Elementarioji elektronika paaiškinta

Pradedantiesiems elektronikos, konstravimo pagrindiniai elektroniniai projektai iš grandinės schemos gali būti didžiulis. Šis trumpasis vadovas skirtas padėti naujokams, suteikiant jiems patogu išsamią informaciją apie elektronines dalis ir grandinių sudarymo būdus. Mes išnagrinėsime pagrindines dalis, tokias kaip rezistoriai, kondensatoriai, induktoriai, transformatoriai ir potenciometrai.

REZISTORIAI

Rezistorius yra dalis, išsklaidanti galią, paprastai naudojant šilumą. Įgyvendinimą apibrėžia santykis, žinomas kaip Ohmo dėsnis: V = I X R, kur V yra rezistoriaus įtampa voltais, I reiškia srovę per rezistorių amperais, o R yra rezistoriaus vertė omais. Rezistoriaus pavaizduota 1.1 pav.

Arba mes sugebame naudoti rezistorių pakeisti įtampą tam tikroje grandinės vietoje, arba mes galime ją pritaikyti, norėdami pakeisti srovę norimoje grandinės vietoje.

Rezistoriaus vertė gali būti nustatyta per aplink jį esančius spalvotus žiedus. Rasite 3 pagrindinius žiedus ar juostas, kurios mums suteikia šias detales (1.2 pav.).

Juostelės yra nudažytos konkrečiomis spalvomis, o kiekviena spalvota juosta nurodo skaičių, kaip parodyta 1.1 lentelėje. Pavyzdžiui, kai juostos yra rudos, raudonos ir oranžinės, tada rezistoriaus vertė bus 12 X 1,00,0 arba 12 000 omų 1 000 omų, paprastai identifikuojama kaip kilohmas arba k, o 1 000 000 - megohmas arba MOhm.

Paskutinis spalvotas žiedas arba juosta reiškia rezistoriaus tolerancijos dydį, atsižvelgiant į tam tikrą rezistoriaus vertę. Auksas rodo + arba - 5 procentų (± 5%) toleranciją, sidabras reiškia, kad jis yra + arba - 10 procentų (± 10%). Jei nerandate tolerancijos juostos, tai paprastai reiškia, kad tolerancija yra ± 20 proc.

Apskritai, kuo didesnis rezistorius, tuo didesnė galia gali būti valdoma. Galingumas vatais gali skirtis nuo 1/8 W iki daugelio vatų. Ši galia iš esmės yra įtampos (V) ir srovės (I), einančios per rezistorių, sandauga.

Taikydami Ohmo dėsnį, galime nustatyti rezistoriaus išsklaidytą galią (P) kaip P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R, kur R yra rezistoriaus vertė. Dirbdami su rezistoriumi, kuris gali būti praktiškai didesnis nei reikalaujamos specifikacijos, nerasite jokio neigiamo elektrinio aspekto.

Vienintelis nedidelis trūkumas galėtų būti padidėję mechaniniai matmenys ir galbūt didesnės išlaidos.

KAPACITORIAI

Ankstesnis bet kurio kondensatoriaus pavadinimas anksčiau buvo kondensatorius, nors dabartinis pavadinimas atrodo labiau susijęs su jo faktine funkcija. Sukurtas „talpos“ kondensatorius elektros energijai kaupti.

Pagrindinė kondensatoriaus funkcija yra leisti kintamąją srovę (kintamosios srovės) per ją praeiti, bet blokuoti nuolatinę srovę (nuolatinė srovė).

Kitas svarbus dalykas yra tas, kad tuo atveju, jei nuolatinė srovė įtampa, pavyzdžiui, per akumuliatorių, akimirką yra sujungta per kondensatorių, iš esmės ši nuolatinė srovė ir toliau liks per kondensatoriaus laidus, kol per ją sujungs elementą, pvz., rezistorių, arba galų gale jūs sutrumpinsite kondensatoriaus gnybtus tarpusavyje sukeldami sukauptą energiją.

STATYBA

Paprastai kondensatorius yra pagamintas iš plokščių poros, atskirtų izoliaciniu turiniu, vadinamu dielektriku.

Dielektrikas gali būti sudarytas iš oro, popieriaus, keramikos, polistirolo ar bet kokios kitos rūšies kitos tinkamos medžiagos. Didesnei talpos vertei dielektriniam atskyrimui naudojamas elektrolitas. Ši elektrolitinė medžiaga turi galimybę labai efektyviai kaupti elektros energiją.

Kondensyviam veikimui paprastai reikalinga pastovi nuolatinė srovė. Štai kodėl grandinės schemose randame teigiamą kondensatoriaus laidą, nurodytą kaip baltą bloką, o neigiamą pusę - kaip juodą bloką.

Kintamuosiuose arba reguliuojamuose kondensatoriuose yra tekinimo mentės, atskirtos oro tarpu, arba izoliatorius, pavyzdžiui, žėrutis. Kiek šios mentės sutampa, lemia talpos dydis , ir tai galima keisti ar reguliuoti judinant kintamo kondensatoriaus suklį.

Matuojama talpa Faraduose. Tačiau vienas Farado kondensatorius gali būti iš esmės didelis bet kokiam praktiniam naudojimui. Todėl kondensatoriai žymimi arba mikrofaraduose (uF), nanofaraduose (nF) arba pikofaraduose (pF).

Milijonas pikofaradų atitinka vieną mikrofaradą, o milijonas mikrofaradų yra lygus vienam Faradui. Nors nanofaradai (nF) nėra naudojami dažnai, vienas nanofaradas reiškia tūkstantį pikofaradų.

Kartais galite rasti mažesnių kondensatorių su spalvų kodais, kaip ir rezistoriai.

Šių vertes galima nustatyti pF, kaip parodyta gretimoje spalvų schemoje. Juostų pora apačioje suteikia toleranciją ir didžiausią darbinę kondensatoriaus įtampą.

Būtina griežtai pažymėti, kad ant kondensatoriaus korpuso atspausdinta įtampa atitinka absoliučią didžiausią leistiną kondensatoriaus įtampos ribą, kurios niekada negalima viršyti. Be to, kai naudojami elektrolitiniai kondensatoriai, reikia kruopščiai patikrinti poliškumą ir atitinkamai lituoti.

INDUKTORIAI

Elektroninėse grandinėse Induktorius darbo charakteristikos yra tiesiog priešingos kondensatoriams. Induktoriai rodo polinkį per juos praleisti nuolatinę srovę, tačiau bando priešintis kintamajai srovei arba jai atsispirti. Paprastai jie yra super emaliuotų varinės vielos ritinių pavidalo, paprastai suvynioti aplink buvusį.

Už didelės vertės kūrimą induktoriai , juodoji medžiaga paprastai įvedama kaip šerdis, arba gali būti sumontuota kaip danga, supanti ritę išoriškai.

Svarbi induktoriaus savybė yra jo gebėjimas sukurti „atgal e.m.f.“ kai tik induktoriuje pašalinama taikoma įtampa. Tai paprastai atsitinka dėl būdingos induktoriaus savybės kompensuoti pradinės srovės nuostolius visoje srovėje.

Schematinius induktoriaus simbolius galima pamatyti 1.5 pav. Induktyvumo vienetas yra Henris, nors milihyrai arba mikrohenriai (atitinkamai mH ir atitinkamai) paprastai naudojami matavimo induktoriai praktiniuose pritaikymuose.

Viename milihryne yra 1000 mikrohenrių, o tūkstančio milihirijų lygi Henriui. Induktoriai yra vienas iš tų komponentų, kurį nėra lengva išmatuoti, ypač jei neatspausdinama tikroji vertė. Jie tampa dar sudėtingesni matuoti, kai jie statomi namuose naudojant nestandartinius parametrus.

Kai kintamosios srovės signalams blokuoti naudojami induktoriai, jie vadinami radijo dažnio droseliais arba RF droseliais (RFC). Induktoriai naudojami su kondensatoriais sureguliuotoms grandinėms formuoti, kurios leidžia tik apskaičiuotą dažnių juostą, o likusias blokuoja.

NUSTATYTOS SURINKOS

Sureguliuota grandinė (1.6 pav.), Kurioje yra induktorius L ir kondensatorius C, iš esmės leis tam tikram dažniui judėti skersai ir blokuos visus kitus dažnius, arba blokuos tam tikrą dažnio vertę ir leis visiems kitiems praeiti per.

Sureguliuotos grandinės selektyvumo matas, nustatantis dažnio vertę, tampa jo Q (kokybės) koeficientu.

Ši sureguliuota dažnio vertė taip pat vadinama rezonansiniu dažniu (f0) ir matuojama hercais arba ciklais per sekundę.

Kondensatorius ir induktorius gali būti naudojami nuosekliai arba lygiagrečiai formuojant a rezonansinė sureguliuota grandinė (1.6.a pav.). Nuoseklios grandinės nuostoliai gali būti nedideli, palyginti su lygiagrečiai sureguliuota grandine (1.6.b pav.).

Čia paminėdami nuostolius, paprastai tai reiškia įtampos visame tinkle ir srovės, tekančios per tinklą, santykį. Tai taip pat žinoma kaip jo varža (Z).

Alternatyvūs šios impedanso pavadinimai konkretiems komponentams gali būti pvz. rezistorių varža (R) ir induktorių ir kondensatorių reaktyvumas (X).

TRANSFORMATORIAI

Naudojami transformatoriai kintamosios įėjimo įtampos / srovės padidinimui iki didesnio išėjimo lygio arba to paties sumažinimo į žemesnį išėjimo lygį. Šis darbas taip pat užtikrina visišką elektros įvado AC ir išėjimo AC izoliaciją. Porą transformatorių galima pamatyti 1.7 pav.

Gaminiai žymi visas detales pirminėje arba įvesties pusėje per galūnę „1“. Antrinę arba išėjimo pusę žymi priesaga „2“ T1, o T2 atitinkamai nurodo posūkių skaičių pirminiame ir antriniame. Tada:

Kada suprojektuotas transformatorius norint sumažinti tinklo įtampą nuo 240 V iki žemesnės įtampos, tarkime, 6 V, pagrindinė pusė turi santykinai didesnį apsisukimų skaičių, naudojant plonesnio gabarito laidą, o antrinė pusė yra pastatyta naudojant santykinai mažesnį apsisukimų skaičių, bet naudojant daug storesnį matuoklio laidą.

Taip yra dėl to, kad didesnė įtampa apima proporcingai mažesnę srovę ir todėl plonesnę laidą, o žemesnė įtampa - proporcingai didesnę srovę, taigi ir storesnę laidą. Grynosios pirminės ir antrinės galios vertės (V x I) idealiame transformatoriuje yra beveik vienodos.

Kai transformatoriaus apvijoje iš vieno posūkio ištrauktas vielos bakstelėjimas (1.7.b pav.), Tai lemia apvijos įtampos pasiskirstymą visame bakstelėjime, kuris yra proporcingas apvijos apsisukimų skaičiui, atskirtam viduriniu bortu.

Grynosios įtampos dydis visoje antrinės apvijos gale iki galo vis tiek atitiks aukščiau pateiktą formulę

Koks gali būti transformatorius, priklauso nuo jo antrinės srovės specifikacijos dydžio. Jei dabartinė specifikacija yra didesnė, proporcingai didėja ir transformatoriaus matmenys.

Taip pat yra miniatiūrinių transformatorių, skirtų aukšto dažnio grandinės , kaip ir radijo imtuvai, siųstuvai ir tt, ir jie turi įmontuotą kondensatorių, pritvirtintą per apviją.

Kaip naudoti puslaidininkius elektroniniuose projektuose

Autorius: Miškas M. Mimsas

Elektroninių projektų kūrimas ir eksperimentavimas gali būti naudingas, tačiau daug iššūkis. Tai tampa dar labiau patenkinta, kai jūs kaip mėgėjas baigti kurti grandinės projektą, įjungti jį ir rasti naudingą darbo modelį, sukurtą iš kelių šiukšlių komponentų. Tai leidžia jaustis kūrėju, o sėkmingas projektas rodo milžiniškas jūsų pastangas ir žinias atitinkamoje srityje.

Tai gali būti tik dėl laisvalaikio praleidimo. Kai kurie kiti žmonės gali norėti įgyvendinti projektą, kuris dar nėra pagamintas, arba gali pritaikyti rinkos elektroninį produktą į naujoviškesnę versiją.

Norint pasiekti sėkmės ar pašalinti grandinės gedimą, turėsite gerai išmanyti įvairių komponentų veikimą ir tai, kaip teisingai įdiegti praktinėse grandinėse. Gerai, todėl eikime prie reikalo.

Šioje pamokoje pradėsime puslaidininkius.

Kaip Puslaidininkis yra sukurtas naudojant silicį

Rasite įvairių puslaidininkių komponentų, tačiau silicis, kuris yra pagrindinis smėlio elementas, yra vienas iš labiausiai žinomų elementų. Silicio atomą sudaro tik 4 elektronai, esantys jo tolimiausiame apvalkale.

Tačiau gali būti malonu gauti 8 iš jų. Dėl to silicio atomas bendradarbiauja su kaimyniniais atomais ir dalijasi elektronais tokiu būdu:

Kai silicio atomų grupė dalijasi savo išoriniais elektronais, susidaro išdėstymas, žinomas kaip kristalas.

Žemiau pateiktame brėžinyje pavaizduotas silicio kristalas, turintis tik išorinius elektronus. Gryna forma silicis nesuteikia naudingo tikslo.

Dėl šios priežasties gamintojai šiuos silicio pagrindo gaminius padidina fosforu, boru ir papildomais ingredientais. Šis procesas vadinamas silicio „dopingu“. Įdiegus dopingą, silicis pagerina naudingas elektrines savybes.

P ir N dopingas silicis : Tokie elementai kaip boras, fosforas, gali būti efektyviai naudojami derinant su silicio atomais ir gaminant kristalus. Štai toks triukas: boro atomo išoriniame apvalkale yra tik 3 elektronai, o fosforo - 5 elektronai.

Kai silicis yra sujungtas arba legiruotas su kai kuriais fosforo elektronais, jis virsta n tipo siliciu (n = neigiamas). Kai silicis yra sujungtas su boro atomais, kuriuose trūksta elektrono, silicis virsta p tipo (p = teigiamas) siliciu.

P tipo silicis. Kai boro atomas užpilamas silicio atomų grupe, atsiranda laisva elektronų ertmė, vadinama „skylute“.

Ši skylė leidžia elektronui iš kaimyninio atomo „nukristi“ į angą (skylę). Tai reiškia, kad viena „skylė“ pakeitė savo vietą į naują vietą. Turėkite omenyje, kad skylės gali lengvai plūduriuoti per silicį (tokiu pačiu būdu burbuliukai juda ant vandens).

N tipo silicis. Kai fosforo atomas yra sujungiamas arba legiruojamas su silicio atomų grupe, sistema suteikia papildomą elektroną, kuriam leidžiama pernešti per silicio kristalą santykinai patogiai.

Iš aukščiau pateikto paaiškinimo suprantame, kad n tipo silicis palengvins elektronų pravažiavimą, sukeldamas elektronų šokinėjimą nuo vieno atomo prie kito.

Kita vertus, p tipo silicis taip pat leis praeiti elektronus, tačiau priešinga kryptimi. Kadangi p tipo elektronai perkeliami būtent dėl ​​skylių arba laisvų elektronų apvalkalų.

Tai tarsi lyginti žmogų, bėgantį žemėje, ir žmogų, bėgantį žemėje Bėgimo takelis . Kai žmogus laksto ant žemės, žemė lieka kanceliarine, o žmogus juda į priekį, o bėgimo takelyje žmogus lieka kanceliarinis, žemė juda atgal. Abiejose situacijose asmuo išgyvena santykinį judėjimą į priekį.

Diodų supratimas

Diodus galima palyginti su vožtuvais, todėl jie vaidina svarbų vaidmenį vykdant elektroninius projektus valdant elektros srovės kryptį grandinės konfigūracijoje.

Mes žinome, kad tiek n, tiek p tipo silicis turi galimybę praleisti elektrą. Abiejų variantų varža priklauso nuo skylių procento ar papildomų elektronų, kuriuos ji turi. Dėl to šie du tipai taip pat gali elgtis kaip rezistoriai, ribojantys srovę ir leidžiantys jai tekėti tik tam tikra kryptimi.

Sukuriant daug p tipo silicio n tipo silicio pagrindo viduje, elektronai gali būti ribojami judėti per silicį tik viena kryptimi. Tai tiksli darbo būklė, kurią galima stebėti diodais, sukurtais naudojant p-n sandūros silicio dopingą.

Kaip veikia diodas

Ši iliustracija padeda mums lengvai paaiškinti, kaip diodas reaguoja į elektrą viena kryptimi (į priekį) ir užtikrina elektros blokavimą priešinga kryptimi (atvirkštine kryptimi).

Pirmajame paveiksle akumuliatoriaus potencialo skirtumas priverčia skylutes ir elektronus atsitrenkti link p-n sandūros. Tuo atveju, kai įtampos lygis viršija 0,6 V (silicio diodui), elektronai tampa stimuliuojami peršokti per sankryžą ir susilieti su skylėmis, todėl dabartinis krūvis gali būti perkeltas.

Antrame paveiksle akumuliatoriaus potencialo skirtumas sukelia skylių ir elektronų atitraukimą nuo sankryžos. Ši situacija neleidžia krūviui ar srovei blokuoti jo kelio. Diodai paprastai yra supakuoti į mažą cilindro formos stiklinį korpusą.

Tamsiai arba balkšvai apskrita juosta, pažymėta aplink vieną diodo korpuso galą, identifikuoja jos katodo gnybtą. Kitas terminalas natūraliai tampa anodo terminalu. Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytas fizinis diodo įterpimas ir jo scheminis simbolis.

Mes jau supratome, kad diodą galima palyginti su elektroniniu vienkrypčiu jungikliu. Jūs vis tiek turite visiškai suvokti dar keletą diodų veikimo veiksnių.

Toliau pateikiami keli svarbiausi dalykai:

1. Diodas negali praleisti elektros energijos tol, kol taikoma priekinė įtampa nepasiekia tam tikro slenksčio lygio.

Silicio diodams jis yra maždaug 0,7 voltų.

2. Kai priekinė srovė tampa per didelė arba viršija nurodytą vertę, puslaidininkio diodas gali sugesti arba sudegti! Ir vidiniai terminalo kontaktai gali suirti.

Jei įrenginys dega, diodas staiga gali rodyti laidumą abiem gnybtų kryptimis. Dėl šio gedimo susidaranti šiluma gali garuoti įrenginį!

3. Dėl per didelės atvirkštinės įtampos diodas gali veikti priešinga kryptimi. Kadangi ši įtampa yra gana didelė, netikėtas srovės šuolis gali nulaužti diodą.

Diodų tipai ir naudojimas

Diodai yra įvairių formų ir specifikacijų. Toliau pateikiamos kelios svarbios formos, paprastai naudojamos elektros grandinėse:

Mažas signalo diodas: Šie diodų tipai gali būti naudojami mažos srovės kintamosios ir nuolatinės srovės konversijai aptikti ar demoduliuoti RF signalus , įtampa daugiklio taikymas , loginės operacijos, skirtos neutralizuoti aukštos įtampos šuolius ir pan., kad būtų pagaminti galios lygintuvai.

Maitinimo lygintuvai Diodai : turi panašius atributus ir charakteristikas kaip mažas signalo diodas, tačiau jie yra įvertinti valdyti didelius srovės dydžius . Jie montuojami ant didelių metalinių gaubtų, kurie padeda sugerti ir išsklaidyti nepageidaujamą šilumą ir paskirstyti ją per pritvirtintą radiatoriaus plokštelę.

Maitinimo lygintuvus dažniausiai galima pamatyti maitinimo blokuose. Paprastieji atsargantai yra 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 ir kt

Zenerio diodas : Tai yra specialus diodų tipas, kuriam būdinga specifinė atvirkštinio gedimo įtampa. Reiškia, „zener“ diodai gali veikti kaip įtampą ribojantis jungiklis. „Zener“ diodai vertinami pagal absoliučią gedimo įtampą (Vz), kuri gali svyruoti nuo 2 iki 200 voltų.

Šviesos diodas arba šviesos diodai : Visų formų diodai turi savybę skleisti šiek tiek elektromagnetinės spinduliuotės, kai jie naudojami priekinei baisinei įtampai.

Tačiau diodai, sukurti naudojant puslaidininkines medžiagas, tokias kaip gallio arsenido fosfidas, gali skleisti žymiai daugiau radiacijos, palyginti su įprastais silicio diodais. Jie vadinami šviesos diodais arba šviesos diodais.

Fotodiodas : Kaip diodai skleidžia tam tikrą spinduliuotę, jie taip pat pasižymi tam tikru laidumo lygiu, kai juos apšviečia išorinis šviesos šaltinis.
Tačiau diodai, specialiai sukurti šviesai ar apšvietimui aptikti ir reaguoti, vadinami fotodiodais.

Juose yra stiklinis arba plastikinis langas, leidžiantis šviesai patekti į diodo šviesai jautrią zoną.

Paprastai jie turi didelę sankryžos zoną, reikalingą apšviesti.

Silicija palengvina efektyvių fotodiodų kūrimą.

Įvairių tipų diodai yra plačiai naudojami daugelyje programų. Kol kas aptarkime keletą svarbių mažo signalo funkcijų diodai ir lygintuvai :

Pirmoji yra vienos bangos lygintuvo grandinė, per kurią kintama srovė su kintančiu dvigubo poliškumo maitinimu yra ištaisyta į vieno poliškumo (nuolatinės srovės) signalą arba įtampą.

Antroji konfigūracija yra visos bangos lygintuvo grandinė, kurią sudaro keturių diodų konfigūracija ir kuri taip pat vadinama tilto lygintuvas . Šis tinklas turi galimybę ištaisyti abi kintamosios srovės įvesties signalo puses.

Stebėkite galutinių dviejų grandinių skirtumus. Pusinės bangos grandinėje tik vienas įvesties kintamosios srovės ciklas sukuria išėjimą, tuo tarpu per visą tiltą abu pusės ciklai transformuojami į vieną poliškumą DC.

Transistorius

Elektroninio projekto gali būti praktiškai neįmanoma įvykdyti be tranzistoriaus, kuris iš tikrųjų yra pagrindinis elektronikos elementas.

Transistoriai yra puslaidininkiniai įtaisai, turintys tris gnybtus arba laidus. Išskirtinai mažas srovės ar įtampos kiekis viename iš laidų leidžia valdyti žymiai didesnį srovės srautą per kitus du laidus.

Tai reiškia, kad tranzistoriai yra tinkamiausi dirbti kaip stiprintuvai ir perjungimo reguliatoriai. Rasite dvi pagrindines tranzistorių grupes: bipolinius (BJT) ir lauko efektus (FET).

Šioje diskusijoje daugiausia dėmesio skirsime dvipoliams tranzistoriams BJT. Paprasčiau tariant, prie p-n jungties diodo pridedant papildomą mazgą, galima sukurti 3 skyrių silicio „sumuštinį“. Šis sumuštinis, panašus į formavimąsi, gali būti n-p-n arba p-n-p.

Bet kuriuo atveju vidurio sekcijos sritis veikia kaip čiaupas arba valdymo sistema, reguliuojanti elektronų kiekį arba krūvį, pereinantį per 3 sluoksnius. 3 bipolinio tranzistoriaus sekcijos yra spinduolis, pagrindas ir kolektorius. Bazinis regionas gali būti gana plonas ir jame yra daug mažiau dopingo atomų, palyginti su spinduoliu ir kolektoriumi.

Dėl to daug sumažėjus emiterio bazinei srovei judėti gaunama žymiai didesnė emiterio-kolektoriaus srovė. Diodai ir tranzistoriai yra panašūs, turintys daug svarbių savybių:

Bazinio spinduolio jungtis, panaši į diodų jungtį, neleis perkelti elektronų, nebent priekinė įtampa viršytų 0,7 voltą. Per didelis srovės kiekis sukelia tranzistoriaus įšilimą ir efektyvų veikimą.

Jei tranzistoriaus temperatūra labai pakyla, gali tekti išjungti grandinę! Galų gale per didelis srovės ar įtampos kiekis gali visam laikui sugadinti puslaidininkinę medžiagą, sudarančią tranzistorių.

Šiandien galima rasti įvairių rūšių tranzistorių. Dažniausi pavyzdžiai:

Mažas signalas ir perjungimas : Šie tranzistoriai naudojami stiprinant žemo lygio įėjimo signalus į santykinai didesnius lygius. Perjungimo tranzistoriai yra sukurti visiškai įjungti arba visiškai išjungti. Keli tranzistoriai gali būti vienodai naudojami stiprinant ir perjungiant vienodai gražiai.

Galios tranzistorius : Šie tranzistoriai naudojami didelės galios stiprintuvuose ir maitinimo šaltiniuose. Šie tranzistoriai paprastai yra didelių matmenų ir su pailgintu metaliniu korpusu, kad palengvintų šilumos išsiskyrimą ir aušinimą, taip pat būtų lengva montuoti radiatorius.

Aukštas dažnis : Šie tranzistoriai dažniausiai naudojami radijo dažnio pagrindu veikiančios įtaisai, tokie kaip radijas, televizoriai ir mikrobangų krosnelės. Šie tranzistoriai pagaminti iš plonesnio pagrindo regiono ir turi mažesnius kūno matmenis. Scheminius npn ir pnp tranzistorių simbolius galima pamatyti toliau:

Atminkite, kad rodyklės ženklas, rodantis spinduolio kaištį, visada nukreiptas į skylių srauto kryptį. Kai rodyklės ženklas rodo priešingą pagrindo kryptį, tada BJT turi spinduolį, susidedantį iš n tipo medžiagos.

Šis ženklas konkrečiai identifikuoja tranzistorių kaip n-p-n įtaisą, kurio pagrindas turi p tipo medžiagą. Kita vertus, kai rodyklės ženklas rodo į pagrindą, tai rodo, kad pagrindas yra sudarytas iš n tipo medžiagos, ir detalių, kad spinduolis ir kolektorius susideda iš p tipo medžiagos ir dėl to prietaisas yra pnp BJT.

Kaip Naudokite bipolinius tranzistorius

Kai į npn tranzistoriaus pagrindą įjungiamas įžeminimo potencialas arba 0 V, jis slopina srovės srautą per emiterio-kolektoriaus gnybtus ir tranzistorius tampa „išjungtas“.

Jei pagrindas yra nukreiptas į priekį, taikant bent 0,6 voltų potencialų skirtumą BJT pagrindo spinduolio kaiščiams, jis akimirksniu inicijuoja srovės srautą iš emiterio į kolektoriaus gnybtus ir sakoma, kad tranzistorius yra įjungtas ' ant. “

Nors BJT maitinami tik šiais dviem būdais, tranzistorius veikia kaip įjungimo / išjungimo jungiklis. Tuo atveju, kai bazė yra nukreipta į priekį, emiterio ir kolektoriaus srovės dydis tampa priklausomas nuo santykinai mažesnių bazinės srovės pokyčių.

tranzistorius tokiais atvejais veikia kaip stiprintuvas . Ši konkreti tema yra susijusi su tranzistoriumi, kai emiteris turėtų būti bendras įėjimo ir išėjimo signalo įžeminimo terminalas, ir jis vadinamas bendrosios spinduliuotės grandinė . Kelias pagrindines bendrojo spinduolio grandines galima vizualizuoti naudojant šias diagramas.

Tranzistorius kaip jungiklis

Ši grandinės konfigūracija priims tik dviejų tipų įėjimo signalą: 0 V arba žemės signalą, arba teigiamą įtampą + V, viršijančią 0,7 V. Todėl šiame režime tranzistorius galima įjungti arba išjungti. Rezistorius pagrinde gali būti bet koks tarp 1K ir 10K omų.

Tranzistoriaus nuolatinės srovės stiprintuvas

Šioje grandinėje kintamas rezistorius sukuria į priekį nukreiptą tranzistorių ir reguliuoja bazės / spinduolio srovės dydį. Skaitiklis rodo srovės kiekį pristatomi per kolektoriaus spinduolius.

Skaitiklio serijos rezistorius užtikrina skaitiklio saugumą nuo per didelės srovės ir apsaugo nuo skaitiklio ritės pažeidimo.

Tikroje taikymo grandinėje potenciometrą galima pridėti su varžiniu jutikliu, kurio varža kinta atsižvelgiant į išorinį veiksnį, pvz., Šviesą, temperatūrą, drėgmę ir kt.

Tačiau tais atvejais, kai įėjimo signalai greitai kinta, kintamosios srovės stiprintuvo grandinė tampa tinkama, kaip paaiškinta toliau:

Transistoriaus kintamosios srovės stiprintuvas

Grandinės schema rodo labai paprastą tranzistorizuotą kintamosios srovės stiprintuvo grandinę. Kondensatorius, esantis prie įėjimo, blokuoja bet kokios formos nuolatinės srovės patekimą į pagrindą. Apskaičiuojamas rezistorius, pritaikytas pagrindo poslinkiui, kad būtų nustatyta įtampa, kuri yra pusė tiekimo lygio.

Sustiprintas signalas „slysta“ išilgai šios nuolatinės įtampos ir keičia jo amplitudę virš ir esant šiam atspindžio įtampos lygiui.

Jei nebūtų naudojamas įtempimo rezistorius, sustiprėtų tik pusė didesnio nei 0,7 V lygio maitinimo šaltinio, sukeldama daug nemalonių iškraipymų.

Dėl srovės krypties

Mes žinome, kad kai elektronai keliauja per laidininką, jis generuoja srovės srautą per laidininką.

Kadangi techniškai elektronų judėjimas iš tikrųjų yra nuo neigiamai įkrauto regiono iki teigiamai įkrauto regiono, tai kodėl rodyklės ženklas diodo simbolyje rodo priešingą elektronų srautą.

Tai galima paaiškinti keliais taškais.

1) Pagal pradinę Benjamino Franklino teoriją buvo daroma prielaida, kad elektros energijos srautas yra nuo teigiamo iki neigiamo krūvio regiono. Tačiau atradus elektronus, tai atskleidė tikrąją tiesą.

Vis tik suvokimas ir toliau liko tas pats, o schemos toliau sekė įprastą vaizduotę, kurioje dabartinis srautas rodomas nuo teigiamo iki neigiamo, nes kažkaip galvojant priešingai, sunku imituoti rezultatus.

2) Puslaidininkių atveju iš tikrųjų skylės eina priešingai elektronams. Dėl to atrodo, kad elektronai keičiasi iš teigiamo į neigiamą.

Tiksliau, reikia pažymėti, kad srovės srautas iš tikrųjų yra krūvio srautas, kurį sukuria elektronas ar jo nėra, tačiau kiek tai susiję su elektroniniu simboliu, paprasčiausiai mums lengviau sekti įprastą metodą,

Tiristorius

Tiristoriai, kaip ir tranzistoriai, taip pat yra puslaidininkiniai įtaisai, turintys tris gnybtus ir atliekantys svarbų vaidmenį daugelyje elektroninių projektų.

Kaip tranzistorius įjungia mažą srovę vienoje iš laidų, tiristoriai taip pat veikia panašiai ir leidžia daug didesnę srovę praleisti per kitus du papildančius laidus.

Vienintelis skirtumas yra tai, kad tiristorius neturi galimybių sustiprinti svyruojančių kintamosios srovės signalų. Jie reaguoja į valdymo įvesties signalą arba visiškai įsijungdami, arba visiškai išjungdami. Tai yra priežastis, kodėl tiristoriai taip pat žinomi kaip „kietojo kūno jungikliai“.

Silicio valdomi lygintuvai (SCR)

SCR yra įtaisai, vaizduojantys dvi pagrindines tiristorių formas. Jų struktūra panaši į dvipolius tranzistorius, tačiau SCR turi ketvirtą sluoksnį, taigi tris jungtis, kaip parodyta kitame paveiksle.

SCR vidinį išdėstymą ir scheminį simbolį galima vizualizuoti šiame paveikslėlyje.

Paprastai SCR kištukai rodomi atskiromis raidėmis: A anodui, K (arba C) katodui ir G vartams.

Kai SCR anodo kaištisA yra naudojamas su teigiamu potencialu, kuris yra didesnis už katodo kaištį (K), abi išorinės jungtys tampa nukreiptos į priekį, nors centrinė p-n jungtis lieka atvirkštinė, slopindama bet kokį srovės srautą per juos.

Tačiau kai tik vartų kaištis G įjungiamas su minimalia teigiama įtampa, tai leidžia daug didesnę galią praleisti per anodo / katodo kaiščius.

Šiuo metu SCR užfiksuojamas ir liekanos įjungiamos net pašalinus vartų šališkumą. Tai gali tęstis be galo, kol anodas ar katodas bus trumpam atjungtas nuo maitinimo linijos.

Kitas žemiau pateiktas projektas rodo SCR, sukonfigūruotą kaip jungiklis kaitinamosios lempos valdymui.

Kairysis šoninis jungiklis yra išjungimo jungiklis, tai reiškia, kad jis atsidaro paspaudus, o dešinysis - įjungimo jungiklis, kuris veikia paspaudus. Kai šis jungiklis paspaudžiamas akimirksniu arba tik ar sekundę, jis įjungia lempą.

SCR užsifiksuoja ir lempa įsijungia visam laikui. Norėdami išjungti žibintą į pradinę būseną, kairysis šoninis jungiklis trumpam paspaudžiamas.

SCR gaminami su skirtingais galios ir valdymo pajėgumais, nuo 1 ampero, 100 voltų iki 10 amperų ar daugiau ir kelių šimtų voltų.

Triakai

Triakai yra specialiai naudojami elektroninėse grandinėse, kurioms reikalingas aukštos įtampos kintamosios srovės perjungimas.

Vidinė „triac“ struktūra iš tikrųjų atrodo kaip dvi SCR, sujungtos atvirkščiai. Tai reiškia, kad triacas gauna galimybę tiekti elektros energiją tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės tiekimo kryptimis.

Norėdami įgyvendinti šią funkciją, „triac“ yra pastatytas naudojant penkis puslaidininkinius sluoksnius su papildomu n tipo regionu. Triaciniai kištukai yra sujungti taip, kad kiekvienas kaištis liečiasi su šių puslaidininkių srities pora.

Nors „triac“ vartų terminalo darbo režimas yra panašus į SCR, vartai nėra konkrečiai nurodyti anodo ar katodo gnybtais, todėl, kad „triac“ gali veikti abiem būdais, todėl vartus galima suaktyvinti bet kuriuo iš gnybtų, priklausomai nuo ar vartojamas teigiamas signalas, ar neigiamas vartų paleidimo signalas.

Dėl šios priežasties du pagrindiniai „triac“ apkrovos nešimo terminalai yra pažymėti kaip MT1 ir MT2, o ne A arba K.. Raidės MT reiškia „pagrindinį terminalą“. kaip parodyta šioje grandinės schemoje.

Kai kintamosios srovės perjungimui naudojamas triacas, traika vyksta tik tol, kol vartai lieka prijungti prie mažos maitinimo įvesties. Pašalinus vartų signalą, triacas vis tiek bus įjungtas, bet tik tol, kol kintamosios srovės bangos formos ciklas pasieks nulinę perėjimo liniją.

Kai kintamosios srovės maitinimas pasiekia nulinę liniją, „triac“ išjungia save ir prijungtą apkrovą visam laikui, kol vėl bus įjungtas vartų signalas.

Triakai gali būti naudojami valdant daugumą buitinių prietaisų kartu su varikliais ir siurbliais.

Nors triakai taip pat skirstomi pagal jų dabartinį tvarkymo pajėgumą ar reitingą, pvz., SCR, SCR paprastai yra daug geresni nei triac.

Puslaidininkis Šviesą skleidžiantys įrenginiai

Veikiami aukšto lygio šviesos, šilumos, elektronų ir panašių energijų, dauguma puslaidininkių rodo šviesos spinduliavimo tendenciją žmogaus matomu bangos ilgiu arba IR bangos ilgiu.

Puikiausiai tam tinkami puslaidininkiai yra p-n jungiamųjų diodų šeimoje.

Šviesos diodai (LED) tai daro tiesiogiai paversdami elektros srovę matoma šviesa. Šviesos diodai yra ypač efektyvūs, nes jų srovės ir šviesos konvekcija yra didesnė nei bet kurios kitos šviesos šaltinio.

Tam naudojami balti, labai ryškūs šviesos diodai namų apšvietimas tikslams, o spalvingi šviesos diodai naudojami dekoratyvinėse programose.

Šviesos diodo intensyvumą galima valdyti tiesiškai sumažinant įėjimo nuolatinę srovę arba per impulso pločio moduliacija įvestis taip pat vadinama PWM.

Puslaidininkiniai šviesos detektoriai

Bet kurios formos energija liečiasi su puslaidininkiniu kristalu, todėl kristale atsiranda srovė. Tai yra pagrindinis visų puslaidininkių šviesos jutiklių įtaisų veikimo principas.

Puslaidininkinius šviesos detektorius galima suskirstyti į pagrindinius tipus:

Tie, kurie pastatyti naudojant pn sandūros puslaidininkius, o kiti - ne.

Šiame paaiškinime nagrinėsime tik p-n variantus. P-n sandūros šviesos detektoriai yra plačiausiai naudojami fotoninių puslaidininkių šeimos nariai.

Dauguma yra pagaminti iš silicio ir gali aptikti matomą šviesą ir beveik infraraudonąjį spindulį.

Fotodiodai:

Fotodiodai yra specialiai suprojektuoti elektroniniams projektams, kurie skirti šviesai pajusti. Jų galite rasti įvairiuose dalykėliuose, pavyzdžiui, fotoaparatuose, įsilaužimo signalizacijos , Tiesiogiai komunikacijos ir kt.

Šviesos detektoriaus režimu fotodiodas veikia sukurdamas skylę arba elektronus dalijantis pn sandūroje. Tai sukelia srovės judėjimą, kai tik p ir n jungties pusės gnybtai yra prijungti prie išorinio maitinimo šaltinio.

Naudojant fotoelektros režimą, fotodiodas veikia kaip srovės šaltinis esant krintančiai šviesai. Šioje programoje prietaisas pradeda veikti atvirkštinio poslinkio režimu, reaguodamas į šviesos apšvietimą.

Trūkstant šviesos, minutės srovės vis tiek teka, vadinama „tamsia srove“.

Fotodiodas paprastai gaminamas daugybe skirtingų pakuočių. Jie dažniausiai yra plastikinio korpuso, iš anksto įdėto lęšio ir filtravimo ir kt.

Svarbiausia diferenciacija yra puslaidininkio matmuo, naudojamas prietaisui. Fotodiodai, skirti didelio greičio reakcijos laikams, esant atvirkštinio įstrižainės fotolaidžiai, yra pastatyti naudojant mažo ploto puslaidininkius.

Didesnio ploto fotodiodai linkę reaguoti šiek tiek lėtai, tačiau gali turėti didesnį jautrumą šviesos apšvietimui.

Fotodiodas ir šviesos diodas turi vienodą scheminį simbolį, išskyrus tai, kad rodyklių kryptis yra į vidų fotodiodui. Fotodiodai paprastai įpratę atpažinti greitai besikeičiančius impulsus net esant artimam infraraudonųjų spindulių bangos ilgiui, kaip ir šviesos bangų ryšiuose.

Žemiau pateiktoje grandinėje pavaizduotas būdas, kaip fotodiodas galėtų būti pritaikytas įrengiant šviesos skaitiklį. Šios grandinės išvesties rezultatai yra gana linijiniai.

Fototransistoriai

Fototransistoriai naudojami elektroniniuose projektuose, kuriems reikalingas didesnis jautrumas. Šie įtaisai yra sukurti tik tam, kad būtų galima išnaudoti visų tranzistorių jautrumą šviesai. Apskritai fototransistorių galima rasti NPP įrenginyje, turinčiame platų pagrindo skyrių, kurį galima paveikti šviesa.

Šviesa, patekusi į pagrindą, užima natūralios bazės-spinduolio srovę, egzistuojančią įprastuose npn tranzistoriuose.

Dėl šios savybės fototransistorius sugeba akimirksniu sustiprinti šviesos svyravimus. Paprastai yra dviejų tipų npn fototransistoriai, kuriuos galima gauti. Vienas iš jų yra standartinės npn struktūros, alternatyvus variantas yra su papildomu npn tranzistoriumi, kuris suteikia papildomą stiprinimą, ir yra žinomas kaip „fotodarlingtono“ tranzistorius.

Tai yra labai jautrūs, nors ir šiek tiek vangūs, palyginti su įprastu NPT fototransistoriumi. Fototransistorių scheminiai simboliai yra tokie:

Fototransistoriai gana dažnai naudojami kintantiems (kintamiesiems) šviesos impulsams aptikti. Jie taip pat naudojami nenutrūkstamai (nuolatinei) šviesai identifikuoti, pavyzdžiui, sekančiai grandinei, kur fotodarlingtonas naudojamas relės aktyvavimui.

Ši pamoka bus reguliariai atnaujinama pateikiant naujas komponentų specifikacijas, todėl būkite budrūs.