Транзисторът - крик на всички сделки
Но защо транзистор? Бихме могли да превключваме светодиода директно чрез бутона и резистор 470 Ohm.
За да може транзисторът да си свърши работата, той също се нуждае от определени напрежения. Двете най-важни напрежения са напрежението на базовия емитер (Ube) и напрежението на колектор-емитер (Uce). Напрежението BE е винаги приблизително 0,7 V, когато транзисторът е включен. Ако тази стойност не бъде достигната, транзисторът се затяга. Напрежението BE се настройва автоматично веднага щом тече базов ток.
Второто важно напрежение е CE напрежението. Това е особено важно, ако искате да определите загубата на мощност на транзистора. Колкото по-висок е токът на колектора, толкова по-високо е това напрежение. CE напрежението и колекторният ток винаги трябва да се имат предвид при разработването на верига. В противен случай бързо може да се случи, че транзисторът е претоварен.
 |
Трябва само да се уверите, че тази енергия се разсейва и че транзисторът работи само когато по-силен ток се влее в основата. Това се постига тук, като се използва допълнителен резистор, който преминава от основата към минусовия полюс. Ако сега докоснете основата, D1 остава тъмен. Той светва само при натискане на бутона.
| Както е показано на графика по-горе, самият транзистор се нуждае от някои напрежения, за да може да работи. Едно от напреженията е това през пътя на колектора-емитер (CE напрежение). Ако измерваме тук, задаваме стойност от около 0,15 V. При по-големи натоварвания тази стойност също се увеличава малко. Заедно с колекторния ток това води до голяма част от загубата на мощност. Винаги трябва да се следи за това, в противен случай транзисторът може да прегрее и съответно да бъде разрушен. |
| Второто важно напрежение е напрежението на базовия емитер. Ако транзисторът трябва да бъде напълно управляван, това трябва да достигне приблизително 0,7 V. Ако основата е снабдена с последователен резистор, както в нашия пример, това напрежение се настройва автоматично. Измерването доказва това. |
| Ако паднете под тези 0,7 V, транзисторът блокира много бързо. За да се тества това веднъж, тази схема е настроена. Ако завъртим тримера, можем да забележим, че напрежението остава приблизително 0,7 V за много дълго време и след това пада много бързо и по този начин светодиодът бързо изгасва. |
Два пъти по-добро усилване - сцената на Дарлингтън
Както можете да видите в тази схема, излъчвателят на Т1 е свързан директно към основата на Т2. Колекторите са групирани заедно. Ако бутонът е натиснат тук, светодиодът светва. Засега нищо особено. Но нека разменим резисторите R1 и R2 за стойности, които са в пъти по-високи, напр. R1 = 1 MOhm, R2 = 470 kOhm и ако натиснете отново бутона, D1 също светва. Ако тези резистори се използват в един транзистор, светодиодът само ще свети слабо. Какво е станало тук?
Тук основна роля играе пътят на базовия излъчвател на Т2. Тъй като напрежението BE винаги се настройва на 0,7 V, това напрежение се измерва и в общото напрежение от колектора-емитер.
| Ако измерим това напрежение чрез резистора R2, тук ще открием, че то е приблизително 1,4 V. Така че ние наистина измерваме двете линии BE, една след друга. Този факт трябва да се вземе предвид, когато се използва сцената на Дарлингтън като усилвател. |
Първият транзистор усилва 1 µA до 300 µA. Тъй като токовете от излъчвателя се сумират, там тече ток от 301 µA. Базата на втория транзистор вече се захранва с този ток и го усилва отново 300 пъти и след това позволява токов поток от 90,3 mA.
Тъй като двата колектора на транзисторите са свързани заедно, токовете също се събират тук и се получава общ ток от 90,6 mA, ако това не е ограничено от свързан товар.
По-добрият етап на Дарлингтън - допълващата верига на Дарлингтън
Тук може да се използва друга схема: допълнителната схема на Дарлингтън. Тази верига, известна още като верига Sziklai или двойката Szilkai, комбинира голямото усилване на тока и ниското напрежение на базовия излъчвател.
| В PNP веригата PNP транзисторът действа като входен каскад. Ако дойде напр. Ако ток от 1 µA тече от основата, EC пътеката на PNP транзистора ще позволи 300 µA да премине и да достигне NPN. NPN транзисторът усилва тези 300 µA от своя страна 300 пъти и така ток от 90,3 mA напуска NPN транзистора, съставен от усиления ток от 90 mA и базовия ток от 300 µA. |
Транзисторът се превръща в усилвател на сигнала
Нека вземем нашата верига от началото на този курс и да добавим подрязващ потенциометър към нея. Ако веригата е пусната в действие и завъртите тримера, светодиодът светва ярко за дълго време и след това угасва сравнително бързо.
Настройка на работната точка на транзистора
Често е необходимо сигналите да се усилват, които се състоят от променливо напрежение. Има две възможности за транзисторно превключване, така че те да могат да го направят. Една от възможностите би била да се захранва веригата на усилвателя със симетрично работно напрежение и да се оставя захранването на веригата да преминава само над положителния или отрицателния полюс. Това не е много полезно за малки усилватели. Там прибягвате до друг вариант. Работният обхват на транзистора просто се повдига и транзисторът има възможност да се движи нагоре или надолу.
| Диаграмата отсреща показва как се постига това. Ако пуснете тази схема в действие, светодиодът светва. Но отдавна не пълната яркост, с която сме свикнали от светодиод. Сега има само около 3,8 V на светодиода и резистора. В резултат през D1 протича по-малко ток и той светва по-тъмно. |
| Ако добавим кондензатор на входа или изхода към веригата, имаме едностепенен LF усилвател. Кондензаторите осигуряват регулиране на променливото напрежение към работното постояннотоково напрежение на веригата. |
Предимства и недостатъци на основните вериги
Тази верига се характеризира със следните свойства:
- Ниско натоварване на транзистора
- Високо напрежение на товара
Тази верига се характеризира със следните свойства.
- Възможно усилване на променливо напрежение
Има трета верига сред видовете вериги за транзистори. Основната схема. Това се използва главно в HF технологията и е по-малко подходящо за LF и комутационни приложения.
PNP транзистор - не напълно забравеният тип
Дори NPN транзисторът да покрива повечето изисквания в съвременната електроника, PNP все още е необходим от време на време.