Objašnjena elementarna elektronika

Za početnike u elektronici, konstruiranju osnovni elektronički projekti iz sheme sklopa moglo biti neodoljivo. Ovaj je brzi vodič namijenjen pomaganju novacima omogućujući im korisne detalje o elektroničkim dijelovima kao i o tehnikama izrade sklopova. Ispitat ćemo elementarne dijelove poput otpornika, kondenzatora, prigušnica, transformatora i potenciometra.

OTPORI

Otpornik je dio koji raspršuje snagu, obično toplinom. Implementacija je definirana odnosom poznatim kao Ohmov zakon: V = I X R gdje je V napon na otporniku u voltima, I se odnosi na struju kroz otpor u pojačalima, a R je vrijednost otpornika u ohima. Prikazi otpornika prikazani su na slici 1.1.

Ili smo u mogućnosti iskoristite otpornik za promjenu napona na određenom mjestu u krugu ili bismo ga mogli primijeniti za promjenu struje na željenom mjestu kruga.

Vrijednost otpora može se prepoznati kroz obojene prstenove oko njega. Pronaći ćete 3 temeljna prstena ili trake koji nam daju ove detalje (slika 1.2).

Trake su obojane određenim bojama, a svaka obojena traka predstavlja broj kako je otkriveno u tablici 1.1. Kao primjer kada su pojasevi smeđe, crvene i narančaste, tada će vrijednost otpora biti 12 X 1,00,0 ili 12 000 ohma. 1000 ohma se obično identificira kao kilohm ili k, dok se 1,000 000 naziva megohm ili MOhm.

Posljednji obojeni prsten ili traka označavaju tolerancijsku veličinu otpora za određenu vrijednost otpora. Zlato otkriva toleranciju + ili - 5 posto (± 5%), srebro znači da je + ili - 10 posto (± 10%). Ako ne pronađete prisutni pojas tolerancije, obično znači da je tolerancija ± 20 posto.

Općenito govoreći, što je otpor veći, to je veća snaga kojom se može rukovati. Nazivna snaga u vatima može se razlikovati od 1/8 W do mnogih vata. Ta je snaga u osnovi umnožak napona (V) i struje (I) koji prolaze kroz otpornik.

Primjenjujući Ohmov zakon možemo odrediti snagu (P) koju odvodi otpornik kao P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R gdje je R vrijednost otpora. Nećete pronaći nikakav negativni električni aspekt tijekom rada s otpornikom koji bi mogao biti praktički veći od potrebnih specifikacija.

Jedini neznatni nedostatak mogao bi biti u obliku povećanih mehaničkih dimenzija i možda većih troškova.

KAPACITORI

Raniji naziv bilo kojeg kondenzatora nekad je bio kondenzator, iako današnji naziv izgleda više povezan sa njegovom stvarnom funkcijom. Kondenzator je dizajniran s 'kapacitetom' za pohranu električne energije.

Osnovna funkcija kondenzatora je omogućiti prolazak izmjenične struje (izmjenične struje) kroz njega, ali blokirati istosmjernu struju (jednosmjerna struja).

Sljedeće presudno razmatranje je da u slučaju da d.c. napon, od primjera kroz bateriju, na trenutak je povezan preko kondenzatora, u osnovi će ovaj istosmjerni tok i dalje ostati preko vodiča kondenzatora dok se preko njega ne spoji element poput otpornika ili možda na kraju prekratite terminale kondenzatora međusobno uzrokujući pražnjenje pohranjene energije.

GRAĐENJE

Općenito, kondenzator je napravljen od para ploča odvojenih izolacijskim sadržajem poznatim kao dielektrik.

Dielektrik može biti oblikovan zrakom, papirom, keramikom, polistirenom ili bilo kojom drugom vrstom odgovarajućeg materijala. Za veće vrijednosti kapacitivnosti elektrolit se koristi za dielektrično razdvajanje. Ova elektrolitska tvar ima sposobnost velike učinkovitosti pohranjivati ​​električnu energiju.

Za kapacitivno funkcioniranje obično je potreban konstantni istosmjerni tok. Zbog toga na shemama krugova nalazimo pozitivni vod kondenzatora označen kao bijeli blok, dok negativnu stranu kao crni blok.

Promjenjivi ili podesivi kondenzatori uključuju zakretne lopatice odvojene zračnim zazorom ili izolatorom kao što je tinjac. Koliko će se ove lopatice međusobno preklapati, određuje veličina kapacitivnosti , a to se može mijenjati ili prilagoditi pomicanjem vretena promjenjivog kondenzatora.

Mjeri se kapacitet u Faradsu. Međutim, jedan Faradov kondenzator mogao bi biti znatno velik za bilo kakvu praktičnu upotrebu. Stoga su kondenzatori označeni ili u mikrofaradima (uF), nanofaradu (nF) ili u pikofaradima (pF).

Milijun pikofarada odgovara jednom mikrofaradu, a milijun mikrofarada jednak je jednom Faradu po veličini. Iako se nanofaradi (nF) ne koriste vrlo često, jedan nanofarad predstavlja tisuću pikofarada.

Povremeno možete pronaći manje kondenzatore s označenim kodovima u boji, baš kao i otpornici.

Za njih bi se vrijednosti mogle odrediti u pF kako je prikazano na susjednoj karti boja. Par opsega na dnu osigurava toleranciju i maksimalni izvodljivi napon kondenzatora.

Mora se strogo napomenuti da nazivni napon otisnut na tijelu kondenzatora predstavlja apsolutnu najveću dopuštenu granicu napona kondenzatora koja nikada ne smije biti prekoračena. Također, kada su uključeni elektrolitski kondenzatori, polaritet se mora pažljivo provjeriti i u skladu s tim zalemiti.

INDUKTORI

U elektroničkim sklopovima Induktor radne karakteristike su upravo suprotne kondenzatorima. Induktori pokazuju tendenciju propuštanja istosmjerne struje kroz njih, ali pokušavaju se suprotstaviti ili oduprijeti izmjeničnoj struji. Obično su u obliku super emajliranih zavojnica od bakrene žice, obično namotanih oko prve.

Za stvaranje visoke vrijednosti prigušnice , željezni materijal se obično uvodi kao jezgra ili se može ugraditi poput poklopca koji okružuje zavojnicu izvana.

Važna karakteristika prigušnice je njegova sposobnost stvaranja 'povratnog ef.' čim se ukloni primijenjeni napon preko induktora. To se obično događa zbog svojstva induktora za nadoknađivanje gubitka izvorne struje u struji.

Shematski simboli prigušnice mogu se vidjeti na slici 1.5. Jedinica induktivnosti je Henry, premda se obično koriste milihenrys ili microhenrys (mH i) mjerne induktivitete u praktičnoj primjeni.

Jedan milihenry ima 1000 mikrohenry dok je tisuću milhenry jednak jednom Henryju. Prigušnice su jedna od komponenata koju nije lako izmjeriti, pogotovo ako se ne ispisuje stvarna vrijednost. Također, oni postaju još složeniji za mjerenje kada se izrađuju kod kuće pomoću nestandardnih parametara.

Kada se prigušnice koriste za blokiranje izmjeničnih signala, nazivaju se radiofrekvencijskim prigušnicama ili RF prigušnicama (RFC). Induktori se koriste s kondenzatorima za oblikovanje podešenih krugova, koji dopuštaju samo izračunati opseg frekvencija, a blokiraju ostatak.

UREĐENI KRUGOVI

Ugađeni krug (slika 1.6), koji uključuje prigušnicu L i kondenzator C, u osnovi će ili omogućiti pomicanje određene frekvencije i blokirati sve ostale frekvencije, ili blokirati određenu vrijednost frekvencije, a sve druge pustiti da prođu kroz.

Mjera selektivnosti podešenog kruga koja utvrđuje vrijednost frekvencije postaje njen faktor Q (za kvalitetu).

Ova podešena vrijednost frekvencije naziva se i rezonantnom frekvencijom (f0) i mjeri se u hercima ili ciklusima u sekundi.

Kondenzator i prigušnica mogu se upotrijebiti u seriji ili paralelno da tvore a rezonantno podešeni krug (Slika 1.6.a). Serijski podešeni krug može imati mali gubitak u usporedbi s paralelno podešenim krugom (slika 1.6.b) koji ima velik gubitak.

Kad ovdje spominjemo gubitak, to se obično odnosi na omjer napona na mreži i struje koja teče mrežom. To je također poznato kao njegova impedancija (Z).

Alternativni nazivi ove impedancije za određene komponente mogu biti u obliku npr. otpor (R) za otpornike i reaktancija (X) za prigušnice i kondenzatore.

TRANSFORMATORI

Koriste se transformatori za pojačavanje ulaznog izmjeničnog napona / struje na više izlazne razine ili za snižavanje istog na niže izlazne razine. Ovaj rad istovremeno osigurava i potpunu električnu izolaciju preko ulaznog i izlaznog izmjeničnog napona. Nekoliko transformatora može se vidjeti na slici 1.7.

Proizvodi označavaju sve detalje na primarnoj ili ulaznoj strani kroz sufiks '1'. Sekundarna ili izlazna strana označena je sufiksom '2' T1 i T2 označavaju količinu okretaja primarno i sekundarno. Zatim:

Kad transformator je dizajniran za spuštanje glavne mreže 240 V na niži napon, recimo 6 V, primarna strana uključuje relativno veći broj zavoja pomoću žice tanjih kolosijeka, dok je sekundarna strana izrađena od relativno manjeg broja zavoja, ali koristeći mnogo deblju žicu kotača.

To je zbog činjenice da viši napon uključuje proporcionalno nižu struju, a time i tanju žicu, dok niži napon uključuje proporcionalno veću struju i stoga deblju žicu. Neto vrijednosti primarne i sekundarne snage (V x I) gotovo su jednake u idealnom transformatoru.

Kada namot transformatora iz jednog od zavoja izvuče navoj za navoj (slika 1.7.b), rezultira podjelom napona namotaja na navoju koji je proporcionalan broju zavoja na namotu odvojenim žicom sa srednjim navojem.

Veličina neto napona na sekundarnom namotu od kraja do kraja i dalje će biti prema gore prikazanoj formuli

Koliko transformator može biti velik, ovisi o veličini njegove specifikacije sekundarne struje. Ako su trenutne specifikacije veće, dimenzije transformatora također se proporcionalno povećavaju.

Tu su i minijaturni transformatori dizajnirani za visokofrekventni krugovi , poput radija, odašiljači itd., a oni imaju ugrađeni kondenzator pričvršćen preko namota.

Kako koristiti poluvodiče u elektroničkim projektima

Po: Šuma M. Mims

Izgradnja i eksperimentiranje s elektroničkim projektima može biti korisno, ali puno izazovno. To postaje još zadovoljavajuće kad vas kao hobista završite s izradom projekta sklopa, uključite ga i pronađite koristan radni model razvijen od pregršta smeća. Zbog toga se osjećate kao kreator, dok uspješni projekt pokazuje vaše ogromne napore i znanje na odgovarajućem polju.

Ovo je možda samo za zabavu u slobodno vrijeme. Neki drugi ljudi možda žele ostvariti projekt koji još nije proizveden ili mogu prilagoditi tržišni elektronički proizvod u inovativniju verziju.

Da biste postigli uspjeh ili otklonili kvar u krugu, morat ćete biti dobro upućeni u rad različitih komponenata i kako pravilno implementirati u praktične sklopove. OK, pa prijeđimo na stvar.

U ovom uputstvu započet ćemo s poluvodičima.

Kako Poluvodič je stvoren pomoću silicija

Pronaći ćete razne poluvodičke komponente, ali silicij, koji je glavni element pijeska, među najpoznatijim je elementima. Atom silicija sastoji se od samo 4 elektrona unutar njegove najudaljenije ljuske.

Međutim, možda bi volio dobiti njih 8. Kao rezultat, atom silicija surađuje sa susjednim atomima da bi dijelio elektrone na sljedeći način:

Kada skupina atoma silicija dijeli svoje vanjske elektrone, to rezultira stvaranjem uređenja poznatog kao kristal.

Donji crtež prikazuje kristal silicija koji ima samo njihove vanjske elektrone. U svom čistom obliku silicij nema korisnu svrhu.

Zbog toga proizvođači pojačavaju ove predmete na bazi silicija fosforom, borom i dodatnim sastojcima. Taj se postupak naziva 'dopiranje' silicija. Jednom kada se doping primijeni, silicij se poboljšava korisnim električnim svojstvima.

Silicij dopiran P i N-om : Elementi poput bora, fosfora, mogu se učinkovito koristiti za kombiniranje s atomima silicija za proizvodnju kristala. Evo trika: Atom bora uključuje samo 3 elektrona u svojoj vanjskoj ljusci, dok atom fosfora uključuje 5 elektrona.

Kada se silicij kombinira ili dopira s nekim fosfornim elektronima, on se pretvara u silicij n-tipa (n = negativan). Kada se silicij stopi s atomima bora kojima nedostaje elektron, silicij se pretvara u silicij p-tipa (p = pozitivan).

P-tip Silicij. Kada je atom bora dopiran nakupinom atoma silicija, nastaje prazna elektronska šupljina koja se naziva 'rupa'.

Ova rupa omogućuje da elektron iz susjednog atoma 'padne' u utor (rupu). To znači da je jedna 'rupa' promijenila svoj položaj na novo mjesto. Imajte na umu, rupe mogu lako plutati preko silicija (na isti način na koji se mjehurići kreću po vodi).

N -Tip silicij. Kada se atom fosfora kombinira ili dopira s nakupinom atoma silicija, sustav daje dodatni elektron koji se može prenositi preko kristala silicija s relativnom udobnošću.

Iz gornjeg objašnjenja razumijemo da će silicij tipa n olakšati prolazak elektrona uzrokujući da elektroni skaču s jednog atoma na drugi.

S druge strane, silicij p-tipa također će omogućiti prolazak elektrona, ali u suprotnom smjeru. Budući da su u p-tipu rupe ili slobodne elektronske ljuske uzrokuje premještanje elektrona.

To je poput uspoređivanja osobe koja trči po zemlji i osobe koja trči po tlu ergometar . Kad osoba trči po tlu, zemlja ostaje pribor za pisanje, a osoba se kreće naprijed, dok na traci za trčanje osoba ostaje pribor, tlo se pomiče unatrag. U obje situacije osoba prolazi kroz relativno kretanje naprijed.

Razumijevanje dioda

Diode se mogu usporediti s ventilima i tako igraju presudnu ulogu u elektroničkim projektima za kontrolu smjera strujanja električne energije unutar konfiguracije kruga.

Znamo da silicij i tipa n i p imaju sposobnost provođenja električne energije. Otpor obje varijante ovisi o postotku rupa ili dodatnih elektrona koje posjeduje. Kao rezultat, dvije vrste mogu se ponašati poput otpora, ograničavajući struju i dopuštajući joj da teče samo u određenom smjeru.

Stvaranjem mnogo silicija p-tipa unutar baze silicija n-tipa, elektroni se mogu ograničiti da se kreću preko silicija u samo jednom smjeru. To je točno radno stanje koje se može posvjedočiti u diodama stvorenim dopiranjem silicija p-n spojem.

Kako dioda djeluje

Sljedeća ilustracija pomaže nam da dobijemo lako objašnjenje o tome kako dioda reagira na električnu energiju u jednom smjeru (naprijed) i osigurava blokiranje električne energije u suprotnom smjeru (natrag).

Na prvoj slici razlika potencijala baterije uzrokuje odbijanje rupa i elektrona prema p-n spoju. U slučaju da razina napona prijeđe 0,6 V (za silicijsku diodu), elektroni se stimuliraju da skaču preko spoja i stapaju se s rupama, što omogućuje prijenos trenutnog naboja.

Na drugoj slici razlika potencijala baterije uzrokuje izvlačenje rupa i elektrona iz spoja. Ova situacija sprječava protok naboja ili struje koji mu blokiraju put. Diode su tipično zatvorene u sitno cilindrično stakleno kućište.

Tamni ili bjelkasti kružni pojas označen oko jednog kraja tijela diode identificira njegov katodni terminal. Drugi terminal prirodno postaje anodni terminal. Gornja slika prikazuje fizičko kućište diode i također njezin shematski simbol.

Do sada smo shvatili da se dioda može usporediti s elektroničkom jednosmjernom sklopkom. Još uvijek morate u potpunosti shvatiti još nekoliko čimbenika funkcioniranja diode.

Slijedi nekoliko ključnih točaka:

1. Dioda možda neće provoditi električnu energiju dok primijenjeni napon prema naprijed ne dosegne određenu razinu praga.

Za silicijske diode iznosi približno 0,7 volta.

2. Kada struja naprijed postane previsoka ili iznad navedene vrijednosti, poluvodička dioda može puknuti ili izgorjeti! A unutarnji kontakti terminala mogli bi se raspasti.

Ako jedinica gori, dioda može odjednom pokazati provodljivost u oba smjera terminala. Toplina nastala zbog ovog kvara može na kraju isparavati jedinicu!

3. Prekomjerni reverzni napon može dovesti do toga da se dioda vodi u suprotnom smjeru. Budući da je ovaj napon prilično velik, neočekivani val struje može ispucati diodu.

Vrste i namjene dioda

Diode su dostupne u mnogo različitih oblika i specifikacija. Ispod su važni oblici koji se obično koriste u električnim krugovima:

Mala signalna dioda: Ove se vrste dioda mogu koristiti za pretvorbu izmjeničnih u istosmjerne struje slabe struje, npr otkrivanje ili demodulaciju RF signala , u naponu multiplikator primjena , logičke operacije, za neutraliziranje visokonaponskih skokova itd. za izradu ispravljača snage.

Ispravljači snage Diode : imaju slične atribute i karakteristike poput male signalne diode, ali oni su ocijenjeni na obrađuju značajne veličine struje . Oni su postavljeni preko velikih metalnih kućišta koja pomažu apsorbirati i odvoditi neželjenu toplinu i distribuirati je preko pričvršćene ploče hladnjaka.

Ispravljači se uglavnom mogu vidjeti u jedinicama za napajanje. Uobičajene varijable su 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 itd

Zener dioda : Ovo je posebna vrsta diode karakterizirana specifičnim naponom obrnutog proboja. Znači, zener diode mogu raditi poput prekidača za ograničavanje napona. Zener diode su ocijenjene apsolutnim naponom proboja (Vz) koji se može kretati od 2 do 200 volti.

Svjetlosna dioda ili LED diode : Svi oblici dioda imaju svojstvo emitiranja malo elektromagnetskog zračenja kada se primjenjuju na prednji bazni napon.

Međutim, diode stvorene pomoću poluvodičkih materijala poput galij-arsenid-fosfida dobivaju sposobnost emitiranja znatno veće količine zračenja u usporedbi s običnim silicijskim diodama. Oni se nazivaju diode koje emitiraju svjetlost ili LED diode.

Fotodioda : Kao što diode emitiraju neko zračenje, one također pokazuju određenu razinu vodljivosti kad ih osvjetljava vanjski izvor svjetlosti.
Međutim, diode koje su posebno dizajnirane za otkrivanje i reagiranje na svjetlost ili osvjetljenje nazivaju se fotodiodama.

Uključuju stakleni ili plastični prozor koji omogućava svjetlu da uđe u svjetlosno osjetljivo područje diode.

Tipično imaju veliku površinu spoja za potrebnu izloženost svjetlosti.

Silicij olakšava stvaranje učinkovitih fotodioda.

Različite vrste dioda široko se koriste u velikom broju aplikacija. Za sada, razgovarajmo o nekoliko važnih funkcija za mali signal diode i ispravljači :

Prvi je jednovalni ispravljački krug kroz koji se izmjenična struja s promjenjivim napajanjem dvostrukog polariteta ispravlja u signal ili napon s jednim polaritetom (jednosmjerna struja).

Druga konfiguracija je punovodni ispravljački krug koji sadrži četverodijelnu konfiguraciju i koji se također naziva i mostovni ispravljač . Ova mreža ima mogućnost ispravljanja obje polovice ulaznog signala izmjeničnog napona.

Promatrajte razliku u konačnom rezultatu iz dva kruga. U poluvalnom krugu samo jedan ciklus ulaznog izmjeničnog napona daje izlaz, dok se u punom mostu oba poluciklusa transformiraju u jednosmjerni DC.

Tranzistor

Elektronički projekt gotovo je nemoguće dovršiti bez tranzistora, koji zapravo čini osnovni blok elektronike.

Tranzistori su poluvodički uređaji koji imaju tri terminala ili kabela. Izuzetno mala količina struje ili napona na jednom od vodova omogućuje kontrolu znatno veće količine prolaska struje preko druga dva kabela.

To implicira da su tranzistori najprikladniji za rad kao pojačala i preklopni regulatori. Pronaći ćete dvije primarne skupine tranzistora: bipolarni (BJT) i poljski efekt (FET).

U ovoj raspravi usredotočit ćemo se samo na bipolarne tranzistore BJT. Pojednostavljeno, dodavanjem komplementarnog spoja na p-n spojnu diodu postaje moguće stvoriti silicijev 'sendvič' s 3 odjeljka. Ova formacija poput sendviča može biti n-p-n ili p-n-p.

U oba slučaja, područje srednjeg presjeka djeluje poput slavine ili upravljačkog sustava koji regulira količinu elektrona ili pomicanje naboja kroz 3 sloja. 3 sekcije bipolarnog tranzistora su emiter, baza i kolektor. Područje baze može biti prilično tanko i ima mnogo manje doping atoma u odnosu na emiter i kolektor.

Kao rezultat, znatno smanjena struja baze emitera rezultira znatno većom strujom kolektora emitora. Diode i tranzistori slični su s mnogim ključnim svojstvima:

Spoj baza-emiter koji sliči diodnom spoju neće omogućiti prijenos elektrona, osim ako prednji napon ne prelazi 0,7 volta. Prekomjerna količina struje uzrokuje zagrijavanje tranzistora i djeluje učinkovito.

U slučaju da temperatura tranzistora znatno poraste, možda će biti potrebno isključiti krug! Na kraju, prekomjerna količina struje ili napona može prouzročiti trajno oštećenje poluvodičkog materijala koji čini tranzistor.

Danas se mogu naći razne vrste tranzistora. Uobičajeni primjeri su:

Mali signal i prebacivanje : Ovi tranzistori se primjenjuju za pojačavanje ulaznih signala niske razine na relativno veće razine. Preklopni tranzistori stvoreni su za potpuno uključivanje ili potpuno isključivanje. Nekoliko tranzistora može se podjednako koristiti za pojačavanje i podjednako lijepo prebacivanje.

Snažni tranzistor : Ovi tranzistori koriste se u pojačalima velike snage i napajanjima. Ti su tranzistori obično velike veličine i s proširenim metalnim kućištem kako bi se olakšalo veće odvođenje topline i hlađenje, a također i za jednostavnu ugradnju hladnjaka.

Visoka frekvencija : Ovi tranzistori uglavnom se koriste RF uređajima kao što su radio, televizori i mikrovalne pećnice. Ovi tranzistori izrađeni su s tanjim osnovnim područjem i imaju smanjene dimenzije tijela. Shematski simboli za npn i pnp tranzistore mogu se vidjeti u nastavku:

Imajte na umu da znak strelice koji označava iglu emitora uvijek pokazuje prema smjeru protoka rupa. Kada znak strelice pokazuje smjer koji je suprotan od baze, tada BJT ima emiter koji se sastoji od materijala tipa n.

Ovaj znak posebno identificira tranzistor kao n-p-n uređaj s bazom koja ima materijal tipa p. S druge strane, kada je strelica usmjerena prema bazi, to znači da se baza sastoji od materijala tipa n i detalji da se emiter i kolektor sastoje od materijala vrste p i, kao rezultat, uređaj je a pnp BJT.

Kako da Koristite bipolarne tranzistore

Kada se na bazu npn tranzistora primijeni potencijal zemlje ili 0V, on inhibira protok struje preko terminala emiter-kolektor i tranzistor se isključuje.

U slučaju da je baza usmjerena prema naprijed primjenom razlike potencijala od najmanje 0,6 volta na iglama emitora baze BJT-a, ona odmah pokreće protok struje od emitora do steznika kolektora, a za tranzistor se kaže da je prebačen. na.'

Dok se BJT napajaju samo s ove dvije metode, tranzistor radi poput prekidača UKLJ. / ISKLJ. U slučaju da je baza usmjerena prema naprijed, veličina struje emiter-kolektor postaje ovisna o relativno manjim varijacijama struje baze.

The tranzistor u takvim slučajevima radi poput pojačala . Ova se posebna tema odnosi na tranzistor u kojem bi emiter trebao biti zajednički terminal uzemljenja za ulazni i izlazni signal, a naziva se krug zajedničkog emitera . Nekoliko osnovnih krugova zajedničkog emitora može se vizualizirati kroz sljedeće dijagrame.

Tranzistor kao prekidač

Ova konfiguracija kruga prihvaća samo dvije vrste ulaznog signala, ili 0V ili signal zemlje, ili pozitivni napon + V iznad 0,7V. Stoga se u ovom načinu tranzistor može uključiti ili isključiti. Otpor na bazi može biti između 1K i 10K ohma.

Tranzistorsko istosmjerno pojačalo

U ovom krugu promjenjivi otpornik stvara prednaklon prema tranzistoru i regulira veličinu baze / emiterske struje. Brojilo prikazuje količinu struje isporučuje se preko vodiča emiterskog kolektora.

Otpor mjerača osigurava mjeraču sigurnost od prekomjerne struje i sprječava oštećenje zavojnice brojila.

U stvarnom aplikacijskom krugu potenciometar se može dodati s otpornim senzorom, čiji otpor varira kao odgovor na vanjski čimbenik kao što su svjetlost, temperatura, vlaga itd.

Međutim, u situacijama kada se ulazni signali brzo razlikuju, krug pojačala izmjeničnog napona postaje primjenjiv kako je objašnjeno u nastavku:

Tranzistorsko pojačalo izmjenične struje

Shema sklopa prikazuje vrlo osnovni tranzistorizirani krug pojačala izmjeničnog napona. Kondenzator smješten na ulazu blokira bilo koji oblik istosmjerne struje da uđe u bazu. Otpor primijenjen na osnovnu pristranost izračunava se kako bi se utvrdio napon koji je polovica opskrbne razine.

Pojačani signal 'klizi' duž ovog konstantnog napona i mijenja njegovu amplitudu iznad i ispod te referentne razine napona.

Ako se ne upotrijebi pristranski otpor, pojačala bi se samo polovica napajanja iznad razine 0,7 V, što bi uzrokovalo velike količine neugodnih izobličenja.

Što se tiče smjera struje

Znamo da kad elektroni putuju kroz vodič, on stvara protok struje kroz vodič.

Budući da je tehnički kretanje elektrona zapravo iz negativno nabijenog područja u pozitivno nabijeno područje, zašto se onda strelicom u simbolu diode čini da strelica označava suprotan tok elektrona.

To se može objasniti s nekoliko točaka.

1) Prema početnoj teoriji Benjamina Franklina, pretpostavljalo se da je protok električne energije iz pozitivnog u negativno nabijeno područje. Međutim, kad su elektroni otkriveni, otkrio je stvarnu istinu.

Ipak, percepcija je i dalje ostala ista, a sheme su nastavile slijediti konvencionalnu maštu u kojoj se trenutni tok prikazuje od pozitivnog do negativnog, jer nam nekako suprotno razmišljanje otežava simuliranje rezultata.

2) U slučaju poluvodiča, zapravo su rupe koje putuju nasuprot elektronima. Zbog toga se čini da se elektroni pomiču s pozitivnih na negativne.

Da bismo bili precizni, moramo napomenuti da je protok struje zapravo tok naboja stvoren prisutnošću ili odsutnošću elektrona, ali što se tiče elektroničkog simbola, jednostavno pronalazimo konvencionalni pristup,

Tiristor

Baš kao i tranzistori, tiristori su također poluvodički uređaji koji imaju tri terminala i igraju važnu ulogu u mnogim elektroničkim projektima.

Kao što se tranzistor UKLJUČUJE s malom strujom na jednom od vodova, tiristori također rade na sličan način i omogućuju provođenje puno veće struje preko druga dva komplementarna vodiča.

Jedina razlika je u tome što tiristori nemaju sposobnost pojačavanja oscilirajućih izmjeničnih signala. Oni reagiraju na ulazni signal upravljanja uključivanjem ili potpuno isključivanjem. To je razlog zašto su tiristori poznati i kao 'solid-state prekidači'.

Ispravljači kontrolirani silicijem (SCR)

SCR su uređaji koji predstavljaju dva osnovna oblika tiristora. Njihova je struktura slična strukturi bipolarnih tranzistora, ali SCR-ovi imaju četvrti sloj, dakle tri spoja, kao što je prikazano na sljedećoj slici.

SCR unutarnji izgled i shematski simbol mogu se vizualizirati na sljedećoj slici.

Uobičajeno se SCR izvodi prikazuju s jednim slovom kao: A za anodu, K (ili C) za katodu i G za vrata.

Kada se anodni pinA SCR-a primijeni s pozitivnim potencijalom koji je veći od katodnog klina (K), dva krajnja spoja postaju pristrana, iako središnji p-n spoj ostaje unatrag pristran i inhibira bilo koji protok struje kroz njih.

Međutim, čim se zatik G natakne s minimalnim pozitivnim naponom, omogućuje mnogo veću snagu da provodi kroz anodne / katodne igle.

U ovom se trenutku SCR zakači i ostaci se UKLJUČE čak i nakon uklanjanja pristranosti vrata. To se može nastaviti beskonačno sve dok se anoda ili katoda trenutno ne odvoje od opskrbnog voda.

Sljedeći projekt u nastavku prikazuje SCR konfiguriran poput prekidača za upravljanje žaruljom sa žarnom niti.

Lijeva bočna sklopka je prekidač push-to-OFF što znači da se otvara kad se pritisne, dok je desna prekidač push-to-ON sklopka koja provodi kad se pritisne. Kad se ovaj prekidač pritisne na trenutak ili samo sekundu, uključuje žarulju.

SCR zasuni i lampica se trajno UKLJUČUJE. Da biste isključili lampu u početno stanje, na trenutak se pritisne lijeva bočna sklopka.

SCR se proizvode s različitim nazivima snage i nosivosti, od 1 amp, 100 volti do 10 ampera ili više i nekoliko stotina volti.

Trijaci

Triaci se posebno koriste u elektroničkim sklopovima koji zahtijevaju visokonaponsku izmjeničnu sklopku opterećenja.

Unutarnja struktura trijaka zapravo izgleda kao dva SCR-a spojena obrnuto paralelno. To znači da triac dobiva sposobnost provođenja električne energije u oba smjera istosmjerne struje, kao i opskrbe izmjeničnim naponom.

Da bi se implementirala ova značajka, trijak se gradi pomoću pet poluvodičkih slojeva s dodatnim područjem n-tipa. Izlazi trijaka povezani su tako da svaki pin dolazi u kontakt s parom ovih područja poluvodiča.

Iako je način rada terminala trijačnih vrata sličan SCR-u, vrata se posebno ne odnose na anodne ili katodne terminale, jer triac može voditi u oba smjera pa se vrata mogu aktivirati bilo kojim od terminala, ovisno o koristi li se pozitivni signal ili negativni signal za okidač vrata.

Iz tog su razloga dva glavna terminala za nošenje tereta označena kao MT1 i MT2 umjesto A ili K. Slova MT označavaju 'glavni terminal'. kao što je prikazano na sljedećem shematskom spoju.

Kada se primijeni trijak za prebacivanje izmjeničnog napona, traic se provodi sve dok vratašca ostanu povezana s malim ulazom napajanja. Jednom kada se ukloni signal na vratima, on i dalje drži uključen trijak uključen, ali samo dok ciklus izmjeničnog vala ne dosegne liniju nule.

Jednom kada napajanje izmjeničnom strujom dosegne nultu liniju, trijac se sam isključuje i priključeno opterećenje, sve dok se signal vrata ne primijeni ponovno.

Triaci se mogu koristiti za upravljanje većinom kućanskih uređaja zajedno s motorima i pumpama.

Iako su trijaci također kategorizirani prema trenutnom kapacitetu rukovanja ili ocjeni poput SCR-ova, SCR-ovi su općenito dostupni s mnogo većim strujnim ocjenama od triaca.

Poluvodič Uređaji koji emitiraju svjetlost

Kada su izloženi visokim razinama svjetlosti, topline, elektrona i sličnih energija, većina poluvodiča pokazuje tendenciju emitiranja svjetlosti na ljudskoj vidljivoj valnoj duljini ili IR valnoj duljini.

Poluvodiči koji su za to idealno prikladni su oni koji dolaze iz obitelji p-n spojnih dioda.

Diode koje emitiraju svjetlost (LED) to čine pretvarajući električnu struju izravno u vidljivu svjetlost. LED su izuzetno učinkoviti s pretvaranjem struje u svjetlost od bilo kojeg drugog oblika izvora svjetlosti.

Koriste se bijele visoko svijetle LED diode osvjetljenje kuće svrhe, dok se šarene LED diode koriste u ukrasnim aplikacijama.

Intenzitet LED-a može se kontrolirati linearnim smanjivanjem ulaznog istosmjernog napona ili kroz njega modulacija širine impulsa ulaz koji se naziva i PWM.

Poluvodički svjetlosni detektori

Kada bilo koji oblik energije dođe u kontakt s poluvodičkim kristalom, to dovodi do stvaranja struje u kristalu. To je osnovni princip rada svih poluvodičkih uređaja sa svjetlosnim senzorima.

Poluvodički svjetlosni detektori mogu se svrstati u glavne vrste:

Oni koji su izrađeni pomoću poluvodiča pn spoja, a drugi koji nisu.

U ovom ćemo se objašnjenju baviti samo p-n varijantama. Detektori svjetlosti na bazi P-n spojeva najčešće su korišteni član fotonske poluvodičke obitelji.

Većina je izrađena od silicija i mogu otkriti i vidljivu svjetlost i gotovo infracrvenu svjetlost.

Fotodiode:

Fotodiode su posebno dizajnirani za elektroničke projekte koji su dizajnirani za osjet svjetlosti. Možete ih pronaći u svim vrstama naprava, poput kamera, protuprovalni alarmi , Uživo komunikacije itd.

U načinu detektora svjetlosti foto-dioda djeluje stvaranjem rupe ili dijeljenja elektrona na pn spoju. To uzrokuje pomicanje struje čim su p i n bočni priključci spojeni na vanjsko napajanje.

Kad se koristi u fotonaponskom načinu rada, fotodioda djeluje poput izvora struje u prisutnosti upadne svjetlosti. U ovoj aplikaciji uređaj počinje raditi u načinu obrnutog prednapona kao odgovor na osvjetljenje svjetlosti.

U nedostatku svjetlosti, još uvijek teče minutna struja poznata kao 'tamna struja'.

Fotodioda se uglavnom proizvodi u mnogo različitih oblika pakiranja. Uglavnom su dostupni u plastičnom kućištu, unaprijed instaliranim lećama i filtraciji itd.

Ključna razlika je dimenzija poluvodiča koji se koristi za uređaj. Fotodiode namijenjene vremenu odziva velike brzine u fotokonduktivnoj operaciji obrnutog prednapona grade se pomoću poluvodiča male površine.

Fotodiode veće površine obično reagiraju malo sporo, ali mogu imati sposobnost pružanja većeg stupnja osjetljivosti na osvjetljenje svjetlosti.

Fotodioda i LED dijele identični shematski simbol, osim smjera strelica prema unutra za fotodiodu. Fotodiode su obično navikle prepoznavati brze promjenjive impulse čak i pri valovitoj duljini blizu infracrvene svjetlosti, kao u svjetlosnim valovima.

Sljedeći sklop ilustrira način na koji bi se fotodioda mogla primijeniti u svjetlosnom metru. Izlazni rezultati ovog kruga prilično su linearni.

Fototransistori

Fototranzistori se primjenjuju u elektroničkim projektima koji zahtijevaju veći stupanj osjetljivosti. Ovi su uređaji stvoreni isključivo za iskorištavanje značajke osjetljivosti na svjetlost u svim tranzistorima. Općenito, fototransistor se može naći u npn uređaju koji ima široki osnovni presjek koji može biti izložen svjetlosti.

Svjetlost koja ulazi u bazu zamjenjuje prirodnu struju emiter baze koja postoji u normalnim npn tranzistorima.

Zahvaljujući ovoj značajci, fototranzistor je u stanju trenutno pojačati varijacije svjetlosti. Obično se mogu dobiti dvije vrste npn fototranzistora. Jedan je sa standardnom npn strukturom, alternativna varijanta dolazi s dodatnim npn tranzistorom koji nudi dodatno pojačanje, a poznat je kao „fotodarlingtonski“ tranzistor.

Oni su izuzetno osjetljivi, iako pomalo tromi u usporedbi sa uobičajenim npn fototranzistorima. Shematski simboli koji se obično koriste za fototranzistore dani su u nastavku:

Fototranzistori se prilično često primjenjuju za otkrivanje izmjeničnih (izmjeničnih) svjetlosnih impulsa. Dodatno se koriste za prepoznavanje neprekidnog (jednosmjernog) svjetla, kao što je sljedeći krug u kojem se fotodarlington primjenjuje za aktiviranje releja.

Ovaj će se vodič redovito ažurirati s novim specifikacijama komponenata, zato vas molimo da budete s nama.