فئات: مقالات مميزة » كهربائيين المبتدئين
مرات المشاهدة: 208579
تعليقات على المادة: 2
عملية الترانزستور في وضع مفتاح
لتبسيط القصة ، يمكنك أن تتخيل الترانزستور في شكل متغير المقاوم. استنتاج القاعدة هو فقط المقبض الذي يمكنك تحريفه. في هذه الحالة ، تتغير مقاومة جامع - قسم باعث. بالطبع ، لا تحتاج إلى تحريف القاعدة ، يمكن أن تؤتي ثمارها. ولكن لتطبيق بعض الجهد عليه بالنسبة إلى باعث ، بالطبع ، هو ممكن.
إذا لم يتم تطبيق الجهد على الإطلاق ، ولكن ببساطة تأخذ وإغلاق استنتاجات القاعدة والباعث ، حتى لو لم تكن قصيرة ، ولكن من خلال المقاوم للعديد من KOhms. اتضح أن جهد الباعث الأساسي (Ube) هو صفر. وبالتالي ، ليس هناك قاعدة الحالية. يتم إغلاق الترانزستور ، الحالي جامع لا يكاد يذكر ، فقط نفس التيار الأولي. عن نفس الصمام الثنائي في الاتجاه المعاكس! في هذه الحالة ، يقولون إن الترانزستور في وضع OFF ، مما يعني أنه في اللغة العادية يكون مغلقًا أو مغلقًا.
الحالة المعاكسة تسمى التشبع. هذا هو عندما يكون الترانزستور مفتوحا بالكامل ، بحيث لا يوجد مكان لفتح المزيد. مع هذه الدرجة من الفتح ، تكون مقاومة قسم باعث المجمع صغيرة جدًا بحيث لا يمكن تشغيل الترانزستور بدون تحميل في دائرة المجمع ، بل ستحترق على الفور. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون الجهد المتبقي في المجمع 0.3 ... 0.5V فقط.
لإحضار الترانزستور إلى مثل هذه الحالة ، من الضروري توفير تيار قاعدة كبير بما فيه الكفاية عن طريق تطبيق Ube جهد كبير بالنسبة إلى باعث ، من أجل 0.6 ... 0.7V. نعم ، بالنسبة لتقاطع باعث القاعدة ، فإن مثل هذا الجهد بدون مقاوم محدود للغاية. بعد كل شيء ، تشبه خاصية إدخال الترانزستور ، كما هو موضح في الشكل 1 ، إلى حد كبير الفرع المباشر لخاصية الصمام الثنائي.
الشكل 1. سمة إدخال الترانزستور
يتم استخدام هاتين الولايتين - التشبع والقطع - عندما يكون الترانزستور في وضع مفتاح مثل اتصال ترحيل عادي. النقطة الرئيسية في هذا الوضع هي أن تيار قاعدة صغير يتحكم في تيار جامع كبير ، وهو أكبر بعشرات المرات من التيار الأساسي. يتم الحصول على تيار جامع كبير بسبب مصدر الطاقة الخارجي ، ولكن لا يزال المكسب الحالي ، كما يقولون ، واضح. مثال بسيط: دائرة كهربائية صغيرة تعمل على لمبة إضاءة كبيرة!
لتحديد حجم مثل هذا الكسب من الترانزستور في وضع المفتاح ، يتم استخدام "الكسب الحالي في وضع إشارة كبيرة". في الدلائل من يشار إليها بالحرف اليوناني "بيتا". بالنسبة إلى جميع الترانزستورات الحديثة تقريبًا ، عند العمل في وضع المفاتيح ، لا يقل هذا المعامل عن 10 ... 20 β يتم تحديدها على أنها نسبة الحد الأقصى الحالي لتيار المجمع إلى الحد الأدنى الحالي للتيار الأساسي. الحجم أبعاد ، فقط "كم مرة".
≥ ≥ Ic / Ib
حتى إذا كان التيار الأساسي أكثر من المطلوب ، فلا توجد مشكلة معينة: لن يتمكن الترانزستور من فتح المزيد. لهذا السبب هو في وضع التشبع. بالإضافة إلى الترانزستورات التقليدية ، يتم استخدام دارلينجتون أو الترانزستورات المركبة للعمل في وضع المفاتيح. يمكن أن يصل "betta" إلى 1000 مرة أو أكثر.
كيفية حساب وضع التشغيل المرحلة الرئيسية
حتى لا تكون بدون أساس تام ، فلنحاول حساب وضع التشغيل في سلسلة المفاتيح ، والتي تظهر دائرتها في الشكل 2.
الشكل 2
مهمة هذه السلسلة بسيطة جدًا: قم بتشغيل وإيقاف المصباح الكهربائي. بالطبع ، يمكن أن يكون الحمل أي شيء - ملف ترحيل ، محرك كهربائي ، مجرد مقاوم ، لكنك لا تعرف أبدًا ما. تم أخذ المصباح الكهربائي فقط لجعل التجربة واضحة ، لتبسيطها. مهمتنا هي أكثر تعقيدا قليلا. يجب حساب قيمة المقاوم Rb في الدائرة الأساسية بحيث تحترق المصباح في حرارة كاملة.
يتم استخدام هذه المصابيح لإلقاء الضوء على لوحة القيادة في السيارات المحلية ، لذلك من السهل العثور عليها. إن الترانزستور KT815 مع تيار تجميع 1.5A مناسب تمامًا لمثل هذه التجربة.
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في هذه القصة كلها هو أن الضغوطات لا تؤخذ في الاعتبار في الحسابات ، طالما تم استيفاء الشرط ≥ ≥ Ic / Ib. لذلك ، يمكن أن يكون المصباح في جهد تشغيل يبلغ 200 فولت ، ويمكن التحكم في الدائرة الأساسية من الرقائق باستخدام جهد تزويد يبلغ 5 فولت. إذا تم تصميم الترانزستور للعمل مع هذا الجهد على المجمع ، سوف تومض الضوء دون مشاكل.
ولكن في المثال الخاص بنا ، لا يُتوقع وجود دوائر كهربائية دقيقة ، يتم التحكم في الدائرة الأساسية ببساطة عن طريق جهة اتصال ، والتي توفر ببساطة 5V. المصباح الكهربائي للجهد 12V ، والاستهلاك الحالي 100mA. من المفترض أن يكون لدينا الترانزستور β بالضبط 10. انخفاض الجهد عند تقاطع باعث القاعدة هو Ube = 0.6V. انظر سمة الإدخال في الشكل 1.
باستخدام هذه البيانات ، يجب أن يكون التيار في القاعدة هو Ib = Ik / β = 100/10 = 10 (mA).
سيكون الجهد عند المقاوم الأساسي Rb (مطروحًا منه الجهد عند مفترق الباعث الأساسي) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V.
نذكر قانون أوم: R = U / I = 4.4V / 0.01A = 440ohm. وفقًا لنظام SI ، فإننا نستبدل الجهد في فولت ، التيار في الأمبيرات ، والنتيجة هي في أوم. من السلسلة القياسية ، نختار المقاوم بمقاومة 430 أوم. على هذا الحساب يمكن اعتبار كاملة.
لكن ، الذي ينظر بعناية إلى الدائرة ، قد يتساءل: "لماذا لم يقل شيء عن المقاوم بين القاعدة والباعث Rbe؟ لقد نسوه فقط ، أم أنه مطلوب حقًا؟ "
الغرض من هذا المقاوم هو إغلاق الترانزستور بشكل موثوق في الوقت الذي يكون فيه الزر مفتوحًا. الحقيقة هي أنه إذا كانت القاعدة "معلقة في الهواء" ، فإن تأثير جميع أنواع التداخل عليها مضمون ببساطة ، خاصة إذا كان السلك الموجود بالزر طويلاً بما يكفي. ما ليس الهوائي؟ تقريبا مثل جهاز استقبال الكاشف.
لإغلاق الترانزستور بشكل موثوق ، لإدخاله في وضع القطع ، من الضروري أن تكون إمكانات الباعث والقاعدة متساوية. سيكون من الأسهل استخدام جهة اتصال التبديل في "مخطط التدريب" الخاص بنا. من الضروري تشغيل اتصال مفتاح الضوء بـ + 5V ، وعندما كان مطلوبًا لإيقاف التشغيل - أغلق فقط إدخال السلسلة بأكملها على الأرض.
ولكن ليس دائمًا وليس في كل مكان يمكن السماح بالترف مثل الاتصال الإضافي. لذلك ، من الأسهل مواءمة إمكانيات القاعدة والباعث مع المقاوم Rbe. لا يلزم حساب قيمة هذا المقاوم. عادة ما يؤخذ على قدم المساواة إلى عشرة RB. وفقا للبيانات العملية ، يجب أن تكون قيمتها 5 ... 10K.
الدائرة المدروسة هي نوع من الدوائر ذات باعث مشترك. اثنين من الميزات يمكن ملاحظتها هنا. أولاً ، هذا يستخدم 5 فولت كجهد تحكم. يتم استخدام هذا الجهد عند توصيل المرحلة الرئيسية بالدوائر الرقمية أو ، والتي من المرجح أكثر الآن ميكروكنترولر.
ثانيا ، يتم عكس إشارة جامع فيما يتعلق إشارة قاعدة. إذا كان هناك جهد عند القاعدة ، يتم إغلاق جهة الاتصال عند + 5 فولت ، ثم ينخفض في المجمع إلى الصفر تقريبًا. حسنا ، ليس إلى الصفر ، بطبيعة الحال ، ولكن إلى الجهد المشار إليه في الدليل. في الوقت نفسه ، لم يتم قلب المصباح بصريا - هناك إشارة في القاعدة ، هناك ضوء.
يحدث عكس إشارة الدخل ليس فقط في وضع مفتاح الترانزستور ، ولكن أيضا في وضع الكسب. ولكن هذا سوف يناقش في الجزء التالي من المقال.
بوريس الأديشين
ملاحظة قبل التثبيت في الدائرة ، من الضروري جدًا التحقق من الترانزستورات بحثًا عن التشغيل. تعرف على كيفية القيام بذلك هنا - اختبار بسيط من الترانزستورات في الممارسة.
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: