kategorier: Utvalda artiklar » Nybörjare elektriker
Antal visningar: 208579
Kommentarer till artikeln: 2

Transistordrift i tangentläge

 

Transistordrift i tangentlägeFör att förenkla berättelsen kan du föreställa dig transistor i form av ett variabelt motstånd. Slutsatsen på basen är bara själva handtaget som du kan vrida. I detta fall ändras motståndet från kollektor - emitteravsnittet. Naturligtvis behöver du inte vrida basen, den kan komma av. Men att applicera viss spänning på det relativt emittern är naturligtvis möjligt.

Om spänningen inte appliceras alls utan helt enkelt ta och stänga slutsatserna från basen och emittern, även om det inte är kort, men genom ett motstånd på flera KOhms. Det visar sig att basemitter-spänningen (Ube) är noll. Följaktligen finns det ingen basström. Transistorn är stängd, kollektorströmmen är försumbar, precis samma initialström. Ungefär detsamma som en diod i motsatt riktning! I detta fall säger de att transistorn är i OFF-läge, vilket på normalt språk betyder stängt eller låst.

Det motsatta tillståndet kallas SATURATION. Detta är när transistorn är helt öppen, så att det inte finns någonstans att öppna längre. Med en sådan öppningsgrad är motståndet hos kollektor-emitter-sektionen så liten att det helt enkelt är omöjligt att slå på transistorn utan belastning i kollektorkretsen, den kommer att brinna omedelbart. I detta fall kan restspänningen vid kollektorn endast vara 0,3 ... 0,5V.

För att föra transistorn till ett sådant tillstånd är det nödvändigt att tillhandahålla en tillräckligt stor basström genom att anbringa en stor spännings Ube till den relativt emittern i storleksordningen 0,6 ... 0,7V. Ja, för en basemitterkorsning är en sådan spänning utan begränsande motstånd mycket stor. Trots allt är transistorns ingångskarakteristik, som visas i figur 1, mycket lik den direkta grenen av diodens karakteristik.

Transistor ingångskarakteristik

Figur 1. Transistor-ingångskarakteristik

Dessa två tillstånd - mättnad och avstängning - används när transistorn är i tangentläge som en normal reläkontakt. Huvudpunkten i detta läge är att en liten basström styr en stor kollektorström, som är flera tiotals gånger större än basströmmen. En stor kollektorström erhålls på grund av en extern energikälla, men ändå är strömförstärkningen, som de säger, uppenbar. Ett enkelt exempel: en liten mikrokrets tänder på en stor glödlampa!

För att bestämma storleken på en sådan förstärkning av transistorn i tangentläget används "strömförstärkningen i det stora signalläget". I katalogerna från indikeras den grekiska bokstaven ß "betta". För nästan alla moderna transistorer bestäms denna koefficient vid drift i nyckelläge inte mindre än 10 ... 20 ß som förhållandet mellan den maximala möjliga kollektorströmmen till den minsta möjliga basström. Storleken är måttlös, bara "hur många gånger."

ß ≥ Ic / Ib

Även om basströmmen är mer än krävs finns det inga speciella problem: transistorn kan fortfarande inte öppna mer. Det är därför det är i mättnadsläge. Förutom konventionella transistorer används Darlington eller sammansatta transistorer för att arbeta i nyckelläge. Deras "superbetta" kan nå 1000 eller fler gånger.


Hur man beräknar driftsläget för nyckelsteg

För att inte vara helt ogrundad, låt oss försöka beräkna driftsläget för nyckelkaskaden, vars krets visas i figur 2.

Hur man beräknar driftsläget för nyckelsteg

Figur 2

Kaskadens uppgift är mycket enkel: slå på och stänga av glödlampan. Naturligtvis kan lasten vara vad som helst - en reläspole, en elmotor, bara ett motstånd, men du vet aldrig vad. Glödlampan togs bara för att göra experimentet klart, för att förenkla det. Vår uppgift är lite mer komplicerad. Det krävs att beräkna värdet på motståndet Rb i baskretsen så att lampan bränner till full värme.

Sådana glödlampor används för att belysa instrumentbrädan i husbilar, så det är lätt att hitta det. KT815-transistorn med en kollektorström på 1,5A är ganska lämplig för en sådan upplevelse.

Det mest intressanta i hela denna historia är att spänningar inte beaktas i beräkningarna, så länge villkoret ß ≥ Ic / Ib är uppfyllt. Därför kan glödlampan ha en driftspänning på 200V, och baskretsen kan styras från mikrochips med en matningsspänning på 5V. Om transistorn är utformad för att arbeta med en sådan spänning på kollektorn, kommer ljuset att blinka utan problem.

Men i vårt exempel förväntas inga mikrokretsar, baskretsen styrs helt enkelt av en kontakt, som helt enkelt levererar 5V. Glödlampa för spänning 12V, förbrukningsström 100mA. Det antas att vår transistor har ß exakt 10. Spänningsfallet vid basemitterkorsningen är Ube = 0,6V. Se inmatningskarakteristik i figur 1.

Med sådana data bör strömmen i basen vara Ib = Ik / β = 100/10 = 10 (mA).

Spänningen vid basmotståndet Rb är (minus spänningen vid basemitterkorsningen) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V.

Vi minns Ohms lag: R = U / I = 4.4V / 0.01A = 440ohm. Enligt SI-systemet ersätter vi spänningen i volt, strömmen i ampère, resultatet är i Ohms. Från standardserien väljer vi ett motstånd med ett motstånd på 430 ohm. På denna beräkning kan betraktas som komplett.


Men som noggrant tittar på kretsen, kan fråga: ”Varför sa det inte något om motståndet mellan basen och emittern Rbe? De glömde bara om honom, eller behövs det verkligen? ”

Syftet med detta motstånd är att tillförlitligt stänga transistorn i det ögonblick då knappen är öppen. Faktum är att om basen "hänger i luften" garanteras påverkan av alla slags störningar på den helt enkelt, särskilt om kabeln är tillräckligt lång. Vad är inte antennen? Nästan som en detektormottagare.

För att tillförlitligt stänga transistorn, för att gå in i den i avstängningsläget, är det nödvändigt att potentialen för sändaren och basen är lika. Det skulle vara lättast att använda en växlingskontakt i vårt "träningsschema". Det är nödvändigt att slå på ljusströmbrytarkontakten på + 5V, och när det var nödvändigt att stänga av - stäng bara ingången på hela kaskaden till marken.

Men det är inte alltid och inte överallt att lyx kan tillåtas, till exempel extra kontakt. Därför är det lättare att anpassa potentialen hos basen och emittern mot motståndet Rbe. Värdet på detta motstånd behöver inte beräknas. Vanligtvis tas det lika med tio RB. Enligt praktiska data bör dess värde vara 5 ... 10K.

Den betraktade kretsen är en typ av krets med en gemensam emitter. Två funktioner kan noteras här. För det första använder detta 5V som styrspänning. Det är denna spänning som används när nyckelsteget är anslutet till digitala kretsar eller som det nu är mer troligt mikrokontrollers.

För det andra inverteras kollektorsignalen med avseende på bassignalen. Om det finns spänning i basen, är kontakten stängd vid + 5V, då på samlaren sjunker den till nästan noll. Tja, naturligtvis inte till noll utan till den spänning som anges i katalogen. Samtidigt är lampan inte visuellt inverterad - det finns en signal vid basen, det finns ljus.

Invertera insignalen sker inte bara i transistorns tangentläge, utan också i förstärkningsläget. Men detta kommer att diskuteras i nästa del av artikeln.

Boris Aladyshkin 

P.S. Innan installationen i kretsen är det ofta nödvändigt att kontrollera transistorerna för driftskompatibilitet. Se hur du gör det här - Enkelt test av transistorer i praktiken.

Se även på elektrohomepro.com:

  • Egenskaper hos bipolära transistorer
  • Bipolära transistoromkopplare
  • Enheten och driften av den bipolära transistorn
  • Bipolära transistorer: kretsar, lägen, modellering
  • Hur man kontrollerar transistorn

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: | [Cite]

     
     

    Vanligtvis skiljer sig transistorer något från varandra, och motstånd i emitterkretsar behövs för att utjämna strömmar. De måste väljas så att spänningsfallet vid det maximala strömvärdet på dem är ungefär 0,2V.

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: Oleg | [Cite]

     
     

    God eftermiddagMin fråga är: en krets med en bipolär n-p-n-transistor utlöses av en kortslutning med en knapp genom en bas- och kollektormotstånd. Kretsen stängs av genom att stänga av strömmen (12 volt DC). Det är nödvändigt att automatisera kopplingen till och från för kretsen med givna intervall, en cyklisk timer är tillgänglig. Frågan är. att det är omöjligt att slå på kretsen helt enkelt genom att tillhandahålla ström till kretsen - det kommer inte att starta förrän du stänger kollektorn med basen. Hur startar man transistorn samtidigt med ström till kretsen? Är det möjligt att hålla basen och samlaren stängd genom ett motstånd under 15-20 sekunder under lång tid? Hälsningar, Oleg.