Επεξήγηση στοιχειωδών ηλεκτρονικών

Για αρχάριους στην ηλεκτρονική, κατασκευάζοντας βασικά ηλεκτρονικά έργα από ένα διάγραμμα κυκλώματος θα μπορούσε να είναι συντριπτική. Αυτός ο γρήγορος οδηγός προορίζεται να βοηθήσει τους αρχάριους επιτρέποντάς τους εύχρηστες λεπτομέρειες σχετικά με ηλεκτρονικά εξαρτήματα καθώς και σχετικά με τις τεχνικές κατασκευής κυκλωμάτων. Θα εξετάσουμε στοιχειώδη μέρη όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς, μετασχηματιστές και ποτενσιόμετρα.

ΑΝΤΟΧΕΣ

Η αντίσταση είναι ένα μέρος που διαλύει την ισχύ, συνήθως μέσω θερμότητας. Η εφαρμογή καθορίζεται από τη σχέση που είναι γνωστή ως νόμος του Ohm: V = I X R όπου V είναι η τάση πάνω από την αντίσταση σε βολτ, αναφέρομαι στο ρεύμα μέσω της αντίστασης σε ενισχυτές και το R είναι η τιμή αντίστασης στα ohms. Οι αναπαραστάσεις για μια αντίσταση φαίνονται στο Σχ. 1.1.

Είμαστε σε θέση να το κάνουμε χρησιμοποιήστε αντίσταση για να αλλάξουμε την τάση σε μια συγκεκριμένη θέση στο κύκλωμα, ή θα μπορούσαμε να την εφαρμόσουμε για να αλλάξουμε το ρεύμα σε μια επιθυμητή θέση του κυκλώματος.

Η τιμή της αντίστασης μπορεί να αναγνωριστεί μέσω των χρωματιστών δακτυλίων γύρω από αυτήν. Θα βρείτε 3 βασικούς δακτυλίους ή μπάντες που μας μεταδίδουν αυτές τις λεπτομέρειες (Εικ. 1.2).

Οι ζώνες είναι βαμμένες με συγκεκριμένα χρώματα και κάθε έγχρωμη ταινία αντιπροσωπεύει έναν αριθμό όπως αποκαλύπτεται στον Πίνακα 1.1. Για παράδειγμα, όταν οι ζώνες είναι καφέ, κόκκινο και πορτοκαλί, τότε η τιμή της αντίστασης θα είναι 12 X 1.00.0 ή 12.000 ohms 1.000 ohms κανονικά αναγνωρίζεται ως kilohm ή k, ενώ 1.000.000 ονομάζεται megohm ή MOhm.

Ο τελευταίος χρωματισμένος δακτύλιος ή ζώνη δηλώνει το μέγεθος ανοχής της αντίστασης, για τη συγκεκριμένη τιμή αντίστασης. Ο χρυσός αποκαλύπτει ανοχή + ή - 5 τοις εκατό (± 5%), το ασήμι σημαίνει ότι είναι + ή - 10 τοις εκατό (± 10%). Αν δεν βρείτε ζώνη tolrance, αυτό σημαίνει συνήθως ότι η ανοχή είναι ± 20%.

Σε γενικές γραμμές, όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο μεγαλύτερη ισχύς μπορεί να έχει ο χειρισμός. Η ισχύς σε watt μπορεί να διαφέρει από 1/8 W έως πολλά watt. Αυτή η ισχύς είναι βασικά το προϊόν της τάσης (V) και του ρεύματος (I) που διέρχονται από την αντίσταση.

Εφαρμόζοντας το νόμο του Ohm μπορούμε να προσδιορίσουμε την ισχύ (P) που διασκορπίζεται από μια αντίσταση ως P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R όπου R είναι η τιμή της αντίστασης. Δεν θα βρείτε ηλεκτρική αρνητική όψη ενώ εργάζεστε με μια αντίσταση που μπορεί να είναι πρακτικά μεγαλύτερη από τις απαιτούμενες προδιαγραφές.

Το μόνο μικρό μειονέκτημα θα μπορούσε να είναι με τη μορφή αυξημένων μηχανικών διαστάσεων και ίσως υψηλότερου κόστους.

ΧΩΡΙΣΤΙΚΟΙ

Το παλαιότερο όνομα για κάθε πυκνωτή ήταν συμπυκνωτής, αν και το παρόν όνομα μοιάζει περισσότερο με την πραγματική του λειτουργία. Ένας πυκνωτής έχει σχεδιαστεί με «χωρητικότητα» για αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας.

Η βασική λειτουργία ενός πυκνωτή είναι να επιτρέπει τη διέλευση ενός εναλλασσόμενου ρεύματος (π.Χ.) μέσω αυτού αλλά να αποκλείει ένα συνεχές ρεύμα (d.c.).

Ένα άλλο κρίσιμο ζήτημα είναι ότι σε περίπτωση που ένα d.c. η τάση, από παράδειγμα μέσω μιας μπαταρίας, είναι συνδεδεμένη σε έναν πυκνωτή για μια στιγμή, ουσιαστικά αυτό το συνεχές ρεύμα θα συνεχίσει να παραμένει στα άκρα του πυκνωτή έως ότου είτε ένα στοιχείο σαν μια αντίσταση ενωθεί σε αυτό, ή μπορεί τελικά να βραχύνετε τους ακροδέκτες του πυκνωτή μεταξύ τους προκαλώντας την εκκένωση της αποθηκευμένης ενέργειας.

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

Γενικά, ένας πυκνωτής αποτελείται από ένα ζεύγος πλακών που διαχωρίζονται από ένα μονωτικό περιεχόμενο γνωστό ως διηλεκτρικό.

Το διηλεκτρικό θα μπορούσε να σχηματιστεί από αέρα, χαρτί, κεραμικό, πολυστυρένιο ή οποιοδήποτε είδος διαφορετικού κατάλληλου υλικού. Για μεγαλύτερες τιμές χωρητικότητας ένας ηλεκτρολύτης χρησιμοποιείται για τον διηλεκτρικό διαχωρισμό. Αυτή η ηλεκτρολυτική ουσία έχει την ικανότητα να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια με μεγάλη απόδοση.

Ένα σταθερό DC απαιτείται συνήθως για χωρητική λειτουργία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο στα διαγράμματα κυκλώματος βρίσκουμε το θετικό καλώδιο του πυκνωτή που υποδεικνύεται ως λευκό μπλοκ ενώ η αρνητική πλευρά ως μαύρο μπλοκ.

Οι μεταβλητοί ή ρυθμιζόμενοι πυκνωτές περιλαμβάνουν περιστρεφόμενα πτερύγια που διαχωρίζονται από ένα διάκενο αέρα ή έναν μονωτή όπως το mica. Πόσο αυτά τα πτερύγια αλληλεπικαλύπτονται, καθορίζει το μέγεθος της χωρητικότητας , και αυτό μπορεί να μεταβληθεί ή να ρυθμιστεί μετακινώντας τον άξονα του μεταβλητού πυκνωτή.

Μετρείται η χωρητικότητα στο Farads. Ωστόσο, ένας πυκνωτής Farad θα μπορούσε να είναι ουσιαστικά μεγάλος για οποιαδήποτε πρακτική χρήση. Ως εκ τούτου, οι πυκνωτές ορίζονται είτε σε microfarads (uF), nanofarad (nF) είτε σε picofarads (pF).

Ένα εκατομμύριο picofarads αντιστοιχεί σε ένα μόνο microfarad, και ένα εκατομμύριο microfarads ισούται με ένα Farad σε μέγεθος. Παρόλο που οι νανοφάρδες (nF) δεν χρησιμοποιούνται πολύ συχνά, ένα νανοφάραδο αντιπροσωπεύει χίλια picofarads.

Περιστασιακά, μπορεί να βρείτε μικρότερους πυκνωτές με τους χρωματικούς κωδικούς, όπως ακριβώς και οι αντιστάσεις.

Για αυτά, οι τιμές θα μπορούσαν να προσδιοριστούν σε pF όπως φαίνεται στο διπλανό διάγραμμα χρώματος. Το ζεύγος ζωνών στο κάτω μέρος παρέχει την ανοχή και τη μέγιστη τάση λειτουργίας του πυκνωτή.

Πρέπει να σημειωθεί αυστηρά ότι η βαθμολογία τάσης που εκτυπώνεται στο σώμα του πυκνωτή αντιπροσωπεύει το απόλυτο μέγιστο ανεκτό όριο τάσης του πυκνωτή που δεν πρέπει ποτέ να ξεπεραστεί. Επίσης, όταν εμπλέκονται ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές, η πολικότητα πρέπει να ελεγχθεί προσεκτικά και να συγκολληθεί ανάλογα.

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ

Σε ηλεκτρονικά κυκλώματα Επαγωγέας Τα χαρακτηριστικά λειτουργίας είναι ακριβώς το αντίθετο των πυκνωτών. Οι επαγωγείς δείχνουν την τάση να περάσουν ένα συνεχές ρεύμα μέσω αυτών, αλλά προσπαθούν να αντιταχθούν ή να αντισταθούν στο εναλλασσόμενο ρεύμα. Συνήθως έχουν τη μορφή σπειροειδών ελασμάτων από χάλκινο σύρμα, συνήθως τυλιγμένα γύρω από ένα πρώτο.

Για τη δημιουργία υψηλής αξίας επαγωγείς , ένα σιδηρούχο υλικό εισάγεται κανονικά ως πυρήνας, ή μπορεί να εγκατασταθεί σαν κάλυμμα που περιβάλλει το πηνίο εξωτερικά.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του επαγωγέα είναι η ικανότητά του να δημιουργεί ένα 'back e.m.f.' μόλις αφαιρεθεί μια εφαρμοζόμενη τάση σε έναν επαγωγέα. Αυτό συμβαίνει συνήθως λόγω του εγγενούς χαρακτηριστικού ενός επαγωγέα για την αντιστάθμιση της απώλειας του αρχικού ρεύματος στο ρεύμα.

Τα σχηματικά σύμβολα του επαγωγέα φαίνονται στο Σχ. 1.5. Η μονάδα επαγωγής είναι ο Henry, αν και τα millihenrys ή microhenrys (mH και αντίστοιχα) χρησιμοποιούνται συνήθως για μέτρηση πηνίων σε πρακτικές εφαρμογές.

Ένα χιλιοστόγραμμο έχει 1.000 μικροφαινύλια ενώ χίλια χιλιοστόβια ισούται με έναν Χένρι. Οι επαγωγείς είναι ένα από τα συστατικά που δεν είναι εύκολο να μετρηθούν ειδικά εάν η πραγματική τιμή δεν εκτυπώνεται. Επίσης, αυτά γίνονται ακόμη πιο περίπλοκα για μέτρηση όταν αυτά κατασκευάζονται στο σπίτι χρησιμοποιώντας μη τυπικές παραμέτρους.

Όταν οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται για τον αποκλεισμό σημάτων AC, ονομάζονται πνιγμοί ραδιοσυχνοτήτων ή πνιγμοί RF (RFC). Οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται με πυκνωτές για το σχηματισμό συντονισμένων κυκλωμάτων, τα οποία επιτρέπουν μόνο την υπολογιζόμενη ζώνη συχνοτήτων και αποκλείουν τις υπόλοιπες.

ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

Ένα συντονισμένο κύκλωμα (Εικ. 1.6), το οποίο περιλαμβάνει έναν επαγωγέα L και έναν πυκνωτή C, ουσιαστικά, είτε θα επιτρέπει σε μια συγκεκριμένη συχνότητα να κινείται και να μπλοκάρει όλες τις άλλες συχνότητες, είτε θα μπλοκάρει μια συγκεκριμένη τιμή συχνότητας και θα αφήσει όλα τα άλλα να περάσουν διά μέσου.

Ένα μέτρο της επιλεκτικότητας ενός συντονισμένου κυκλώματος που επιβεβαιώνει την τιμή συχνότητας γίνεται ο παράγοντας Q (για ποιότητα).

Αυτή η συντονισμένη τιμή της συχνότητας ορίζεται επίσης ως η συχνότητα συντονισμού (f0) και μετριέται σε hertz ή κύκλους ανά δευτερόλεπτο.

Ένας πυκνωτής και ένας επαγωγέας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σειρά ή παράλληλα για να σχηματίσουν ένα συντονισμένο συντονισμένο κύκλωμα (Εικ. 1.6.α). Ένα κύκλωμα συντονισμένης σειράς μπορεί να έχει χαμηλή απώλεια σε σύγκριση με ένα παράλληλο συντονισμένο κύκλωμα (Εικ. 1.6.β) με υψηλή απώλεια.

Όταν αναφέρουμε την απώλεια εδώ, συνήθως αναφέρεται στην αναλογία τάσης στο δίκτυο, στο ρεύμα που ρέει μέσω του δικτύου. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως σύνθετη αντίσταση (Z).

Τα εναλλακτικά ονόματα για αυτήν την σύνθετη αντίσταση για συγκεκριμένα συστατικά μπορεί να έχουν τη μορφή π.χ. αντίσταση (R) για αντιστάσεις και αντίσταση (X) για επαγωγείς και πυκνωτές.

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ

Χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές για αύξηση της εναλλασσόμενης τάσης / ρεύματος εισόδου σε υψηλότερα επίπεδα εξόδου ή για την ίδια μείωση σε χαμηλότερα επίπεδα εξόδου. Αυτή η εργασία διασφαλίζει ταυτόχρονα μια πλήρη ηλεκτρική απομόνωση κατά μήκος της εισόδου AC και της εξόδου AC. Μερικοί μετασχηματιστές φαίνονται στο Σχ. 1.7.

Οι κατασκευές σημαίνουν όλες τις λεπτομέρειες στην κύρια ή στην πλευρά εισαγωγής μέσω του επιθήματος «1». Η δευτερεύουσα, ή η πλευρά εξόδου, υποδηλώνεται από το επίθημα «2» T1 και το T2 υποδεικνύουν τον αριθμό των στροφών στο πρωτεύον και το δευτερεύον αντίστοιχα. Επειτα:

Όταν ένα ο μετασχηματιστής έχει σχεδιαστεί για να κατεβείτε ρεύματα 240 V σε χαμηλότερη τάση, ας πούμε 6 V, η κύρια πλευρά περιλαμβάνει σχετικά υψηλότερο αριθμό στροφών χρησιμοποιώντας λεπτότερο σύρμα μετρητή, ενώ η δευτερεύουσα πλευρά είναι κατασκευασμένη χρησιμοποιώντας σχετικά μικρότερο αριθμό στροφών αλλά χρησιμοποιώντας πολύ παχύτερο σύρμα μετρητή.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η υψηλότερη τάση συνεπάγεται αναλογικά χαμηλότερο ρεύμα και επομένως λεπτότερο σύρμα, ενώ η χαμηλότερη τάση περιλαμβάνει αναλογικά υψηλότερο ρεύμα και επομένως παχύτερο σύρμα. Οι καθαρές πρωτογενείς και δευτερεύουσες τιμές ισχύος (V x I) είναι σχεδόν ίσες σε έναν ιδανικό μετασχηματιστή.

Όταν η περιέλιξη του μετασχηματιστή έχει αφαιρεθεί ένα καλώδιο από μια από τις στροφές (Εικ. 1.7.β), έχει ως αποτέλεσμα τη διαίρεση της τάσης περιέλιξης κατά μήκος της στρόφιγγας, η οποία είναι ανάλογη με τον αριθμό των στροφών στην περιέλιξη που διαχωρίζονται από το μεσαίο καλώδιο.

Το μέγεθος της καθαρής τάσης σε ολόκληρη τη δευτερεύουσα περιέλιξη από άκρο σε άκρο θα εξακολουθεί να είναι σύμφωνα με τον τύπο που φαίνεται παραπάνω

Το πόσο μεγάλο μπορεί να είναι ένας μετασχηματιστής εξαρτάται από το μέγεθος των δευτερευόντων προδιαγραφών ρεύματος. Εάν η τρέχουσα προδιαγραφή είναι μεγαλύτερη, οι διαστάσεις του μετασχηματιστή αυξάνονται επίσης αναλογικά.

Υπάρχουν επίσης μικροσκοπικοί μετασχηματιστές σχεδιασμένοι για κυκλώματα υψηλής συχνότητας , όπως ραδιόφωνα, πομποί κλπ και έχουν ενσωματωμένο πυκνωτή συνδεδεμένο κατά μήκος της περιέλιξης.

Πώς να χρησιμοποιήσετε ημιαγωγούς σε ηλεκτρονικά έργα

Με: Δάσος Μ. Μιμς

Η οικοδόμηση και ο πειραματισμός με ηλεκτρονικά έργα μπορεί να είναι ικανοποιητική, αλλά πολύ δύσκολη. Γίνεται ακόμα πιο ικανοποιητικό, όταν εσείς ως χόμπι Ολοκληρώστε την κατασκευή ενός έργου κυκλώματος, ενεργοποιήστε το και βρείτε ένα χρήσιμο μοντέλο εργασίας που αναπτύχθηκε από λίγα εξαρτήματα ανεπιθύμητων. Αυτό, σας κάνει να νιώθετε σαν δημιουργός, ενώ το επιτυχημένο έργο παρουσιάζει τις τεράστιες προσπάθειές σας και τις γνώσεις σας στον αντίστοιχο τομέα.

Αυτό μπορεί να είναι μόνο για διασκέδαση στον ελεύθερο χρόνο. Μερικοί άλλοι θα ήθελαν να ολοκληρώσουν ένα έργο που δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί, ή μπορεί να προσαρμόσουν ένα ηλεκτρονικό προϊόν της αγοράς σε μια πιο καινοτόμο έκδοση.

Για να επιτύχετε την επιτυχία ή για να αντιμετωπίσετε ένα σφάλμα κυκλώματος, θα πρέπει να είστε καλά έμπειροι σχετικά με τη λειτουργία των διαφόρων εξαρτημάτων και τον τρόπο σωστής εφαρμογής σε πρακτικά κυκλώματα. Εντάξει, ας έρθουμε στο σημείο.

Σε αυτό το σεμινάριο θα ξεκινήσουμε ημιαγωγούς.

Πως Ημιαγωγός Δημιουργείται χρησιμοποιώντας Silicon

Θα βρείτε μια ποικιλία ημιαγωγών συστατικών, αλλά το πυρίτιο, το οποίο είναι το βασικό στοιχείο της άμμου, είναι από τα πιο γνωστά στοιχεία. Ένα άτομο πυριτίου αποτελείται από μόλις 4 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος.

Ωστόσο, μπορεί να λατρέψει να πάρει 8 από αυτά. Ως αποτέλεσμα, ένα άτομο πυριτίου συνεργάζεται με τα γειτονικά του άτομα για να μοιράζεται ηλεκτρόνια με τον ακόλουθο τρόπο:

Όταν μια ομάδα ατόμων πυριτίου μοιράζονται τα εξωτερικά τους ηλεκτρόνια, οδηγεί στο σχηματισμό μιας διάταξης γνωστής ως κρύσταλλος.

Το παρακάτω σχέδιο δείχνει έναν κρύσταλλο πυριτίου που έχει μόνο τα εξωτερικά τους ηλεκτρόνια. Στην καθαρή του μορφή, το πυρίτιο δεν παρέχει χρήσιμο σκοπό.

Λόγω αυτού, οι κατασκευαστές ενισχύουν αυτά τα είδη με βάση το πυρίτιο με φωσφόρο, βόριο και πρόσθετα συστατικά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «ντόπινγκ» του πυριτίου. Μόλις το ντόπινγκ εφαρμοστεί σιλικόνη, ενισχύεται με χρήσιμες ηλεκτρικές ιδιότητες.

P και N Doped Silicon : Στοιχεία όπως το βόριο, ο φωσφόρος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για το συνδυασμό με άτομα πυριτίου έως την κατασκευή κρυστάλλων. Εδώ είναι το τέχνασμα: Ένα άτομο βορίου περιλαμβάνει μόνο 3 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος, ενώ ένα άτομο φωσφόρου περιλαμβάνει 5 ηλεκτρόνια.

Όταν το πυρίτιο συνδυάζεται ή εμπλουτίζεται με μερικά ηλεκτρόνια φωσφόρου, μετατρέπεται σε πυρίτιο ν-τύπου (n = αρνητικό). Όταν το πυρίτιο συγχωνεύεται με άτομα βορίου που δεν έχουν ηλεκτρόνιο, το πυρίτιο μετατρέπεται σε πυρίτιο τύπου p (θετικό).

P-τύπος πυριτίου. Όταν το άτομο βορίου προσβάλλεται με ένα σύμπλεγμα ατόμων πυριτίου δημιουργεί μια κενή κοιλότητα ηλεκτρονίων που ονομάζεται «τρύπα».

Αυτή η οπή επιτρέπει σε ένα ηλεκτρόνιο από ένα γειτονικό άτομο να «πέσει» στην υποδοχή (τρύπα). Αυτό σημαίνει ότι μια «τρύπα» άλλαξε τη θέση της σε μια νέα θέση. Λάβετε υπόψη ότι οι τρύπες μπορούν εύκολα να επιπλέουν σε πυρίτιο (με τον ίδιο τρόπο που οι φυσαλίδες κινούνται στο νερό).

Ν-Τύπος πυριτίου. Όταν ένα άτομο φωσφόρου συνδυάζεται ή εμπλουτίζεται με ένα σύμπλεγμα ατόμων πυριτίου, το σύστημα δίνει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο που επιτρέπεται να μεταφέρει πέρα ​​από τον κρύσταλλο πυριτίου με σχετική άνεση.

Από την παραπάνω εξήγηση καταλαβαίνουμε ότι ένα πυρίτιο τύπου-n θα διευκολύνει τη διέλευση των ηλεκτρονίων προκαλώντας τα ηλεκτρόνια να πηδούν από το ένα άτομο στο άλλο.

Από την άλλη πλευρά, ένα πυρίτιο τύπου ρ θα επιτρέψει επίσης τη διέλευση ηλεκτρονίων αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επειδή σε έναν τύπο p, είναι οι οπές ή τα κενά κελύφη ηλεκτρονίων που προκαλούν τη μετεγκατάσταση των ηλεκτρονίων.

Είναι σαν να συγκρίνεις ένα άτομο που τρέχει στο έδαφος και ένα άτομο που τρέχει σε ένα ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ . Όταν ένα άτομο τρέχει στο έδαφος το έδαφος παραμένει χαρτικά και το άτομο κινείται μπροστά, ενώ στο διάδρομο το άτομο παραμένει χαρτικό, το έδαφος κινείται προς τα πίσω. Και στις δύο καταστάσεις, το άτομο διέρχεται μια σχετική κίνηση προς τα εμπρός.

Κατανόηση των διόδων

Οι δίοδοι μπορούν να συγκριθούν με βαλβίδες, και επομένως παίζουν καθοριστικό ρόλο σε ηλεκτρονικά έργα για τον έλεγχο της κατεύθυνσης της ροής ηλεκτρικής ενέργειας σε μια διαμόρφωση κυκλώματος.

Γνωρίζουμε ότι τόσο το πυρίτιο n- όσο και το p-type έχουν την ικανότητα να αγωγούν ηλεκτρισμό. Η αντίσταση και των δύο παραλλαγών εξαρτάται από το ποσοστό των οπών ή τα επιπλέον ηλεκτρόνια που διαθέτει. Ως αποτέλεσμα, οι δύο τύποι μπορεί επίσης να συμπεριφέρονται σαν αντιστάσεις, περιορίζοντας το ρεύμα και επιτρέποντάς του να ρέει μόνο σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Δημιουργώντας πολλά πυρίτια τύπου p μέσα σε μια βάση πυριτίου τύπου n, τα ηλεκτρόνια μπορούν να περιοριστούν ώστε να κινούνται πέρα ​​από το πυρίτιο σε μία μόνο κατεύθυνση. Αυτή είναι η ακριβής κατάσταση λειτουργίας που μπορεί να παρατηρηθεί σε διόδους, που δημιουργήθηκαν με ντόπινγκ πυριτίου διασταύρωσης p-n.

Πώς λειτουργεί η δίοδος

Η παρακάτω εικόνα μας βοηθά να λάβουμε μια εύκολη διευκρίνιση σχετικά με το πώς μια δίοδος ανταποκρίνεται στην ηλεκτρική ενέργεια με μία μόνο κατεύθυνση (προς τα εμπρός) και διασφαλίζει το μπλοκάρισμα της ηλεκτρικής ενέργειας στην αντίθετη κατεύθυνση (αντίστροφη).

Στο πρώτο σχήμα, η διαφορά δυναμικού της μπαταρίας προκαλεί τρύπες και ηλεκτρόνια να απωθούν προς τη σύνδεση p-n. Σε περίπτωση που το επίπεδο τάσης υπερβεί τα 0,6 V (για μια δίοδο πυριτίου), τα ηλεκτρόνια διεγείρονται για να πηδήξουν πέρα ​​από τη διασταύρωση και να συντήξουν με τις οπές, καθιστώντας δυνατή τη μεταφορά ρεύματος.

Στο δεύτερο σχήμα, η διαφορά δυναμικού της μπαταρίας προκαλεί την απόσυρση των οπών και των ηλεκτρονίων από τη διασταύρωση. Αυτή η κατάσταση εμποδίζει τη ροή φορτίου ή ρεύματος που εμποδίζει τη διαδρομή της. Οι δίοδοι συνήθως ενθυλακώνονται σε μικροσκοπικό κυλινδρικό περίβλημα από γυαλί.

Μια σκοτεινή ή υπόλευκη κυκλική ταινία που σημειώνεται γύρω από το ένα άκρο του σώματος της διόδου αναγνωρίζει το τερματικό της καθόδου. Το άλλο τερματικό γίνεται φυσικά το τερματικό ανόδου. Η παραπάνω εικόνα δείχνει τόσο το φυσικό περίβλημα της διόδου όσο και το σχηματικό του σύμβολο.

Έχουμε πλέον καταλάβει ότι μια δίοδος μπορεί να συγκριθεί με έναν ηλεκτρονικό διακόπτη μονής κατεύθυνσης. Πρέπει ακόμη να κατανοήσετε πλήρως μερικούς άλλους παράγοντες λειτουργίας της διόδου.

Ακολουθούν μερικά κρίσιμα σημεία:

1. Μια δίοδος δεν μπορεί να αγωγεί ηλεκτρισμό έως ότου η εφαρμοζόμενη τάση προς τα εμπρός φτάσει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο κατωφλίου.

Για διόδους πυριτίου, είναι περίπου 0,7 volt.

2. Όταν το ρεύμα προώθησης γίνει πολύ υψηλό ή πάνω από την καθορισμένη τιμή, η δίοδος ημιαγωγού μπορεί να σπάσει ή να κάψει! Και οι εσωτερικές τερματικές επαφές θα μπορούσαν να αποσυντεθούν.

Εάν η μονάδα καίει, η δίοδος μπορεί ξαφνικά να εμφανίσει αγωγιμότητα και στις δύο κατευθύνσεις του τερματικού. Η θερμότητα που παράγεται λόγω αυτής της δυσλειτουργίας μπορεί τελικά να εξατμίσει τη μονάδα!

3. Η υπερβολική αντίστροφη τάση μπορεί να οδηγήσει σε μια δίοδο να κάνει αντίθετη κατεύθυνση. Επειδή αυτή η τάση είναι αρκετά μεγάλη, το απροσδόκητο ρεύμα μπορεί να σπάσει τη δίοδο.

Τύποι & χρήσεις διόδων

Οι δίοδοι διατίθενται σε πολλές διαφορετικές μορφές και προδιαγραφές. Παρακάτω είναι μερικές από τις σημαντικές μορφές που χρησιμοποιούνται συνήθως σε ηλεκτρικά κυκλώματα:

Μικρή δίοδος σήματος: Αυτοί οι τύποι διόδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε DC χαμηλού ρεύματος, για ανίχνευση ή αποδιαμόρφωση σημάτων RF , σε τάση εφαρμογή πολλαπλασιαστή , λογικές λειτουργίες, για εξουδετέρωση αιχμών υψηλής τάσης κ.λπ. για την κατασκευή Power Rectifiers.

Ανορθωτές ισχύος Δίοδοι : έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά όπως μια μικρή δίοδο σήματος, αλλά αυτά έχουν βαθμολογία ως χειριστείτε σημαντικά μεγέθη ρεύματος . Αυτά τοποθετούνται σε μεγάλα μεταλλικά περιβλήματα που βοηθούν στην απορρόφηση και τη διάλυση της ανεπιθύμητης θερμότητας και τη διανομή τους σε μια προσαρτημένη πλάκα ψύκτρας.

Οι ανορθωτές ισχύος φαίνονται κυρίως σε μονάδες τροφοδοσίας. Οι κοινές παραλλαγές είναι 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 κ.λπ.

Δίοδος Ζένερ : Αυτός είναι ένας ειδικός τύπος δίοδος που χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένη τάση αντίστροφης βλάβης. Δηλαδή, οι δίοδοι zener μπορούν να λειτουργήσουν σαν διακόπτης περιορισμού τάσης. Οι δίοδοι Zener βαθμολογούνται με απόλυτες τάσεις διακοπής (Vz) που μπορεί να κυμαίνονται από 2 έως 200 volt.

Δίοδος εκπομπής φωτός ή LED : Όλες οι μορφές διόδων έχουν την ιδιότητα να εκπέμπουν λίγο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όταν εφαρμόζονται σε μια τάση προς τα εμπρός bais.

Ωστόσο, οι δίοδοι που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας υλικά ημιαγωγών όπως το φωσφίδιο του αρσενιδίου του γαλλίου έχουν την ικανότητα να εκπέμπουν σημαντικά μεγαλύτερη ποσότητα ακτινοβολίας σε σύγκριση με τις κανονικές διόδους πυριτίου. Αυτές ονομάζονται δίοδοι εκπομπής φωτός ή LED.

Φωτοδίοδος : Ακριβώς όπως οι δίοδοι εκπέμπουν ακτινοβολία, εμφανίζουν επίσης κάποιο επίπεδο αγωγιμότητας όταν φωτίζονται από εξωτερική πηγή φωτός.
Ωστόσο, οι δίοδοι που είναι ειδικά σχεδιασμένες για την ανίχνευση και την απόκριση του φωτός ή του φωτισμού ονομάζονται φωτοδιόδους.

Περιλαμβάνουν ένα γυάλινο ή πλαστικό παράθυρο που επιτρέπει στο φως να εισέλθει στην ευαίσθητη στο φως περιοχή της διόδου.

Συνήθως αυτά έχουν μεγάλη περιοχή διασταύρωσης για την απαιτούμενη έκθεση στο φως.

Το πυρίτιο διευκολύνει τη δημιουργία αποτελεσματικών φωτοδιόδων.

Διαφορετικοί τύποι διόδων χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές εφαρμογές. Προς το παρόν, ας συζητήσουμε μερικές σημαντικές λειτουργίες για μικρό σήμα διόδους και ανορθωτές :

Το πρώτο είναι ένα κύκλωμα ανορθωτή ενός κύματος μέσω του οποίου ένα εναλλασσόμενο ρεύμα με μεταβαλλόμενη παροχή διπλής πολικότητας διορθώνεται σε ένα σήμα ή τάση μίας πολικότητας (dc).

Η δεύτερη διαμόρφωση είναι το κύκλωμα ανορθωτή πλήρους κύματος που περιλαμβάνει μια διαμόρφωση τεσσάρων διόδων και ονομάζεται επίσης ως ανορθωτής γέφυρας . Αυτό το δίκτυο έχει τη δυνατότητα διόρθωσης και των δύο μισών ενός σήματος εισόδου AC.

Παρατηρήστε τη διάκριση στο τελικό αποτέλεσμα από τα δύο κυκλώματα. Στο κύκλωμα μισού κύματος, μόνο ένας κύκλος της εισόδου AC παράγει έξοδο, ενώ σε πλήρη γέφυρα και οι δύο μισοί κύκλοι μετατρέπονται σε DC μίας πολικότητας.

Το τρανζίστορ

Ένα ηλεκτρονικό έργο μπορεί να είναι σχεδόν αδύνατο να ολοκληρωθεί χωρίς τρανζίστορ, το οποίο αποτελεί πραγματικά το βασικό δομικό στοιχείο των ηλεκτρονικών.

Τα τρανζίστορ είναι συσκευές ημιαγωγών που έχουν τρεις ακροδέκτες ή καλώδια. Μια εξαιρετικά μικρή ποσότητα ρεύματος ή τάσης σε έναν από τους αγωγούς επιτρέπει τον έλεγχο μιας σημαντικά μεγαλύτερης ποσότητας ρεύματος διέλευσης μεταξύ των άλλων δύο αγωγών.

Αυτό σημαίνει ότι τα τρανζίστορ ταιριάζουν καλύτερα για να λειτουργούν ως ενισχυτές και ρυθμιστές εναλλαγής. Θα βρείτε δύο κύριες ομάδες τρανζίστορ: διπολικό (BJT) και εφέ πεδίου (FET).

Σε αυτήν τη συζήτηση θα επικεντρωθούμε μόνο στα διπολικά τρανζίστορ BJT. Με απλά λόγια, προσθέτοντας μια συμπληρωματική σύνδεση σε μια δίοδο διακλάδωσης p-n καθίσταται δυνατή η δημιουργία ενός «σάντουιτς» πυριτίου 3 διαμερισμάτων. Αυτός ο σχηματισμός σαν σάντουιτς μπορεί να είναι είτε n-p-n είτε p-n-p.

Σε κάθε περίπτωση, η μεσαία περιοχή λειτουργεί σαν σύστημα βρύσης ή ελέγχου που ρυθμίζει την ποσότητα ηλεκτρονίων ή μετατόπισης φορτίου στα 3 στρώματα. Τα 3 τμήματα ενός διπολικού τρανζίστορ είναι ο πομπός, η βάση και ο συλλέκτης. Η περιοχή βάσης μπορεί να είναι αρκετά λεπτή και έχει πολύ λιγότερα άτομα ντόπινγκ σε σύγκριση με τον εκπομπό και τον συλλέκτη.

Ως αποτέλεσμα, ένα πολύ μειωμένο ρεύμα βάσης πομπού οδηγεί σε ένα πολύ μεγαλύτερο ρεύμα συλλέκτη-συλλέκτη. Οι δίοδοι και τα τρανζίστορ είναι παρόμοια με πολλές κρίσιμες ιδιότητες:

Η διασταύρωση βάσης-εκπομπού που μοιάζει με μια σύνδεση διόδων δεν επιτρέπει την μεταφορά ηλεκτρονίων εκτός εάν η τάση προς τα εμπρός υπερβαίνει τα 0,7 volt. Η υπερβολική ποσότητα ρεύματος προκαλεί θέρμανση του τρανζίστορ και απόδοση αποτελεσματικά.

Σε περίπτωση που η θερμοκρασία τρανζίστορ αυξηθεί σημαντικά, ενδέχεται να χρειαστεί να απενεργοποιήσετε το κύκλωμα! Τελικά, μια υπερβολική ποσότητα ρεύματος ή τάσης μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στο ημιαγώγιμο υλικό που αποτελεί το τρανζίστορ.

Σήμερα υπάρχουν διάφορα είδη τρανζίστορ. Τα κοινά παραδείγματα είναι:

Μικρό σήμα και εναλλαγή : Αυτά τα τρανζίστορ εφαρμόζονται για την ενίσχυση σημάτων εισόδου χαμηλού επιπέδου σε σχετικά μεγαλύτερα επίπεδα. Τα τρανζίστορ εναλλαγής έχουν δημιουργηθεί για να ανοίγουν πλήρως ή να απενεργοποιούνται πλήρως. Αρκετά τρανζίστορ μπορούν και τα δύο να χρησιμοποιηθούν εξίσου για ενίσχυση και εναλλαγή εξίσου όμορφα.

Τρανζίστορ ισχύος : Αυτά τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται σε ενισχυτές υψηλής ισχύος και τροφοδοτικά. Αυτά τα τρανζίστορ είναι συνήθως μεγάλου μεγέθους και με εκτεταμένο μεταλλικό περίβλημα για τη διευκόλυνση μεγαλύτερης απαγωγής θερμότητας και ψύξης, καθώς και για εύκολη εγκατάσταση ψύκτρων.

Υψηλή συχνότητα : Αυτά τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται ως επί το πλείστον συσκευές με βάση RF, όπως ραδιόφωνα, τηλεοράσεις και μικροκύματα. Αυτά τα τρανζίστορ είναι κατασκευασμένα με λεπτότερη περιοχή βάσης και έχουν μειωμένες διαστάσεις αμαξώματος. Τα σχηματικά σύμβολα για τα τρανζίστορ npn και pnp μπορείτε να δείτε παρακάτω:

Θυμηθείτε ότι το σύμβολο βέλους που δείχνει τον πείρο του πομπού δείχνει πάντα προς την κατεύθυνση ροής των οπών. Όταν το σύμβολο βέλους δείχνει μια κατεύθυνση που είναι απέναντι από τη βάση, τότε το BJT έχει έναν πομπό που αποτελείται από υλικό τύπου n.

Αυτό το σύμβολο προσδιορίζει συγκεκριμένα το τρανζίστορ ως συσκευή n-p-n με βάση που έχει υλικό τύπου p. Από την άλλη πλευρά, όταν το σημάδι βέλους δείχνει προς τη βάση, αυτό δείχνει ότι η βάση αποτελείται από υλικό τύπου n και αναφέρει ότι ο πομπός και ο συλλέκτης αποτελούνται από υλικό τύπου p και, ως εκ τούτου, η συσκευή είναι ένα pnp BJT.

Πως να Χρησιμοποιήστε διπολικά τρανζίστορ

Όταν ένα δυναμικό γείωσης ή 0V εφαρμόζεται στη βάση ενός τρανζίστορ npn, αναστέλλει τη ροή ρεύματος στους ακροδέκτες συλλέκτη εκπομπής και το τρανζίστορ απενεργοποιείται.

Σε περίπτωση που η βάση είναι μεροληπτική προς τα εμπρός εφαρμόζοντας μια πιθανή διαφορά τουλάχιστον 0,6 βολτ στους ακροδέκτες βάσης του BJT, ξεκινά αμέσως τη ροή του ρεύματος από τον πομπό στους ακροδέκτες του συλλέκτη και λέγεται ότι το τρανζίστορ αλλάζει » επί.'

Ενώ τα BJTs τροφοδοτούνται μόνο με αυτές τις δύο μεθόδους, το τρανζίστορ λειτουργεί σαν διακόπτης ON / OFF. Σε περίπτωση που η βάση είναι μεροληπτική προς τα εμπρός, το μέγεθος του ρεύματος συλλέκτη-συλλέκτη εξαρτάται από τις σχετικά μικρότερες διακυμάνσεις του ρεύματος βάσης.

ο το τρανζίστορ σε τέτοιες περιπτώσεις λειτουργεί σαν ενισχυτής . Αυτό το συγκεκριμένο θέμα σχετίζεται με ένα τρανζίστορ όπου ο πομπός υποτίθεται ότι είναι το κοινό τερματικό γείωσης για το σήμα εισόδου και εξόδου και τα δύο, και αναφέρεται ως κύκλωμα κοινού εκπομπού . Μερικά βασικά κυκλώματα κοινής εκπομπής μπορούν να απεικονιστούν μέσω των ακόλουθων διαγραμμάτων.

Τρανζίστορ ως διακόπτης

Αυτή η διαμόρφωση κυκλώματος θα δέχεται μόνο δύο τύπους σήματος εισόδου, είτε ένα σήμα 0V ή γείωσης, είτε μια θετική τάση + V πάνω από 0,7V. Επομένως, σε αυτή τη λειτουργία το τρανζίστορ μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί. Η αντίσταση στη βάση μπορεί να είναι οτιδήποτε μεταξύ 1K και 10K ohms.

Ενισχυτής τρανζίστορ DC

Σε αυτό το κύκλωμα το μεταβλητή αντίσταση δημιουργεί μια εμπρόσθια πόλωση στο τρανζίστορ και ρυθμίζει το μέγεθος του ρεύματος βάσης / εκπομπής. Ο μετρητής δείχνει το ποσό του τρέχοντος παραδίδεται στα καλώδια εκπομπών συλλεκτών.

Η αντίσταση της σειράς μετρητών διασφαλίζει την ασφάλεια του μετρητή έναντι υπερβολικού ρεύματος και αποτρέπει τη ζημιά στο πηνίο του μετρητή.

Σε πραγματικό κύκλωμα εφαρμογής το ποτενσιόμετρο μπορεί να προστεθεί με έναν ανθεκτικό αισθητήρα, του οποίου η αντίσταση ποικίλλει σε απόκριση σε έναν εξωτερικό παράγοντα όπως φως, θερμοκρασία, υγρασία κ.λπ.

Ωστόσο, σε περιπτώσεις όπου τα σήματα εισόδου ποικίλλουν γρήγορα, ένα κύκλωμα ενισχυτή AC καθίσταται εφαρμόσιμο όπως εξηγείται παρακάτω:

Ενισχυτής εναλλασσόμενου ρεύματος τρανζίστορ

Το διάγραμμα κυκλώματος δείχνει ένα πολύ βασικό κύκλωμα ενισχυτή εναλλασσόμενου ρεύματος. Ο πυκνωτής τοποθετημένος στην είσοδο εμποδίζει οποιαδήποτε είσοδο DC να εισέλθει στη βάση. Η αντίσταση που εφαρμόζεται για τη βασική πόλωση υπολογίζεται για να καθορίσει μια τάση που είναι η μισή του επιπέδου τροφοδοσίας.

Το σήμα το οποίο ενισχύεται «γλιστρά» κατά μήκος αυτής της σταθερής τάσης και αλλάζει το πλάτος του πάνω και κάτω από αυτό το επίπεδο τάσης αντοχής.

Εάν δεν χρησιμοποιήθηκε η αντίσταση πόλωσης, θα ενισχυθεί μόνο η μισή παροχή άνω του 0,7V προκαλώντας υψηλές ποσότητες δυσάρεστων στρεβλώσεων.

Όσον αφορά την κατεύθυνση του ρεύματος

Γνωρίζουμε ότι όταν τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν μέσω ενός αγωγού, δημιουργεί μια ροή ρεύματος μέσω του αγωγού.

Δεδομένου ότι, τεχνικά, η κίνηση των ηλεκτρονίων είναι στην πραγματικότητα από μια αρνητικά φορτισμένη περιοχή σε μια θετικά φορτισμένη περιοχή, τότε γιατί το σημάδι βέλους σε ένα σύμβολο διόδου φαίνεται να δείχνει μια αντίθετη ροή ηλεκτρονίων.

Αυτό μπορεί να εξηγηθεί με δύο σημεία.

1) Σύμφωνα με την αρχική θεωρία του Benjamin Franklin, θεωρήθηκε ότι η ροή ηλεκτρικής ενέργειας είναι από θετική προς την αρνητική φορτισμένη περιοχή. Ωστόσο, μόλις ανακαλύφθηκαν ηλεκτρόνια, αποκάλυψε την πραγματική αλήθεια.

Ακόμα, η αντίληψη συνέχισε να παραμένει η ίδια, και τα σχήματα συνέχισαν να ακολουθούν τη συμβατική φαντασία στην οποία η τρέχουσα ροή εμφανίζεται από θετική σε αρνητική, γιατί κάπως πιστεύοντας ότι το αντίθετο μας κάνει δύσκολο να προσομοιώσουμε τα αποτελέσματα.

2) Στην περίπτωση ημιαγωγών, στην πραγματικότητα είναι οι οπές που ταξιδεύουν απέναντι από τα ηλεκτρόνια. Αυτό κάνει τα ηλεκτρόνια να φαίνεται να αλλάζουν από θετικά σε αρνητικά.

Για να είμαστε ακριβείς, πρέπει να σημειωθεί ότι η ροή του ρεύματος είναι στην πραγματικότητα η ροή του φορτίου που δημιουργείται από την παρουσία ή την απουσία του ηλεκτρονίου, αλλά όσον αφορά το ηλεκτρονικό σύμβολο, βρίσκουμε απλώς ευκολότερη την συμβατική προσέγγιση,

Ο Θυρίστορ

Όπως τα τρανζίστορ, τα θυρίστορ είναι επίσης συσκευές ημιαγωγών που έχουν τρία τερματικά και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλά ηλεκτρονικά έργα.

Ακριβώς όπως ένα τρανζίστορ ανάβει με ένα μικρό ρεύμα σε ένα από τα καλώδια, τα θυρίστορ λειτουργούν επίσης με παρόμοιο τρόπο και επιτρέπουν σε πολύ μεγαλύτερο ρεύμα να διεξαχθεί μέσω των άλλων δύο συμπληρωματικών καλωδίων.

Η μόνη διαφορά είναι ότι ο θυρίστορ δεν έχει την ικανότητα να ενισχύει ταλαντωμένα σήματα AC. Αντιδρούν στο σήμα εισόδου ελέγχου είτε ενεργοποιώντας πλήρως είτε απενεργοποιώντας πλήρως. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, οι θυρίστορες είναι επίσης γνωστοί ως «διακόπτες στερεάς κατάστασης».

Ανορθωτές ελεγχόμενοι από πυρίτιο (SCR)

Τα SCR είναι συσκευές που αντιπροσωπεύουν δύο βασικές μορφές θυρίστορ. Η δομή τους μοιάζει με εκείνη των διπολικών τρανζίστορ, αλλά οι SCR έχουν ένα τέταρτο στρώμα, εξ ου και τρεις συνδέσεις, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Η εσωτερική διάταξη SCR και το σχηματικό σύμβολο μπορούν να απεικονιστούν στην ακόλουθη εικόνα.

Κανονικά, οι ακρωτηριασμοί SCR εμφανίζονται με μεμονωμένα γράμματα ως: A για την άνοδο, K (ή C) για την κάθοδο και G για την πύλη.

Όταν η άνοδος pinA ενός SCR εφαρμόζεται με θετικό δυναμικό υψηλότερο από τον πείρο καθόδου (K), οι δύο εξόχως απόκλιση γίνονται μεροληπτικές προς τα εμπρός, αν και η κεντρική διασταύρωση p-n παραμένει αντίστροφη προκατειλημμένη αναστέλλοντας οποιαδήποτε ροή ρεύματος μέσω αυτών.

Ωστόσο, μόλις εφαρμοστεί ο πείρος πύλης G με ελάχιστη θετική τάση, επιτρέπει πολύ μεγαλύτερη ισχύ για να διέλθει μέσω των ακίδων ανόδου / καθόδου.

Σε αυτό το σημείο, το SCR ασφαλίζεται και τα υπολείμματα ανάβουν ακόμη και μετά την αφαίρεση της προκατάληψης της πύλης. Αυτό μπορεί να συνεχιστεί απεριόριστα έως ότου η άνοδος ή η κάθοδος αποσυνδεθεί στιγμιαία από τη γραμμή παροχής.

Το επόμενο έργο παρακάτω δείχνει ένα SCR διαμορφωμένο σαν διακόπτη για έλεγχο λαμπτήρα πυρακτώσεως.

Ο διακόπτης στην αριστερή πλευρά είναι ένας διακόπτης push-to-OFF που σημαίνει ότι ανοίγει όταν πιέζεται, ενώ ο διακόπτης της δεξιάς πλευράς είναι ένας διακόπτης push-to-ON που λειτουργεί όταν πιέζεται. Όταν αυτός ο διακόπτης πατηθεί στιγμιαία ή λίγο ή ένα δευτερόλεπτο, ανάβει τη λάμπα.

Τα μάνταλα SCR και η λάμπα ανάβουν μόνιμα. Για να απενεργοποιήσετε τη λυχνία στην αρχική της κατάσταση, ο αριστερός διακόπτης πιέζεται στιγμιαία.

Τα SCR κατασκευάζονται με διαφορετικές βαθμολογίες ισχύος και χωρητικότητα χειρισμού, από 1 amp, 100 volt έως 10 amp ή υψηλότερα και αρκετές εκατοντάδες βολτ.

Τριακς

Τα Triacs χρησιμοποιούνται ειδικά σε ηλεκτρονικά κυκλώματα που απαιτούν εναλλαγή φορτίου AC υψηλής τάσης.

Η εσωτερική δομή ενός triac μοιάζει πραγματικά με δύο SCR που ενώνονται σε αντίστροφη παράλληλη. Αυτό σημαίνει ότι ένα triac έχει τη δυνατότητα να αγωγεί ηλεκτρικό ρεύμα και στις δύο κατευθύνσεις τόσο για DC όσο και για τροφοδοτικά AC.

Για την εφαρμογή αυτής της δυνατότητας, το triac κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας πέντε στρώματα ημιαγωγών με επιπλέον περιοχή τύπου n. Οι ακροδέκτες triac συνδέονται έτσι ώστε κάθε πείρος να έρχεται σε επαφή με ένα ζεύγος αυτής της περιοχής ημιαγωγών.

Παρόλο που ο τρόπος λειτουργίας ενός τερματικού πύλης triac είναι παρόμοιος με ένα SCR, η πύλη δεν αναφέρεται συγκεκριμένα σε τερματικά ανόδου ή καθόδου, είναι επειδή το triac μπορεί να διεξάγει αμφότερους τους τρόπους, ώστε η πύλη να μπορεί να ενεργοποιηθεί με οποιοδήποτε από τα τερματικά ανάλογα με εάν χρησιμοποιείται θετικό σήμα ή αρνητικό σήμα για τη σκανδάλη πύλης.

Λόγω αυτού του λόγου, τα δύο κύρια τερματικά μεταφοράς φορτίου του triac χαρακτηρίζονται ως MT1 και MT2 αντί για A ή K. Τα γράμματα MT αναφέρονται στο «κύριο τερματικό». όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος.

Όταν ένα triac εφαρμόζεται για εναλλαγή εναλλασσόμενου ρεύματος, το τραγικό συμπεριφέρεται μόνο εφ 'όσον η πύλη παραμένει συνδεδεμένη σε μια μικρή είσοδο τροφοδοσίας. Μόλις αφαιρεθεί το σήμα πύλης, εξακολουθεί να είναι ενεργοποιημένο το triac, αλλά μόνο έως ότου ο κύκλος κυματομορφής AC φτάσει στη γραμμή μηδενικής διέλευσης.

Μόλις η τροφοδοσία AC φτάσει στη μηδενική γραμμή, το triac απενεργοποιείται και το συνδεδεμένο φορτίο μόνιμα, έως ότου εφαρμοστεί ξανά το σήμα πύλης.

Το Triacs μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των περισσότερων οικιακών συσκευών μαζί με κινητήρες και αντλίες.

Παρόλο που τα triacs ταξινομούνται επίσης σύμφωνα με την τρέχουσα ικανότητα χειρισμού ή βαθμολογία όπως τα SCR, τα SCR είναι γενικά διαθέσιμα με πολύ υψηλότερες τρέχουσες βαθμολογίες από ένα triac.

Ημιαγωγός Συσκευές εκπομπής φωτός

Όταν εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα από φως, θερμότητα, ηλεκτρόνια και παρόμοιες ενέργειες, οι περισσότεροι ημιαγωγοί δείχνουν την τάση εκπομπής φωτός στο ορατό μήκος κύματος ή στο μήκος κύματος IR.

Οι ημιαγωγοί που είναι ιδανικά κατάλληλοι για αυτό είναι αυτοί που έρχονται στην οικογένεια των διόδων σύνδεσης p-n.

Οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) το κάνουν αυτό μετατρέποντας το ηλεκτρικό ρεύμα απευθείας σε ορατό φως. Οι λυχνίες LED είναι εξαιρετικά αποδοτικές με την τρέχουσα προς το φως μετατροπή από οποιαδήποτε άλλη μορφή πηγής φωτός.

Χρησιμοποιούνται λευκά LED υψηλής φωτεινότητας οικιακός φωτισμός σκοπούς, ενώ τα πολύχρωμα LED χρησιμοποιούνται σε διακοσμητικές εφαρμογές.

Η ένταση LED μπορεί να ελεγχθεί είτε με γραμμική μείωση της εισόδου DC είτε μέσω διαμόρφωση πλάτους παλμού είσοδος που ονομάζεται επίσης PWM.

Ανιχνευτές φωτός ημιαγωγών

Όταν οποιαδήποτε μορφή ενέργειας έρχεται σε επαφή με κρύσταλλο ημιαγωγών οδηγεί στην παραγωγή ρεύματος στον κρύσταλλο. Αυτή είναι η βασική αρχή πίσω από τη λειτουργία όλων των συσκευών αισθητήρα φωτός ημιαγωγών.

Οι ανιχνευτές φωτός ημιαγωγών μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε κύριους τύπους:

Αυτά που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ημιαγωγούς διασταύρωσης pn και τα άλλα που δεν είναι.

Σε αυτήν την εξήγηση θα ασχοληθούμε μόνο με τις παραλλαγές p-n. Οι ανιχνευτές φωτός με διασταύρωση P-n είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μέλος της οικογένειας φωτονικών ημιαγωγών.

Τα περισσότερα είναι φτιαγμένα από πυρίτιο και μπορούν να ανιχνεύσουν τόσο ορατό φως όσο και σχεδόν υπέρυθρο.

Φωτοδιόδους:

Φωτοδιόδους είναι ειδικά σχεδιασμένα για ηλεκτρονικά έργα που έχουν σχεδιαστεί για την ανίχνευση φωτός. Μπορείτε να τα βρείτε σε όλα τα είδη gadget, όπως σε κάμερες, συναγερμοί διαρρήκτη , Ζω επικοινωνίες κ.λπ.

Στη λειτουργία ανίχνευσης φωτός μια φωτοδιόδιο λειτουργεί δημιουργώντας μια οπή ή κοινή χρήση ηλεκτρονίων σε μια σύνδεση pn. Αυτό προκαλεί την κίνηση του ρεύματος μόλις συνδεθούν οι πλευρικοί ακροδέκτες p και n στην εξωτερική τροφοδοσία.

Όταν χρησιμοποιείται στη φωτοβολταϊκή λειτουργία, η φωτοδίοδος ενεργεί σαν μια τρέχουσα πηγή παρουσία ενός συμβάντος φωτός. Σε αυτήν την εφαρμογή η συσκευή αρχίζει να λειτουργεί με τη λειτουργία αντίστροφης μεροληψίας σε απόκριση σε ελαφρύ φωτισμό.

Ελλείψει φωτός, ένα ρεύμα ποσού ενός λεπτού εξακολουθεί να είναι γνωστό ως «σκοτεινό ρεύμα».

Μια φωτοδίοδος γενικά κατασκευάζεται σε πολλά διαφορετικά σχέδια συσκευασίας. Διατίθενται κυρίως σε πλαστικό σώμα, προεγκατεστημένους φακούς και φιλτράρισμα και ούτω καθεξής.

Η βασική διαφοροποίηση είναι η διάσταση του ημιαγωγού που χρησιμοποιείται για τη συσκευή. Οι φωτοδίοδοι που προορίζονται για χρόνους απόκρισης υψηλής ταχύτητας στη φωτοαγωγική λειτουργία αντίστροφης μεροληψίας κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ημιαγωγό μικρής περιοχής.

Οι φωτοδίοδοι με μεγαλύτερη περιοχή τείνουν να αποκρίνονται λίγο αργά, αλλά μπορεί να έχουν την ικανότητα να παρέχουν υψηλότερο βαθμό ευαισθησίας στον φωτισμό φωτός.

Η φωτοδίοδος και το LED μοιράζονται το ίδιο σχηματικό σύμβολο, εκτός από την κατεύθυνση των βελών που είναι προς τα μέσα για τη φωτοδίοδο. Οι φωτοδίοδοι είναι συνήθως συνηθισμένοι να αναγνωρίζουν ταχείς μεταβαλλόμενους παλμούς ακόμη και σε σχεδόν μήκος υπερύθρου κύματος, όπως στις επικοινωνίες με τα κύματα φωτός.

Το παρακάτω κύκλωμα απεικονίζει τον τρόπο με τον οποίο η φωτοδίοδος θα μπορούσε ενδεχομένως να εφαρμοστεί σε μια διάταξη μετρητή φωτός. Τα αποτελέσματα εξόδου αυτού του κυκλώματος είναι αρκετά γραμμικά.

Φωτομετατροπείς

Οι φωτοτρανζίστορ εφαρμόζονται σε ηλεκτρονικά έργα που απαιτούν υψηλότερο βαθμό ευαισθησίας. Αυτές οι συσκευές έχουν δημιουργηθεί αποκλειστικά για την αξιοποίηση της ευαισθησίας στο φως σε όλα τα τρανζίστορ. Σε γενικές γραμμές ένα φωτοτρανζίστορ μπορεί να βρεθεί σε μια συσκευή npn που έχει ένα ευρύ, βασικό τμήμα που μπορεί να εκτεθεί στο φως.

Το φως που εισέρχεται στη βάση αντικαθιστά το φυσικό ρεύμα εκπομπού βάσης που υπάρχει σε κανονικά τρανζίστορ npn.

Λόγω αυτής της δυνατότητας, ένας φωτοτρανζίστορ μπορεί να ενισχύσει τις παραλλαγές φωτός αμέσως. Υπάρχουν συνήθως δύο τύποι φωτοτρανζίστορ npn που μπορούν να ληφθούν. Το ένα είναι με μια τυπική δομή npn, η εναλλακτική παραλλαγή έρχεται με ένα επιπλέον τρανζίστορ npn για να προσφέρει πρόσθετη ενίσχυση και είναι γνωστό ως τρανζίστορ «photodarlington».

Αυτά είναι εξαιρετικά ευαίσθητα, αν και είναι λίγο αργή σε σύγκριση με τον κανονικό φωτοτρανζίστορ npn. Τα σχηματικά σύμβολα που χρησιμοποιούνται γενικά για φωτοτρανζίστορ είναι τα παρακάτω:

Οι φωτοτρανζίστορ εφαρμόζονται πολύ συχνά για την ανίχνευση εναλλασσόμενων (εναλλασσόμενων) παλμών φωτός. Χρησιμοποιούνται επιπροσθέτως για την αναγνώριση συνεχούς (dc) φωτός, όπως το ακόλουθο κύκλωμα όπου εφαρμόζεται ένα φωτοδέρλινγκτον για ενεργοποίηση ενός ρελέ.

Αυτό το σεμινάριο θα ενημερώνεται τακτικά με νέες προδιαγραφές συστατικών, οπότε παραμείνετε συντονισμένοι.