Hur man använder transistorer

Om du har förstått rätt, hur man använder transistorer i kretsar, kanske du redan har erövrat hälften av elektroniken och dess principer. I det här inlägget gör vi ett försök i den riktningen.

Introduktion

Transistorer är tre terminala halvledaranordningar som kan leda relativt hög effekt över sina två terminaler, som svar på en signifikant låg effektingång vid den tredje terminalen.

Transistorer är i grunden av två typer: bipolär övergångstransistor (BJT) och metall-oxid-halvledare fält-effekt transistor ( MOSFET )

För en BJT är de 3 terminalerna betecknade som bas, emitter, samlare. En signal med låg effekt över bas- / emitterterminalen gör att transistorn kan växla en relativt hög effektbelastning över sin kollektorterminal.

För MOSFETs betecknas dessa som Gate, Source, Drain. En signal med låg effekt över Gate / Source-terminalen gör det möjligt för transistorn att växla en relativt hög effektbelastning över sin kollektorterminal.

För enkelhets skull kommer vi att diskutera BJTs här, eftersom deras charcaeritics är mindre komplexa jämfört med MOSFETs.

Transistorer (BJT) är byggstenar för alla halvledaranordningar hittades idag. Om det inte skulle finnas transistorer skulle det inte finnas några IC eller någon annan halvledarkomponent. Till och med IC: er består av 1000-tal av nära sammansatta transistorer som utgör funktionerna hos det specifika chipet.

Nya elektroniska hobbyister har vanligtvis svårt att hantera dessa användbara komponenter och konfigurera dem som kretsar för en avsedd applikation.

Här studerar vi funktionerna och sättet att hantera och implementera bipolära transistorer i praktiska kretsar.

Hur man använder transistorer som en switch

Bipolära transistorer är i allmänhet en treledningsaktiv elektronisk komponent som i grunden fungerar som en omkopplare för att antingen slå PÅ eller stänga av strömmen till en extern belastning eller ett tillhörande elektroniskt steg i kretsen.

Ett klassiskt exempel kan ses nedan, där en transistor är ansluten som en vanlig emitterförstärkare :

Detta är standardmetoden för att använda vilken transistor som helst som en omkopplare för att styra en given belastning. Du kan se när en liten extern spänning appliceras på basen, att transistorn slås på och leder tyngre ström över kollektorns emitterterminaler, vilket slår på en större belastning.

Basmotståndsvärdet kan beräknas med formeln:

R_b= (Basförsörjning V._bBase-Emitter Framspänning) x hFE / Belastningsström

Kom också ihåg att den negativa eller jordledningen för den externa spänningen måste anslutas till transistorns jordledning eller emittern, annars kommer den externa spänningen inte att ha någon effekt på transistorn.

Använda Transistor som en reläförare

Jag har redan förklarat i ett av mina tidigare inlägg om hur man gör ett transistordrivkrets .

I grund och botten använder den samma konfiguration som visas ovan. Här är standardkretsen för samma:

Om du är förvirrad över reläet kan du hänvisa till den här omfattande artikeln som förklarar allt om reläkonfigurationer .

Använda Transistor to Light Dimmer

Följande konfiguration visar hur en transistor kan användas som en ljusdimmer med hjälp av en emitterföljarkrets .

Du kan se när det variabla motståndet eller potten varierar varierar också lampans intensitet. Vi kallar det emitter-följare , eftersom spänningen vid sändaren eller över glödlampan följer spänningen vid transistorns bas.

För att vara exakt kommer emitterspänningen att vara bara 0,7 V bakom basspänningen. Till exempel, om basspänningen är 6 V, kommer emittern att vara 6 - 0,7 = 5,3 V och så vidare. Skillnaden på 0,7 V beror på transistorns lägsta framspänningsfall på basenheten.

Här bildar pottmotståndet tillsammans med 1 K-motståndet ett resistivt delningsnätverk vid basen av transistorn. När pottreglaget flyttas ändras spänningen vid basen av transistorn, och detta ändrar på motsvarande sätt emitterspänningen över lampan och lampans intensitet ändras därefter.

Använda Transistor som sensor

Från ovanstående diskussioner kanske du har observerat att transistorn gör en viktig sak i alla applikationer. Det förstärker i grunden spänningen vid basen genom att låta en stor ström kopplas över sin kollektorsändare.

Denna förstärkningsfunktion utnyttjas också när en transistor används som en sensor. Följande exempel visar hur den kan känna av skillnaden i omgivande ljus och slå PÅ / AV ett relä därefter.

Även här LDR och 300 ohm / 5 k förinställa bildar en potentiell delare vid basen av transistorn.

300 ohm krävs faktiskt inte. Den ingår för att säkerställa att transistorbasen aldrig är helt jordad och därmed är den aldrig helt avstängd eller avstängd. Det säkerställer också att strömmen genom LDR aldrig kan överstiga en viss minimigräns, oavsett hur ljus ljusintensiteten är på LDR.

När det är mörkt har LDR ett högt motstånd som är många gånger högre än det kombinerade värdet på 300 ohm och 5 K-förinställningen.

På grund av detta får transistorbasen mer jordspänning (negativ) än den positiva spänningen, och dess ledare för kollektor / emitter förblir AV.

Men när tillräckligt med ljus faller på LDR sjunker dess motstånd till ett fåtal kilo-ohm-värde.

Detta gör att transistors basspänning kan stiga långt över 0,7 V-märket. Transistorn blir nu partisk och slår på kollektorbelastningen, det vill säga reläet.

Som du kan se förstärker transistorerna i princip även den lilla basspänningen så att en större belastning vid dess kollektor kan slås PÅ.

LDR kan ersättas med andra sensorer som t.ex. termistor för värmeavkänning, a vattensensor för vattenavkänning, a fotodiod för IR-strålavkänning och så vidare.

Fråga till dig: Vad händer om LDR: s position och 300/5 K-förinställningen byts ut mot varandra?

Transistorpaket

Transistorer känns normalt igen av deras externa paket där den specifika enheten kan vara inbäddad. De vanligaste typerna av förpackningar där dessa användbara enheter är bifogade är T0-92, TO-126, TO-220 och TO-3. Vi kommer att försöka förstå alla dessa specifikationer för transistorer och också lära oss hur man använder dem i praktiska kretsar.

Förstå små signal TO-92-transistorer:

Transistorer som BC547, BC557, BC546, BC548, BC549, etc. alla faller under denna kategori.

Dessa är de mest elementära i gruppen och används för applikationer som involverar låga spänningar och strömmar. Intressant är att denna kategori av transistorer används mest omfattande och universellt i elektroniska kretsar på grund av deras mångsidiga parametrar.

Normalt är dessa enheter konstruerade för att hantera spänningar var som helst mellan 30 och 60 volt över sin kollektor och emitter.

Basspänningen är inte mer än 6, men de kan enkelt utlösas med en spänningsnivå så låg som 0,7 volt vid basen. Strömmen måste dock begränsas till cirka 3 mA.

De tre ledningarna i en TO-92-transistor kan identifieras på följande sätt:

Håll den utskrivna sidan mot oss, den högra ledningen är sändaren, den centrala är basen och det vänstra sidobenet är enhetens samlare.

UPPDATERING: Vill du veta hur man använder transistorer med Arduino? Läs det här

Hur man konfigurerar en TO-92-transistor till praktiska mönster

Transistorer är huvudsakligen av två typer, en NPN-typ och en PNP-typ, båda kompletterar varandra. I grund och botten beter de sig på samma sätt men i motsatta referenser och riktningar.

Till exempel kommer en NPN-enhet att kräva en positiv utlösare med avseende på marken medan en PNP-enhet kommer att kräva en negativ utlösare med hänvisning till en positiv försörjningslinje för implementering av de angivna resultaten.

De tre ledningarna på transistorn som förklaras ovan måste tilldelas specificerade ingångar och utgångar för att få den att fungera för en viss applikation som uppenbarligen är för att byta en parameter.

Ledningarna måste tilldelas med följande ingångs- och utgångsparametrar:

De emitter av vilken transistor som helst är referensens pinout för enheten , vilket innebär att den måste tilldelas den angivna gemensamma leveransreferensen så att de återstående två ledningarna kan fungera med referens till den.

En NPN-transistor behöver alltid en negativ matning som referens, ansluten till sin emitterkabel för korrekt funktion, medan för en PNP kommer den att vara den positiva matningslinjen för sin emitter.

Kollektorn är en transistors lastbärande ledning och lasten som behöver bytas införs vid transistorns kollektor (se bild).

De basen på en transistor är triggerterminalen som måste appliceras med en liten spänningsnivå så att strömmen genom lasten kan passera genom, över till emitterledningen, vilket gör kretsen komplett och kör lasten.

Avlägsnandet av avtryckartillförseln till basen stänger omedelbart av lasten eller helt enkelt strömmen över kollektorn och emitteranslutningarna.

Förstå TO-126, TO-220 krafttransistorer:

Dessa är medelstora krafttransistorer som används för applikationer som kräver omkoppling av kraftfulla relativt kraftiga belastningar, liggande transformatorer, lampor etc. och för att driva TO-3-enheter, typiska t.ex. är BD139, BD140, BD135 etc.

Identifiera BJT-pinouts

De pinout identifieras på följande sätt:

Håll enheten med den tryckta ytan vänd mot dig, den högra ledningen är sändaren, den centrala ledningen är samlaren och den vänstra ledningen är basen.

Funktionen och utlösningsprincipen liknar exakt vad som förklarades i föregående avsnitt.

Enheten drivs med belastningar var som helst från 100 mA till 2 ampere över sin samlare till emitter.

Basavtryckaren kan vara var som helst från 1 till 5 volt med strömmar som inte överstiger 50 mA beroende på kraften hos belastningarna som ska bytas.

Förstå TO-3 Power Transistors:

Dessa kan ses i metallförpackningar som visas i figuren. De vanligaste exemplen på TO-3 effekttransistorer är 2N3055, AD149, BU205, etc.

Ledningarna för ett TO-3-paket kan identifieras enligt följande:

Håll enhetens framsida mot dig så att metalldelen bredvid ledningarna med större yta hålls uppåt (se bild), den högra sidoledningen är basen, den vänstra sidoledningen är sändaren medan enhetens metallkropp bildar paketets samlare.

Funktions- och funktionsprincipen är ungefär densamma som förklaras för den lilla signaltransistorn, men effektspecifikationerna ökar proportionellt enligt nedan:

Collector-emitter spänning kan vara var som helst mellan 30 och 400 volt och ström mellan 10 och 30 ampere.

Basutlösaren bör vara optimalt runt 5 volt, med strömnivåer från 10 till 50 mA beroende på storleken på belastningen som ska utlösas. Basutlösningsströmmen är direkt proportionell mot belastningsströmmen.

Har du mer specifika frågor? Vänligen fråga dem genom dina kommentarer, jag är här för att lösa dem alla åt dig.