1 / 19

Tranzistorska vezja

Tranzistorska vezja. Bipolarni tranzistorji. Obstajata dve vrsti standardnih bipolarnih tranzistorjev  NPN  in  PNP , zanju uporabljamo različne simbole .

mercedes-flores
Download Presentation

Tranzistorska vezja

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tranzistorska vezja

  2. Bipolarni tranzistorji • Obstajata dve vrsti standardnih bipolarnih tranzistorjev NPN in PNP, zanju uporabljamo različne simbole. • Črke predstavljajo različne plasti polprevodnika. Večina tranzistorjev je tipa NPN, ker jih je enostavneje izdelati in so posledično cenejši. • Priključki imajo oznake baza (B), kolektor (C) in emitor (E).Oznake se nanašajo na notranje delovanje tranzistorja in niso kaj dosti v pomoč za samo razumevanje delovanja. • Darlingtonova vezava-par sta dva tranzistorja povezana tako da dasta izjemno veliko tokovno ojačanje.

  3. FET tranzistorji (field-effecttransistors)

  4. Bipolarni tranzistor delovanje • Diagram prikazuje dve poti toka skozi tranzistor. Takšno vezje si lahko sestavite z dvema standardnima 5mm LED, in z katerim koli splošno uporabljanim NPN tranzistorjem (BC108, BC182 ali BC548… ). • Manjši bazni tok kontrolira večji kolektorski tok. • Kadar je tipka sklenjena teče majhen tok v bazo (B). • Tok je komaj zadosten da LED B rahlo sveti. • Tranzistor zaradi tega malega toka dopušča da teče velik tok skozi kolektor. (C) proti emitor-ju (E). • Kolektorskitok je zadosti velik da dioda močno sveti. • Kadar je tipka razklenjena tok v bazo ne teče, tranzistor pa izključi kolektorski tok. Nobena od LED ne sveti.

  5. Tranzistor (bipolarni) ojačuje tok. Lahko ga uporabljamo kot stikalo. • Takšna vezava, kjer je emitor (E) povezan v bazno (B) ter v kolektorsko (C) zanko imenujemo v orientaciji s skupnim emitorjem. Ta orientacija je najpogostejša.

  6. Funkcijski model NPN tranzistorja. Funkcijski model uporabljamo za lažje razumevanje delovanja tranzistorja: • Spoj baza emitor se obnaša kot dioda. • Bazni tok teče samo kadar je UBE >0,7V • Majhen bazni IB tok kontrolira velik kolektorski tok IC . • Ic = hFE× IB (razen kadar je tranzistor popolnima odprt, saturacija, nasičenje) • hFE je tokovno ojačanje (DC tokovno ojačanje), tipična vrednost hFE =100 (brez enot) • Spremenljiva kolektorska upornost RCEje kontrolirana z IB: • IB= 0   RCE= neskončno tranzistor zaprt • IB >0   RCEse zmanjša tranzistor delno odprt • IB >> RCE → 0   tranzistor v nasičenju ('saturated')

  7. Dodatni zaznamki: • Pogosto v serijo z bazo vežemo upor RBda omejimo bazni tok IB . • Tranzistorji imajo omejen največji dovoljen tok IC • Tokovno ojačanjehFE  se lahko zelo razlikuje celo pri tranzistorjih istega tipa!!! • Kadar je tranzistor popolnoma odprt rečemo da je v nasičenju (saturacija). • Kadar je tranzistor v nasičenju se UCE zmanjša skoraj na 0V • Kadar je tranzistor v nasičenju kolektorski tok določata napajalna napetost ter zunanja upornost kolektorskegakroga (breme) Ic≠IB*hFEIc/IB < hFE • Emitorski tok IE = IC + IB, ker je IC veliko večji od IB lahko za grobo oceno vzamemo »IE = IC«.

  8. Darlingtonovpar • Darlingtonov par sestavljata dva tranzistorjapovezana tako da se ojačan tok prvega ponovno ojači skozi drugega: • hFE = hFE1 × hFE2(hFE1 in hFE2 sta ojačanja posameznih tranzistorjev) • Darlingtonov par se obnaša kot en tranzistor z zelo velikim tokovnim ojačanjem. • Ima tri zunanje priključke (B, C in E), ki so ekvivalentni priključkom standardnega tranzistorja. Da je tranzistor odprt mora biti 0,7V na obeh bazno emitorskih spojih, torej skupaj 1,4V. • Dobavljivi so kot komponente, lahko pa ga sestavimo s pomočjo dveh tranzistorjev. • TR1 je lahko majhne moči, TR2 pa je navadno večje moči. ICmax skupne vezave je enak ICmax TR2.

  9. touch-switch • Darlingtonov par se tako občutljiv da ga odpre že tok ki steče če se s prstom dotaknemo povezav, lahko ga uporabimo za touch-switch.

  10. Tranzistor kot stikalo • Kadar je tranzistor v funkciji stikala mora biti zaprt (OFF) ali popolnoma odprt(fullON ). • Kadar je popolnoma odprt je napetost UCE skoraj enaka 0Vin tranzistor je v nasičenju. Izhodna naprava ki jo vklaplja tranzistor se običajno imenuje breme (Load). • Moč (energija) ki se troši na stikalnem tranzistorju je majhna: • v OFF stanju: P = Ic × UCE, ker je Ic = 0, je P=0 • v full ON stanju: P = Ic × UCE, ker je UCE = 0 (skoraj), je P zelo majhna. • To pomeni, da se tranzistor nebi smel pretirano segreti in običajno ni potrebna zelo velika Ptotmax. Pomembno je da ima tranzistor zadosten ICmax , hFEmin ter UCEmax.

  11. Zaščitna dioda • Kadar je breme motor, rele, elektromagnet, ali drugo induktivno breme, moramo vzporedno bremenu dodati zaščitno diodo. Dioda ščiti tranzistor pred kratkotrajnim napetostnim sunkom, ki nastane ko breme izključimo

  12. Kdaj uporabljamo rele • Tranzistor ne more vklapljati AC tokokroga, in običajno niso dobra odločitev (bipolarni) za tokove večje od 5A. V takih primerih uporabljamo rele, kljub temu bomo potrebovali tranzistor za vklop releja. Lastnosti: • rele lahko vklaplja AC ali DC • lahko prenese velike tokove, napetosti • lahko vklaplja več kontaktov hkrati • so večji od tranzistorjev • počasnejši • porabijo več energije • za vklop rabijo večjo moč kot jo večina IC-jev zmore

  13. Priključitev tranzistorja na izhod IC • Priključitev tranzistorja na izhod IC • Večina integriranih vezij ne more zagotoviti velikih izhodnih tokov, zato za bremena ki zahtevajo večje tokove uporabimo tranzistor kot stikalo. Izhodni tokovi IoutMAX se gibljejo med 10-20mA. Seveda obstajajo izjeme kot npr NE555 ki lahko zagotavlja 200mA. • Tranzistor lahko uporabimo tudi za prilagoditev napajalnih napetosti. Z integriranim vezjem ki ima napajalno napetost 5V želimo kontrolirati 12V breme. Seveda pa morata imeti oba tokokroga skupno maso (0V). • Upor RB  potrebujemo za omejitev baznega toka kar prepreči uničenje integriranega vezja in/ali tranzistorja. RB mora biti primerno majhen da tranzistor deluje v območju nasičenja (tranzistor kot stikalo). Po pravilu izberemo IB 5x večji od minimalnega IB ki povzroči nasičenje.

  14. Izbira ustreznega NPN tranzistorja Shema prikazuje način povezave NPN tranzistorja, breme bo vključeno kadar izhod iz integriranega vezja visok (high). • ICmax> ILmax. 2. 3.UCEmax > Us 4. Izračun primernega baznega upora: 5. V enostavnih vezjih kjer je VIC = Us, uporabimo enačbo

  15. Primer: želimo da izhod integriranega vezja serije 4000 kontrolira (vklaplja/izklaplja ) rele z 100Ω navitjem. Napajalna napetost za IC ter rele-ja znaša 6V, IICmax= 5mA. Določite Trter RB • Tok bremena IL = Us/RL = 6/100 = 0.06A = 60mA, ….ICmax > 60mA • Tokovno ojačanjehFE(min) > (5 × 60mA/5mA)= 60. • Iz tabele izberemo npr BC182  z Ic(max) = 100mA andhFE(min) = 100. • RB = 0.2 × RL × hFE = 0.2 × 100 × 100 = 2000 . Izberemo  RB = 1k8 ali 2k2. • Rele je induktivno breme torej potrebujemo še zaščitno diodo.

  16. Izbira ustreznega PNP tranzistorja • Shema prikazuje način povezave PNP tranzistorja. Takšna vezava vključi breme kadar je izhod iz IC low (0V) • Postopek izbire PNP tranzistorja je povsem enak postopku izbire NPN tranzistorja.

  17. Tranzistor kot inverter(NE vrata, NOT gate) • Inverterje dobimo kot integrirana vezja iz družine logičnih vrat (74xx ali 40xx ). • Če pa potrebujemo samo en inverter ga je enostavneje izdelati kot prikazuje shema. • Izhodni signal je invertiran vhodni signal. • Kadar je vhod visok (high) +Us je izhod nizek (low) 0V. • Kadar je vhod low 0V je izhod high +Us

More Related