วิธีใช้ทรานซิสเตอร์

หากคุณเข้าใจอย่างถูกต้องวิธีการใช้ทรานซิสเตอร์ในวงจรคุณอาจเอาชนะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และหลักการของมันไปแล้วครึ่งหนึ่ง ในโพสต์นี้เราใช้ความพยายามในทิศทางนี้

บทนำ

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ 3 เทอร์มินัลซึ่งสามารถรับพลังงานได้ค่อนข้างสูงผ่านขั้วทั้งสองของพวกเขาเพื่อตอบสนองต่ออินพุตพลังงานต่ำอย่างมีนัยสำคัญที่ขั้วที่สาม

โดยทั่วไปทรานซิสเตอร์มีสองประเภท: ทรานซิสเตอร์ขั้วต่อสองขั้ว (BJT) และ โลหะ - ออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์ทรานซิสเตอร์สนามผล ( มอสเฟต )

สำหรับ BJT ขั้วทั้ง 3 ถูกกำหนดให้เป็นฐานตัวปล่อยตัวสะสม สัญญาณพลังงานต่ำข้ามขั้วฐาน / อิมิตเตอร์ช่วยให้ทรานซิสเตอร์สามารถสลับโหลดพลังงานที่ค่อนข้างสูงข้ามขั้วของตัวเก็บรวบรวมได้

สำหรับ MOSFETs เหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็น Gate, Source, Drain สัญญาณพลังงานต่ำข้ามขั้ว Gate / Source ทำให้ทรานซิสเตอร์สามารถสลับโหลดพลังงานที่ค่อนข้างสูงข้ามขั้วของตัวเก็บรวบรวมได้

เพื่อความเรียบง่ายเราจะพูดถึง BJT ที่นี่เนื่องจากคุณสมบัติของพวกเขามีความซับซ้อนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับ MOSFET

ทรานซิสเตอร์ (BJT) เป็นส่วนประกอบสำคัญของทั้งหมด อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ พบในวันนี้ หากไม่มีทรานซิสเตอร์ก็จะไม่มี IC หรือส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ แม้แต่ IC ยังประกอบไปด้วยทรานซิสเตอร์ที่ถักอย่างใกล้ชิดกว่า 1,000 ตัวซึ่งเป็นคุณสมบัติของชิปเฉพาะ

ผู้ที่ชื่นชอบงานอิเล็กทรอนิกส์มือใหม่มักจะพบว่ามันยากที่จะจัดการกับส่วนประกอบที่มีประโยชน์เหล่านี้และกำหนดค่าเป็นวงจรสำหรับแอพพลิเคชั่น

ที่นี่เราจะศึกษาฟังก์ชันและวิธีการจัดการและการนำทรานซิสเตอร์สองขั้วไปใช้ในวงจรที่ใช้งานได้จริง

วิธีการใช้ทรานซิสเตอร์เช่นสวิตช์

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว โดยทั่วไปจะเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานตะกั่วสามชิ้นซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะทำงานเป็นสวิตช์สำหรับการเปิดหรือปิดสวิตช์ไปยังโหลดภายนอกหรือขั้นตอนอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องของวงจร

ตัวอย่างคลาสสิกสามารถดูได้ด้านล่างซึ่งทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อเป็นไฟล์ เครื่องขยายสัญญาณอีซีแอลทั่วไป :

นี่เป็นวิธีมาตรฐานในการใช้ทรานซิสเตอร์ใด ๆ เช่นสวิตช์สำหรับควบคุมโหลดที่กำหนด คุณจะเห็นได้ว่าเมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกขนาดเล็กที่ฐานทรานซิสเตอร์จะเปิดและนำกระแสที่หนักกว่าผ่านขั้วของตัวเก็บรวบรวมโดยเปิดโหลดที่ใหญ่ขึ้น

ค่าตัวต้านทานพื้นฐานสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

ร_ข= (ฐานซัพพลาย V_ข- Base-Emitter แรงดันไปข้างหน้า) x hFE / กระแสโหลด

โปรดจำไว้ว่าสายลบหรือสายกราวด์ของแรงดันภายนอกจะต้องเชื่อมต่อกับสายกราวด์ของทรานซิสเตอร์หรือตัวปล่อยมิฉะนั้นแรงดันภายนอกจะไม่มีผลกับทรานซิสเตอร์

การใช้ทรานซิสเตอร์เป็นตัวขับรีเลย์

ฉันได้อธิบายไปแล้วในโพสต์ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับวิธีการสร้างไฟล์ วงจรขับทรานซิสเตอร์ .

โดยทั่วไปจะใช้การกำหนดค่าเดียวกันกับที่แสดงด้านบน นี่คือวงจรมาตรฐานสำหรับสิ่งเดียวกัน:

หากคุณสับสนเกี่ยวกับรีเลย์คุณสามารถดูบทความที่ครอบคลุมนี้ซึ่งจะอธิบาย ทุกอย่างเกี่ยวกับการกำหนดค่ารีเลย์ .

การใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อหรี่แสง

การกำหนดค่าต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์สามารถใช้เป็นตัวหรี่แสงได้อย่างไรโดยใช้ วงจรผู้ติดตามตัวปล่อย .

คุณจะเห็นว่าตัวต้านทานแบบแปรผันหรือหม้อนั้นมีความหลากหลายความเข้มของหลอดไฟก็แตกต่างกันไปเช่นกัน เราเรียกมันว่า emitter-follower เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ตัวปล่อยหรือทั่วหลอดตามแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์

เพื่อให้แม่นยำแรงดันไฟฟ้าของอีซีแอลจะอยู่ที่ 0.7 V หลังแรงดันไฟฟ้าฐาน ตัวอย่างเช่นถ้าแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานคือ 6 V ตัวปล่อยจะ 6 - 0.7 = 5.3 V เป็นต้น ความแตกต่าง 0.7 V เกิดจากแรงดันตกไปข้างหน้าต่ำสุดของทรานซิสเตอร์ทั่วทั้งตัวปล่อยฐาน

ที่นี่ความต้านทานหม้อพร้อมกับตัวต้านทาน 1 K จะสร้างเครือข่ายตัวแบ่งตัวต้านทานที่ฐานของทรานซิสเตอร์ เมื่อเลื่อนตัวเลื่อนหม้อแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์จะเปลี่ยนไปและสิ่งนี้จะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของอีซีแอลข้ามหลอดและความเข้มของหลอดไฟก็จะเปลี่ยนไปตามนั้น

การใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเซนเซอร์

จากการอภิปรายข้างต้นคุณอาจสังเกตเห็นว่าทรานซิสเตอร์กำลังทำสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งในทุกแอปพลิเคชัน โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นการขยายแรงดันไฟฟ้าที่ฐานโดยปล่อยให้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ถูกเปลี่ยนผ่านตัวปล่อยสะสม

คุณสมบัติการขยายนี้ยังใช้ประโยชน์ได้เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเซ็นเซอร์ ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้เพื่อตรวจจับความแตกต่างของแสงโดยรอบได้อย่างไรและเปิด / ปิดรีเลย์ให้เหมาะสม

ที่นี่เช่นกัน LDR และ 300 โอห์ม / 5 k ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า สร้างตัวแบ่งศักย์ที่ฐานของทรานซิสเตอร์

จริงๆแล้วไม่จำเป็นต้องใช้ 300 โอห์ม รวมไว้เพื่อให้แน่ใจว่าฐานทรานซิสเตอร์ไม่เคยต่อสายดินอย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงไม่มีการปิดใช้งานหรือปิดอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสไฟฟ้าผ่าน LDR จะไม่เกินขีด จำกัด ขั้นต่ำที่กำหนดไม่ว่า LDR จะสว่างแค่ไหนก็ตาม

เมื่ออยู่ในที่มืด LDR จะมีความต้านทานสูงซึ่งสูงกว่าค่ารวม 300 โอห์มและค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 5 K หลายเท่า

ด้วยเหตุนี้ฐานทรานซิสเตอร์จึงได้รับแรงดันไฟฟ้าด้านกราวด์ (ลบ) มากกว่าแรงดันไฟฟ้าบวกและการนำตัวเก็บรวบรวม / ตัวปล่อยยังคงปิดอยู่

อย่างไรก็ตามเมื่อแสงเพียงพอบน LDR ความต้านทานจะลดลงเหลือเพียงไม่กี่กิโลโอห์ม

สิ่งนี้ช่วยให้แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานของทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นได้ดีเหนือเครื่องหมาย 0.7 V ตอนนี้ทรานซิสเตอร์ได้รับความเอนเอียงและเปิดโหลดตัวเก็บรวบรวมนั่นคือรีเลย์

อย่างที่คุณเห็นในแอปพลิเคชั่นนี้เช่นกันทรานซิสเตอร์โดยทั่วไปจะขยายแรงดันไฟฟ้าฐานเล็ก ๆ เพื่อให้โหลดที่ใหญ่กว่าที่ตัวสะสมสามารถเปิดได้

LDR สามารถเปลี่ยนได้ด้วยเซ็นเซอร์อื่น ๆ เช่น a เทอร์มิสเตอร์ สำหรับการตรวจจับความร้อน a เซ็นเซอร์น้ำ สำหรับการตรวจจับน้ำ a โฟโตไดโอด สำหรับการตรวจจับลำแสง IR และอื่น ๆ

คำถามสำหรับคุณ: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าตำแหน่งของ LDR และค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 300/5 K สลับกัน?

แพ็คเกจทรานซิสเตอร์

โดยปกติทรานซิสเตอร์จะได้รับการยอมรับจากแพ็คเกจภายนอกซึ่งอาจมีการฝังอุปกรณ์เฉพาะไว้ ประเภทของแพ็คเกจที่พบบ่อยที่สุดซึ่งมีอุปกรณ์ที่มีประโยชน์เหล่านี้อยู่ในกล่อง ได้แก่ T0-92, TO-126, TO-220 และ TO-3 เราจะพยายามทำความเข้าใจข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมดของทรานซิสเตอร์และเรียนรู้วิธีใช้ในวงจรที่ใช้งานได้จริง

การทำความเข้าใจทรานซิสเตอร์ TO-92 สัญญาณขนาดเล็ก:

ทรานซิสเตอร์เช่น BC547, BC557, BC546, BC548, BC549 ฯลฯ ทั้งหมดอยู่ในหมวดหมู่นี้

สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นฐานที่สุดในกลุ่มและใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าต่ำ ที่น่าสนใจคือทรานซิสเตอร์ประเภทนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายและแพร่หลายมากที่สุดในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากพารามิเตอร์ที่หลากหลาย

โดยปกติอุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าที่ใดก็ได้ระหว่าง 30 ถึง 60 โวลต์ผ่านตัวรวบรวมและตัวปล่อย

แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานไม่เกิน 6 แต่สามารถกระตุ้นได้ง่ายด้วย a ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำสุด 0.7 โวลต์ ที่ฐานของพวกเขา อย่างไรก็ตามกระแสจะต้อง จำกัด ไว้ที่ 3 mA โดยประมาณ

ทรานซิสเตอร์ TO-92 ทั้งสามสามารถระบุได้ในลักษณะต่อไปนี้:

โดยให้ด้านที่พิมพ์หันเข้าหาตัวเราด้านขวาคือตัวปล่อยส่วนที่อยู่ตรงกลางคือฐานและขาด้านซ้ายมือเป็นตัวเก็บอุปกรณ์

อัปเดต: อยากทราบวิธีใช้ทรานซิสเตอร์กับ Arduino อ่านได้ที่นี่

วิธีกำหนดค่าทรานซิสเตอร์ TO-92 ให้ใช้งานได้จริง

ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่มีสองประเภทคือประเภท NPN และชนิด PNP ซึ่งทั้งสองชนิดเป็นส่วนเสริมซึ่งกันและกัน โดยพื้นฐานแล้วทั้งคู่มีพฤติกรรมเหมือนกัน แต่มีการอ้างอิงและทิศทางตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่นอุปกรณ์ NPN จะต้องใช้ทริกเกอร์ที่เป็นบวกเมื่อเทียบกับกราวด์ในขณะที่อุปกรณ์ PNP จะต้องใช้ทริกเกอร์เชิงลบโดยอ้างอิงกับสายการจัดหาที่เป็นบวกเพื่อนำผลลัพธ์ที่ระบุไปใช้

จำเป็นต้องกำหนดสายนำทั้งสามของทรานซิสเตอร์ที่อธิบายไว้ข้างต้นด้วยอินพุตและเอาต์พุตที่ระบุเพื่อให้สามารถใช้งานได้กับแอปพลิเคชันเฉพาะซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีไว้สำหรับการสลับพารามิเตอร์

ต้องกำหนดลูกค้าเป้าหมายด้วยพารามิเตอร์อินพุตและเอาต์พุตต่อไปนี้:

ตัวปล่อยทรานซิสเตอร์ใด ๆ เป็นพินอ้างอิงของอุปกรณ์ หมายความว่าจำเป็นต้องกำหนดข้อมูลอ้างอิงแหล่งจ่ายทั่วไปที่ระบุไว้เพื่อให้ลูกค้าเป้าหมายที่เหลืออีกสองคนสามารถทำงานโดยอ้างอิงได้

ทรานซิสเตอร์ NPN จะต้องมีแหล่งจ่ายเชิงลบเป็นข้อมูลอ้างอิงเสมอโดยเชื่อมต่อที่ตะกั่วตัวปล่อยเพื่อการทำงานที่เหมาะสมในขณะที่สำหรับ PNP นั้นจะเป็นสายจ่ายบวกสำหรับตัวปล่อยของมัน

ตัวเก็บรวบรวมเป็นตัวนำโหลดของทรานซิสเตอร์และโหลดที่ต้องเปลี่ยนจะถูกนำมาใช้ที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ (ดูรูป)

ฐานของทรานซิสเตอร์ คือเทอร์มินัลทริกเกอร์ซึ่งจำเป็นต้องใช้กับระดับแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านโหลดสามารถผ่านไปยังสายตัวปล่อยทำให้วงจรสมบูรณ์และใช้งานโหลดได้

การถอดแหล่งจ่ายทริกเกอร์ไปที่ฐานจะปิดการโหลดทันทีหรือเพียงแค่กระแสไฟฟ้าข้ามตัวเก็บรวบรวมและขั้วของตัวปล่อย

ทำความเข้าใจ TO-126, TO-220 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์:

เหล่านี้เป็นทรานซิสเตอร์กำลังประเภทกลางที่ใช้สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการการสลับโหลดหม้อแปลงที่มีกำลังค่อนข้างแรงหลอดไฟ ฯลฯ และสำหรับการขับอุปกรณ์ TO-3 egs ทั่วไปคือ BD139, BD140, BD135 เป็นต้น

การระบุพินของ BJT

มีการระบุ pinout ในลักษณะต่อไปนี้:

ถืออุปกรณ์โดยให้พื้นผิวที่พิมพ์หันเข้าหาตัวคุณสายด้านขวาคือตัวปล่อยสายไฟตรงกลางคือตัวเก็บและสายด้านซ้ายเป็นฐาน

หลักการทำงานและหลักการทริกเกอร์นั้นคล้ายคลึงกับที่อธิบายไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้ทุกประการ

อุปกรณ์ทำงานด้วยโหลดที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 100 mA ถึง 2 แอมป์จากตัวรวบรวมไปยังตัวปล่อย

ทริกเกอร์ฐานสามารถอยู่ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 1 ถึง 5 โวลต์โดยมีกระแสไม่เกิน 50 mA ขึ้นอยู่กับกำลังของโหลดที่จะเปลี่ยน

ทำความเข้าใจกับทรานซิสเตอร์ TO-3:

สิ่งเหล่านี้สามารถเห็นได้ในบรรจุภัณฑ์โลหะดังแสดงในรูป ตัวอย่างทั่วไปของทรานซิสเตอร์ TO-3 ได้แก่ 2N3055, AD149, BU205 เป็นต้น

สามารถระบุลูกค้าเป้าหมายของแพ็คเกจ TO-3 ได้ดังนี้:

ถือด้านตะกั่วของอุปกรณ์เข้าหาตัวคุณเพื่อให้ชิ้นส่วนโลหะข้างลีดที่มีพื้นที่ใหญ่ขึ้นถูกยกขึ้น (ดูรูป) ตะกั่วด้านขวาคือฐานส่วนตะกั่วด้านซ้ายเป็นตัวปล่อยในขณะที่ตัวเครื่องโลหะ สร้างตัวสะสมของแพ็คเกจ

ฟังก์ชั่นและหลักการทำงานนั้นเหมือนกับที่อธิบายไว้สำหรับทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็กอย่างไรก็ตามรายละเอียดพลังงานจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนที่ระบุด้านล่าง:

แรงดันไฟฟ้าของ Collector-emitter สามารถอยู่ระหว่าง 30 ถึง 400 โวลต์และกระแสระหว่าง 10 ถึง 30 แอมป์

ทริกเกอร์พื้นฐานควรอยู่ที่ประมาณ 5 โวลต์โดยมีระดับกระแสตั้งแต่ 10 ถึง 50 mA ขึ้นอยู่กับขนาดของโหลดที่จะเรียกใช้ กระแสเรียกฐานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสโหลด

มีคำถามที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น? โปรดถามพวกเขาผ่านความคิดเห็นของคุณฉันอยู่ที่นี่เพื่อแก้ปัญหาให้คุณทั้งหมด