinį.

NOR vartai naudojant diodus

Kaip ir OR vartai, NOR vartai taip pat gali būti atkartojami naudojant kelis diodus, kaip parodyta aukščiau.

IR vartai NAND vartai naudojant diodus

Taip pat gali būti įmanoma įgyvendinti kitus loginius vartus, tokius kaip AND vartai ir NAND vartai, naudojant diodus, kaip parodyta aukščiau pateiktose diagramose. Šalia diagramų parodytos tiesos lentelės pateikia tikslų reikalaujamą loginį atsakymą iš nustatytų įmonių.

„Zener“ diodų grandinės moduliai

Skirtumas tarp lygintuvo ir zenerio diodas yra tas, kad lygintuvo diodas visada blokuos atvirkštinį nuolatinės srovės potencialą, o „zener“ diodas blokuos atvirkštinį nuolatinės srovės potencialą tik tol, kol bus pasiektas jo sugedimo slenkstis („zener“ įtampos vertė), tada jis visiškai įsijungs ir leis nuolatinei srovei praeiti per ją visiškai.

Į priekį „zener“ veiks panašiai kaip lygintuvo diodas ir leis įtampai laiduoti, kai bus pasiekta minimali priekinė įtampa - 0,6 V. Taigi zenerio diodą galima apibrėžti kaip įtampai jautrų jungiklį, kuris vykdo ir įsijungia pasiekus tam tikrą įtampos slenkstį, nustatytą pagal zenerio skilimo vertę.

Pvz., 4,7 V zeneris pradės veikti atvirkštine tvarka, kai tik pasieks 4,7 V, o į priekį jam reikės tik 0,6 V. Potencialas. Žemiau pateiktame grafike apibendrinamas paaiškinimas.

„Zener“ įtampos reguliatorius

Kuriant galima naudoti zenerio diodą stabilizuoti įtampos išėjimai kaip parodyta gretimoje diagramoje, naudojant ribojantį rezistorių. Ribojamasis rezistorius R1 riboja didžiausią leistiną zenerio srovę ir apsaugo ją nuo degimo dėl per didelės srovės.

Įtampos indikatoriaus modulis

Kadangi „zener“ diodai yra su skirtingais gedimo įtampos lygiais, tai būtų galima pritaikyti veiksmingam, bet paprastam įtampos indikatorius naudojant tinkamą „zener“ reitingą, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje.

Įtampos perjungiklis

Zenerio diodai taip pat gali būti naudojami įtampos lygiui perkelti į kitą lygį, naudojant tinkamas zenerio diodo vertes, atsižvelgiant į programos poreikius.

Įtampos kirpimo mašina

„Zener“ diodai, valdomi įtampos jungikliu, gali būti naudojami kintamosios srovės bangos formos amplitudei nukirpti iki mažesnio norimo lygio, atsižvelgiant į jo sugedimo laipsnį, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje.

Bipolinio jungtinio tranzistoriaus (BJT) grandinės moduliai

Bipoliniai jungiamieji tranzistoriai arba BJT yra vienas iš svarbiausių puslaidininkinių įtaisų elektroninių komponentų šeimoje, ir tai sudaro beveik visų elektroninių grandinių pagrindą.

BJT yra universalūs puslaidininkiniai įtaisai, kuriuos galima sukonfigūruoti ir pritaikyti bet kuriai norimai elektroninei programai įgyvendinti.

Tolesniuose punktuose pateikiamas BJT taikymo grandinių rinkinys, kuris gali būti naudojamas kaip grandinės moduliai kuriant nesuskaičiuojamą kiekį skirtingų pritaikytų grandinių programų, atsižvelgiant į vartotojo reikalavimus.

Aptarkime juos išsamiai per šiuos dizainus.

ARBA Vartų modulis

Naudojant keletą BJT ir kai kuriuos rezistorius, galima sukurti greitą OR vartų dizainą OR įgyvendinimui loginiai išėjimai atsižvelgiant į skirtingus įvesties logikos derinius, kaip nurodyta tiesių lentelėje, pateiktoje aukščiau pateiktoje diagramoje.

NOR vartų modulis

Esant tam tikroms tinkamoms modifikacijoms, aukščiau paaiškinta OR vartų konfigūracija gali būti transformuota į NOR vartų grandinę, kad būtų įgyvendintos nurodytos NOR loginės funkcijos.

IR vartų modulis

Jei neturite greito priėjimo prie „AND gate logic IC“, tikriausiai galite sukonfigūruoti keletą BJT, kad būtų sukurta „AND logic gate“ grandinė ir vykdomos pirmiau nurodytos AND logikos funkcijos.

NAND vartų modulis

BJT universalumas leidžia BJT padaryti bet kokią norimą loginių funkcijų grandinę ir a NAND vartai taikymas nėra išimtis. Vėlgi, naudodamiesi pora BJT, galite greitai sukurti ir įgyvendinti NAND loginių vartų grandinę, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Transistorius kaip jungikliai

Kaip nurodyta aukščiau pateiktoje diagramoje a BJT gali būti tiesiog naudojamas kaip nuolatinės srovės jungiklis tinkamos nominalios apkrovos įjungimui / išjungimui. Parodytame pavyzdyje mechaninis jungiklis S1 imituoja loginį aukštą arba žemą įėjimą, dėl kurio BJT įjungia / išjungia prijungtą šviesos diodą. Kadangi parodytas NPN tranzistorius, teigiamas S1 ryšys lemia, kad kairiosios grandinės BJT jungiklis įjungia šviesos diodą, o dešinės pusės grandinėje šviesos diodas išsijungia, kai S1 yra ties teigiamais jungiklio elementais.

Įtampos keitiklis

BJT jungiklis, kaip paaiškinta ankstesnėje pastraipoje, taip pat gali būti prijungtas kaip įtampos keitiklis, reiškiantis sukurti išėjimo atsaką priešingą įėjimo atsakui. Aukščiau pateiktame pavyzdyje išėjimo šviesos diodas įsijungs, jei nėra įtampos taške A, ir išsijungs esant įtampai taške A.

BJT stiprintuvo modulis

BJT gali būti sukonfigūruotas kaip paprasta įtampa / srovė stiprintuvas mažo įvesties signalo stiprinimui į daug aukštesnį lygį, atitinkantį naudojamą maitinimo įtampą. Diagrama parodyta šioje diagramoje

BJT relės tvarkyklės modulis

The tranzistoriaus stiprintuvas paaiškinta aukščiau, gali būti naudojama tokioms programoms kaip a estafetės vairuotojas , kurioje aukštesnės įtampos relė gali būti įjungta per mažą įėjimo signalo įtampą, kaip parodyta žemiau pateiktame paveikslėlyje. Relę galima įjungti reaguojant į įvesties signalą, gautą iš konkretaus žemo signalo jutiklio ar detektoriaus, pvz LDR , Mikrofonas, TILTAS , LM35 , termistorius, ultragarsinis ir kt.

Relės valdiklio modulis

Tik du BJT galima prijungti kaip a relės žibintuvėlis kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Kontūras impulsuos relę ĮJUNGTI / IŠJUNGTI tam tikru greičiu, kurį galima reguliuoti naudojant du kintamuosius rezistorius R1 ir R4.

Nuolatinės srovės LED tvarkyklės modulis

Jei ieškote pigios, tačiau itin patikimos srovės valdiklio grandinės, galite apšviesti savo LED, naudodamiesi dviem tranzistoriaus konfigūracijomis, kaip parodyta kitame paveikslėlyje.

3V garso stiprintuvo modulis

Tai 3 V garso stiprintuvas gali būti naudojamas kaip bet kurios garso sistemos, tokios kaip radijo imtuvai, mikrofonas, maišytuvas, signalizacija, išvesties etapas. Pagrindinis aktyvus elementas yra tranzistorius Q1, o įvesties išvesties transformatoriai veikia kaip papildomos pakopos kuriant didelio stiprumo garso stiprintuvą.

Dviejų etapų garso stiprintuvo modulis

Didesniam stiprinimo lygiui galima naudoti du tranzistoriaus stiprintuvus, kaip parodyta šioje diagramoje. Čia įvesties pusėje yra papildomas tranzistorius, nors įvesties transformatorius buvo pašalintas, todėl grandinė tapo kompaktiškesnė ir efektyvesnė.

MIC stiprintuvo modulis

Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta pagrindinis išankstinis stiprintuvas grandinės modulis, kurį galima naudoti su bet kokiu standartu elektretas MIC mažam 2 mV signalui pakelti į pakankamai aukštą 100 mV lygį, kuris gali būti tinkamas integruoti į galios stiprintuvą.

Garso maišytuvo modulis

Jei turite programą, kurioje du skirtingi garso signalai turi būti sumaišyti ir sumaišyti į vieną išvestį, tada ši grandinė veiks gerai. Jai įgyvendinti naudojamas vienas BJT ir keli rezistoriai. Du kintamieji rezistoriai įėjimo pusėje nustato signalo kiekį, kurį galima sumaišyti per du šaltinius, norint sustiprinti norimais santykiais.

Paprastas osciliatoriaus modulis

An osciliatorius iš tikrųjų yra dažnio generatorius, kuris gali būti naudojamas generuoti muzikinį garsą per garsiakalbį. Paprasčiausia tokios osciliatoriaus grandinės versija parodyta žemiau, naudojant tik porą BJT. R3 valdo osciliatoriaus dažnį, kuris taip pat keičia garsiakalbio garsą.

LC osciliatoriaus modulis

Ankstesniame pavyzdyje mes sužinojome RC pagrindu veikiantį tranzistoriaus osciliatorių. Šiame paveikslėlyje paaiškinamas paprastas vienas tranzistorius, LC pagrindu arba induktyvumo, talpos pagrindu sukurto osciliatoriaus grandinės modulis. Išsami informacija apie induktorių pateikiama diagramoje. Iš anksto nustatytas R1 gali būti naudojamas keičiant tono dažnį iš osciliatoriaus.

Metronomo grandinė

Mes jau studijavome keletą metronomas grandines anksčiau svetainėje, žemiau parodyta paprasta dviejų tranzistorių metronomo grandinė.

Loginis zondas

Į loginio zondo grandinė yra svarbi įranga, skirta trikdyti pagrindinius plokštės gedimus. Įrenginys gali būti sukonstruotas naudojant bent jau vieną tranzistorių ir keletą rezistorių. Visas dizainas parodytas šioje diagramoje.

Reguliuojamas sirenos grandinės modulis

Labai naudinga ir galinga sirenos grandinė galima sukurti taip, kaip pavaizduota šioje diagramoje. A generavimui grandinėje naudojami tik du tranzistoriai kylančio ir krentančio tipo sirenos garsas , kurį galima perjungti naudojant S1. Jungiklis S2 pasirenka tono dažnio diapazoną, aukštesnis dažnis sukuria skleidžiamą garsą nei žemesni. R4 leidžia vartotojui dar labiau keisti toną pasirinktame diapazone.

Baltojo triukšmo generatoriaus modulis

Baltas triukšmas yra garso dažnis, generuojantis žemo dažnio šnypščiantį garsą, pavyzdžiui, garsą, kuris girdimas nuolatinių gausių kritulių metu, iš netonuotos FM stoties arba iš televizoriaus, neprijungto prie laido jungties, didelio greičio ventiliatorius ir kt.

Aukščiau pateiktas vienas tranzistorius generuos panašaus tipo baltą triukšmą, kai jo išvestis bus prijungta prie tinkamo stiprintuvo.

Perjungti debouncer modulį

Šis jungiklio debiutatoriaus jungiklis gali būti naudojamas su mygtuko jungikliu, kad užtikrintų, jog grandinė, kurią valdo mygtukas, niekada nebarškės ir netrukdys dėl įtampos pereinamųjų procesų, atsirandančių atleidus jungiklį. Paspaudus jungiklį, išėjimas tampa 0 V akimirksniu ir atleidus, išėjimas lėtai veikia aukštai, nesukeldamas jokių problemų prijungtų grandinių etapams.

Mažas AM siųstuvo modulis

Šis vienas tranzistorius, mažas belaidis AM siųstuvas gali siųsti dažnio signalą į AM radijas laikėsi tam tikru atstumu nuo vieneto. Ritė gali būti bet kuri įprasta AM / MW antenos ritė, dar vadinama kilpinės antenos ritė.

Dažnio matuoklio modulis

Gana tiksli analoginis dažnio matuoklis modulis gali būti pastatytas naudojant vieną tranzistoriaus grandinę, parodytą aukščiau. Įvesties dažnis turėtų būti nuo 1 V iki didžiausio. Dažnio diapazoną galima reguliuoti naudojant skirtingas C1 reikšmes ir tinkamai nustatant R2 pot.

Impulsų generatoriaus modulis

Norint sukurti naudingą impulsų generatoriaus grandinės modulį, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, reikia tik poros BJT ir kelių rezistorių. Impulso plotį galima reguliuoti naudojant skirtingas C1 reikšmes, o R3 - pulso dažniui reguliuoti.

Skaitiklio stiprintuvo modulis

Šis ampermetro stiprintuvo modulis gali būti naudojamas matuojant labai mažus srovės dydžius mikroamperų diapazone į skaitomą išėjimą per 1 mA ampermetrą.

Šviesos aktyvuojamas posūkio žibinto modulis

Šviesos diodas pradės mirksėti nurodytoje vietoje, kai virš pritvirtinto šviesos jutiklio bus aptikta aplinkos ar išorinė šviesa. Šis šviesai jautrus mirksiukas gali būti įvairus ir labai pritaikomas, atsižvelgiant į vartotojo pageidavimus.

Tamsa suveikė mirksinčiajam

Šis modulis bus gana panašus, tačiau priešingai nei aukščiau minėta programa, poveikis bus pradėtas mirksi šviesos diodas kai tik aplinkos šviesos lygis nukrenta beveik tamsoje arba nustatomas R1, R2 potencialų daliklio tinkle.

Didelės galios posūkio žibintas

Į didelės galios žibintuvėlis modulis gali būti sukonstruotas naudojant tik porą tranzistorių, kaip parodyta aukščiau pateiktoje schemoje. Įrenginys ryškiai mirksi arba mirksi prijungtą kaitrinę ar halogeninę lempą, o šios lempos galią galima pagerinti tinkamai atnaujinant Q2 specifikacijas.

LED šviesos siųstuvo / imtuvo nuotolinis valdymas

Pirmiau pateiktoje schemoje galime pastebėti du grandinės modulius. Kairysis šoninis modulis veikia kaip LED dažnio siųstuvas, o dešinysis - kaip šviesos dažnio imtuvo / detektoriaus grandinė. Kai siųstuvas įjungiamas ir sutelkiamas į imtuvo šviesos detektorių Q1, dažnį iš siųstuvo aptinka imtuvo grandinė, o pritvirtintas pjezo garsiakalbis pradeda vibruoti tuo pačiu dažniu. Modulis gali būti modifikuojamas įvairiais būdais, atsižvelgiant į konkretų reikalavimą.

FET grandinės moduliai

FET reiškia Lauko efekto tranzistoriai kurie daugeliu aspektų yra laikomi labai efektyviais tranzistoriais, palyginti su BJT.

Šiame grandinių pavyzdyje sužinosime apie daug įdomių FET pagrįstų grandinių modulių, kuriuos galima integruoti vienas į kitą, kad būtų galima sukurti daug įvairių novatoriškų grandinių, pritaikytų asmeniniams poreikiams pritaikytoms ir programoms.

FET jungiklis

Ankstesniuose punktuose mes sužinojome, kaip naudoti BJT kaip jungiklį, panašiai, FET taip pat gali būti naudojamas kaip DC ON / OFF jungiklis.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta FET, sukonfigūruota kaip jungiklis, leidžiantis įjungti / išjungti šviesos diodą, reaguojant į 9 V ir 0 V įėjimo signalus jo vartuose.

Skirtingai nuo BJT, kuris gali įjungti / išjungti išėjimo apkrovą, reaguodamas į tiek pat 0,6 V įvesties signalą, FET elgsis taip pat, bet su įėjimo signalu nuo maždaug 9 V iki 12 V. Tačiau BJT 0,6 V yra priklausoma nuo srovės, o 0,6 V srovė turi būti atitinkamai didelė arba maža apkrovos srovės atžvilgiu. Priešingai, FET įėjimo vartų pavaros srovė nepriklauso nuo apkrovos ir gali būti tokia maža kaip mikroamperas.

FET stiprintuvas

Kaip ir BJT, taip pat galite prijungti FET, skirtą stiprinti labai mažos srovės įvesties signalus, prie sustiprinto aukštos srovės aukštos įtampos išėjimo, kaip nurodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Didelės varžos MIC stiprintuvo modulis

Jei įdomu, kaip naudoti lauko tranzistorių Hi-Z arba didelės impedansinės MIC stiprintuvo grandinėms kurti, aukščiau paaiškintas dizainas gali padėti jums pasiekti tikslą.

FET garso maišytuvo modulis

FET taip pat gali būti naudojamas kaip garso signalo maišytuvas, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje. Du garso signalai, tiekiami taškuose A ir B, sumaišomi FET ir sujungiami išėjime per C4.

FET uždelsimo grandinės modulis

Gana aukštas uždelsimo įjungimo laikmačio grandinė galima sukonfigūruoti naudojant žemiau pateiktą schemą.

Kai S1 įjungiamas, maitinimas laikomas C1 kondensatoriaus viduje, o įtampa taip pat įjungia FET. Kai S1 atleidžiamas, C1 viduje esantis įkrovimas ir toliau palaiko FET.

Tačiau, kai FET yra didelės impedanso įvesties įtaisas, neleidžiama C1 greitai išsikrauti, todėl FET išlieka įjungtas gana ilgai. Tuo tarpu, kol FET Q1 lieka ĮJUNGTA, prijungtas BJT Q2 lieka išjungtas dėl atvirkštinio FET veiksmo, kuris palaiko Q2 pagrindą įžemintą.

Padėtis taip pat išjungia garsinį signalą. Galiausiai ir palaipsniui C1 išsiskiria į tašką, kur FET negali likti įjungtas. Tai grąžins Q1 pagrindo būklę, kuri dabar įsijungia ir įjungia prijungtą garsinio signalo signalą.

Atidarykite išjungimo laikmačio modulį

Šis dizainas yra visiškai panašus į pirmiau minėtą koncepciją, išskyrus apverstą BJT etapą, kurio čia nėra. Dėl šios priežasties FET veikia kaip uždelsimo išjungimo laikmatis. Tai reiškia, kad išėjimas iš pradžių lieka ĮJUNGTAS, kol kondensatorius C1 išsikrauna, o FET įjungtas, o galiausiai, kai C1 visiškai išsikrovęs, FET išsijungia ir skamba garsinis signalas.

Paprastas galios stiprintuvo modulis

Naudojant tik porą FET, gali būti įmanoma tai padaryti pagrįstai galingas garso stiprintuvas iš aplink 5 vatų ar net aukščiau.

Dvigubas LED posūkio rodiklio modulis

Tai labai paprasta FET astable grandinė, kuri gali būti naudojama pakaitomis mirksint dviem šviesos diodais per du MOSFET kanalizacijos kanalus. Geras šio nuostabaus vaizdo aspektas yra tas, kad šviesos diodai persijungs tiksliai apibrėžtu aštriu įjungimo / išjungimo greičiu be jokio pritemdymo efekto ar lėtas blėsti ir kilti . Mirksėjimo greitį galima reguliuoti per puodą R3.

UJT osciliatoriaus grandinės moduliai

UJT arba už Jungiamasis tranzistorius , yra specialus tranzistorių tipas, kuris gali būti sukonfigūruotas kaip lankstus osciliatorius naudojant išorinį RC tinklą.

Pagrindinis elektronikos dizainas UJT osciliatorius galima pamatyti šioje diagramoje. RC tinklas R1 ir C1 nustato UJT įrenginio dažnio išėjimą. Padidinus R1 arba C1 reikšmes, sumažėja dažnio dažnis ir atvirkščiai.

UJT garso efektų generatoriaus modulis

Gražus mažas garso efektų generatorius galėtų būti pastatytas naudojant kelis UJT osciliatorius ir derinant jų dažnius. Visa grandinės schema parodyta žemiau.

Vienos minutės laikmačio modulis

Labai naudinga vienos minutės ON / OFF uždelsimo laikmatis grandinę galima sukurti naudojant vieną UJT, kaip parodyta žemiau. Tai iš tikrųjų yra osciliatoriaus grandinė, naudojanti dideles RC reikšmes, kad įjungimo / išjungimo dažnio greitis sulėtėtų iki 1 minutės.

Šį vėlavimą galima dar labiau padidinti padidinus R1 ir C1 komponentų vertes.

Pjezo keitiklio moduliai

Pjezo keitikliai yra specialiai sukurti prietaisai, kuriuose naudojama pjezo medžiaga, kuri yra jautri ir jautri elektros srovei.

Pjezo keitiklio viduje esanti pjezo medžiaga reaguoja į elektrinį lauką, sukeldama jo struktūros iškraipymus, kurie sukelia prietaiso vibraciją, dėl kurios atsiranda garsas.

Ir atvirkščiai, kai pjezo keitliui taikomas apskaičiuotas mechaninis įtempimas, jis mechaniškai iškraipo pjezo medžiagą prietaiso viduje ir taip generuoja proporcingą elektros srovės kiekį per keitiklio gnybtus.

Kai naudojamas kaip Nuolatinės srovės garsinis signalas , pjezo keitiklis turi būti pritvirtintas osciliatoriumi, kad būtų sukurtas vibracijos triukšmo išėjimas, nes šie įtaisai gali reaguoti tik į dažnį.

Paveikslėlyje parodyta a paprastas pjezo garsinis signalas ryšys su tiekimo šaltiniu. Šis signalas turi vidinį osciliatorių, skirtą reaguoti į maitinimo įtampą.

Pjezo garsiakalbiai gali būti naudojami rodant logines aukštas ar žemas grandinės sąlygas per šią parodytą grandinę.

Pjezo tonų generatoriaus modulis

Pjezo keitiklis gali būti sukonfigūruotas taip, kad generuotų nuolatinį mažo tono tono išėjimą pagal šią grandinės schemą. Pjezo įtaisas turėtų būti 3 terminalų įtaisas.

Kintamo tono pjezo zuzerio modulis

Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta pora garsinių signalų, naudojant pjezo keitlius. Manoma, kad pjezo elementai yra 3 laidų elementai. Kairiosios pusės schema rodo rezistyvų dizainą, kaip priversti svyruoti pjezo keitliu, o dešinės pusės schema rodo indukcinę koncepciją. Induktoriaus ar ritės pagrindas sukelia svyravimus per grįžtamąjį ryšį.

SCR grandinės moduliai

SCR arba tiristoriai yra puslaidininkiniai įtaisai, kurie elgiasi kaip lygintuvai, bet palengvina jo laidumą per išorinį nuolatinės srovės signalo įėjimą.

Tačiau, atsižvelgiant į jų ypatybes, SCR turi polinkį sukibti, kai apkrova tiekiama nuolatine srove. Šis paveikslėlis rodo paprastą sąranką, kuri naudoja šią prietaiso fiksavimo funkciją įjungiant ir išjungiant apkrovą RL, reaguojant į jungiklių S1 ir S2 paspaudimą. S1 įjungia apkrovą, o S2 išjungia apkrovą.

Šviesos aktyvuotas relės modulis

Paprastas įjungta šviesa relinis modulis galėtų būti pastatytas naudojant SCR, ir a fototransistorius , kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje.

Kai tik fototransistoriaus šviesos lygis viršija nustatytą SCR paleidimo slenksčio lygį, SCR suveikia ir užsifiksuoja, įjunkite relę. Fiksatorius išlieka toks, koks yra tol, kol atstatymo jungiklis S1 bus nuspaustas kaip pakankamai tamsus, arba maitinimas bus išjungtas ir tada įjungtas.

Relaksacinis osciliatorius naudojant „Triac“ modulį

Paprastą relaksacinio generatoriaus grandinę galima sukonstruoti naudojant SCR ir RC tinklą, kaip parodyta toliau pateiktoje diagramoje.

Osciliatoriaus dažnis sukuria žemo dažnio toną per prijungtą garsiakalbį. Šio relaksacinio generatoriaus tono dažnį galima reguliuoti per kintamą rezistorių R1 ir R2, taip pat kondensatorių C1.

„Triac“ kintamosios srovės variklio greičio reguliatoriaus modulis

UJT paprastai garsėja savo patikimomis virpesių funkcijomis. Tačiau tas pats įrenginys taip pat gali būti naudojamas su „triac“, kad būtų galima įjungti nuo 0 iki viso greičio kintamosios srovės variklių valdymas .

Rezistorius R1 veikia kaip UJT dažnio reguliavimo dažnis. Šis kintamo dažnio išėjimas perjungia triacą skirtingais įjungimo / išjungimo dažniais, priklausomai nuo R1 reguliavimo.

Šis kintamas „triac“ perjungimas savo ruožtu sukelia proporcingą prijungto variklio greičio pokyčių skaičių.

„Triac Gate“ buferinis modulis

Aukščiau pateiktoje diagramoje parodyta, kaip paprastai a triac galima įjungti ir išjungti per įjungimo / išjungimo jungiklį, taip pat užtikrinti triac saugumą, naudojant pačią apkrovą kaip buferinę pakopą. R1 apriboja srovę iki „triac“ vartų, o apkrova papildomai užtikrina „triac“ vartų apsaugą nuo staigių įjungimo pereinamųjų veiksnių ir leidžia „triac“ įjungti „soft start“ režimu.

„Triac“ / „UJT Flasher UJT“ modulis

UJT osciliatorius taip pat gali būti įdiegtas kaip AC lempos reguliatorius kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje.

Puodas R1 naudojamas virpėjimo greičiui ar dažniui reguliuoti, o tai savo ruožtu nustato triac ir prijungtos lempos įjungimo / išjungimo perjungimo greitį.

Perjungimo dažnis yra per didelis, atrodo, kad lempa ne visada įsijungia, nors jo intensyvumas skiriasi dėl vidutinės įtampos, besikeičiančios pagal UJT perjungimą.

Išvada

Ankstesniuose skyriuose aptarėme daugelį pagrindinių elektronikos sampratų ir teorijų ir sužinojome, kaip konfigūruoti mažas grandines naudojant diodus, tranzistorius, FET ir kt.

Iš tikrųjų yra begalė daugiau grandinių modulių, kuriuos galima sukurti naudojant šiuos pagrindinius komponentus įgyvendinant bet kokią norimą grandinės idėją, kaip nurodyta nurodytose specifikacijose.

Gerai susipažinęs su visais šiais pagrindiniais dizainais ar grandinių moduliais, kiekvienas paduotas naujokas gali išmokti integruoti šiuos modulius, kad gautų daugybę kitų įdomių grandinių arba atliktų specializuotą grandinės taikymą.

Jei turite daugiau klausimų dėl šių elektronikos pagrindų sąvokų arba kaip prisijungti prie šių modulių konkretiems poreikiams, nedvejodami pakomentuokite ir aptarkite temas.