Transistor operasyon sa key mode

Upang gawing simple ang kuwento, maaari mong isipin transistor sa anyo ng isang variable na risistor. Ang konklusyon ng base ay ang napaka hawakan lamang na maaari mong i-twist. Sa kasong ito, nagbabago ang paglaban ng kolektor - seksyon ng emitter. Siyempre, hindi mo kailangang i-twist ang base, maaari itong lumabas. Ngunit upang mag-apply ng ilang boltahe na may kaugnayan sa emitter, siyempre, posible.

Kung ang boltahe ay hindi inilalapat sa lahat, ngunit kunin lamang at isara ang mga konklusyon ng base at emitter, kahit na hindi maikli, ngunit sa pamamagitan ng isang risistor ng maraming mga KOhms. Ito ay lumiliko na ang base-emitter boltahe (Ube) ay zero. Dahil dito, walang base kasalukuyang. Ang transistor ay sarado, ang kasalukuyang kolektor ay hindi nababayaan, ang parehong paunang kasalukuyang. Tungkol sa parehong bilang isang diode sa kabaligtaran direksyon! Sa kasong ito, sinabi nila na ang transistor ay nasa posisyon ng OFF, na sa ordinaryong wika ay nangangahulugang sarado o sarado ito.

Ang kabaligtaran ng estado ay tinatawag na SATURATION. Ito ay kapag ang transistor ay ganap na bukas, upang wala nang buksan pa. Sa ganoong antas ng pagbubukas, ang paglaban ng seksyon ng kolektor-emitter ay napakaliit na imposible lamang na i-on ang transistor nang walang pag-load sa kolektor ng kolektor, agad itong susunugin. Sa kasong ito, ang natitirang boltahe sa kolektor ay maaaring 0.3 ... 0.5V lamang.

Upang dalhin ang transistor sa ganoong estado, kinakailangan upang magbigay ng isang sapat na malaking base kasalukuyang sa pamamagitan ng pag-apply ng isang malaking boltahe Ube sa kaugnayan nito sa emitter, ng pagkakasunud-sunod ng 0.6 ... 0.7V. Oo, para sa isang base-emitter junction, tulad ng isang boltahe na walang isang paglilimita sa resistor ay napakalaking. Pagkatapos ng lahat, ang katangian ng input ng transistor, na ipinakita sa Figure 1, ay halos kapareho sa direktang sangay ng katangian ng diode.

Larawan 1. katangian ng pag-input ng Transistor

Ang dalawang estado na ito - saturation at cutoff - ay ginagamit kapag ang transistor ay nasa key mode tulad ng isang normal na contact sa relay. Ang pangunahing punto ng mode na ito ay ang isang maliit na base kasalukuyang kumokontrol sa isang malaking kolektor ng kasalukuyang, na kung saan ay ilang mga sampu-sampung beses na mas malaki kaysa sa kasalukuyang base. Ang isang malaking kolektor ng kasalukuyang ay nakuha dahil sa isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya, ngunit pa rin ang kasalukuyang pakinabang, tulad ng sinasabi nila, ay malinaw. Isang simpleng halimbawa: isang maliit na microcircuit ay lumiliko sa isang malaking ilaw na bombilya!

Upang matukoy ang kadakilaan ng gayong pakinabang ng transistor sa key mode, ang "kasalukuyang pakinabang sa malaking mode ng signal" ay ginagamit. Sa mga direktoryo mula sa ay ipinahiwatig ng titik na Griego β "betta". Para sa halos lahat ng mga modernong transistor, kapag nagpapatakbo sa key mode, ang koepisyentong ito ay hindi bababa sa 10 ... 20 β ay tinutukoy bilang ang ratio ng maximum na posibleng kolektor ng kasalukuyang sa pinakamababang posibleng kasalukuyang kasalukuyang. Ang laki ay walang sukat, "ilang beses."

β ≥ Ic / Ib

Kahit na ang base kasalukuyang ay higit pa sa kinakailangan, walang partikular na problema: ang transistor ay hindi pa rin mabubuksan nang higit pa. Iyon ang dahilan kung bakit ito ay nasa saturation mode. Bilang karagdagan sa mga maginoo na transistor, ang Darlington o composite transistors ay ginagamit upang gumana sa key mode. Ang kanilang "super-betta" ay maaaring umabot sa 1000 o higit pang beses.

Paano makalkula ang mode ng pangunahing yugto ng operasyon

Upang hindi maging ganap na walang batayan, subukang suriin ang mode ng operasyon ng pangunahing kaskad, ang circuit na kung saan ay ipinapakita sa Larawan 2.

Larawan 2

Ang gawain ng kaskad na ito ay napaka-simple: i-on at i-off ang light bombilya. Siyempre, ang pagkarga ay maaaring maging anumang bagay - isang relay coil, isang de-koryenteng motor, isang risistor lamang, ngunit hindi mo alam kung ano. Ang ilaw na bombilya ay kinuha lamang upang gawing malinaw ang eksperimento, upang gawing simple ito. Ang aming gawain ay medyo mas kumplikado. Kinakailangan upang kalkulahin ang halaga ng risistor Rb sa base circuit upang ang bombilya ay sumunog sa buong init.

Ang ganitong mga bombilya ay ginagamit upang maipaliwanag ang dashboard sa mga domestic car, kaya madali ang paghahanap. Ang KT815 transistor na may isang kolektor ng kasalukuyang 1.5A ay angkop para sa naturang karanasan.

Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay sa buong kwentong ito ay ang mga pagkapagod ay hindi isinasaalang-alang sa mga kalkulasyon, hangga't ang kondisyon ay natagpuan ang Ic / Ib Samakatuwid, ang bombilya ay maaaring nasa isang operating boltahe ng 200V, at ang base circuit ay maaaring kontrolado mula sa mga microchip na may isang supply ng boltahe ng 5V. Kung ang transistor ay idinisenyo upang gumana sa tulad ng isang boltahe sa kolektor, ang ilaw ay kumikislap nang walang mga problema.

Ngunit sa aming halimbawa, walang mga microcircuits na inaasahan, ang base circuit ay kinokontrol lamang sa pamamagitan ng isang contact, na nagbibigay lamang ng 5V. Banayad na bombilya para sa boltahe 12V, pagkonsumo ng kasalukuyang 100mA. Ipinapalagay na ang aming transistor ay mayroong β eksaktong 10. Ang pagbagsak ng boltahe sa kantong base-emitter ay Ube = 0.6V. Tingnan ang katangian ng input sa figure 1.

Sa ganitong data, ang kasalukuyang nasa base ay dapat na Ib = Ik / β = 100/10 = 10 (mA).

Ang boltahe sa base risistor Rb ay magiging (minus ang boltahe sa kantong base-emitter) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V.

Naaalala namin ang batas ni Ohm: R = U / I = 4.4V / 0.01A = 440ohm. Ayon sa sistema ng SI, pinalitan namin ang boltahe sa volts, ang kasalukuyang sa amperes, ang resulta ay nasa Ohms. Mula sa karaniwang serye, pumili kami ng isang risistor na may pagtutol ng 430 Ohms. Sa pagkalkula na ito ay maaaring isaalang-alang na kumpleto.

Ngunit, na maingat na tumingin sa circuit, ay maaaring magtanong: "Bakit walang sinabi tungkol sa risistor sa pagitan ng base at ng emitter na Rbe? Nakalimutan lang nila ang tungkol sa kanya, o talagang kailangan niya? "

Ang layunin ng risistor na ito ay mapagkakatiwalaang isara ang transistor sa sandaling nakabukas ang pindutan. Ang katotohanan ay kung ang batayan na "hang sa hangin", ang epekto ng lahat ng mga uri ng panghihimasok dito ay ginagarantiyahan lamang, lalo na kung ang kawad sa pindutan ay sapat na. Ano ang hindi antena? Halos tulad ng isang tagatanggap ng detektor.

Upang mapagkakatiwalaang isara ang transistor, upang ipasok ito sa cut-off mode, kinakailangan na ang mga potensyal ng emitter at base ay pantay. Ito ay magiging pinakamadali na gumamit ng isang lumipat contact sa aming "scheme ng pagsasanay". Kinakailangan na i-on ang light switch contact sa + 5V, at kapag kinakailangan upang patayin - isinara lamang ang input ng buong kaskad sa lupa.

Ngunit ito ay hindi palaging at hindi sa lahat ng dako ang luho ay maaaring payagan tulad ng labis na pakikipag-ugnay. Samakatuwid, mas madaling i-align ang mga potensyal ng base at emitter sa risistor na Rbe. Ang halaga ng resistor na ito ay hindi kailangang kalkulahin. Kadalasan ito ay kinuha katumbas ng sampung RB. Ayon sa praktikal na data, ang halaga nito ay dapat na 5 ... 10K.

Ang itinuturing na circuit ay isang uri ng circuit na may isang karaniwang emitter. Dalawang tampok ang maaaring mapansin dito. Una, gumagamit ito ng 5V bilang control boltahe. Ito ang boltahe na ito ay ginagamit kapag ang pangunahing yugto ay konektado sa mga digital na circuit o, na ngayon ay mas malamang na mga microcontroller.

Pangalawa, ang signal ng kolektor ay baligtad tungkol sa base signal. Kung may boltahe sa base, ang contact ay sarado sa + 5V, pagkatapos sa kolektor ay bumaba ito sa halos zero. Well, hindi sa zero, siyempre, ngunit sa boltahe na ipinahiwatig sa direktoryo. Kasabay nito, ang bombilya ay hindi biswal na baligtad - mayroong isang senyas sa base, mayroong ilaw.

Ang pag-convert ng signal ng pag-input ay nangyayari hindi lamang sa pangunahing mode ng transistor, kundi pati na rin sa mode na makakuha. Ngunit tatalakayin ito sa susunod na bahagi ng artikulo.

Boris Aladyshkin 

P.S. Bago i-install sa circuit, napakadalas na kinakailangan upang suriin ang mga transistors para sa operability. Tingnan kung paano ito gagawin dito mismo - Ang simpleng pagsubok ng mga transistor sa pagsasanay.

Comments

[#1]

Karaniwan, ang mga transistor ay bahagyang naiiba sa bawat isa, at para sa pagkakapantay-pantay ng mga alon, kinakailangan ang mga resistors sa mga emitter circuit. Dapat silang mapili upang ang pagbagsak ng boltahe sa maximum na kasalukuyang halaga sa kanila ay humigit-kumulang na 0.2V.

[#2 Oleg]

Magandang haponAng tanong ko ay: isang circuit na may isang bipolar n-p-n transistor ay na-trigger ng isang maikling circuit sa pamamagitan ng isang pindutan sa pamamagitan ng isang base at risistor ng kolektor. Ang circuit ay naka-off sa pamamagitan ng pagpapatay ng kapangyarihan (12 volts DC). Kinakailangan na i-automate ang paglipat at pag-off ng circuit sa naibigay na agwat, magagamit ang isang cyclic timer. Ang tanong ay. imposible na i-on ang circuit sa pamamagitan lamang ng pagbibigay ng kapangyarihan sa circuit - hindi ito magsisimula hanggang isara mo ang base ng kolektor. Paano simulan ang transistor nang sabay-sabay na may power supply sa circuit? Posible bang panatilihin ang base at kolektor na sarado sa pamamagitan ng isang risistor sa loob ng 15-20 segundo? Regards, Oleg.