Η κύρια συσκευή στον τομέα των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών είναι η ρυθμιζόμενη βαλβίδα που επιτρέπει σε ένα ασθενές σήμα να ρυθμίζει τη μεγαλύτερη ποσότητα ροής παρόμοια με το ακροφύσιο που ρυθμίζει τη ροή νερού από αντλίες, σωλήνες και άλλα. Σε μια περίοδο, αυτή η ρυθμιζόμενη βαλβίδα που εφαρμόστηκε στον ηλεκτρικό τομέα ήταν σωλήνες κενού. Η εφαρμογή και η χρήση των σωλήνων κενού ήταν καλή, αλλά η επιπλοκή με αυτό ήταν μεγάλη και η κατανάλωση τεράστιας ηλεκτρικής ενέργειας που παραδόθηκε ως θερμότητα που μείωσε την περίοδο ζωής του σωλήνα. Σε αντιστάθμιση αυτού του ζητήματος, το τρανζίστορ ήταν η συσκευή που παρείχε μια καλή λύση που ταιριάζει στις απαιτήσεις ολόκληρης της ηλεκτρικής και ηλεκτρονικής βιομηχανίας. Αυτή η συσκευή εφευρέθηκε από το 'William Shockley' το έτος 1947. Για να συζητήσουμε περισσότερα, ας ρίξουμε μια ματιά στο λεπτομερές θέμα της γνώσης τι είναι τρανζίστορ , εφαρμογή τρανζίστορ ως διακόπτης , και πολλά χαρακτηριστικά.

Τι είναι το τρανζίστορ;

Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών τριών τερματικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εναλλαγή εφαρμογών, ενίσχυση αδύναμων σημάτων, και σε ποσότητες χιλιάδων και εκατομμυρίων τρανζίστορ διασυνδέονται και ενσωματώνονται σε ένα μικροσκοπικό ολοκληρωμένο κύκλωμα / τσιπ, το οποίο κάνει μνήμες υπολογιστή. Ένας διακόπτης τρανζίστορ, ο οποίος χρησιμοποιείται για άνοιγμα ή κλείσιμο κυκλώματος, που σημαίνει ότι το τρανζίστορ χρησιμοποιείται συνήθως ως διακόπτης στις ηλεκτρονικές συσκευές μόνο για εφαρμογές χαμηλής τάσης λόγω του χαμηλού εξουσία κατανάλωση. Το τρανζίστορ λειτουργεί ως διακόπτης όταν βρίσκεται σε περιοχές αποκοπής και κορεσμού.

Τύποι τρανζίστορ BJT

Βασικά, ένα τρανζίστορ αποτελείται από δύο συνδέσεις PN, αυτές οι διασταυρώσεις σχηματίζονται με σάντουιτς είτε τύπου N είτε τύπου P ημιαγωγός υλικό μεταξύ ενός ζεύγους του αντίθετου τύπου υλικών ημιαγωγών.

Διπολική διασταύρωση Τα τρανζίστορ ταξινομούνται σε τύπους

NPN
PNP

Το τρανζίστορ έχει τρία τερματικά, δηλαδή Βάση, Εκπόμπος και Συλλέκτης. Ο πομπός είναι ένα ακροδέκτη με μεγάλη πρόσμιξη και εκπέμπει τα ηλεκτρόνια στην περιοχή της βάσης. Το τερματικό βάσης έχει ελαφρώς νάρκωση και περνά τα ηλεκτρόνια που εγχύονται από τον εκπομπό στον συλλέκτη. Το τερματικό συλλέκτη είναι ενδιάμεσο νωπημένο και συλλέγει ηλεκτρόνια από τη βάση.

Ένα τρανζίστορ τύπου ΝΡΝ είναι η σύνθεση δύο υλικών ημιαγωγών με προσθήκη Ν-τύπου μεταξύ ενός στρώματος ημιαγωγών με προσβολή τύπου Ρ όπως φαίνεται παραπάνω. Παρομοίως, τα τρανζίστορ τύπου PNP είναι η σύνθεση δύο υλικών ημιαγωγών με προσβολή τύπου Ρ μεταξύ ενός στρώματος Ν-ενισχυμένου ημιαγωγού όπως φαίνεται παραπάνω. Η λειτουργία τόσο του τρανζίστορ NPN όσο και του PNP είναι η ίδια αλλά διαφέρει από την άποψη της πόλωσης και της πολικότητας τροφοδοσίας.

Τρανζίστορ ως διακόπτης

Εάν το κύκλωμα χρησιμοποιεί το Τρανζίστορ BJT ως switc h, τότε η πόλωση του τρανζίστορ, είτε NPN είτε PNP είναι διατεταγμένη ώστε να λειτουργεί το τρανζίστορ και στις δύο πλευρές των καμπυλών χαρακτηριστικών I-V που φαίνονται παρακάτω. Ένα τρανζίστορ μπορεί να λειτουργήσει σε τρεις λειτουργίες, ενεργή περιοχή, περιοχή κορεσμού και περιοχή αποκοπής. Στην ενεργή περιοχή, το τρανζίστορ λειτουργεί ως ενισχυτής. Ως διακόπτης τρανζίστορ, λειτουργεί σε δύο περιοχές και αυτές είναι Περιοχή κορεσμού (πλήρως-ON) και το Περιοχή αποκοπής (πλήρως απενεργοποιημένο). ο τρανζίστορ ως διάγραμμα κυκλώματος διακόπτη είναι

Τρανζίστορ ως διακόπτης

Και οι δύο τρανζίστορ τύπου NPN και PNP μπορούν να λειτουργήσουν ως διακόπτες. Λίγες από τις εφαρμογές χρησιμοποιούν ένα τρανζίστορ ισχύος ως εργαλείο εναλλαγής. Κατά τη διάρκεια αυτής της κατάστασης, ενδέχεται να μην υπάρχει απαίτηση χρήσης άλλου τρανζίστορ σήματος για την οδήγηση αυτού του τρανζίστορ.

Τρόποι λειτουργίας των τρανζίστορ

Μπορούμε να παρατηρήσουμε από τα παραπάνω χαρακτηριστικά, η ροζ σκιασμένη περιοχή στο κάτω μέρος των καμπυλών αντιπροσωπεύει την Περιοχή αποκοπής και η μπλε περιοχή στα αριστερά αντιπροσωπεύει την περιοχή κορεσμού του τρανζίστορ. Αυτές οι περιοχές τρανζίστορ ορίζονται ως

Περιοχή αποκοπής

Οι συνθήκες λειτουργίας του τρανζίστορ είναι μηδενικό ρεύμα βάσης εισόδου (IB = 0), μηδενικό ρεύμα συλλέκτη εξόδου (Ic = 0) και μέγιστη τάση συλλέκτη (VCE) που οδηγεί σε ένα μεγάλο στρώμα εξάντλησης και δεν ρέει ρεύμα μέσω της συσκευής.

Επομένως, το τρανζίστορ αλλάζει σε 'Πλήρης απενεργοποίηση'. Έτσι μπορούμε να ορίσουμε την περιοχή αποκοπής όταν χρησιμοποιούμε ένα διπολικό τρανζίστορ ως διακόπτη ως έχει, γιατί οι κόμβοι των τρανζίστορ NPN είναι αντίστροφα προκατειλημμένοι, VB<0.7v and Ic=0. Similarly, for PNP transistors, the emitter potential must be –ve with respect to the base of the transistor.

Λειτουργία αποκοπής

Στη συνέχεια, μπορούμε να ορίσουμε την 'περιοχή αποκοπής' ή τη 'Λειτουργία OFF' όταν χρησιμοποιούμε ένα διπολικό τρανζίστορ ως διακόπτη ως έχει, και οι δύο διασταυρώσεις αντίστροφης μεροληψίας, IC = 0 και VB<0.7v. For a PNP transistor, the Emitter potential must be -ve with respect to the base terminal.

Χαρακτηριστικά Περιορισμένης Περιοχής

Τα χαρακτηριστικά στην περιοχή αποκοπής είναι:

Τόσο η βάση όσο και τα τερματικά εισόδου είναι γειωμένα που σημαίνει «0»
Το επίπεδο τάσης στη διασταύρωση βασικής εκπομπής είναι μικρότερο από 0,7v
Η διασταύρωση βασικής εκπομπής είναι σε αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση
Εδώ, το τρανζίστορ λειτουργεί ως διακόπτης OPEN
Όταν το τρανζίστορ είναι εντελώς ΑΝΕΝΕΡΓΟ, μετακινείται στην περιοχή αποκοπής
Η διασταύρωση βάσης-συλλέκτη είναι σε αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση
Δεν θα υπάρχει ροή ρεύματος στο τερματικό συλλέκτη που σημαίνει Ic = 0
Η τιμή τάσης στη σύνδεση εκπομπού-συλλέκτη και στους ακροδέκτες εξόδου είναι «1»

Περιοχή κορεσμού

Σε αυτήν την περιοχή, το τρανζίστορ θα είναι προκατειλημμένο έτσι ώστε να εφαρμόζεται η μέγιστη ποσότητα ρεύματος βάσης (IB), με αποτέλεσμα το μέγιστο ρεύμα συλλέκτη (IC = VCC / RL) και στη συνέχεια να έχει ως αποτέλεσμα την ελάχιστη τάση συλλέκτη-εκπομπής (VCE ~ 0) πτώση. Σε αυτήν την κατάσταση, το στρώμα εξάντλησης γίνεται όσο το δυνατόν μικρότερο και το μέγιστο ρεύμα που ρέει μέσω του τρανζίστορ. Επομένως, το τρανζίστορ ενεργοποιείται 'Fully-ON'.

Λειτουργία κορεσμού

Ο ορισμός της «περιοχής κορεσμού» ή της «λειτουργίας ON» όταν χρησιμοποιείται ένα διπολικό τρανζίστορ NPN ως διακόπτης ως έχει, και οι δύο συνδέσεις είναι μεροληπτικές προς τα εμπρός, IC = Μέγιστος και VB> 0,7v. Για ένα τρανζίστορ PNP, το δυναμικό εκπομπής πρέπει να είναι + ve σε σχέση με τη βάση. Αυτό είναι το λειτουργία του τρανζίστορ ως διακόπτης .

Χαρακτηριστικά κορεσμού περιοχής

ο χαρακτηριστικά κορεσμού είναι:

Τόσο η βάση όσο και οι ακροδέκτες εισόδου συνδέονται με Vcc = 5v
Το επίπεδο τάσης στη διασταύρωση βασικής εκπομπής είναι πάνω από 0,7v
Η διασταύρωση βάσης-πομπού είναι σε κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός
Εδώ, το τρανζίστορ λειτουργεί ως κλειστός διακόπτης
Όταν το τρανζίστορ είναι εντελώς απενεργοποιημένο, μετακινείται στην περιοχή κορεσμού
Η διασταύρωση βάσης-συλλέκτη είναι σε κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός
Η τρέχουσα ροή στο τερματικό συλλέκτη είναι Ic = (Vcc / RL)
Η τιμή τάσης στη διασταύρωση εκπομπού-συλλέκτη και στους ακροδέκτες εξόδου είναι «0»
Όταν η τάση στη σύνδεση συλλέκτη-εκπομπής είναι «0», αυτό σημαίνει ιδανική κατάσταση κορεσμού

Επιπλέον, το λειτουργία τρανζίστορ ως διακόπτης μπορεί να εξηγηθεί λεπτομερώς όπως παρακάτω:

“ποια είναι η λειτουργία ενός μορφοτροπέα ”

Τρανζίστορ ως διακόπτης - NPN

Ανάλογα με την εφαρμοζόμενη τιμή τάσης στο άκρο βάσης του τρανζίστορ, πραγματοποιείται η λειτουργία μεταγωγής. Όταν υπάρχει καλή ποσότητα τάσης που είναι ~ 0,7V μεταξύ του πομπού και των άκρων βάσης, τότε η ροή της τάσης στο συλλέκτη προς το άκρο του πομπού είναι μηδέν. Έτσι, το τρανζίστορ σε αυτήν την κατάσταση λειτουργεί ως διακόπτης και το ρεύμα που ρέει μέσω του συλλέκτη θεωρείται ως ρεύμα τρανζίστορ.

Με τον ίδιο τρόπο, όταν δεν υπάρχει τάση στον ακροδέκτη εισόδου, τότε το τρανζίστορ λειτουργεί στην περιοχή αποκοπής και λειτουργεί ως ανοιχτό κύκλωμα. Σε αυτήν τη μέθοδο μεταγωγής, το συνδεδεμένο φορτίο έρχεται σε επαφή με το σημείο μεταγωγής όπου αυτό λειτουργεί ως σημείο αναφοράς. Έτσι, όταν το τρανζίστορ μετακινείται στην κατάσταση «ON», θα υπάρχει ροή ρεύματος από το τερματικό πηγής στο έδαφος μέσω φορτίου.

Τρανζίστορ NPN ως διακόπτης

Για να είμαστε ξεκάθαροι από αυτήν τη μέθοδο εναλλαγής, ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα.

Ας υποθέσουμε ότι ένα τρανζίστορ έχει τιμή αντίστασης βάσης 50kOhm, η αντίσταση στο άκρο του συλλέκτη είναι 0,7kOhm και η εφαρμοζόμενη τάση είναι 5V και θεωρεί την τιμή beta ως 150. Στην άκρη βάσης, εφαρμόζεται ένα σήμα που κυμαίνεται μεταξύ 0 και 5V . Αυτό αντιστοιχεί στο ότι η έξοδος του συλλέκτη παρατηρείται τροποποιώντας τις τιμές τάσης εισόδου που είναι 0 και 5V. Εξετάστε το ακόλουθο διάγραμμα.

Όταν V_ΑΥΤΟ= 0, τότε εγώ_ντο= V_DC/ Ρ_ντο

IC = 5 / 0,7

Έτσι, το ρεύμα στο τερματικό συλλέκτη είναι 7.1mA

Δεδομένου ότι η τιμή beta είναι 150, τότε Ib = Ic / β

Ib = 7.1 / 150 = 47.3 μΑ

Έτσι, το ρεύμα βάσης είναι 47,3 μΑ

“λογισμικό μετατροπέα ψηφιακού σε αναλογικό ”

Με τις παραπάνω τιμές, η υψηλότερη τιμή ρεύματος στον ακροδέκτη συλλέκτη είναι 7,1 mA στην κατάσταση τάσης συλλέκτη προς πομπό είναι μηδέν και η τιμή ρεύματος βάσης είναι 47,3 μΑ. Έτσι, αποδείχθηκε ότι όταν η τιμή του ρεύματος στο άκρο της βάσης αυξάνεται πάνω από 47,3 μΑ, τότε το τρανζίστορ NPN μετακινείται στην περιοχή κορεσμού.

Ας υποθέσουμε ότι ένα τρανζίστορ έχει τάση εισόδου 0V. Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα βάσης είναι «0» και όταν η σύνδεση του πομπού είναι γειωμένη, τότε η σύνδεση του πομπού και της βάσης δεν θα είναι σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης. Έτσι, το τρανζίστορ είναι σε κατάσταση OFF και η τιμή τάσης στο άκρο του συλλέκτη είναι 5V.

Vc = Vcc - (IcRc)

= 5-0

Vc = 5V

Ας υποθέσουμε ότι ένα τρανζίστορ έχει τάση εισόδου 5V. Εδώ, η τρέχουσα τιμή στο άκρο της βάσης μπορεί να γίνει γνωστή χρησιμοποιώντας Η αρχή της τάσης του Kirchhoff .

Ib = (Vi - Vbe) / Rb

Όταν λαμβάνεται υπόψη ένα τρανζίστορ πυριτίου, έχει Vbe = 0,7V

Λοιπόν, Ib = (5-0.7) / 50

Ib = 56,8 μΑ

Έτσι, αποδείχθηκε ότι όταν η τιμή του ρεύματος στο άκρο της βάσης αυξάνεται πάνω από τα 56,8 μΑ, τότε το τρανζίστορ NPN κινείται σε μια περιοχή κορεσμού σε κατάσταση εισόδου 5V.

Τρανζίστορ ως διακόπτης - PNP

Η λειτουργία μεταγωγής και για τα δύο τρανζίστορ PNP και NPN είναι παρόμοια, αλλά η παραλλαγή είναι ότι στο τρανζίστορ PNP, η ροή ρεύματος είναι από το τερματικό βάσης. Αυτή η διαμόρφωση μεταγωγής χρησιμοποιείται για τις αρνητικές συνδέσεις γείωσης. Εδώ, το άκρο βάσης έχει αρνητική σύνδεση πόλωσης σε αντιστοιχία με το άκρο του πομπού. Όταν η τάση στο τερματικό βάσης είναι περισσότερο -ve, τότε θα υπάρχει ροή ρεύματος βάσης. Για να είμαστε σαφείς, ότι όταν υπάρχουν πολύ ελάχιστες ή βαλβίδες τάσης, τότε αυτό καθιστά το τρανζίστορ βραχυκυκλωμένο αν όχι ανοιχτό κύκλωμα ή αλλιώς υψηλή αντίσταση .

Σε αυτόν τον τύπο σύνδεσης, το φορτίο συνδέεται με την έξοδο μεταγωγής μαζί με ένα σημείο αναφοράς. Όταν το τρανζίστορ PNP είναι σε κατάσταση ΟΝ, θα υπάρχει ροή ρεύματος από πηγή σε φορτίο και στη συνέχεια στη γείωση μέσω τρανζίστορ.

Τρανζίστορ PNP ως διακόπτης

Όπως και με τη λειτουργία μεταγωγής τρανζίστορ NPN, η είσοδος τρανζίστορ PNP βρίσκεται επίσης στο άκρο της βάσης, ενώ ο ακροδέκτης του πομπού συνδέεται με μια σταθερή τάση και ο ακροδέκτης του συλλέκτη συνδέεται στο έδαφος μέσω φορτίου. Η παρακάτω εικόνα εξηγεί το κύκλωμα.

Εδώ το τερματικό βάσης είναι πάντα σε κατάσταση αρνητικής προκατάληψης σε αντιστοιχία με την άκρη του πομπού και τη βάση που συνδέθηκε στην αρνητική πλευρά και τον πομπό στη θετική πλευρά της τάσης εισόδου. Αυτό σημαίνει ότι η τάση στη βάση προς τον πομπό είναι αρνητική και η τάση στον πομπό προς τον συλλέκτη είναι θετική. Έτσι, θα υπάρχει αγωγιμότητα τρανζίστορ όταν η τάση του πομπού έχει ένα πιο θετικό επίπεδο από αυτό των ακροδεκτών βάσης και συλλέκτη. Έτσι, η τάση στη βάση θα πρέπει να είναι πιο αρνητική από αυτήν των άλλων ακροδεκτών.

Για να γνωρίζουμε την αξία των συλλεκτικών και βασικών ρευμάτων, χρειαζόμαστε τις παρακάτω εκφράσεις.

Ic = Ie - Ib

Ic = β. Ενας

Όπου Ub = Ic / β

Για να είμαστε ξεκάθαροι από αυτήν τη μέθοδο εναλλαγής, ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα.

Ας υποθέσουμε ότι το κύκλωμα φορτίου χρειάζεται 120 mA και η τιμή beta του τρανζίστορ είναι 120. Στη συνέχεια, η τρέχουσα τιμή που απαιτείται για το τρανζίστορ να είναι σε λειτουργία κορεσμού είναι

Ib = Ic / β

= 120 mAmps / 100

Ib = 1 mAmp

Έτσι, όταν υπάρχει ρεύμα βάσης 1 mAmp, τότε το τρανζίστορ είναι εντελώς σε κατάσταση ΟΝ. Ενώ σε πρακτικά σενάρια, περίπου 30-40 τοις εκατό περισσότερο ρεύμα είναι απαραίτητο για τον κατάλληλο κορεσμό τρανζίστορ. Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα βάσης που είναι απαραίτητο για τη συσκευή είναι 1,3 mAmps.

Λειτουργία εναλλαγής του Darlington Transistor

Σε μερικές περιπτώσεις, το τρέχον κέρδος συνεχούς ρεύματος στη συσκευή BJT είναι πολύ ελάχιστο για την άμεση εναλλαγή της τάσης φορτίου ή του ρεύματος. Εξαιτίας αυτού, χρησιμοποιούνται τρανζίστορ μεταγωγής. Σε αυτήν την κατάσταση, μια μικρή συσκευή τρανζίστορ περιλαμβάνεται για ON και OFF ενός διακόπτη και μια αυξημένη τιμή ρεύματος για τη ρύθμιση του τρανζίστορ εξόδου.

Προκειμένου να ενισχυθεί το κέρδος σήματος, δύο τρανζίστορ συνδέονται με τον τρόπο «συμπληρωματικής διαμόρφωσης σύνθεσης κέρδους». Σε αυτήν τη διαμόρφωση, ο παράγοντας ενίσχυσης είναι το αποτέλεσμα του προϊόντος δύο τρανζίστορ.

Τρανζίστορ Darlington

Τρανζίστορ του Ντάρλινγκτον περιλαμβάνονται συνήθως με δύο διπολικούς τύπους τρανζίστορ PNP και NPN όπου συνδέονται με τον τρόπο που η τιμή κέρδους του αρχικού τρανζίστορ πολλαπλασιάζεται με την τιμή κέρδους της δεύτερης συσκευής τρανζίστορ.

Αυτό παράγει το αποτέλεσμα όπου η συσκευή λειτουργεί ως ένα τρανζίστορ με μέγιστο κέρδος ρεύματος ακόμη και για μια ελάχιστη τιμή ρεύματος βάσης. Το συνολικό κέρδος ρεύματος της συσκευής διακόπτη Darlington είναι το προϊόν των τρεχουσών τιμών κέρδους τόσο των τρανζίστορ PNP όσο και του NPN και αυτό αντιπροσωπεύεται ως:

β = β1 × β2

Με τα παραπάνω σημεία, τα τρανζίστορ Darlington που έχουν μέγιστες τιμές ρεύματος β και συλλέκτη σχετίζονται πιθανώς με την αλλαγή ενός απλού τρανζίστορ.

Για παράδειγμα, όταν το τρανζίστορ εισόδου έχει τρέχουσα τιμή κέρδους 100 και το δεύτερο έχει τιμή κέρδους 50, τότε το συνολικό τρέχον κέρδος είναι

β = 100 × 50 = 5000

Έτσι, όταν το ρεύμα φόρτωσης είναι 200 mA, τότε η τρέχουσα τιμή στο τρανζίστορ Darlington στο τερματικό βάσης είναι 200 mA / 5000 = 40 μAmps, η οποία μειώνεται σημαντικά σε σύγκριση με τα προηγούμενα 1 mAmp για μία μόνο συσκευή.

Διαμορφώσεις Darlington

Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι διαμόρφωσης στο τρανζίστορ Darlington και αυτοί είναι

Η διαμόρφωση διακόπτη του τρανζίστορ Darlington δείχνει ότι οι ακροδέκτες συλλέκτη των δύο συσκευών συνδέονται με τον ακροδέκτη εκπομπού του αρχικού τρανζίστορ που έχει σύνδεση με το άκρο βάσης της δεύτερης συσκευής τρανζίστορ. Έτσι, η τρέχουσα τιμή στο τερματικό εκπομπής του πρώτου τρανζίστορ θα διαμορφωθεί καθώς το ρεύμα εισόδου του δεύτερου τρανζίστορ το καθιστά έτσι σε κατάσταση On.

Το τρανζίστορ εισόδου που είναι το πρώτο παίρνει το σήμα εισόδου του στο τερματικό βάσης. Το τρανζίστορ εισόδου ενισχύεται με γενικό τρόπο και χρησιμοποιείται για την κίνηση των επόμενων τρανζίστορ εξόδου. Η δεύτερη συσκευή βελτιώνει το σήμα και αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μέγιστη τιμή του τρέχοντος κέρδους. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του τρανζίστορ Darlington είναι το μέγιστο κέρδος ρεύματος όταν σχετίζεται με τη μοναδική συσκευή BJT.

Εκτός από την ικανότητα των χαρακτηριστικών μεταγωγής μέγιστης τάσης και ρεύματος, το άλλο πρόσθετο πλεονέκτημα είναι οι μέγιστες ταχύτητες μεταγωγής. Αυτή η λειτουργία αλλαγής επιτρέπει στη συσκευή να χρησιμοποιείται ειδικά για κυκλώματα μετατροπέα, κινητήρα DC, κυκλώματα φωτισμού και ρυθμιστές κινητήρα stepper.

Η παραλλαγή που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη χρήση τρανζίστορ Darlington από εκείνη των συμβατικών μονών τύπων BJT κατά την εφαρμογή του τρανζίστορ ως διακόπτης είναι ότι η τάση εισόδου στη σύνδεση βάσης και εκπομπής πρέπει να είναι μεγαλύτερη που είναι σχεδόν 1,4v για τύπο συσκευής πυριτίου, λόγω μιας σειράς σύνδεσης των δύο συνδέσεων PN.

Μερικές από τις κοινές πρακτικές εφαρμογές του τρανζίστορ ως διακόπτη

Σε ένα τρανζίστορ, εκτός εάν ένα ρεύμα ρέει στο κύκλωμα βάσης, δεν υπάρχει ρεύμα που μπορεί να ρέει στο κύκλωμα συλλέκτη. Αυτή η ιδιότητα θα επιτρέψει τη χρήση ενός τρανζίστορ ως διακόπτη. Το τρανζίστορ μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί αλλάζοντας τη βάση. Υπάρχουν μερικές εφαρμογές κυκλωμάτων μεταγωγής που λειτουργούν από τρανζίστορ. Εδώ, θεώρησα το τρανζίστορ NPN να εξηγήσει μερικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν διακόπτη τρανζίστορ.

Διακόπτης που λειτουργεί με φως

Το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας ένα τρανζίστορ ως διακόπτη, για να ανάβει τη λάμπα σε ένα φωτεινό περιβάλλον και να την απενεργοποιεί στο σκοτάδι και Αντίσταση εξαρτώμενη από το φως (LDR) στο δυνητικό διαχωριστικό. Όταν το περιβάλλον είναι σκοτεινό Η αντίσταση του LDR γίνεται ψηλά. Στη συνέχεια το τρανζίστορ απενεργοποιείται. Όταν το LDR εκτίθεται στο έντονο φως, η αντίστασή του πέφτει σε μικρότερη τιμή με αποτέλεσμα μεγαλύτερη τάση τροφοδοσίας και αύξηση του ρεύματος βάσης του τρανζίστορ. Τώρα το τρανζίστορ είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ, το ρεύμα συλλέκτη ρέει και ο λαμπτήρας ανάβει.

Διακόπτης που λειτουργεί με θερμότητα

Ένα σημαντικό στοιχείο στο κύκλωμα ενός διακόπτη που λειτουργεί με θερμότητα είναι το θερμίστορ. Το θερμίστορ είναι ένας τύπος αντίστασης που ανταποκρίνεται ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η αντίστασή του αυξάνεται όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή και το αντίστροφο. Όταν εφαρμόζεται θερμότητα στο θερμίστορ, η αντίσταση του μειώνεται και το ρεύμα βάσης αυξάνεται ακολουθούμενο από μεγαλύτερη αύξηση στο ρεύμα συλλέκτη και η σειρήνα θα φυσήξει. Αυτό το συγκεκριμένο κύκλωμα είναι κατάλληλο ως σύστημα συναγερμού πυρκαγιάς .

“μετασχηματιστής από κάτω 230v έως 12v ”

Διακόπτης που λειτουργεί με θερμότητα

DC Motor Control (οδηγός) στην περίπτωση των υψηλών τάσεων

Σκεφτείτε ότι δεν υπάρχει τάση στο τρανζίστορ, τότε το τρανζίστορ απενεργοποιείται και δεν θα ρέει ρεύμα μέσα από αυτό. Ως εκ τούτου το ρελέ παραμένει σε κατάσταση OFF. Τροφοδοσία στον κινητήρα DC τροφοδοτείται από τον ακροδέκτη Normally Closed (NC) του ρελέ, οπότε ο κινητήρας θα περιστρέφεται όταν το ρελέ βρίσκεται σε κατάσταση OFF. Η εφαρμογή υψηλής τάσης στη βάση του τρανζίστορ BC548 προκαλεί την ενεργοποίηση του τρανζίστορ και του πηνίου ρελέ.

Πρακτικό παράδειγμα

Εδώ, θα μάθουμε την τιμή του ρεύματος βάσης που απαιτείται για να γίνει ένα τρανζίστορ εντελώς σε κατάσταση ΟΝ όπου το φορτίο χρειάζεται ρεύμα 200mA όταν η τιμή εισόδου αυξάνεται στα 5v. Επίσης, μάθετε την τιμή του Rb.

Η βασική τρέχουσα τιμή του τρανζίστορ είναι

Ib = Ic/β consider β = 200

Ib = 200mA / 200 = 1mA

Η τιμή αντίστασης βάσης του τρανζίστορ είναι Rb = (Vin - Vbe) / Ib

Rb = (5 - 0,7) / 1 × 10^-3

Rb = 4.3kΩ

Οι διακόπτες τρανζίστορ χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές εφαρμογές, όπως διασύνδεση τεράστιου ρεύματος ή υψηλής αξίας εξοπλισμού τάσης, όπως κινητήρες, ρελέ ή φώτα στην ελάχιστη τιμή τάσης, ψηφιακά IC ή χρησιμοποιούνται σε λογικές πύλες όπως πύλες AND ή OR. Επίσης, όταν η έξοδος που παραδίδεται από τη λογική πύλη είναι + 5v ενώ η συσκευή που πρέπει να ρυθμιστεί μπορεί να χρειαστεί να μαραστεί 12v ή ακόμα και 24v της τάσης τροφοδοσίας.

Ή το φορτίο όπως το DC Motor μπορεί να απαιτεί την παρακολούθηση της ταχύτητάς του μέσω ορισμένων συνεχών παλμών. Οι διακόπτες τρανζίστορ επιτρέπουν αυτή τη λειτουργία να είναι γρηγορότερη και πιο απλή σε σύγκριση με αυτήν των παραδοσιακών μηχανικών διακοπτών.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε τρανζίστορ αντί για διακόπτη;

Κατά την εφαρμογή ενός τρανζίστορ στη θέση ενός διακόπτη, ακόμη και μια ελάχιστη ποσότητα ρεύματος βάσης ρυθμίζει ένα υψηλότερο ρεύμα φορτίου στο τερματικό συλλέκτη. Χρησιμοποιώντας τρανζίστορ στη θέση του διακόπτη, αυτές οι συσκευές υποστηρίζονται με ρελέ και ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Ενώ στην περίπτωση που πρέπει να ρυθμιστούν υψηλότερα επίπεδα ρευμάτων ή τάσεων, τότε χρησιμοποιούνται τρανζίστορ Darlington.

Συνολικά, συνοπτικά, μερικές από τις συνθήκες που εφαρμόζονται κατά τη λειτουργία του τρανζίστορ είναι ένας διακόπτης

Κατά τη χρήση του BJT ως διακόπτη, τότε πρέπει να λειτουργεί είτε ελλιπείς ON είτε πλήρεις συνθήκες ON.
Κατά τη χρήση ενός τρανζίστορ ως διακόπτη, μια ελάχιστη τιμή ρεύματος βάσης ρυθμίζει το αυξημένο ρεύμα φορτίου συλλέκτη.
Κατά την εφαρμογή των τρανζίστορ για εναλλαγή ως ρελέ και ηλεκτρομαγνητικών βολών, τότε είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε διόδους σφόνδυλου.
Για τη ρύθμιση μεγαλύτερων τιμών τάσης ή ρεύματος, τα τρανζίστορ Darlington λειτουργούν στην καλύτερη περίπτωση.

Και, αυτό το άρθρο παρέχει ολοκληρωμένες και σαφείς πληροφορίες για τρανζίστορ, περιοχές λειτουργίας, που λειτουργούν σαν διακόπτης, χαρακτηριστικά, πρακτικές εφαρμογές. Το άλλο κρίσιμο και σχετικό θέμα που είναι γνωστό είναι το τι είναι ψηφιακός διακόπτης τρανζίστορ λογικής και το διάγραμμα κυκλώματος που λειτουργεί;