spis treści

tranzystor jest elementem elektronicznym, który jest również używany jako przełącznik cyfrowy. Chociaż działa podobnie do zwykłego mechanicznego przełącznika. Ale cyfrowy sygnał wysokiej logiki steruje tym przełącznikiem w porównaniu do tradycyjnych przycisków. Tradycyjne przełączniki sterujemy ręcznie przy pomocy siły mechanicznej.

Wprowadzenie do tranzystora

projektujemy ten przełącznik cyfrowy, łącząc ze sobą materiały półprzewodnikowe typu P i N., Kiedy połączymy ze sobą Półprzewodniki typu P I N, powstaje między nimi złącze. Złącze to jest również znane jako złącze PN lub tranzystor. To złącze PN kontroluje przepływ prądu przez złącze. Ale to złącze zrywa się przez zastosowanie odpowiedniego napięcia biasingu na szpilkach tranzystora.

Tranzystory mają dwa typy, takie jak NPN i PNP. Jest to urządzenie z trzema końcówkami., Te zaciski to:

  • Base ( gdy używamy jako przełącznika, stosujemy logikę sterowania tym zaciskiem)
  • kolektor
  • emiter

gdy zastosujemy napięcie biasingu do terminala bazowego, złącze PN ulega awarii. Następnie prąd może przepływać między zaciskami kolektora i emitera. W przeciwnym razie prąd do przodu nie może przepływać przez urządzenie.,

Możesz sprawdzić te praktyczne Tranzystory: 2N2222, MPSA42, 2N3906

używając tranzystora jako przełącznika

teraz nauczymy się:

  • Jak używać tranzystora jako przełącznika w układach elektronicznych
  • Jak używać go jako przełącznika w projektach mikrokontrolerów.

gdzie korzystać?

w każdej aplikacji musimy połączyć tranzystor z mikrokontrolerem. Ale pytanie, które może przyjść do głowy, dlaczego musimy połączyć tranzystor z mikrokontrolerem?, Ponieważ piny mikrokontrolera nie mogą zapewnić prądu wyjściowego większego niż 3mA i napięcia większego niż 5V. jeśli chcemy podłączyć obciążenie, które wymaga większego zapotrzebowania na prąd roboczy więcej niż 3mA, to spali mikrokontroler. Wiele urządzeń wyjściowych wymaga obwodu przełączającego tranzystora do pracy z wysokim obciążeniem wymaganym prądem, takim jak przekaźniki, Elektromagnesy i silniki.

Jak go używać?

diagram ten przedstawia trzy obszary operacyjne tranzystora, takie jak region nasycenia, region aktywny i region odcięty. W regionie nasycenia pozostaje w pełni włączony., W regionie odciętym pozostaje całkowicie odcięty. Do celów przełączania potrzebujemy tylko tego urządzenia do pracy w obszarze pełnego włączenia lub całkowitego wyłączenia. Dlatego możemy zignorować punkt Q i przełączyć go między obszarami nasycenia i odcięcia.

jak działają Tranzystory jako przełącznik?

jak widzimy wcześniej, możemy używać tylko dwóch regionów. Teraz zobaczymy, jak tranzystor działa w tych regionach.

obszar odcięcia jest również znany jako tryb pełnego wyłączenia. W tym trybie działa jak otwarty przełącznik., Aby uruchomić urządzenie w trybie odcięcia, należy podłączyć napięcie odwrotnego biasingu do obu złączy. Dlatego w tym stanie roboczym prąd nie może przepływać między kolektorem a terminalem emitera z powodu otwartego obwodu między tymi ZACISKAMI.

w obszarze nasycenia tranzystor pozostaje w trybie pełnego włączenia. Maksymalny prąd może przepływać przez kolektor do emitera zgodnie z pojemnością znamionową tranzystora. Zapewniamy napięcie między bazą a terminalem emitera., Działa jak zwarcie między kolektorem a emiterem. Napięcie biasingu jest zwykle większe niż 0,7 V.

przykład cyfrowych przełączników logicznych

To urządzenie oparte na złączu PN ma wiele aplikacji, takich jak interfejsy wysokiego obciążenia prądowego, interfejsy przekaźników i silniki interfejsy przez mikrokontrolery. Ale we wszystkich tych aplikacjach podstawowym celem jest przełączanie.

Ten schemat stanowi przykład sterowania obciążeniami o dużej mocy, takimi jak silniki, lampy i nagrzewnica.,

  • w tym obwodzie chcemy sterować obciążeniem 12 V z cyfrowej logiki i bramki. Ale wyjście bramki i wynosi tylko 5 woltów
  • używając tranzystora jako przełącznika, możemy napędzać obciążenia 12V lub nawet wysokiego napięcia z 5-woltowym cyfrowym sygnałem logicznym
  • możemy również używać tych urządzeń do szybszego przełączania i sterowania modulacją szerokości impulsu w przeciwieństwie do tradycyjnych przełączników mechanicznych

przykład sterowania silnikiem

w tym przykładzie używamy sterowania silnikiem prądu stałego za pomocą przełącznika., Urządzenie półprzewodnikowe działa jak przełącznik. Na tym diagramie możemy dostarczyć sygnał sterujący z dowolnym mikrokontrolerem, takim jak Arduino, płyty rozwojowe STM32F4.

rezystor z zaciskiem bazowym jest rezystorem ograniczającym prąd. Ponieważ piny GPIO dowolnego mikrokontrolera mogą zapewnić prąd jazdy podstawowej mniejszy niż 20mA. Ponadto D1 jest diodą wolnobiegową, która kontroluje emf z silnika. Omija tylny efekt emf. Możemy użyć dowolnego tranzystora zgodnie z mocą silnika.

podsumowując, jeśli sygnał sterujący na wejściu podstawowym wynosi 0 woltów. Zapewni sygnał włączony., Ponieważ w tym przykładzie używamy przełącznika PNP. Podobnie pozostanie wyłączony, jego sygnał sterujący jest logiczny.

tranzystor jako przełącznik z Arduino przykład

Ten schemat pokazuje połączenie Arduino z tranzystorem NPN i silnikiem. Ten obwód jest tylko dla celów demonstracyjnych. Ponieważ zapewniamy zasilanie ładunkowi za pośrednictwem zasilania Arduino. W tym przykładzie możemy obsługiwać tylko 5-woltowy silnik PRĄDU STAŁEGO., Jeśli chcesz napędzać silnik o dużej mocy, powinieneś użyć specjalnego tranzystora mocy i oddzielnego zasilacza.

tranzystor jako przełącznik Proteus symulacja przykład

Ten przykład jest dokładną replikacją poprzedniego obwodu. Ale zamiast tego używany jest tranzystor NPN. Dlatego sygnały sterujące będą działać odwrotnie.

tranzystor jako przełącznik przykłady

w tej sekcji zobaczymy różne przykłady użycia tranzystora jako przełącznika.,

dwa tranzystory jako przykład przełącznika

w tym obwodzie są dwa tranzystory. W pierwszym tranzystorze podstawa jest uziemiona i żaden prąd nie może do niej płynąć. W rezultacie tranzystor jest „wyłączony” i żaden prąd nie może przepływać przez żarówkę. W innym przypadku prąd płynie do podstawy, więc tranzystor jest „włączony” i prąd może przez niego przepływać, powodując włączenie żarówki.,

w tym przykładzie dwa rezystory są ustawione tak, że podstawa tranzystora jest na wystarczająco wysokim napięciu, aby prąd do niego płynął, a w konsekwencji tranzystor jest włączony. W rezultacie prąd przepływa przez żarówkę, która emituje światło.

sterowanie prądem podstawy tranzystora za pomocą potencjometru

w tym przypadku prąd płynący do podstawy może być zmieniany. Jeśli prąd jest duży, tranzystor jest włączony i żarówka jest zapalona., Jeśli wskaźnik na potencjometrze jest przesunięty w dół, prąd do podstawy spada, aż tranzystor jest wyłączony i żaden prąd nie przepływa przez żarówkę.

sterowanie przekaźnikiem za pomocą tranzystora jako przełącznika

w tym przykładzie zasada jest taka sama jak w poprzednim przykładzie obwodu, z tym wyjątkiem, że zamiast włączania i wyłączania żarówki aktywowana jest cewka przekaźnika, która z kolei włącza żarówki w obwodzie wtórnym.,

sterowanie pracą przełącznika tranzystorowego za pomocą kondensatora

ten przykładowy obwód wykorzystuje Kondensator do sterowania przepływem prądu do terminala bazowego Transistora. Początkowo Kondensator ładowany jest przez znajdujący się nad nim Rezystor. Ostatecznie górna płyta kondensatora osiąga taki potencjał, że prąd zaczyna napływać do podstawy tranzystora, włączając tranzystor i powodując świecenie żarówki.,

należy również zauważyć, że lampa pozostaje wyłączona, dopóki wystarczająca ilość ładunku przechowuje się wewnątrz kondensatora, który może dostarczyć prąd włączenia do terminala bazowego tranzystora.

w tym przykładzie Kondensator ładuje się aż do momentu, gdy jego dolna płyta będzie miała tak niski potencjał, że żaden prąd nie może wpłynąć do podstawy tranzystora. W rezultacie tranzystor jest początkowo włączony, ale po pewnym czasie jest wyłączony. W tym i w ostatnich obwodach występuje efekt timingu., Po pewnym czasie, który może być określony przez wybór rezystora i kondensatora, tranzystor jest włączany lub wyłączany.

ten przykładowy Obwód tranzystora jako przełącznika jest podobny do obwodu ostatniego przykładu z tą różnicą, że zmieniając wartość rezystora zmiennego można zmieniać czas potrzebny do włączenia tranzystora.,

wykład wideo

w powyższym obwodzie sonda logiczna jest używana jako wejście z mikrokontrolera, a dioda D1 jest używana jako dioda wolnobiegowa, aby umożliwić przepływ prądu, gdy urządzenie znajduje się w poza stanem. Pamiętaj, że użyliśmy 3904 tylko do demonstracji. Wybierając Tranzystory, należy zadbać o maksymalny prąd, który może przepływać przez tranzystor w stanie ON. Wejście mikrokontrolera służy tylko do pracy tranzystora w stanie on lub off, jak pokazano na rysunku poniżej.,

należy pamiętać, że zwykle podłącza się tylną diodę tłumienia pola elektromagnetycznego do urządzenia wyjściowego. Jest to niezbędne w przypadku urządzeń takich jak przekaźniki, Elektromagnesy i silniki, które tworzą pole elektromagnetyczne, gdy zasilanie pozostaje wyłączone.

praktycznie wykorzystywaliśmy głównie przekaźniki do dużych obciążeń prądowych. W takim przypadku tranzystor używany do obsługi przekaźnika i obciążenia jest połączony z przekaźnikiem.,mples

  • Wprowadzenie do druku 3D, pracy i aplikacji
  • Dioda elektroluminescencyjna
  • Wprowadzenie do komunikacji UART
  • różnica między monitorem CRT a LCD
  • konwerter cyfrowo-analogowy wprowadzenie i typy przetworników DAC
  • wprowadzenie termopary, praca i typy
  • różne rodzaje usterek w trójfazowym silniku indukcyjnym
  • D Flip Flop symulacja i analiza za pomocą różnych programów
  • li> typy pracy kontrolera PID i strojenia
  • zastosowanie i zalety czujnika ultradźwiękowego
  • Dodaj komentarz

    Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *