Транзистор. Обозначение на схемах и внешний вид транзисторов.
Внешний вид и обозначение транзистора на схемах
На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.
Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.
Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.
Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.
Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.
Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса.
Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.
Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.
Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.
Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур.
Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.
На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.
Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.
Маленький совет.
Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.
Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода
Ну, а если идём, и не упираемся в “стенку”, то на схеме показан транзистор структуры n-p-n.
Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.
Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.
Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.
А вот это уже современный импорт.
Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор).
На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector – “сборщик” (глагол Collect – “собирать”). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base – “основной”). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter – “эмитент” или “источник выбросов”. В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.
В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.
Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 900) к центральной черте – это вывод базы.
А тот, что остался – это коллектор.
Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.
Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.
В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.
В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305.
Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.
Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.
Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента – VT
Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами.
Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).
Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).
Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
8. Транзисторы – Условные графические обозначения на электрических схемах – Компоненты – Инструкции
Транзистор (от английских слов tran(sfer) — переносить и (re)sistor — сопротивление) — полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.
Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы. Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (р или n), базы — противоположная (n или р). Иными словами, биполярный транзистор содержит два р-n-перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).
Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. 8.1 [5]. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (см. рис. 8.1, VT1), то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база— типа n; если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная.
Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания.
В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа n, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р, обозначают формулой n-р-n. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.
Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (VT3 на рис. 8.1). В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.
Линии электрической связи, идущие от эмиттера и коллектора проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно выводу базы (VT3—VT5).
Излом вывода базы допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT4).
Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а окружность обозначения корпуса заменяют овалом (рис. 8.1, VT6).
Стандарт допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например, при изображении бескорпусных транзисторов или когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в состав сборки транзисторов или интегральной схемы.
Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1-VT4 К159НТ1), либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в сборке в позиционном обозначении (рис.
8.2, DA1.1, DA1.2). У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.
Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 8.2 показаны транзисторы структуры п-р-п с тремя и четырьмя эмиттерами).
Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (см. рис. 8.3, VT1, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.
Иначе построено УГО однопереходного транзистора: у него один р-п-переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в УГО этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 8.3, VT3, VT4). Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).
На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с p-n-переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью п или р-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса (рис. 8.4, VT1), символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис. 8.4 условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом п-типа, VT1 — с каналом p-типа).
В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока.
Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в противоположную сторону (см. рис. 8.4, VT3) — с каналом p-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (см. рис. 8.4, VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри УГО без точки (VT1, VT8).
В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).
Линии-выводы полевого транзистора допускается изг[цензура] лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (см. рис. 8.4, VT2). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КПЗ03).
Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы. В качестве примера на рис. 8.5 показаны условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (FT1, VT2) и без него (К73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.
Для примера на рис. 8.5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение U1.1), Аналогично строится У ГО оптрона с составным транзистором (U2).
Обозначение транзисторов на принципиальных схемах. Маркировка транзисторов. Классификация транзисторов.
Различают транзисторы биполярные и полевые.
Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают n-p-n и p-n-p транзисторы, n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный. В биполярном транзисторе основными носителями являются и электроны, и дырки. Схематическое устройство транзистора показано на рисунке 6.
Рис. 6
Рис. 7
Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы часто включают в более широкий класс униполярных электронных приборов (в отличие от биполярных).
Полевые транзисторы имеют большое входное сопротивление. Подразделяются на полевые транзисторы 1) с управляющим p-n переходом (рис. 7а) и 2) с изолированным затвором (рис. 7б).
Полевые транзисторы с изолированным затвором в свою очередь подразделяются на транзисторы 1) со встроенным каналом и 2) с индуцированным каналом.
Транзисторы, как правило, имеют три вывода. Вывод, от которого в канал приходят основные носители заряда, называется истоком. Вывод, к которому носители заряда приходят из канала, называется стоком. Вывод, на который подается управляющее напряжение относительно истока или стока, называется затвором. Полевыми транзисторы называют потому, что управление током в выходной цепи транзистора осуществляется электрическим полем во входной цепи. Канальными транзисторы называют потому, что ток в выходной цепи транзистора протекает через его канал. Униполярными транзисторы называют потому, что в работе транзистора принимают носители одной полярности. В условных обозначениях полевых транзисторов на принципиальных схемах стрелка направлена к каналу n-типа, или от канала p-типа.
Рис. 8 Цветовая маркировка транзисторов
Рис. 9. Условное графическое обозначение биполярного транзистора струк-туры n-p-n
Рис. 10.Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры p-n-p
Рис. 11. Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа
Рис.12. Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом p-типа
Рис.13. Условное графическое обозначение полевого транзистора со встро-енным p-каналом обедненного типа.
Рис. 14. Условное графическое обозначение полевого транзистора со встро-енным n-каналом обогащенного типа.
Рис. 15. Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным p-каналом обогащенного типа.
Рис. 16 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным n-каналом обогащенного типа.
Рис. 17. Обозначение транзистора с барьером Шотки (транзистор Шотки).
Рис. 18. Обозначение многоэмиттерного транзистора.
Транзистор с барьером Шотки и многоэмиттерный транзистор встречаются лишь в микроэлектронике.
Рис. 19. Условное графическое обозначение фототранзистора
Обозначения на плате e. Условные обозначения в различных электрических схемах. Как научиться читать принципиальные схемы
Если вы только начали разбираться в радиотехнике, я расскажу о том в этой статье, как же обозначаются радиодетали на схеме, как называются на ней, и какой имеют внешний вид .
Тут узнаете как обозначается транзистор,диод,конденсатор,микросхема,реле и т.д
Прошу жмать на подробнее.
Как обозначается биполярный транзистор
Все транзисторы имеют три вывода, и если он биполярный, то и бывет двух типов, как видно из изображения пнп-переход и нпн-переход. А три вывода имеют названия э-эмиттер, к-коллектор и б-база.
Где какой вывод на самом транзисторе ищется по справочнику, или же введите в поиск название транзистор+выводы.
Внешний вид имеет транзистор следующий,и это лишь малая часть их внешнего вида,существующих номиналов полно.
Как обозначается полярный транзистор
Тут уже три вывода имеют следующие название,это з-затвор, и-исток, с-сток
Но а внешний вид визуально мало отличается,а точнее может иметь такой же цоколь.Вопрос как же узнать какой он, а это уже из справочников или интернета по обозначению написанном на цоколе.
Как обозначается конденсатор
Конденсаторы бывают как полярные так и неполярные.
Отличие их обозначение в том,что на полярном указывается один из выводов значком “+”.И емкость измеряется в микрофарадах”мкф”.
И имеют такой внешний вид,стоит учитывать,что если конденсатор полярный,то на цоколе с одной из сторон ножек обозначается вывод,только уже в основном знаком “-“.
Как обозначается диод и светодиод
Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем,что светодиод заключенчек и выходящими двух стрелок.
Но роль у них разная-диод служит для выпрямления тока,и светодиод уже для испускания света.
И имеют такой внешний вид светодиоды.
И такой вид обычные выпрямительные и импульсные диоды например:
Как обозначается микросхема.
Микросхемы представляют собой уменьшенную схему,выполняющую ту или иную функцию,при этом могут иметь большое число транзисторов.
И такой внешний вид имеют они.
Обозначение реле
О них думаю впервую очередь слышали автомобилисты, особенно водители жигулей.
Так как когда не было инжекторов и транзисторы не получили широкое распространение, в автомобиле фары,прикуриватель,стартер, да все в ней почти включалось и управлялось через реле.
Такая самая простая схема реле.
Тут все просто,на электромагнитную катушку подается ток определенного напряжения,и та в свою очередь замыкает или размыкает участок цепи.
На этом статья заканчивается.
Если есть желание какие хотите увидеть радиодетали в следующей статье,пишите в комментарии.
Полярность цилиндрической батарейки Условное графическое обозначение
и условное графическое обозначение. батарейки на схеме в соответствии с ГОСТ.
Обозначение батарейки на электрических схемах содержит короткую черту, обозначающую отрицательный полюс и длинную черту – положительный полюс. Одиночную батарейку, используемую для питания прибора, на схемах обозначают латинской буквой G, а батарею, состоящую из нескольких батареек буквами GB.
Примеры использования обозначения батареек в схемах.
Самое простое условное графическое обозначение батарейки или аккумулятора в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 1. Более информативное обозначение батареи в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 2, здесь отражено количество батареек в составе групповой батареи, указано напряжение батареи и положительный полюс. ГОСТ допускает использовать обозначение батареи, примененное в схеме 3.
Часто в бытовой технике встречается использование нескольких цилиндрических батареек. Включение различного количества последовательно соединенных батареек позволяет получать источники питания, обеспечивающие различное напряжение. Такой батарейный источник питания дает напряжение равное сумме напряжений всех входящих батареек.
Последовательное соединение трех батареек с напряжением 1,5 вольта обеспечивает напряжение питания прибора величиной 4,5 вольта.
При последовательном включении батареек, ток, отдаваемый в нагрузку, сокращается из-за возрастающего внутреннего сопротивления источника питания.
Подключение батареек к пульту дистанционного управления телевизором.
Например, мы сталкиваемся с последовательным включением батареек при их замене в пульте управления телевизором.
Параллельное включение батареек используется редко. Преимущество параллельного включения состоит в увеличении тока нагрузки, собранного таким образом источника питания.
Параллельное включение батареек.
Такое включение имеет недостаток. Батарейки не могут иметь точно совпадающее напряжение на контактах при отключенной нагрузке. У одной батарейки это напряжение может составлять 1,45 вольта, а у другой 1,5 вольта. Это вызовет протекание тока от батарейки с большим напряжением к батарейке с меньшим. Будет происходить разряд при установке батареек в отсеки прибора при отключенной нагрузке. В дальнейшем при такой схеме включения саморазряд происходит быстрее, чем при последовательном включении.
Комбинируя последовательное и параллельное соединение батареек можно получить различную мощность источника батарейного питания.
Напряжение включенных параллельно батареек остается прежним, равным номинальному напряжению одной батарейки, а ток разряда увеличивается пропорционально количеству объединенных батарей. Несколько слабых батареек можно заменить на одну более мощную, поэтому для маломощных батареек использовать параллельное включение бессмысленно. Параллельно включать есть смысл только мощные батарейки, из-за отсутствия или дороговизны батарейки с еще большим током разряда.
Первый транзистор
На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.
Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.
Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.
Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.
Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.
Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса.
К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников – это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия (GaAs ).
Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.
Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте .
Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.
Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур.
Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.
На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.
Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.
Маленький совет.
Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.
Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Н ет»! “Н ет” – значит p-n -p (П-Н -П ).
Ну, а если идём, и не упираемся в “стенку”, то на схеме показан транзистор структуры n-p-n.
Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте
Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.
Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.
А вот это уже современный импорт.
Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База ), Э (Эмиттер ), К (Коллектор ).
На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C , это от слова Collector – “сборщик” (глагол Collect – “собирать”). Вывод базы помечают как B , от слова Base (от англ. Base – “основной”). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E , от слова Emitter – “эмитент” или “источник выбросов”. В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.
В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.
Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.
Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.
В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.
В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305.
Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.
Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.
Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента – VT
Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки.
(например, букву А или Г).
Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).
Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.
Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большая их часть стандартизована и описана в нормативных документах. Большая их часть была издана еще в прошлом веке а новый стандарт был принят только один, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база обозначается по принципу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и хорошо знакомы многим.
На схемах используют часто два типа обозначений: графические и буквенные, также часто проставляют номиналы. По этим данным многие сразу могут сказать как работает схема. Этот навык развивается годами практики, а для начала надо уяснить и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Потом, зная работу каждого элемента, можно представить себе конечный результат работы устройства.
Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:
Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.
Базовые изображения и функциональные признаки
Коммутационные устройства (выключатели, контакторы и т.д.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающий, размыкающий, переключающий контакты.
Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе его в рабочее состояние цепь замыкается. Размыкающий контакт в нормальном состоянии замкнут, а при определенных условиях он срабатывает, размыкая цепь.
Переключающий контакт бывает двух и трех позиционным. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Во втором есть нейтральное положение.
Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т.п. Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты. Они приведены на фото ниже.
Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.
Условные обозначения однолинейных схем
Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т.д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.
Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.
Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.
Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.
В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков.
С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.
Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.
Изображение шин и проводов
В любой схеме приличествуют связи и в большинстве своем они выполнены проводами. Некоторые связи представляют собой шины — более мощные проводниковые элементы, от которых могут отходить отводы. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений/соединений — точками. Если точек нет — это не соединение, а пересечение (без электрического соединения).
Есть отдельные изображения для шин, но они используются в том случае, если надо графически их отделить от линий связи, проводов и кабелей.
На монтажных схемах часто необходимо обозначить не только как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ укладки.
Все это также отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.
Как изображают выключатели, переключатели, розетки
На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.
Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.
Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44.
Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.
Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).
В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.
Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)
Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.
Светильники на схемах
В этом разделе описаны условные обозначения в электрических схемах различных ламп и светильников.
Тут ситуация с обозначениями новой элементной базы лучше: есть даже знаки для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (экономок). Неплохо также что изображения ламп разного типа значительно отличаются — перепутать сложно. Например, светильники с лампами накаливания изображают в виде кружка, с длинными линейными люминесцентными — длинного узкого прямоугольника. Не очень велика разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиодного — только черточки на концах — но и тут можно запомнить.
В стандарте есть даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Они тоже имеют довольно необычную форму — круги малого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе ориентироваться легче чем в других.
Элементы принципиальных электрических схем
Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Линии связи, клеммы, разъемы, лампочки изображаются также, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторов, емкостей, предохранителей, диодов, тиристоров, светодиодов.
Большая часть условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы приведена на рисунках ниже.
Более редкие придется искать отдельно. Но в большинство схем содержит эти элементы.
Буквенные условные обозначения в электрических схемах
Кроме графических изображений элементы на схемах подписываются. Это также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того чтобы потом легко было найти в спецификации тип и параметры.
В таблице выше приведены международные обозначения. Есть и отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблице ниже.
Для того, чтобы собрать схему какие только радиодетали и не понадобятся: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т.п. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на её корпусе, определить цоколёвку. Обо всём об этом и пойдёт речь ниже.
Конденсатор.
Эта деталь практически встречается в каждой схеме радиолюбительских конструкций. Как правило, самый простой конденсатор – это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Через конденсатор постоянный ток не проходит, а вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного.
У конденсатора основной параметр – это ёмкость .
Единица ёмкости – микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица – пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады (1 мкф = 1 000 нф = 1 000 000 пф). На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах или нанофарадах (9н1) , а свыше – в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 пФ или n510 (0,51 нф = 510 пф или 6н8 = 6,8 нф = 6800пф).
А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад (0,015 мкф = 15 нф = 15 000 пф).
Типы конденсаторов.
Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.
У переменных конденсаторов ёмкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. При этом одна накладка (подвижная) находит на не подвижную не соприкасаясь с ней, в результате увеличивается ёмкость. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов – подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный – он более дешевле и доступнее.
Конденсаторы отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Эта разновидность постоянных конденсаторов – не полярные.
Другая разновидность конденсаторов — электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускают большой ёмкости – от десятой доли мкф до несколько десятков мкФ. На схемах для них указывают не только ёмкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать. Например, надпись 10,0 x 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно взять на напряжение 25 В.
Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения ёмкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 10 – 240 свидетельствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 пФ, а в другом – 240 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое ёмкость конденсатора будет также плавно изменяться от 10 до 240 пФ или обратно — от 240 до 10 пФ.
Резистор.
Надо сказать, что эту деталь, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках.
Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). На малоомных резисторах большой мощности сверху наматывается нихромовая нить. Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току.
Резисторы бывают постоянные и переменные.
Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных – СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.
Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, измеряют в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.
Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более – до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм соответственно. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм и 4,7 МОм.
В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, телевизорах и т.п.
Полупроводниковые приборы.
Их составляет целая группа деталей: диоды, стабилитроны, транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, или проще полупроводник. Что это такое? Все существующие вещества можно условно разделить на три большие группы. Одни из них – медь, железо, алюминий и другие металлы – хорошо проводят электрический ток – это проводники. Древесина, фарфор, пластмасса совсем не проводят ток. Они непроводники, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники же занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводят ток только при определенных условиях.
Диоды.
У диода (см. рис. ниже) два вывода: анод и катод. Если подключить к ним батарею полюсами: плюс – к аноду, минус – к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попытаться переменить полюсы батарей, то есть включить диод «наоборот», то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод обладает большим сопротивлением. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе мы получим только одну полуволну — это будет хоть и пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы получим уже две положительные полуволны.
Стабилитроны.
Эти полупроводниковые приборы также имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, беспрепятственно пропуская ток. А вот в обратном направлении он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг «пробивается» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Оно будет оставаться неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон находит применение во всех случаях, когда нужно получить стабильное напряжение питания какого-то устройства при колебаниях, например сетевого напряжения.
Транзисторы.
Из полупроводниковых приборов транзистор (см. рис. ниже) наиболее часто применяется в радиоэлектронике. У него три вывода: база (б), эмиттер (э) и коллектор (к). Транзистор – усилительный прибор. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как рупор. Достаточно произнести что-нибудь перед узким отверстием рупора, направив широкое в сторону друга, стоящего в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рупором, будет хорошо слышен вдалеке. Если принять узкое отверстие за вход рупора-усилителя, а широкое – за выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это и есть показатель усилительных способностей рупора, его коэффициент усиления.
Сейчас разнообразие выпускаемых радиодеталей очень богатое, поэтому на рисунках показаны не все их типы.
Но вернемся к транзистору. Если пропустить через участок база – эмиттер слабый ток, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток потечет через участок коллектор – эмиттер. Если транзистор прозвонить мультиметром база-эмиттер и база-коллектор, то он похож на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который можно пропускать через коллектор, транзисторы делятся на маломощные, средней и большой мощности. Кроме того, эти полупроводниковые приборы могут быть структуры р-п-р или n-р-п. Так различаются транзисторы с разным чередованием слоев полупроводниковых материалов (если в диоде два слоя материала, здесь их три). Усиление транзистор не зависит от его структуры.
Что такое транзистор, виды транзисторов и их обозначение
Транзисторы — полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы.
Их основа — пластинка монокристаллического полупроводника (чаще всего кремния или германия), в которой с помощью особых технологических приемов созданы, как минимум, три области с разной электропроводностью: эмиттер, база и коллектор.
Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (р или п), базы — противоположная (п или р). Иными словами, биполярный транзистор (далее просто транзистор) содержит два р-п перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).
На схемах транзисторы обозначают, как показано на рис. 1,а. Здесь короткая черточка с линией-выводом от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ней под углом 60°, — эмиттер и коллектор.
Рис. 1. Внешний вид транзисторов, обозначение транзисторов на принципиальных схемах.
Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (рис. 1,а), то это означает, эмиттер имеет электропроводность типа р, а база — типа п; если же стрелка направлена в противоположную сторону (рис. 1,6), электропроводность эмиттера и базы — обратная (соответственно пир).
Поскольку, как уже отмечалось, электропроводность коллектора та же, что и эмиттера, стрелку на символе коллектора не изображают. Знать электропроводность эмиттера, базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы.
Транзистор, база которого имеет проводимость типа п, обозначают формулой p-n-p, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа P, — формулой n-p-n. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное (по отношению к эмиттеру) напряжение, во втором — положительное.
Для наглядности условное обозначение транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Корпус нередко изготовляют из металла и соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывают точкой в месте пересечения лиши-вывода с символом корпуса (у транзистора, изображенного на рис. 1,в, с корпусом соединен вывод коллектора).
Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (рис. 1,г). С целью повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора обычно указывают его тип.
Линии-выводы, идущие от символов эмиттера и коллектора, проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно линии-выводу базы (рис. 1,д). Излом этой линии допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 1,е).
Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а кружок-корпус заменяют овалом (рис. 1,ж).
В некоторых случаях ГОСТ 2.730—73 допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например при изображении бескорпуоных транзисторов ИЛ|Ц когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в так называемые транзисторные сборки или матрицы (их выпускают в тех же корпусах, что и интегральные микросхемы).
Рис. 2. Транзисторные сборки.
Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельных приборов, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (в этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1—VT4 К1НТ251), либо берут код аналоговых микросхем DA и указывают принадлежность транзисторов к матрице в позиционном обозначении (рис. 2,а).
У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условные номера, присвоенные выводам корпуса, в котором выполнена сборка. Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 1,6 показаны транзисторы структуры n-p-n с тремя и четырьмя эмиттерами).
Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (рис. 3,а). При повороте условного обозначения положение этого знака должно оставаться неизменным.
Рис. 3. Лавинный транзистор.
Иначе построено обозначение так называемого однопереходного транзистора. У него один р-п переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 3,6). Об электропроводности базы судят по символу эмиттера (все сказанное ранее о транзисторах с двумя р-п переходами полностью применимо и к однрпереход-ному транзистору).
На обозначение однопереходного транзистора похоже условное обозначение довольно большой группы транзисторов с р-п переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n-или p-типа.
Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор, соединенный с его средней частью р-п переходом. Канал полевого транзистора изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещают в средней части кружка-корпуса , символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой.
Чтобы не вводить каких-либо знаков для различения символов истока и стока, затвор изображают на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора.
В условном обозначении полевого транзистора с изолированным затворам (его изображают в виде черточки, параллельной символу канала, с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока: если она направлена к символу канала, то это значит, что изображен транзистор с каналом п-типа, а если в противоположную сторону, — с каналом р-типа (рис. 4,а, б).
Рис. 4. Изображение полевых транзисторов на принципиальных схемах.
Аналогично указывают тип электропроводности канала и при наличии вывода от кристалла-подложки (рис. 4,в), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три короткие штриха (рис. 4,г, д). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это соединение показывают внутри символа без точки (рис. 4, е).
В палевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их в этом случае короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (рис. 4,ж).
Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 4,з), который может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (рис. 4,ы).
Из транзисторов, управляемых внешними факторами, в настоящее время находят применение фототранзисторы. В качестве примера на рис. 5 показаны условные обозначения фототранзжггоров с выводом базы и без него.
Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. Обозначение фототранзистора в этом случае вместе с символом излучателя света (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта заменяют знаком оптической связи — двумя параллельными стрелками.
Рис. 5. Изображение на принципиальных схемах фототранзисторов.
Для примера на рис. 5,а изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона К249КП1, о чем говорит позиционное обозначение U1.1. Аналогично строят условное графическое обозначение оптрона с составным транзистором (рис. 5,6).
Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.
Радио для всех – Условные обозначения транзисторов
Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе, то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база— типа п, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная. Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа п, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р-п-р. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки. В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.
Обозначение Реальный вид
Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на схеме помещают такую, например, запись:
КЛ-КГ4 К159НТ1, либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в сборке в позиционном обозначении. У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.
Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис показаны транзисторы структуры п-р-п с тремя и четырьмя эмиттерами).
Обозначение Реальный вид
Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (VTl, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.Иначе построено УГО однопереходного транзистора: у него один р-п- переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в УГО этого водят к середине символа базы. Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).
Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы. Условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (РТ1, VT2) и без него (К73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.
Обозначение Реальный вид
Для примера на рис. 8.5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение 1/1.1). Аналогично строится УГО оптрона с составным транзистором (U2).
На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с pn-переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n или p-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса, символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 с каналом p-типа).
Обозначение Реальный вид
В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в противоположную сторону — с каналом p-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри УГО без точки (VT7, VT8).
В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).
Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT1). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КПЗОЗ).
Обозначения в радиоэлектронике. Условные графические и буквенные обозначения электрорадиоэлементов. Примеры построения обозначений транзисторов
Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.
Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье 🙂
Виды транзисторов
Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.
Биполярный транзистор
Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.
Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.
Биполярные транзисторы выглядеть могут так.
Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.
Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).
Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.
Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки»). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.
У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.
Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто . Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).
Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.
Принцип работы биполярного транзистора
А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.
Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h31Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.
Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.
Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги ).
- Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер
- Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
- Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
- В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.
Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.
Коэффициент усиления по току.
Его также обозначают как
Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:
- Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
- Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
- Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
- Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.
Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.
Транзистор в ключевом режиме
Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.
Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.
На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.
Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.
В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.
Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).
На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.
Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.
Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.
Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.
В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора
Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.
Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.
Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.
Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти 🙂
Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).
Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.
В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.
Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.
Эмиттерный повторитель
Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.
Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.
Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.
Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.
«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока ! Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.
Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.
Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.
Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!
Где транзисторы купить?
Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине . Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.
Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.
Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.
Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.
Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!
С н/п Владимир Васильев
P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!
| Обозначение | Название | Фото | Описание |
| Заземление | Защитное заземление – обеспечивает защиту людей от поражений электрическим током в электроустановках. | ||
| Батарейка – гальванический элемент в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую энергию. | |||
| Солнечная батарея служит для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию. | |||
| Вольтметр – измерительный прибор для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. | |||
| Амперметр – прибор для измерения силы тока, шкалу градуируют в микроамперах или в амперах. | |||
| Выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования. | |||
| Тактовая кнопка – коммутационный механизм, замыкающий электрическую цепь пока есть давление на толкатель. | |||
| Лампы накаливания общего назначения, предназначены для внутреннего и наружного освещения. | |||
| Мотор (двигатель) – устройство, преобразующее электроэнергию в механическую работу (вращение). | |||
| Пьезодинамики (пьезоизлучатели) используют в технике для оповещения какого-либо происшествия или события. | |||
| Резистор – пассивный элемент электрических цепей, обладающий определенным значением электрического сопротивления. | |||
| Переменный резистор предназначен для плавного изменения тока, посредством изменения собственного сопротивления. | |||
| Фоторезистор | Фоторезистор – это резистор, электрическое сопротивление которого изменяется под влиянием световых лучей (освещения). | ||
| Термистор | Терморезисторы или термисторы – полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. | ||
| Предохранитель – электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения. | |||
| Конденсатор служит для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор быстро заряжается и разряжается. | |||
| Диод обладает различной проводимостью. Назначение диода – проводить электрический ток в одном направлении. | |||
| Светодиод (LED) – полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании электричества. | |||
| Фотодиод – приемник оптического излучения, преобразующий свет в электрический заряд за счет процесса в p-n-переходе. | |||
| Тиристор – это полупроводниковый ключ, т.е. прибор, назначение которого состоит в замыкании и размыкании цепи. | |||
| Назначение стабилитрона – стабилизация напряжения на нагрузке, при изменяющемся напряжении во внешней цепи. | |||
| Транзистор – полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления электрического тока и управления им. | |||
| Фототранзистором называют полупроводниковый транзистор, чувствительный к облучающему его световому потоку (освещению). |
xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai
Начинающим о радиодеталях | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Для того, чтобы собрать схему какие только радиодетали и не понадобятся: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т.п. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на её корпусе, определить цоколёвку. Обо всём об этом и пойдёт речь ниже.
Эта деталь практически встречается в каждой схеме радиолюбительских конструкций. Как правило, самый простой конденсатор – это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Через конденсатор постоянный ток не проходит, а вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного.
У конденсатора основной параметр – это ёмкость.
Единица ёмкости – микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица – пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады (1 мкф = 1 000 нф = 1 000 000 пф). На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах или нанофарадах (9н1) , а свыше – в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 пФ или n510 (0,51 нф = 510 пф или 6н8 = 6,8 нф = 6800пф). А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад (0,015 мкф = 15 нф = 15 000 пф).
Типы конденсаторов.
Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.
У переменных конденсаторов ёмкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. При этом одна накладка (подвижная) находит на не подвижную не соприкасаясь с ней, в результате увеличивается ёмкость. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов – подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный – он более дешевле и доступнее.
Конденсаторы отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Эта разновидность постоянных конденсаторов – не полярные. Другая разновидность конденсаторов – электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускают большой ёмкости – от десятой доли мкф до несколько десятков мкФ. На схемах для них указывают не только ёмкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать. Например, надпись 10,0 x 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно взять на напряжение 25 В.
Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения ёмкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 10 – 240 свидетельствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 пФ, а в другом – 240 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое ёмкость конденсатора будет также плавно изменяться от 10 до 240 пФ или обратно – от 240 до 10 пФ.
Надо сказать, что эту деталь, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). На малоомных резисторах большой мощности сверху наматывается нихромовая нить. Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току.
Резисторы бывают постоянные и переменные.
Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных – СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.
Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, как Вы уже знаете, измеряют в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.
Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более – до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм соответственно. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм и 4,7 МОм.
В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, телевизорах и т.п.
Полупроводниковые приборы.
Их составляет целая группа деталей: диоды, стабилитроны, транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, или проще полупроводник. Что это такое? Все существующие вещества можно условно разделить на три большие группы. Одни из них – медь, железо, алюминий и другие металлы – хорошо проводят электрический ток – это проводники. Древесина, фарфор, пластмасса совсем не проводят ток. Они непроводники, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники же занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводят ток только при определенных условиях.
У диода (см. рис. ниже) два вывода: анод и катод. Если подключить к ним батарею полюсами: плюс – к аноду, минус – к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попытаться переменить полюсы батарей, то есть включить диод «наоборот», то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод обладает большим сопротивлением. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе мы получим только одну полуволну – это будет хоть и пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы получим уже две положительные полуволны.
Эти полупроводниковые приборы также имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, беспрепятственно пропуская ток. А вот в обратном направлении он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг «пробивается» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Оно будет оставаться неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон находит применение во всех случаях, когда нужно получить стабильное напряжение питания какого-то устройства при колебаниях, например сетевого напряжения.
Из полупроводниковых приборов транзистор (см. рис. ниже) наиболее часто применяется в радиоэлектронике. У него три вывода: база (б), эмиттер (э) и коллектор (к). Транзистор – усилительный прибор. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как рупор. Достаточно произнести что-нибудь перед узким отверстием рупора, направив широкое в сторону друга, стоящего в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рупором, будет хорошо слышен вдалеке. Если принять узкое отверстие за вход рупора-усилителя, а широкое – за выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это и есть показатель усилительных способностей рупора, его коэффициент усиления.
Сейчас разнообразие выпускаемых радиодеталей очень богатое, поэтому на рисунках показаны не все их типы.
Но вернемся к транзистору. Если пропустить через участок база – эмиттер слабый ток, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток потечет через участок коллектор – эмиттер. Если транзистор прозвонить мультиметром база-эмиттер и база-коллектор, то он похож на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который можно пропускать через коллектор, транзисторы делятся на маломощные, средней и большой мощности. Кроме того, эти полупроводниковые приборы могут быть структуры р-п-р или n-р-п. Так различаются транзисторы с разным чередованием слоев полупроводниковых материалов (если в диоде два слоя материала, здесь их три). Усиление транзистор не зависит от его структуры.
Литература: Б. С. Иванов, «ЭЛЕКТРОННЫЕ САМОДЕЛКИ»
П О П У Л Я Р Н О Е:
>>
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
Популярность: 29 094 просм.
www.mastervintik.ru
РАДИОЭЛЕМЕНТЫ
В данном справочном материале приводится внешний вид, наименование и маркировка основных зарубежных радиодеталей – микросхем различных типов, разъёмов, кварцевых резонаторов, катушек индуктивности и так далее. Информация действительно полезная, так как многие хорошо знакомы с отечественными деталями, но с импортными не очень, а ведь именно они ставятся во все современные схемы. Минимальное знание английсого приветствуется, так как все надписи не по русски. Для удобства детали объединены по группам. На первую букву в описании не обращайте внимания, пример: f_Fuse_5_20Glass – означает предохранитель 5х20 миллиметров стеклянный.
Что касается обозначения всех указанных радиоэлементов на электрических принципиальных схемах – смотрите справочную информацию по этому вопросу в другой статье.
Форум по деталям
Обсудить статью РАДИОЭЛЕМЕНТЫ
radioskot.ru
| AM | амплитудная модуляция |
| АПЧ | автоматическая подстройка частоты |
| АПЧГ | автоматическая подстройка частоты гетеродина |
| АПЧФ | автоматическая подстройка частоты и фазы |
| АРУ | автоматическая регулировка усиления |
| АРЯ | автоматическая регулировка яркости |
| АС | акустическая система |
| АФУ | антенно-фидерное устройство |
| АЦП | аналого-цифровой преобразователь |
| АЧХ | амплитудно-частотная характеристика |
| БГИМС | большая гибридная интегральная микросхема |
| БДУ | беспроводное дистанционное управление |
| БИС | большая интегральная схема |
| БОС | блок обработки сигналов |
| БП | блок питания |
| БР | блок развертки |
| БРК | блок радиоканала |
| БС | блок сведения |
| БТК | блокинг-трансформатор кадровый |
| БТС | блокинг-трансформатор строчный |
| БУ | блок управления |
| БЦ | блок цветности |
| БЦИ | блок цветности интегральный (с применением микросхем) |
| ВД | видеодетектор |
| ВИМ | время-импульсная модуляция |
| ВУ | видеоусилитель; входное (выходное) устройство |
| ВЧ | высокая частота |
| Г | гетеродин |
| ГВ | головка воспроизводящая |
| ГВЧ | генератор высокой частоты |
| ГВЧ | гипервысокая частота |
| ГЗ | генератор запуска; головка записывающая |
| ГИР | гетеродинный индикатор резонанса |
| ГИС | гибридная интегральная схема |
| ГКР | генератор кадровой развертки |
| ГКЧ | генератор качающейся частоты |
| ГМВ | генератор метровых волн |
| ГПД | генератор плавного диапазона |
| ГО | генератор огибающей |
| ГС | генератор сигналов |
| ГСР | генератор строчной развертки |
| гсс | генератор стандартных сигналов |
| гг | генератор тактовой частоты |
| ГУ | головка универсальная |
| ГУН | генератор, управляемый напряжением |
| Д | детектор |
| дв | длинные волны |
| дд | дробный детектор |
| дн | делитель напряжения |
| дм | делитель мощности |
| дмв | дециметровые волны |
| ДУ | дистанционное управление |
| ДШПФ | динамический шумопонижающий фильтр |
| ЕАСС | единая автоматизированная сеть связи |
| ЕСКД | единая система конструкторской документации |
| зг | генератор звуковой частоты; задающий генератор |
| зс | замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель |
| ЗЧ | звуковая частота |
| И | интегратор |
| икм | импульсно-кодовая модуляция |
| ИКУ | измеритель квазипикового уровня |
| имс | интегральная микросхема |
| ини | измеритель линейных искажений |
| инч | инфранизкая частота |
| ион | источник образцового напряжения |
| ип | источник питания |
| ичх | измеритель частотных характеристик |
| к | коммутатор |
| КБВ | коэффициент бегущей волны |
| КВ | короткие волны |
| квч | крайне высокая частота |
| кзв | канал записи-воспроизведения |
| КИМ | кодо-импульсная модуляции |
| кк | катушки кадровые отклоняющей системы |
| км | кодирующая матрица |
| кнч | крайне низкая частота |
| кпд | коэффициент полезного действия |
| КС | катушки строчные отклоняющей системы |
| ксв | коэффициент стоячей волны |
| ксвн | коэффициент стоячей волны напряжения |
| КТ | контрольная точка |
| КФ | катушка фокусирующая |
| ЛБВ | лампа бегущей волны |
| лз | линия задержки |
| лов | лампа обратной волны |
| лпд | лавинно-пролетный диод |
| лппт | лампово-полупроводниковый телевизор |
| м | модулятор |
| MA | магнитная антенна |
| MB | метровые волны |
| мдп | структура металл-диэлектрик-полупроводник |
| МОП | структура металл-окисел-полупроводник |
| мс | микросхема |
| МУ | микрофонный усилитель |
| ни | нелинейные искажения |
| нч | низкая частота |
| ОБ | общая база (включение транзистора по схеме с общей базой) |
| овч | очень высокая частота |
| ои | общий исток (включение транзистора *по схеме с общим истоком) |
| ок | общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором) |
| онч | очень низкая частота |
| оос | отрицательная обратная связь |
| ОС | отклоняющая система |
| ОУ | операционный усилитель |
| ОЭ | обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером) |
| ПАВ | поверхностные акустические волны |
| пдс | приставка двухречевого сопровождения |
| ПДУ | пульт дистанционного управления |
| пкн | преобразователь код-напряжение |
| пнк | преобразователь напряжение-код |
| пнч | преобразователь напряжение частота |
| пос | положительная обратная связь |
| ППУ | помехоподавляющее устройство |
| пч | промежуточная частота; преобразователь частоты |
| птк | переключатель телевизионных каналов |
| птс | полный телевизионный сигнал |
| ПТУ | промышленная телевизионная установка |
| ПУ | предварительный усили^егіь |
| ПУВ | предварительный усилитель воспроизведения |
| ПУЗ | предварительный усилитель записи |
| ПФ | полосовой фильтр; пьезофильтр |
| пх | передаточная характеристика |
| пцтс | полный цветовой телевизионный сигнал |
| РЛС | регулятор линейности строк; радиолокационная станция |
| РП | регистр памяти |
| РПЧГ | ручная подстройка частоты гетеродина |
| РРС | регулятор размера строк |
| PC | регистр сдвиговый; регулятор сведения |
| РФ | режекторный или заграждающий фильтр |
| РЭА | радиоэлектронная аппаратура |
| СБДУ | система беспроводного дистанционного управления |
| СБИС | сверхбольшая интегральная схема |
| СВ | средние волны |
| свп | сенсорный выбор программ |
| СВЧ | сверхвысокая частота |
| сг | сигнал-генератор |
| сдв | сверхдлинные волны |
| СДУ | светодинамическая установка; система дистанционного управления |
| СК | селектор каналов |
| СКВ | селектор каналов всеволновый |
| ск-д | селектор каналов дециметровых волн |
| СК-М | селектор каналов метровых волн |
| СМ | смеситель |
| енч | сверхнизкая частота |
| СП | сигнал сетчатого поля |
| сс | синхросигнал |
| сси | строчный синхронизирующий импульс |
| СУ | селектор-усилитель |
| сч | средняя частота |
| ТВ | тропосферные радиоволны; телевидение |
| твс | трансформатор выходной строчный |
| твз | трансформатор выходной канала звука |
| твк | трансформатор выходной кадровый |
| ТИТ | телевизионная испытательная таблица |
| ТКЕ | температурный коэффициент емкости |
| тки | температурный коэффициент индуктивности |
| ткмп | температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости |
| ткнс | температурный коэффициент напряжения стабилизации |
| ткс | температурный коэффициент сопротивления |
| тс | трансформатор сетевой |
| тц | телевизионный центр |
| тцп | таблица цветных полос |
| ТУ | технические условия |
| У | усилитель |
| УВ | усилитель воспроизведения |
| УВС | усилитель видеосигнала |
| УВХ | устройство выборки-хранения |
| УВЧ | усилитель сигналов высокой частоты |
| УВЧ | ультравысокая частота |
| УЗ | усилитель записи |
| УЗЧ | усилитель сигналов звуковой частоты |
| УКВ | ультракороткие волны |
| УЛПТ | унифицированный ламповополупроводниковый телевизор |
| УЛЛЦТ | унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор |
| УЛТ | унифицированный ламповый телевизор |
| УМЗЧ | усилитель мощности сигналов звуковой частоты |
| УНТ | унифицированный телевизор |
| УНЧ | усилитель сигналов низкой частоты |
| УНУ | управляемый напряжением усилитель. |
| УПТ | усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор |
| УПЧ | усилитель сигналов промежуточной частоты |
| УПЧЗ | усилитель сигналов промежуточной частоты звук? |
| УПЧИ | усилитель сигналов промежуточной частоты изображения |
| УРЧ | усилитель сигналов радиочастоты |
| УС | устройство сопряжения; устройство сравнения |
| УСВЧ | усилитель сигналов сверхвысокой частоты |
| УСС | усилитель строчных синхроимпульсов |
| УСУ | универсальное сенсорное устройство |
| УУ | устройство (узел) управления |
| УЭ | ускоряющий (управляющий) электрод |
| УЭИТ | универсальная электронная испытательная таблица |
| ФАПЧ | фазовая автоматическая подстройка частоты |
| ФВЧ | фильтр верхних частот |
| ФД | фазовый детектор; фотодиод |
| ФИМ | фазо-импульсная модуляция |
| ФМ | фазовая модуляция |
| ФНЧ | фильтр низких частот |
| ФПЧ | фильтр промежуточной частоты |
| ФПЧЗ | фильтр промежуточной частоты звука |
| ФПЧИ | фильтр промежуточной частоты изображения |
| ФСИ | фильтр сосредоточенной избирательности |
| ФСС | фильтр сосредоточенной селекции |
| ФТ | фототранзистор |
| ФЧХ | фазо-частотная характеристика |
| ЦАП | цифро-аналоговый преобразователь |
| ЦВМ | цифровая вычислительная машина |
| ЦМУ | цветомузыкальная установка |
| ЦТ | центральное телевидение |
| ЧД | частотный детектор |
| ЧИМ | частотно-импульсная модуляция |
| чм | частотная модуляция |
| шим | широтно-импульсная модуляция |
| шс | шумовой сигнал |
| эв | электрон-вольт (е В) |
| ЭВМ. | электронная вычислительная машина |
| эдс | электродвижущая сила |
| эк | электронный коммутатор |
| ЭЛТ | электронно-лучевая трубка |
| ЭМИ | электронный музыкальный инструмент |
| эмос | электромеханическая обратная связь |
| ЭМФ | электромеханический фильтр |
| ЭПУ | электропроигрывающее устройство |
| ЭЦВМ | электронная цифровая вычислительная машина |
www.radioelementy.ru
Радиодетали – это… Что такое Радиодетали?
Радиодетали Обозначение радиодеталей на схемахРадиодетали – просторечное название электронных компонентов, применяемых для изготовления устройств (приборов) цифровой и аналоговой электроники.
На появление названия повлиял тот исторический факт, что в начале XX века первым повсеместно распространнёным, и при этом технически сложным для неспециалиста электронным устройством, стало радио. Изначально термин радиодетали означал электронные компоненты, применяемые для производства радиоприёмников; затем обиходное, с некоторой долей иронии, название распространилось и на остальные радиоэлектронные компоненты и устройства, уже не имеющие прямой связи с радио.
Классификация
Электронные компоненты делятся, по способу действия в электрической цепи, на активные и пассивные.
Пассивные
Базовыми элементами, имеющиеся практически во всех электронных схемах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), являются:
С использованием электромагнитной индукции
На базе электромагнитов:
Кроме того, для создания цепи используются всевозможные соединители и разъединители цепи – ключи; для защиты от перенапряжения и короткого замыкания – предохранители; для восприятия человеком сигнала – лампочки и динамики (динамическая головка громкоговорителя), для формирования сигнала – микрофон и видеокамера; для приёма аналогового сигнала, передающегося по эфиру, приёмнику нужна Антенна, а для работы вне сети электрического тока – аккумуляторы.
Активные
Вакуумные приборы
С развитием электроники появились вакуумные электронные приборы:
Полупроводниковые приборы
В дальнейшем получили распространение полупроводниковые приборы:
и более сложные комплексы на их основе – интегральные микросхемы
По способу монтажа
Технологически, по способу монтажа, радиодетали можно разделить на:
См. также
Ссылки
dic.academic.ru
обозначения на схеме. Как читать обозначения радиодеталей на схеме?
Технологии 4 июня 2016В статье вы узнаете о том, какие существуют радиодетали. Обозначения на схеме согласно ГОСТу будут рассмотрены. Начать нужно с самых распространенных – резисторов и конденсаторов.
Чтобы собрать какую-либо конструкцию, необходимо знать, как выглядят в реальности радиодетали, а также как они обозначаются на электрических схемах. Существует очень много радиодеталей – транзисторы, конденсаторы, резисторы, диоды и пр.
Конденсаторы – это детали, которые встречаются в любой конструкции без исключения. Обычно самые простые конденсаторы представляют собой две пластины из металла. И в качестве диэлектрического компонента выступает воздух. Сразу вспоминаются уроки физики в школе, когда проходили тему о конденсаторах. В качестве модели выступали две огромные плоские железки круглой формы. Их приближали друг к другу, затем отдаляли. И в каждом положении проводили замеры. Стоит отметить, что вместо воздуха может использоваться слюда, а также любой материал, который не проводит электрический ток. Обозначения радиодеталей на импортных принципиальных схемах отличается от ГОСТов, принятых в нашей стране.
Обратите внимание на то, что через обычные конденсаторы не проходит постоянный ток. С другой же стороны, переменный ток через него проходит без особых трудностей. Учитывая это свойство, устанавливают конденсатор только там, где необходимо отделить переменную составляющую в постоянном токе. Следовательно, можно сделать схему замещения (по теореме Кирхгофа):
- При работе на переменном токе конденсатор замещается отрезком проводника с нулевым сопротивлением.
- При работе в цепи постоянного тока конденсатор замещается (нет, не емкостью!) сопротивлением.
Основной характеристикой конденсатора является электрическая емкость. Единица емкости – это Фарад. Она очень большая. На практике, как правило, используются конденсаторы, емкость которых измеряется в микрофарадах, нанофарадах, микрофарадах. На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных черточек, от которых идут отводы.
Переменные конденсаторы
Существует и такой вид приборов, у которых емкость изменяется (в данном случае за счет того, что имеются подвижные пластины). Емкость зависит от размеров пластины (в формуле S – это ее площадь), а также от расстояния между электродами. В переменном конденсаторе с воздушным диэлектриком например, благодаря наличию подвижной части удается быстро менять площадь. Следовательно, будет меняться и емкость. А вот обозначение радиодеталей на зарубежных схемах несколько отличается. Резистор, например, на них изображается в виде ломаной кривой.
Видео по теме
Постоянные конденсаторы
Эти элементы имеют отличия в конструкции, а также в материалах, из которых они изготовлены. Можно выделить самые популярные типы диэлектриков:
- Воздух.
- Слюда.
- Керамика.
Но это касается исключительно неполярных элементов. Существуют еще электролитические конденсаторы (полярные). Именно у таких элементов очень большие емкости – начиная от десятых долей микрофарад и заканчивая несколькими тысячами. Кроме емкости у таких элементов существует еще один параметр – максимальное значение напряжения, при котором допускается его использование. Данные параметры прописываются на схемах и на корпусах конденсаторов.
Обозначения конденсаторов на схемах
Стоит заметить, что в случае использования подстроечных или переменных конденсаторов указывается два значения – минимальная и максимальная емкость. По факту на корпусе всегда можно найти некоторый диапазон, в котором изменится емкость, если провернуть ось прибора от одного крайнего положения в другое.
Допустим, имеется переменный конденсатор с емкостью 9-240 (измерение по умолчанию в пикофарадах). Это значит, что при минимальном перекрытии пластин емкость составит 9 пФ. А при максимальном – 240 пФ. Стоит рассмотреть более детально обозначение радиодеталей на схеме и их название, чтобы уметь правильно читать технические документации.
Соединение конденсаторов
Сразу можно выделить три типа (всего существует именно столько) соединений элементов:
- Последовательное – суммарная емкость всей цепочки вычислить достаточно просто. Она будет в этом случае равна произведению всех емкостей элементов, разделенному на их сумму.
- Параллельное – в этом случае вычислить суммарную емкость еще проще. Необходимо сложить емкости всех входящих в цепочку конденсаторов.
- Смешанное – в данном случае схема разбивается на несколько частей. Можно сказать, что упрощается – одна часть содержит только параллельно соединенные элементы, вторая – только последовательно.
И это только общие сведения о конденсаторах, на самом деле очень много о них можно рассказывать, приводить в пример занимательные эксперименты.
Резисторы: общие сведения
Эти элементы также можно встретить в любой конструкции – хоть в радиоприемнике, хоть в схеме управления на микроконтроллере. Это фарфоровая трубка, на которой с внешней стороны проведено напыление тонкой пленки металла (углерода – в частности, сажи). Впрочем, можно нанести даже графит – эффект будет аналогичный. Если резисторы имеют очень низкое сопротивление и высокую мощность, то используется в качестве проводящего слоя нихромовая проволока.
Основная характеристика резистора – это сопротивление. Используется в электрических схемах для установки необходимого значения тока в определенных цепях. На уроках физики проводили сравнение с бочкой, наполненной водой: если изменять диаметр трубы, то можно регулировать скорость струи. Стоит отметить, что от толщины токопроводящего слоя зависит сопротивление. Чем тоньше этот слой, тем выше сопротивление. При этом условные обозначения радиодеталей на схемах не зависят от размеров элемента.
Постоянные резисторы
Что касается таких элементов, то можно выделить наиболее распространенные типы:
- Металлизированные лакированные теплостойкие – сокращенно МЛТ.
- Влагостойкие сопротивления – ВС.
- Углеродистые лакированные малогабаритные – УЛМ.
У резисторов два основных параметра – мощность и сопротивление. Последний параметр измеряется в Омах. Но эта единица измерения крайне мала, поэтому на практике чаще встретите элементы, у которых сопротивление измеряется в мегаомах и килоомах. Мощность измеряется исключительно в Ваттах. Причем габариты элемента зависят от мощности. Чем она больше, тем крупнее элемент. А теперь о том, какое существует обозначение радиодеталей. На схемах импортных и отечественных устройств все элементы могут обозначаться по-разному.
На отечественных схемах резистор – это небольшой прямоугольник с соотношением сторон 1:3, его параметры прописываются либо сбоку (если расположен элемент вертикально), либо сверху (в случае горизонтального расположения). Сначала указывается латинская буква R, затем – порядковый номер резистора в схеме.
Переменный резистор (потенциометр)
Постоянные сопротивления имеют всего два вывода. А вот переменные – три. На электрических схемах и на корпусе элемента указывается сопротивление между двумя крайними контактами. А вот между средним и любым из крайних сопротивление будет меняться в зависимости от того, в каком положении находится ось резистора. При этом если подключить два омметра, то можно увидеть, как будет меняться показание одного в меньшую сторону, а второго – в большую. Нужно понять, как читать схемы радиоэлектронных устройств. Обозначения радиодеталей тоже не лишним окажется знать.
Суммарное сопротивление (между крайними выводами) останется неизменным. Переменные резисторы используются для регулирования усиления (с их помощью меняете вы громкость в радиоприемниках, телевизорах). Кроме того, переменные резисторы активно используются в автомобилях. Это датчики уровня топлива, регуляторы скорости вращения электродвигателей, яркости освещения.
Соединение резисторов
В данном случае картина полностью обратна той, которая была у конденсаторов:
- Последовательное соединение – сопротивление всех элементов в цепи складывается.
- Параллельное соединение – произведение сопротивлений делится на сумму.
- Смешанное – разбивается вся схема на более мелкие цепочки и вычисляется поэтапно.
На этом можно закрыть обзор резисторов и начать описывать самые интересные элементы – полупроводниковые (обозначения радиодеталей на схемах, ГОСТ для УГО, рассмотрены ниже).
Полупроводники
Это самая большая часть всех радиоэлементов, так как в число полупроводников входят не только стабилитроны, транзисторы, диоды, но и варикапы, вариконды, тиристоры, симисторы, микросхемы, и т. д. Да, микросхемы – это один кристалл, на котором может находиться великое множество радиоэлементов – и конденсаторов, и сопротивлений, и р-п-переходов.
Как вы знаете, есть проводники (металлы, например), диэлектрики (дерево, пластик, ткани). Могут быть различными обозначения радиодеталей на схеме (треугольник – это, скорее всего, диод или стабилитрон). Но стоит отметить, что треугольником без дополнительных элементов обозначается логическая земля в микропроцессорной технике.
Эти материалы либо проводят ток, либо нет, независимо от того, в каком агрегатном состоянии они находятся. Но существуют и полупроводники, свойства которых меняются в зависимости от конкретных условий. Это такие материалы, как кремний, германий. Кстати, стекло тоже можно отчасти отнести к полупроводникам – в нормальном состоянии оно не проводит ток, но вот при нагреве картина полностью обратная.
Диоды и стабилитроны
Полупроводниковый диод имеет всего два электрода: катод (отрицательный) и анод (положительный). Но какие же существуют особенности у этой радиодетали? Обозначения на схеме можете увидеть выше. Итак, вы подключаете источник питания плюсом к аноду и минусом к катоду. В этом случае электрический ток будет протекать от одного электрода к другому. Стоит отметить, что у элемента в этом случае крайне малое сопротивление. Теперь можно провести эксперимент и подключить батарею наоборот, тогда сопротивление току увеличивается в несколько раз, и он перестает идти. А если через диод направить переменный ток, то получится на выходе постоянный (правда, с небольшими пульсациями). При использовании мостовой схемы включения получается две полуволны (положительные).
Стабилитроны, как и диоды, имеют два электрода – катод и анод. В прямом включении этот элемент работает точно так же, как и рассмотренный выше диод. Но если пустить ток в обратном направлении, можно увидеть весьма интересную картину. Первоначально стабилитрон не пропускает через себя ток. Но когда напряжение достигает некоторого значения, происходит пробой, и элемент проводит ток. Это напряжение стабилизации. Очень хорошее свойство, благодаря которому получается добиться стабильного напряжения в цепях, полностью избавиться от колебаний, даже самых мелких. Обозначение радиодеталей на схемах – в виде треугольника, а у его вершины – черта, перпендикулярная высоте.
Если диоды и стабилитроны можно иногда даже не встретить в конструкциях, то транзисторы вы найдете в любой (кроме детекторного приемника). У транзисторов три электрода:
- База (сокращенно буквой “Б” обозначается).
- Коллектор (К).
- Эмиттер (Э).
Транзисторы могут работать в нескольких режимах, но чаще всего их используют в усилительном и ключевом (как выключатель). Можно провести сравнение с рупором – в базу крикнули, из коллектора вылетел усиленный голос. А за эмиттер держитесь рукой – это корпус. Основная характеристика транзисторов – коэффициент усиления (отношение тока коллектора и базы). Именно данный параметр наряду с множеством иных является основным для этой радиодетали. Обозначения на схеме у транзистора – вертикальная черта и две линии, подходящие к ней под углом. Можно выделить несколько наиболее распространенных видов транзисторов:
- Полярные.
- Биполярные.
- Полевые.
Существуют также транзисторные сборки, состоящие из нескольких усилительных элементов. Вот такие самые распространенные существуют радиодетали. Обозначения на схеме были рассмотрены в статье.
Если вы только начали разбираться в радиотехнике, я расскажу о том в этой статье, как же обозначаются радиодетали на схеме, как называются на ней, и какой имеют внешний вид .
Тут узнаете как обозначается транзистор,диод,конденсатор,микросхема,реле и т.д
Прошу жмать на подробнее.
Как обозначается биполярный транзистор
Все транзисторы имеют три вывода, и если он биполярный, то и бывет двух типов, как видно из изображения пнп-переход и нпн-переход. А три вывода имеют названия э-эмиттер, к-коллектор и б-база. Где какой вывод на самом транзисторе ищется по справочнику, или же введите в поиск название транзистор+выводы.
Внешний вид имеет транзистор следующий,и это лишь малая часть их внешнего вида,существующих номиналов полно.
Как обозначается полярный транзистор
Тут уже три вывода имеют следующие название,это з-затвор, и-исток, с-сток
Но а внешний вид визуально мало отличается,а точнее может иметь такой же цоколь.Вопрос как же узнать какой он, а это уже из справочников или интернета по обозначению написанном на цоколе.
Как обозначается конденсатор
Конденсаторы бывают как полярные так и неполярные.
Отличие их обозначение в том,что на полярном указывается один из выводов значком “+”.И емкость измеряется в микрофарадах”мкф”.
И имеют такой внешний вид,стоит учитывать,что если конденсатор полярный,то на цоколе с одной из сторон ножек обозначается вывод,только уже в основном знаком “-“.
Как обозначается диод и светодиод
Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем,что светодиод заключенчек и выходящими двух стрелок. Но роль у них разная-диод служит для выпрямления тока,и светодиод уже для испускания света.
И имеют такой внешний вид светодиоды.
И такой вид обычные выпрямительные и импульсные диоды например:
Как обозначается микросхема.
Микросхемы представляют собой уменьшенную схему,выполняющую ту или иную функцию,при этом могут иметь большое число транзисторов.
И такой внешний вид имеют они.
Обозначение реле
О них думаю впервую очередь слышали автомобилисты, особенно водители жигулей.
Так как когда не было инжекторов и транзисторы не получили широкое распространение, в автомобиле фары,прикуриватель,стартер, да все в ней почти включалось и управлялось через реле.
Такая самая простая схема реле.
Тут все просто,на электромагнитную катушку подается ток определенного напряжения,и та в свою очередь замыкает или размыкает участок цепи.
На этом статья заканчивается.
Если есть желание какие хотите увидеть радиодетали в следующей статье,пишите в комментарии.
Обозначение радиодеталей на схеме
В данной статье приведен внешний вид и схематическое обозначение радиодеталей
Каждый наверно начинающие радиолюбитель видел и внешне радиодетали и возможно схемы,но что чем является на схеме приходится долго думать или искать,и только где то он может прочитает и увидит новые для себя слова такие как резистор, транзистор, диод и прочее.А как же они обозначаются.Разберем в данной статье.И так поехали.
1.Резистор
Чаще всего на платах и схемах можно увидеть резистор,так как их по количеству на платах больше всего.
Резисторы бывают как постоянные,так и переменные(можно регулировать сопротивление с помощью ручки)
Одна из картинок постоянного резистора ниже и обозначение постоянного и переменного на схеме.
А где переменный резистор как выглядет. Это еще картиночка ниже.Извиняюсь за такое написание статьи.
2.Транзистор и его обозначение
Много информации написано, о функциях ихних, но так как тема о обозначениях.Поговорим об обозначениях.
Транзисторы бывают биполярными,и полярными, пнп и нпн переходов.Все это учитывается при пайке на плату, и в схемах.Увидите рисунок,поймете
Обозначение транзистора нпн перехода npn
Э это эммитер , К это коллектор , а Б это база .Транзисторы pnp переходов будет отличатся тем что стрелочка будет не от базы а к базе.Для более подробного еще одна картинка
Есть так же кроме биполярных и полевые транзисторы, обозначение на схеме полевых транзисторов похожи, но отличаются.Так как нет базы эмиттера и коллектора, а есть С – сток, И – исток, З – затвор
И напоследок о транзисторах как же они выглядат на самом деле
Общем если у детали три ножки, то 80 процентов того что это транзистор.
Если у вас есть транзистор и незнаете какого он перехода и где коллектор, база, и вся прочая информация,то посмотрите в сравочнике транзисторов.
Конденсатор, внешний вид и обозначение
Конденсаторы бывают полярные и неполярные, в полярных на схеме приресовывают плюс, так как он для постоянного тока, а неполярные соответствено для переменного.
Они имеют определенную емкость в мКф (микрофарадах) и расчитаны на определенное напряжение в вольтах.Все это можно прочитать на корпусе конденсатора
Микросхемы , внешний вид обозначение на схеме
Уфф уважаемые читатели, этих существует просто огромное количество в мире, начинаю от усилителей и заканчивая телевизорами
Первый транзистор
На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.
Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.
Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.
Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.
Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.
Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников – это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия (GaAs ).
Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.
Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте .
Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.
Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.
На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.
Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.
Маленький совет.
Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.
Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Н ет»! “Н ет” – значит p-n -p (П-Н -П ).
Ну, а если идём, и не упираемся в “стенку”, то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте
Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.
Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.
А вот это уже современный импорт.
Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База ), Э (Эмиттер ), К (Коллектор ). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C , это от слова Collector – “сборщик” (глагол Collect – “собирать”). Вывод базы помечают как B , от слова Base (от англ. Base – “основной”). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E , от слова Emitter – “эмитент” или “источник выбросов”. В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.
В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.
Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.
Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.
В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.
В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.
Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.
Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента – VT
Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).
Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).
Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.
Основы работы с транзисторами Основы работы с транзисторамиНАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ
ТРАНЗИСТОРЫ
Райан В. 2002 – 09
PDF ФАЙЛ – НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТНОЙ ВЕРСИИ РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА НА ОСНОВЕ УПРАЖНЕНИЯ НИЖЕ | |||
| Транзисторы можно рассматривать как разновидность переключателя, так как может много электронных компонентов.Они используются в различных схемах и вы обнаружите, что схема, построенная в школе, Технологический отдел не содержит хотя бы одного транзистора. Они есть центральное место в электронике и бывает двух основных типов; НПН и ПНП. Большинство схемы обычно используют NPN. Существуют сотни работающих транзисторов. при разных напряжениях, но все они попадают в эти две категории. | |||
ДВА ПРИМЕРА РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ ТРАНЗИСТОРА | |||
Транзисторы производятся разной формы, но у них есть три отведения (ножки). | |||
Выводы на транзистор не всегда может быть в таком расположении. При покупке транзистор, в направлениях обычно четко указывается, какой вывод является БАЗА, ЭМИТТЕР или КОЛЛЕКТОР. | |||
ПРОСТОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРА | |||
ДИАГРАММА ‘A’ | ДИАГРАММА ‘B’ | ||
На схеме A показан NPN-транзистор, который часто используется как переключатель.Небольшой ток или напряжение на база позволяет большему напряжению проходить через два других вывода (с коллектора на эмиттер ). Схема, показанная на диаграмме B , основана на транзисторе NPN. При нажатии переключателя ток проходит через резистор в база транзистора. Затем транзистор пропускает ток. течет с +9 вольт на 0вс, и лампа загорается. Транзистор должен получить напряжение на своей базе и до тех пор, пока это случается лампа не горит. Резистор присутствует для защиты транзистора, так как они могут быть повреждены легко из-за слишком высокого напряжения / тока. Транзисторы необходимы компонент во многих схемах и иногда используется для усиления сигнала. | |||
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать больше ТРАНЗИСТОРЫ (ПАРЫ ДАРЛИНГТОНА) | |||
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИНДЕКСА ЭЛЕКТРОНИКИ СТРАНИЦА | |||
Транзисторы 101
Транзисторы 101 Изучение транзисторов(через простую схему драйвера светодиода)
Светодиод
Светодиод – это устройство, показанное выше.Кроме красные, они также могут быть желтыми, зелеными и синими. Буквы LED означают свет Излучающий диод. Что важно помнить о диодах (включая светодиоды) заключается в том, что ток может течь только в одном направлении.
Чтобы светодиод заработал, нужен источник питания и резистор. Если вы попытаетесь использовать светодиод без резистора, вы, вероятно, перегорите светодиод. Светодиод имеет очень маленькое сопротивление поэтому через него будет протекать большое количество тока, если вы не ограничите ток с резистором.Если вы попытаетесь использовать светодиод без источника питания, вы можете быть очень разочарованы.
Итак, в первую очередь сделаем наш Светодиод загорается при настройке схемы ниже.
Шаг 1.) Сначала вам нужно найти положительная ножка светодиода. Самый простой способ сделать это – поискать нога, которая длиннее.
Шаг 2.) Как только вы узнаете, с какой стороны положительный, включите светодиод макет таким образом, положительный отрезок находится в одном ряду, а отрицательный – в другом. (На картинке ниже ряды вертикальные.)
Шаг 3.) Поместите одну ножку 220 резистор Ом (неважно, на какой ноге) в том же ряду, что и отрицательный ножка светодиода. Затем поместите другую ножку резистора в пустой ряд.
Шаг 4.) Отключите блок питания. адаптер от блока питания. Затем поместите заземляющий (черный провод) конец адаптер питания в боковом ряду с синей полосой рядом Это. Затем вставьте положительный (красный провод) конец адаптера источника питания в боковой ряд с красной полосой рядом.
Шаг 5.) Используйте короткую перемычку. (используйте красный цвет, поскольку он будет подключен к положительному напряжению), чтобы перейти от положительный ряд мощности (тот, рядом с которым есть красная полоса) к положительному ножка светодиода (не в том же отверстии, а в том же ряду). Использовать другой короткая перемычка (используйте черный цвет) для перехода от заземляющего ряда к резистору (нога, не подключенная к светодиоду). См. Картинку ниже если необходимо.
Макетная плата должна выглядеть как на картинке ниже.
Теперь подключите блок питания к стену, а затем подключите другой конец к адаптеру питания и Светодиод должен загореться.Ток течет от положительной ножки светодиода. через светодиод к отрицательной ножке. Попробуйте повернуть светодиод. Должно не загорается. Ток не может течь от отрицательного полюса светодиода к положительная нога.
Люди часто думают, что резистор должен быть первым на пути от положительного к отрицательному, чтобы ограничить количество тока, протекающего через светодиод. Но ток ограничен резистор независимо от того, где находится резистор. Даже когда вы впервые включаете мощность, ток будет ограничен определенной величиной, и его можно найти используя закон Ома.
Вездесущая полезность закона Ома:
[Напряжение (вольт) = ток (амперы) X сопротивление (Ом)]
Закон Ома можно использовать с резисторами найти ток, протекающий по цепи. Закон I = V / R (где I = ток, V = напряжение на резисторе и R = сопротивление). Для В приведенной выше схеме мы можем использовать только закон Ома для резистора, поэтому мы должны использовать то что при горит светодиоде на нем падение напряжения 1.9 (Кстати: падение напряжения зависит от типа светодиода).Это означает, что если положительная нога подключена к 5 вольт, отрицательная нога будет на 3,1 вольта (т.е. 5,0–1,9 = 3,1). Теперь, когда мы знаем напряжение на обеих сторонах резистор и может использовать закон Ома для расчета тока. Текущий (5,0-1,9) / 220 = 3,6 / 2000 = 0,0014 Ампер = 14 мА
Это ток, протекающий через путь от 5В к GND. Это означает, что через оба канала проходит 14 мА. Светодиод и резистор (так как они включены последовательно). Если мы хотим изменить ток, протекающий через светодиода (таким образом, изменяя яркость) мы можем поменять резистор.Меньший резистор пропускает больше тока, а резистор большего размера пропускает меньше текущий поток. Будьте осторожны при использовании резисторов меньшего размера, потому что они будут раздражаться. Кроме того, некоторые светодиоды будут повреждены, если вы ими воспользуетесь. за пределами их максимального номинального тока … так что не используйте резистор, который настолько мал что вы будете генерировать чрезвычайно высокий ток (примечание: наш светодиод имеет максимум рабочий ток 20 мА).
Далее мы хотим иметь возможность повернуть светодиод включается и выключается без изменения схемы.Для этого мы научимся использовать другой электронный компонент, транзистор.
Транзистор
Транзисторы – основные компоненты во всей современной электронике. Это простые переключатели, которые мы можем использовать для включения и выключения. Несмотря на то, что они простые, они самый важный электрический компонент. Например, транзисторы почти единственные компоненты, используемые для построения процессора Pentium. Один Pentium 4 имеет около 55 миллионов транзисторов (именно поэтому эти микросхемы становятся такими чертовыми). горячий).Те, что в Pentium, меньше чем те, которые мы будем использовать, но они работают одинаково.
Транзисторы (2N2222), которые мы будем использовать в наших проектах, выглядят так:
Транзистор имеет три ножки, Коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). Иногда они помечены на плоская сторона транзистора. Транзисторы обычно имеют одну круглую сторону и одна плоская сторона. Если плоская сторона обращена к вам, ножка эмиттера Слева опорная ножка находится посередине, а коллекторная ножка находится на справа (примечание: некоторые специальные транзисторы имеют другую конфигурацию контактов, чем пакет ТО-92, описанный выше).
Символ транзистора
В электрические схемы (схемы) для представления NPN транзистора
Базовая схема
База (B) – переключатель включения / выключения для транзистора. Если к базе идет ток, будет путь от коллектора (C) к эмиттеру (E), где может течь ток (Переключатель включен.) Если к базе не течет ток, значит, нет ток может течь от коллектора к эмиттеру.(Переключатель выключен.)
Ниже приведена базовая схема, которую мы будем использовать для всех наших транзисторов.
Чтобы построить эту схему, нам нужно только добавить транзистор и еще один резистор к схеме, которую мы построили выше для светодиода. Перед внесением любых изменений отключите блок питания от адаптера блока питания. на макете. Чтобы вставить транзистор в макет, разъедините ножки немного и поместите его на макет так, чтобы каждая ножка находилась в отдельном ряду. В ножка коллектора должна быть в том же ряду, что и ножка резистора, который подключен к земле (с помощью черной перемычки).Затем переместите перемычку переход от земли к резистору 220 Ом к эмиттеру транзистора.
Далее поместите одну ногу 100 кОм резистор в ряду с базой транзистора и другой ножкой в пустая строка, и ваша макетная плата должна выглядеть, как на картинке ниже.
Теперь наденьте один конец желтого джемпера. провод в положительном ряду (рядом с красной линией), а другой конец – в ряд с ножкой резистора 100 кОм (конец не подключен к База).Снова подключите источник питания, транзистор включится, и Загорится светодиод. Теперь переместите один конец желтой перемычки из положительный ряд к основному ряду (рядом с синей линией). Как только ты снимите желтую перемычку с плюса питания, есть ток не течет к базе. Это заставляет транзистор выключиться и ток не может течь через светодиод. Как мы увидим позже, очень через резистор 100 кОм протекает небольшой ток. Это очень важно потому что это означает, что мы можем контролировать большой ток в одной части цепи (ток, протекающий через светодиод) только с небольшим током от Вход.
Назад к закону Ома
Мы хотим использовать закон Ома, чтобы найти ток на пути от входа к базе транзистора и ток, протекающий через светодиод. Для этого нам нужно использовать два основных факты о конкретных транзисторах, которые мы используем:
1.) Если транзистор включен, тогда базовое напряжение на 0,7 вольт выше, чем напряжение эмиттера.
2.) Если транзистор включен, напряжение на коллекторе на 1,6 вольт выше, чем напряжение эмиттера.
Итак, когда резистор 100 кОм подключен к 5 В постоянного тока, схема будет выглядеть так:
Таким образом, ток, протекающий через резистор 100 кОм, равен (5 – 0,7) / 100000 = 0,000043 A = 0,043 мА.
Ток, протекающий через резистор 220 Ом, равен (3,1 – 1,6) / 220 = 0,0068 А = 6,8 мА.
Если мы хотим, чтобы ток протекал больше через светодиод, мы можем использовать меньший резистор (вместо 220) и мы будет получать больше тока через светодиод без изменения величины тока который идет от входной линии к базовому резистору 100 кОм.Это означает , что мы можем контролировать вещи, которые используют большая мощность (например, электродвигатели) с дешевыми транзисторными схемами малой мощности. Скоро вы узнаете, как использовать компьютер для управления событиями в реальном мире. Несмотря на то Выходы стандартного компьютера под управлением Windows не могут обеспечить достаточный ток для включения света и двигателей включения и выключения, компьютер может включать и выключать транзисторы (поскольку для этого требуется слабый ток) и Транзисторы могут управлять большим током для ламп и двигателей. Эта концепция называется усилением и представляет собой фундаментальную концепцию компьютерного интерфейса для эксперименты в реальном мире.
Примечание :
Это руководство в значительной степени основано на том, что изначально появилось на несуществующем веб-сайте www.iguanalabs.com. (Посмертное спасибо ребятам из лаборатории игуаны).
Работа транзистора в качестве переключателя
В этом руководстве по транзистору мы узнаем о работе транзистора в качестве переключателя. Переключение и усиление – это две области применения транзисторов и транзисторов, поскольку коммутатор является основой для многих цифровых схем.Мы изучим различные режимы работы (активный, насыщение и отключение) транзистора, то, как транзистор работает как переключатель (как NPN, так и PNP), а также некоторые практические прикладные схемы, использующие транзистор в качестве переключателя.
Введение
Транзисторы – это трехслойное полупроводниковое устройство с тремя выводами, которое часто используется в операциях усиления и переключения сигналов. Как одно из важных электронных устройств, транзистор нашел применение в огромном количестве приложений, таких как встроенные системы, цифровые схемы и системы управления.
Транзисторы можно найти как в цифровой, так и в аналоговой областях, поскольку они широко используются для различных применений, таких как схемы переключения, схемы усилителя, схемы питания, цифровые логические схемы, регуляторы напряжения, схемы генераторов и т. Д.
В этой статье основное внимание уделяется переключающему действию транзистора и дается краткое объяснение транзистора как переключателя.
Краткое описание BJT
Существует два основных семейства транзисторов: транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы (FET).Биполярный транзистор или просто БЮТ представляет собой трехслойное полупроводниковое устройство с тремя выводами и двумя переходами. Он состоит из двух PN-переходов, соединенных спина к спине с общим средним слоем.
Когда мы говорим термин «транзистор», он часто относится к BJT. Это устройство с контролем тока, в котором выходной ток регулируется входным током. Название биполярное указывает на то, что два типа носителей заряда, то есть электроны и дырки, проводят ток в BJT, где дырки являются носителями положительного заряда, а электроны – носителями отрицательного заряда.
Транзистор имеет три области: базу, эмиттер и коллектор. Эмиттер является сильно легированным выводом и испускает электроны в базу. Вывод базы слегка легирован и передает электроны, инжектированные эмиттером, на коллектор. Вывод коллектора умеренно легирован и собирает электроны с базы. Этот коллектор больше по сравнению с двумя другими областями, поэтому он может рассеивать больше тепла.
BJT бывают двух типов: NPN и PNP. Оба они работают одинаково, но различаются по смещению и полярности источника питания.В транзисторе PNP материал N-типа зажат между двумя материалами P-типа, тогда как в случае транзистора NPN материал P-типа зажат между двумя материалами N-типа.
Эти два транзистора могут иметь разные типы, такие как общий эмиттер, общий коллектор и общая база.
Если вы хотите работать с MOSFET в качестве коммутатора, сначала изучите основы MOSFET.
Режимы работы транзисторов
В зависимости от условий смещения, таких как прямое или обратное, транзисторы имеют три основных режима работы, а именно области отсечки, активности и насыщения.
Активный режим
В этом режиме транзистор обычно используется в качестве усилителя тока. В активном режиме два перехода смещены по-разному, что означает, что переход эмиттер-база смещен в прямом направлении, тогда как переход коллектор-база смещен в обратном направлении. В этом режиме ток течет между эмиттером и коллектором, и величина протекающего тока пропорциональна базовому току.
Режим отсечки
В этом режиме коллекторный базовый переход и эмиттерный базовый переход смещены в обратном направлении.Поскольку оба PN-перехода имеют обратное смещение, ток почти не протекает, за исключением небольших токов утечки (обычно порядка нескольких наноампер или пикоампер). BJT в этом режиме выключен и, по сути, представляет собой разомкнутую цепь.
Область отсечки в основном используется в коммутационных и цифровых логических схемах.
Режим насыщения
В этом режиме работы переходы эмиттер-база и коллектор-база смещены в прямом направлении. Ток свободно течет от коллектора к эмиттеру с практически нулевым сопротивлением.В этом режиме транзистор полностью включен и представляет собой замкнутую цепь.
Область насыщения также в основном используется в коммутационных и цифровых логических схемах.
На рисунке ниже показаны выходные характеристики BJT. На приведенном ниже рисунке область отсечки имеет рабочие условия, когда выходной ток коллектора равен нулю, нулевой базовый входной ток и максимальное напряжение коллектора. Эти параметры приводят к образованию большого обедненного слоя, который также не позволяет току течь через транзистор.Следовательно, транзистор полностью выключен.
Точно так же в области насыщения транзистор смещен таким образом, что прикладывается максимальный ток базы, что приводит к максимальному току коллектора и минимальному напряжению коллектор-эмиттер. Это приводит к уменьшению размера обедненного слоя и пропусканию максимального тока через транзистор. Следовательно, транзистор полностью открыт.
Следовательно, из приведенного выше обсуждения мы можем сказать, что транзисторы можно заставить работать как твердотельный переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, работая транзистором в областях отсечки и насыщения.Этот тип коммутационного приложения используется для управления светодиодами, двигателями, лампами, соленоидами и т. Д.
Транзистор как переключатель
Транзистор может использоваться для переключения для размыкания или замыкания цепи. Твердотельное переключение этого типа обеспечивает значительную надежность и меньшую стоимость по сравнению с обычными реле.
В качестве переключателей можно использовать транзисторы NPN и PNP. В некоторых приложениях в качестве переключающего устройства используется силовой транзистор, при этом может потребоваться другой транзистор уровня сигнала для управления мощным транзистором.
NPN-транзистор как переключатель
На основе напряжения, приложенного к клемме базы, выполняется операция переключения транзистора. Когда между базой и эмиттером приложено достаточное напряжение (V IN > 0,7 В), напряжение коллектор-эмиттер примерно равно 0. Следовательно, транзистор действует как короткое замыкание. Коллекторный ток V CC / R C протекает через транзистор.
Точно так же, когда на входе нет напряжения или нулевого напряжения, транзистор работает в области отсечки и действует как разомкнутая цепь.В этом типе коммутационного соединения нагрузка (здесь светодиод используется в качестве нагрузки) подключается к коммутационному выходу с контрольной точкой. Таким образом, когда транзистор включен, ток будет течь от источника к земле через нагрузку.
Пример транзистора NPN в качестве переключателя
Рассмотрим пример ниже, где сопротивление базы R B = 50 кОм, сопротивление коллектора R C = 0,7 кОм, V CC составляет 5 В, а значение бета равно 125. В основании подается входной сигнал в диапазоне от 0 В до 5 В.Мы собираемся увидеть выход на коллекторе, изменяя напряжение V I в двух состояниях: 0 и 5 В, как показано на рисунке.
I C = V CC / R C , когда V CE = 0
I C = 5 В / 0,7 кОм
I C = 7,1 мА
Базовый ток I B = I C / β
I B = 7,1 мА / 125
I B = 56,8 мкА
Из приведенных выше расчетов максимальное или пиковое значение тока коллектора в цепи 7.1 мА, когда напряжение V CE равно нулю. И соответствующий ток базы для этого тока коллектора составляет 56,8 мкА.
Итак, ясно, что при увеличении тока базы выше 56,8 мкА транзистор переходит в режим насыщения.
Рассмотрим случай, когда на входе подается нулевое напряжение. Это приводит к тому, что базовый ток равен нулю, и, поскольку эмиттер заземлен, базовый переход эмиттера не смещен в прямом направлении. Следовательно, транзистор находится в состоянии ВЫКЛ, а выходное напряжение коллектора равно 5 В.
Когда V I = 0 В, I B = 0 и I C = 0,
V C = V CC – (I C * R C )
= 5V – 0
= 5V
Предположим, что приложенное входное напряжение составляет 5 вольт, тогда базовый ток можно определить, применив закон Кирхгофа для напряжения.
Когда V I = 5 В,
I B = (V I – V BE ) / R B
Для кремниевого транзистора V BE = 0.7 В
Таким образом, I B = (5 В – 0,7 В) / 50 кОм
= 86 мкА, что больше 56,8 мкА
Следовательно, поскольку базовый ток превышает 56,8 мкА, транзистор будет доведен до насыщения, т. е. он будет полностью включен, когда на входе приложено 5 В. Таким образом, выход на коллекторе становится примерно нулевым.
Транзистор PNP как переключатель
Транзистор PNP работает так же, как NPN для операции переключения, но ток течет от базы.Этот тип переключения используется для конфигураций с отрицательным заземлением. Для транзистора PNP клемма базы всегда смещена отрицательно по отношению к эмиттеру.
При этом переключении базовый ток течет, когда базовое напряжение более отрицательное. Проще говоря, низкое напряжение или более отрицательное напряжение вызывает короткое замыкание транзистора, в противном случае это будет разомкнутая цепь.
При этом нагрузка подключается к транзисторному коммутационному выходу с опорной точкой. Когда транзистор включен, ток течет от источника через транзистор к нагрузке и, наконец, к земле.
Пример транзистора PNP в качестве переключателя
Подобно схеме транзисторного переключателя NPN, вход схемы PNP также является базой, но эмиттер подключен к постоянному напряжению, а коллектор подключен к земле через нагрузку, как показано на рисунке .
В этой конфигурации база всегда смещена отрицательно по отношению к эмиттеру за счет соединения базы на отрицательной стороне и эмиттера на положительной стороне входного источника питания. Итак, напряжение V BE отрицательное, а напряжение питания эмиттера относительно коллектора положительное (V CE положительное).
Следовательно, для проводимости транзистора эмиттер должен быть более положительным как по отношению к коллектору, так и по отношению к базе. Другими словами, база должна быть более отрицательной по отношению к эмиттеру.
Для расчета токов базы и коллектора используются следующие выражения.
I C = I E – I B
I C = β * I B
I B = I C / β
Рассмотрим приведенный выше пример. нагрузка требует тока 100 мА, а бета-значение транзистора равно 100.Тогда ток, необходимый для насыщения транзистора, равен
Минимальный базовый ток = ток коллектора / β
= 100 мА / 100
= 1 мА
Следовательно, когда базовый ток равен 1 мА, транзистор будет полностью открыт. . Но для гарантированного насыщения транзистора требуется практически на 30 процентов больше тока. Итак, в этом примере требуемый базовый ток составляет 1,3 мА.
Практические примеры транзистора в качестве переключателя
Транзистор для переключения светодиода
Как обсуждалось ранее, транзистор можно использовать в качестве переключателя.На схеме ниже показано, как транзистор используется для переключения светоизлучающего диода (LED).
- Когда переключатель на клемме базы разомкнут, ток через базу не течет, поэтому транзистор находится в состоянии отсечки. Таким образом, транзистор работает как разомкнутый контур, и светодиод гаснет.
- Когда переключатель замкнут, базовый ток начинает течь через транзистор, а затем достигает насыщения, в результате чего светодиод загорается.
- Резисторы устанавливаются для ограничения токов, протекающих через базу и светодиоды.Также можно изменять интенсивность светодиода, изменяя сопротивление на пути тока базы.
Транзистор для работы реле
Также можно управлять работой реле с помощью транзистора. С помощью небольшой схемы транзистора, способного возбуждать катушку реле, так что внешняя нагрузка, подключенная к ней, управляется.
- Рассмотрим схему ниже, чтобы узнать, как работает транзистор для включения катушки реле.Входной сигнал, приложенный к базе, приводит к переходу транзистора в область насыщения, в результате чего в цепи происходит короткое замыкание. Таким образом, на катушку реле подается напряжение и срабатывают контакты реле.
- В индуктивных нагрузках, особенно при переключении двигателей и катушек индуктивности, внезапное отключение питания может поддерживать высокий потенциал на катушке. Это высокое напряжение может привести к значительному повреждению остальной цепи. Следовательно, мы должны использовать диод параллельно с индуктивной нагрузкой, чтобы защитить схему от индуцированных напряжений индуктивной нагрузки.
Транзистор для управления двигателем
- Транзистор также может использоваться для однонаправленного управления и регулирования скорости двигателя постоянного тока путем переключения транзистора через равные промежутки времени, как показано на рисунке ниже.
- Как упоминалось выше, двигатель постоянного тока также является индуктивной нагрузкой, поэтому мы должны разместить на нем диод свободного хода для защиты цепи.
- Переключая транзистор в областях отсечки и насыщения, мы можем многократно включать и выключать двигатель.
- Также можно регулировать скорость двигателя от состояния покоя до полной скорости, переключая транзистор на различных частотах. Мы можем получить частоту переключения от управляющего устройства или микросхемы, например микроконтроллера.
У вас есть четкое представление о том, как транзистор можно использовать в качестве переключателя? Мы надеемся, что предоставленная информация с соответствующими изображениями и примерами проясняет всю концепцию переключения транзисторов. Далее, если у вас есть сомнения, предложения и комментарии, вы можете написать ниже.
Заключение
Полное руководство по использованию транзистора в качестве переключателя. Изучите основы биполярного переходного транзистора, области работы транзистора, работу транзисторов NPN и PNP в качестве переключателя, практическое применение переключающего транзистора.
Тестирование транзисторов – биполярные транзисторы
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Есть несколько разных способов тестирования транзисторов. Их можно проверить, находясь в цепи, указанным методом замены или с помощью тестера транзисторов или омметра.
Тестеры транзисторов – это не что иное, как твердотельный эквивалент тестеров электронных ламп (хотя они не работают по тому же принципу). С помощью большинства тестеров транзисторов можно проверить транзистор в цепи или вне ее.
При практическом устранении неисправностей транзисторам требуются четыре основных теста: усиление, утечка, пробой и время переключения. Однако для обслуживания и ремонта обычно достаточно проверки двух или трех параметров, чтобы определить, нужно ли заменять транзистор.
Поскольку охватить все типы тестеров транзисторов непрактично, и поскольку каждый тестер поставляется с собственным руководством оператора, мы перейдем к тому, что вы будете чаще использовать для тестирования транзисторов – омметру.
Проверка транзисторов омметром
С помощью омметра можно выполнить два теста: коэффициент усиления и сопротивление перехода. Проверка сопротивления перехода транзистора выявит утечку, короткое замыкание и обрыв.
ТЕСТ УСИЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА .–Проверка усиления транзистора может быть проведена с помощью омметра и простой тестовой схемы. Испытательная схема может состоять всего из пары резисторов и переключателя, как показано на рисунке ниже. Принцип, лежащий в основе теста, заключается в том, что в транзисторе между эмиттером и коллектором не будет протекать небольшой ток или ток будет отсутствовать до тех пор, пока переход эмиттер-база не будет смещен в прямом направлении. Единственная мера предосторожности, которую вы должны соблюдать, – это использовать омметр. В счетчике можно использовать любую внутреннюю батарею при условии, что она не превышает максимального напряжения пробоя коллектор-эмиттер.
Проверка усиления транзистора с помощью омметра.
Когда переключатель на рисунке ниже находится в разомкнутом положении, как показано, на базу PNP-транзистора не подается напряжение, и переход эмиттер-база не смещен в прямом направлении. Следовательно, омметр должен показывать высокое сопротивление, как указано на измерителе. Когда переключатель замкнут, цепь эмиттер-база смещается в прямом направлении напряжением на R1 и R2. Теперь ток течет в цепи эмиттер-коллектор, что приводит к более низкому показанию сопротивления на омметре.Отношение сопротивлений 10: 1 в этом тесте между показаниями счетчика указывает на нормальное усиление для транзистора звуковой частоты.
Чтобы проверить NPN-транзистор с использованием этой схемы, просто поменяйте местами выводы омметра и выполните процедуру, описанную ранее.
ИСПЫТАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДА ТРАНЗИСТОРА . –Омметр может использоваться для проверки транзистора на утечку (нежелательное протекание тока) путем измерения прямого и обратного сопротивления база-эмиттер, база-коллектор и коллектор-эмиттер.
Для простоты рассмотрим тестируемый транзистор на каждом изображении рисунка ниже как два диода, соединенных спина к спине. Следовательно, каждый диод будет иметь низкое прямое сопротивление и высокое обратное сопротивление. Измеряя эти сопротивления с помощью омметра, как показано на рисунке, вы можете определить, пропускает ли транзистор ток через свои переходы. При проведении этих измерений избегайте использования шкалы R 1 на измерителе или измерителе с высоким напряжением внутренней батареи. Любое из этих условий может повредить маломощный транзистор.
Проверка утечки транзистора с помощью омметра.
Теперь рассмотрим возможные проблемы с транзисторами, которые могут возникнуть, если не будут получены показания, указанные на рисунке выше. Список этих проблем представлен в таблице ниже.
| ПОКАЗАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ | ПРОБЛЕМЫ | |
| FORWARD | REVERSE | Транзистор: |
| НИЗКИЙ (НЕ ЗАКРОЧЕН) | НИЗКИЙ (НЕ ЗАКРОЧЕН) | УТЕЧКА |
| НИЗКИЙ (КОРОТКИЙ) | НИЗКИЙ (КОРОТКИЙ) | КОРОТКИЙ |
| ВЫСОКИЙ | ВЫСОКИЙ | ОТКРЫТЫЙ * |
| * За исключением теста коллектор-эмиттер. | ||
К настоящему времени вы должны понимать, что транзистор, используемый на рисунке выше, является транзистором PNP. Если вы хотите проверить транзистор NPN на утечку, процедура идентична той, которая использовалась для проверки PNP, за исключением того, что полученные показания меняются местами.
При тестировании транзисторов (PNP или NPN) следует помнить, что фактические значения сопротивления зависят от шкалы омметра и напряжения батареи. Типичные прямые и обратные сопротивления незначительны. Лучшим индикатором того, является ли транзистор хорошим или плохим, является отношение прямого к обратному сопротивлению.Если транзистор, который вы тестируете, показывает соотношение как минимум 30: 1, вероятно, это хорошо. Многие транзисторы имеют отношение 100 к 1 или больше.
2.8: Биполярные переходные транзисторы – Workforce LibreTexts
Биполярный переходной транзистор, показанный на рисунке ниже (а), представляет собой трехслойный полупроводниковый многослойный NPN-элемент с эмиттером и коллектором на концах и базой между ними. Это как если бы к двухслойному диоду был добавлен третий слой. Если бы это было единственным требованием, у нас было бы не более пары встречных диодов.На самом деле гораздо проще построить пару встречных диодов. Ключ к созданию транзистора с биполярным переходом состоит в том, чтобы сделать средний слой, основание, как можно более тонким, без короткого замыкания внешних слоев, эмиттера и коллектора. Мы не можем переоценить важность тонкой базовой области.
Устройство, показанное на рисунке ниже (а), имеет пару переходов, эмиттер-база и база-коллектор, а также две области истощения.
(a) Биполярный транзистор с переходом NPN.(b) Подайте обратное смещение к коллекторному переходу.
Обычно используется обратное смещение перехода база-коллектор биполярного переходного транзистора, как показано на рисунке выше (b). Обратите внимание, что это увеличивает ширину обедненной области. Напряжение обратного смещения может составлять от нескольких вольт до десятков для большинства транзисторов. В цепи коллектора нет протекания тока, кроме тока утечки.
На рисунке ниже (а) источник напряжения добавлен к базовой цепи эмиттера.Обычно мы смещаем в прямом направлении переход эмиттер-база, преодолевая потенциальный барьер 0,6 В. Это похоже на прямое смещение переходного диода. Этот источник напряжения должен превышать 0,6 В, чтобы основные носители (электроны для NPN) текли из эмиттера в базу, становясь неосновными носителями в полупроводнике P-типа.
Если бы область базы была толстой, как в паре встречных диодов, весь ток, входящий в базу, вытекал бы из вывода базы. В нашем примере с NPN-транзистором электроны, покидающие эмиттер для базы, будут объединяться с отверстиями в базе, освобождая место для создания большего количества отверстий на (+) клемме батареи на базе по мере выхода электронов.
Однако основание изготавливается тонким. Несколько основных носителей в эмиттере, введенные в качестве неосновных носителей в базу, фактически рекомбинируют. См. Рисунок ниже (b). Немногочисленные электроны, введенные эмиттером в базу NPN-транзистора, попадают в дырки. Кроме того, небольшое количество электронов, попадающих в основание, проходит непосредственно через основание к положительной клемме аккумулятора. Большая часть эмиттерного тока электронов диффундирует через тонкое основание в коллектор. Более того, модуляция малого тока базы приводит к большему изменению тока коллектора.Если базовое напряжение для кремниевого транзистора падает ниже примерно 0,6 В, большой ток эмиттер-коллектор перестает течь.
Биполярный транзистор с NPN переходом и обратным смещением коллектор-база: (a) Добавление прямого смещения к переходу база-эмиттер приводит к (b) небольшому току базы и большим токам эмиттера и коллектора.
На рисунке ниже мы более подробно рассмотрим механизм усиления тока. У нас есть увеличенный вид транзистора с переходом NPN с акцентом на тонкую базовую область.Хотя это не показано, мы предполагаем, что внешние источники напряжения 1) смещают в прямом направлении переход эмиттер-база, 2) обратное смещение переходят между базой и коллектором. Электроны, являющиеся основными носителями заряда, попадают в эмиттер с клеммы (-) батареи. Ток базы соответствует выходу электронов из клеммы базы на клемму (+) батареи. Это небольшой ток по сравнению с током эмиттера.
Расположение электронов, попадающих в базу: (а) потеряны из-за рекомбинации с дырками в базе.(b) Вытекает из основания. (c) Наиболее распространены из эмиттера через тонкое основание в обедненную область база-коллектор, и (d) быстро уносятся сильным электрическим полем обедненной области в коллектор.
Основными носителями в эмиттере N-типа являются электроны, которые становятся неосновными носителями при входе в базу P-типа. Эти электроны сталкиваются с четырьмя возможными судьбами, попадая в тонкую основу P-типа. Некоторые из них на рисунке выше (а) попадают в отверстия в основании, которые способствуют протеканию тока базы к (+) клемме батареи.Не показано, отверстия в базе могут диффундировать в эмиттер и объединяться с электронами, внося вклад в ток на клеммах базы. Немногочисленные в точке (b) протекают через базу к (+) клемме аккумулятора, как если бы база была резистором. Оба элемента (а) и (б) вносят свой вклад в очень небольшой базовый ток. Базовый ток обычно составляет 1% от тока эмиттера или коллектора для транзисторов с малым сигналом. Большая часть электронов эмиттера диффундирует прямо через тонкую базу (c) в область обеднения база-коллектор. Обратите внимание на полярность обедненной области, окружающей электрон в точке (d).Сильное электрическое поле быстро перемещает электрон в коллектор. Сила поля пропорциональна напряжению коллекторной батареи. Таким образом, 99% эмиттерного тока проходит в коллектор. Он контролируется базовым током, который составляет 1% от тока эмиттера. Это потенциальный коэффициент усиления по току 99, отношение I C / I B , также известное как бета, β.
Эта магия, диффузия 99% носителей эмиттера через базу, возможна только в том случае, если база очень тонкая.Какова будет судьба базовых неосновных авианосцев в базе в 100 раз толще? Можно было бы ожидать, что скорость рекомбинации электронов, попадающих в дырки, будет намного выше. Возможно, 99% вместо 1% упали бы в ямы, так и не дойдя до коллектора. Во-вторых, необходимо отметить, что базовый ток может контролировать 99% тока эмиттера, только если 99% тока эмиттера диффундируют в коллектор. Если все это вытекает из базы, управление невозможно.
Другая особенность, объясняющая прохождение 99% электронов от эмиттера к коллектору, заключается в том, что в реальных транзисторах с биполярным переходом используется небольшой сильно легированный эмиттер.Высокая концентрация эмиттерных электронов заставляет многие электроны диффундировать в базу. Более низкая концентрация легирования в базе означает, что меньше дырок диффундирует в эмиттер, что приведет к увеличению тока базы. Диффузия носителей от эмиттера к базе настоятельно рекомендуется.
Тонкая база и сильно легированный эмиттер помогают поддерживать эффективность эмиттера на высоком уровне, например, 99%. Это соответствует 100% -ному разделению эмиттерного тока между базой как 1% и коллектором как 99%.Эффективность эмиттера известна как α = I C / I E .
Биполярные переходные транзисторы доступны как PNP, так и как NPN устройства. Мы представляем сравнение этих двух на рисунке ниже. Разница заключается в полярности диодных переходов база-эмиттер, что обозначено направлением стрелки эмиттера на схематическом символе. Он указывает в том же направлении, что и стрелка анода для переходного диода, против потока электронов. См. Диодный переход на предыдущем рисунке. Острие стрелки и полоски соответствуют полупроводникам P-типа и N-типа соответственно.Для излучателей NPN и PNP стрелка указывает в сторону основания соответственно. На коллекторе нет схематической стрелки. Однако переход база-коллектор имеет ту же полярность, что и переход база-эмиттер, по сравнению с диодом. Обратите внимание, мы говорим о диоде, а не о питании, полярности.
Сравните транзистор NPN в точке (a) с транзистором PNP в точке (b). Обратите внимание на направление стрелки эмиттера и полярность питания.
Источники напряжения для транзисторов PNP перевернуты по сравнению с транзисторами NPN, как показано на рисунке выше.В обоих случаях переход база-эмиттер должен иметь прямое смещение. База PNP-транзистора смещена отрицательно (b) по сравнению с положительным (a) для NPN. В обоих случаях переход база-коллектор имеет обратное смещение. Источник питания коллектора PNP является отрицательным по сравнению с положительным для транзистора NPN.
Биполярный переходной транзистор: (a) поперечное сечение дискретного устройства, (b) схематическое обозначение, (c) поперечное сечение интегральной схемы.
Обратите внимание, что биполярный транзистор на рисунке выше (а) имеет сильное легирование в эмиттере, как указано обозначением N + .База имеет нормальный уровень P-легирующей примеси. Основание намного тоньше, чем показано на поперечном сечении без соблюдения масштаба. Коллектор слегка легирован, как указано обозначением N – . Коллектор должен быть слегка легирован, чтобы переход коллектор-база имел высокое напряжение пробоя. Это означает высокое допустимое напряжение источника питания коллектора. Кремниевые малосигнальные транзисторы имеют напряжение пробоя 60-80 В. Хотя для высоковольтных транзисторов он может достигать сотен вольт.Коллектор также должен быть сильно легирован, чтобы минимизировать омические потери, если транзистор должен выдерживать большой ток. Эти противоречивые требования удовлетворяются за счет более сильного легирования коллектора в области металлического контакта. Коллектор у базы слегка легирован по сравнению с эмиттером. Сильное легирование эмиттера дает основанию эмиттера низкое напряжение пробоя, примерно 7 В в транзисторах с малым сигналом. Сильнолегированный эмиттер придает переходу эмиттер-база характеристики стабилитрона при обратном смещении.
Матрица BJT , кусок нарезанной полупроводниковой пластины, монтируется коллектором вниз к металлическому корпусу для силовых транзисторов. То есть металлический корпус электрически подключен к коллектору. Маленькая сигнальная матрица может быть залита эпоксидной смолой. В силовых транзисторах алюминиевые соединительные провода соединяют базу и эмиттер с выводами корпуса. Кристаллы малосигнальных транзисторов могут устанавливаться непосредственно на выводные провода. Несколько транзисторов могут быть изготовлены на одном кристалле, называемом интегральной схемой .Даже коллектор может быть прикреплен к проводу вместо корпуса. Интегральная схема может содержать внутреннюю разводку транзисторов и других интегральных компонентов. Интегрированный BJT, показанный на (Рисунок (c) выше), намного тоньше, чем рисунок «без масштаба». Область P + изолирует несколько транзисторов в одном кристалле. Слой металлизации алюминия (не показан) соединяет множество транзисторов и других компонентов. Область эмиттера сильно легирована N + по сравнению с базой и коллектором для повышения эффективности эмиттера.
Дискретные PNP-транзисторы почти такого же высокого качества, как и NPN-аналоги. Однако интегрированные PNP-транзисторы не так хороши, как NPN-транзисторы в одном кристалле интегральной схемы. Таким образом, интегральные схемы максимально используют разнообразие NPN.
Обзор
- Биполярные транзисторы проводят ток, используя как электроны, так и дырки в одном устройстве.
- Для работы биполярного транзистора в качестве усилителя тока требуется, чтобы переход коллектор-база был смещен в обратном направлении, а переход эмиттер-база был смещен в прямом направлении.
- Транзистор отличается от пары встречных диодов тем, что база, центральный слой, очень тонкая. Это позволяет основным носителям из эмиттера диффундировать в качестве неосновных носителей через базу в обедненную область перехода база-коллектор, где их собирает сильное электрическое поле.
- Эффективность эмиттера повышена за счет более сильного легирования по сравнению с коллектором. Эффективность излучателя: α = I C / I E , 0,99 для малых сигнальных устройств
- Коэффициент усиления по току β = I C / I B , от 100 до 300 для малосигнальных транзисторов.
– обзор
5.7.3 Дополнительные усилители класса B
Интригующая комбинация транзисторов npn и pnp представляет собой схему с комплементарной симметрией, показанную на рис. 5.14a. Он подходит для интегральных схем (ИС), поскольку имеет прямое соединение, что исключает использование конденсаторов связи или громоздких и дорогих трансформаторов. Один недостаток в том, что необходимы две батареи или два блока питания с противоположной полярностью.
Рис. 5.14. (а) Бестрансформаторный двухтактный усилитель, подходящий для ИС. (b) Передаточные характеристики усилителя, демонстрирующие сильные кроссоверные искажения.
Операция следующая: при отсутствии входного сигнала смещение базы на обоих транзисторах равно нулю, поэтому оба транзистора отключены. Кроме того, оба транзистора остаются выключенными для входных сигналов в диапазоне от -0,7 В до 0,7 В. Поскольку ни один из транзисторов не проводит ток, выходное напряжение υ ° равно нулю.Когда υ i увеличивается до значения выше 0,7 В, транзистор T1 npn включается и подает ток на нагрузку R L , в то время как T2 остается выключенным. Точно так же, когда υ i уменьшается до менее -0,7 В, транзистор T2 pnp включается и подает ток на нагрузку, в то время как T1 выключен. Таким образом, выходное напряжение на нагрузке равно. 19
(5,40) υo = υi − 0.7V, когда υi> 0,7Vυo = υi + 0,7V, когда υi <−0,7V
, график зависимости от входного напряжения представлен на рис. 5.14b. Такая кривая называется передаточной характеристикой. В этом случае это показывает, что коэффициент усиления по напряжению усилителя (наклон кривой) равен единице, за исключением плоской центральной области, где усилитель имеет нулевое усиление. Именно в плоской области проводимость смещается от одного транзистора к другому. Эта нелинейность передаточных характеристик усилителя вызывает искажения, которые называются кроссоверными искажениями.Даже если такой усилитель не имеет усиления по напряжению, он может иметь значительное усиление по току и, следовательно, значительный выигрыш по мощности.
На рис. 5.15a показано, как можно модифицировать дополнительный усилитель, чтобы устранить перекрестные искажения. При добавлении батарей с напряжением смещения около В b = 0,5–0,6 В оба транзистора будут на грани включения при отсутствии входного сигнала, то есть υ i = 0. Даже небольшое положительное входное напряжение теперь будет вызывать проводимость T1, и аналогичным образом небольшое отрицательное напряжение вызовет проводимость T2, тем самым устраняя большую часть перекрестных искажений.Усилитель без искажений имел бы передаточную характеристику прямой линии на рис. 5.14b.
Рис. 5.15. (а) Добавление смещающих батарей снижает перекрестные искажения. (b) Замена батарей на диоды дает напряжения смещения, которые автоматически компенсируют колебания температуры.
Схема усилителя на рис. 5.15a, помимо смещающих батарей В b , которые неудобны и трудны для реализации в интегральной схеме, имеет более серьезный недостаток, который может привести к разрушению транзисторы при повышении температуры даже умеренно.Напомним, что кремниевые устройства очень чувствительны к повышению температуры. В примере 4.3 мы показали, что обратный ток в диоде увеличивается с ростом температуры. На рис. 4.14 мы показали, что добавление эмиттерного сопротивления к цепи смещения защитит транзистор от теплового разрушения из-за разгона, вызванного уменьшением сопротивления кремниевого материала с повышением температуры. Повышение температуры может быстро привести к неуправляемому процессу, поскольку возрастающий ток вызывает увеличение потерь I 2 R , что еще больше увеличивает тепло и температуру в кремниевом устройстве.Соответственно, можно констатировать, что если напряжение включения для кремния комнатной температуры составляет 0,7 В, то более теплый кремний будет иметь меньшее напряжение включения; обычно В быть будет уменьшаться на 2,5 мВ на каждый 1 ° C повышения. Следовательно, поддержание постоянного напряжения смещения на транзисторе при повышении температуры фактически увеличивает прямое смещение на транзисторе, ускоряя процесс разгона до тех пор, пока большие токи не разрушат транзистор. Этот эффект критичен для усилителей мощности, которые пропускают значительные токи.Для защиты от теплового повреждения усилители мощности имеют эффективные и часто большие радиаторы – обычно толстые алюминиевые пластины, непосредственно прикрепленные к силовым транзисторам.
Чтобы избежать этого типа разрушения, мы модифицируем схему на рис. 5.15a на схему на рис. 5.15b, заменив батареи смещения диодами D, прямое напряжение которых будет отслеживать напряжения база-эмиттер транзисторов. На практике диоды устанавливаются на том же радиаторе, что и транзисторы, что гарантирует одинаковые изменения температуры.Теперь, когда температура повышается, напряжение смещения В быть будет уменьшаться автоматически, потому что прямое падение напряжения на диоде уменьшается. Ток через транзистор уменьшается, и цепь стабилизируется. Часто диоды заменяют термисторами, которые представляют собой тип резистора, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры.
Теперь у нас есть схема усилителя, идеально подходящая для интегральных схем. Он эффективен, поскольку относится к классу B, и его можно производить с низкими затратами из-за отсутствия разделительных конденсаторов и трансформаторов.Это класс B, потому что смещение базы на обоих транзисторах настроено так, что при отсутствии сигнала транзисторы отключаются. Следовательно, ток течет в каждом транзисторе только тогда, когда входной сигнал смещает его переход эмиттер-база в прямом направлении. Из-за противоположной полярности транзисторов это происходит на чередующихся полупериодах входного напряжения. Следовательно, один транзистор подает ток на нагрузку, в то время как другой отключен (как показано на рис. 5.13b, который относится к этому случаю).Выходной сигнал υ является копией входного сигнала υ i , хотя каждый транзистор работает только половину времени. Высокий КПД дополнительной схемы обусловлен небольшими потерями I 2 R , поскольку постоянный ток в нагрузочном резисторе всегда равен нулю.
Транзисторные схемы | Electronics Club
Транзисторные схемы | Клуб электроникиТипы | Токи | Функциональная модель | Использовать как переключатель | Выход IC | Датчики | Инвертор | Дарлингтон пара
Следующая страница: Емкость
См. Также: Транзисторы
На этой странице объясняется работа транзисторов в простых схемах, в основном их использование в качестве переключателей.Практические вопросы, такие как тестирование, меры предосторожности при пайке и идентификация выводов, рассматриваются в страница транзисторов.
Типы транзисторов
Есть два типа стандартных (биполярных) транзисторов, NPN и PNP , с разными обозначениями схем. Буквы относятся к слоям полупроводникового материала, из которых изготовлен транзистор. Большинство используемых сегодня транзисторов являются NPN-транзисторами, потому что их проще всего сделать из кремния. Эта страница в основном посвящена транзисторам NPN, и новичкам следует сначала сосредоточиться на этом типе.
Выводы имеют маркировку основание (B), коллектор (C) и эмиттер (E). Эти термины относятся к внутренней работе транзистора, но их не так много. Помогите понять, как используется транзистор, поэтому относитесь к ним как к ярлыкам.
Обозначения схемы транзистора
Пара Дарлингтона – это два транзистора, соединенных вместе чтобы дать очень высокий коэффициент усиления по току.
Помимо стандартных (биполярный переход) транзисторов, есть полевые транзисторы , которые обычно обозначаются как FET s.У них разные символы схем и свойства, и они не рассматриваются на этой странице.
Rapid Electronics: транзисторы
Токи транзисторов
На схеме показаны два пути тока через транзистор.
Малый базовый ток управляет большим током коллектора .
Когда переключатель замкнут небольшой ток течет в основание (B) транзистор. Этого достаточно, чтобы светодиод B тускло светился.Транзистор усиливает этот небольшой ток, чтобы позволить большему току течь через его коллектор (C) к его эмиттеру (E). Этот ток коллектора достаточно велик, чтобы светодиод C светился ярко.
При разомкнутом переключателе базовый ток не течет, поэтому транзистор отключается коллекторный ток. Оба светодиода выключены.
Вы можете построить эту схему с двумя стандартными 5-миллиметровыми красными светодиодами и любыми маломощными светодиодами общего назначения. Транзистор NPN (например, BC108, BC182 или BC548).Это хороший способ проверить транзистор и убедиться, что он работает.
Транзистор усиливает ток и может использоваться как переключатель, как описано на этой странице.
С подходящими резисторами (и конденсаторами для переменного тока) транзистор может усиливать напряжение, такое как аудиосигнал. но это еще не рассматривается на этом веб-сайте.
Режим общего эмиттера
Это устройство, в котором эмиттер (E) находится в цепи управления (базовый ток) а в управляемой цепи (коллекторный ток) называется общим эмиттерным режимом .Это наиболее широко используемая схема транзисторов, поэтому ее нужно изучить в первую очередь.
Функциональная модель транзистора NPN
Функционирование транзистора сложно объяснить и понять с точки зрения его внутренней структуры. Более полезно использовать эту функциональную модель.
- Переход база-эмиттер ведет себя как диод.
- A базовый ток I B протекает только при напряжении V BE через переход база-эмиттер равен 0.7В или больше.
- Малый базовый ток I B управляет большим током коллектора Ic варьируя сопротивление R CE .
- Ic = h FE × I B (если транзистор не открыт и не насыщен). h FE – коэффициент усиления по току (строго по постоянному току), Типичное значение для h FE равно 100 (это отношение, поэтому у него нет единиц измерения).
- Сопротивление коллектор-эмиттер R CE регулируется током базы I B :
I B = 0 , R CE = бесконечность, транзистор выключен
I B малый , R CE уменьшенный, транзистор частично включен
I B повышенный , R CE = 0, транзистор полностью открыт («насыщен»)
Дополнительные примечания:
- Базовый ток I B должен быть ограничен, чтобы предотвратить повреждение транзистора. и резистор может быть подключен последовательно с базой. Транзисторы
- имеют максимальный ток коллектора Ic.
- Коэффициент усиления по току h FE может широко варьироваться , даже для однотипных транзисторов!
- Транзистор, заполненный на на (с R CE = 0), называется « насыщенный ».
- Когда транзистор насыщен, напряжение коллектор-эмиттер В CE снижается почти до 0В.
- Когда транзистор насыщается, определяется ток коллектора Ic. питающим напряжением и внешним сопротивлением в цепи коллектора, а не коэффициент усиления транзистора по току.В результате соотношение Ic / I B для насыщенного транзистора коэффициент усиления по току меньше h FE .
- Ток эмиттера I E = Ic + I B , но Ic намного больше, чем I B , поэтому примерно I E = Ic.
Использование транзистора в качестве переключателя
Когда транзистор используется в качестве переключателя, он должен быть либо ВЫКЛ. , либо полностью ВКЛЮЧЕННЫМ . Он никогда не должен быть включен частично (со значительным сопротивлением между C и E), потому что в В этом состоянии транзистор может перегреться и выйти из строя.
В полностью открытом состоянии напряжение V CE на транзисторе почти равно нулю, и транзистор находится в считается, что это насыщенный , потому что он больше не может пропускать ток коллектора Ic.
Устройство, переключаемое транзистором, называется нагрузкой .
При выборе транзистора для использования в качестве переключателя необходимо учитывать его максимальный ток коллектора. Ic (макс.) и его минимальное усиление по току ч FE (мин.) . Номинальное напряжение транзистора может быть проигнорировано при напряжении питания менее 15 В.
Технические данные транзистора
Большинство поставщиков предоставляют данные о транзисторах, которые они продают, например Быстрая электроника.
Мощность, развиваемая переключающим транзистором, должна быть очень маленькой
Мощность, развиваемая в транзисторе, отображается как нагрев , и транзистор будет разрушен, если станет слишком горячим. Это не должно быть проблемой для транзистора, используемого в качестве переключателя, если он был выбран и настроен правильно, потому что мощность, развиваемая внутри него, будет очень маленькой.
| Мощность (тепло), развиваемая в транзисторе: Power = Ic × V CE |
- Когда OFF : Ic равно нулю, поэтому мощность равна нулю .
- Когда полный ВКЛ : V CE почти равен нулю, поэтому мощность очень мала .
Может ли реле быть лучше транзисторного переключателя?
Транзисторы не могут переключать переменный ток или высокое напряжение (например, электросеть), и они обычно не лучший выбор для коммутации больших токов (> 5A).Реле подходят для всех этих ситуаций, но учтите, что для переключения тока катушки реле может все же потребоваться маломощный транзистор. Для получения дополнительной информации, включая преимущества и недостатки, см. страницу реле.
Защитный диод для нагрузок с катушкой, таких как реле и двигатели
Если транзистор переключает нагрузку с помощью катушки, такой как двигатель или реле, диод должен быть подключен к нагрузке, чтобы защитить транзистор от кратковременное высокое напряжение, возникающее при отключении нагрузки.
На схеме показано, как защитный диод подключен к нагрузке «в обратном направлении», в данном случае катушка реле.
Для этого подойдет сигнальный диод типа 1N4148.
Зачем нужен защитный диод?
Ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле, которое внезапно схлопывается. при отключении тока. Внезапный коллапс магнитного поля вызывает кратковременное высокое напряжение на катушке, которое может повредить транзисторы и микросхемы.Защитный диод позволяет индуцированному напряжению пропускать кратковременный ток через катушку. (и диод), поэтому магнитное поле исчезает быстро, а не мгновенно. Это предотвращает индуцированное напряжение становится достаточно высоким, чтобы вызвать повреждение транзисторов и микросхем.
Подключение транзистора к выходу включения / выключения цифровой ИС
Большинство микросхем не могут обеспечивать большие выходные токи, поэтому может потребоваться использование транзистора. для переключения большего тока, необходимого для таких устройств, как лампы, двигатели и реле.Микросхема таймера 555 необычна тем, что может обеспечивать относительно большой ток до 200 мА, Достаточно для многих реле и других нагрузок без транзистора.
Резистор базы ограничивает ток, протекающий в базу транзистора, чтобы предотвратить его повреждение. но он также должен пропускать достаточный базовый ток, чтобы транзистор был полностью насыщен. при включении.
Транзистор, который не полностью насыщен при включении, может перегреться и выйти из строя. особенно если транзистор переключает большой ток (> 100 мА).
В следующем разделе объясняется, как выбрать транзистор и базовый резистор для обеспечения полного насыщения.
Переключение нагрузки с другим напряжением питания
Транзистор может использоваться для включения ИС, подключенной к источнику низкого напряжения (например, 5 В) для переключения тока нагрузки с отдельным источником постоянного тока (например, 12 В).
Два источника питания должны быть связаны. Обычно их соединения 0 В связаны и транзистор NPN используется на выходе IC. Однако, если на выходе ИС используется транзистор PNP, положительные (+) соединения вместо этого должны быть связаны.
Выбор транзистора и базового резистора для цифрового выхода ИМС
Следуйте этому пошаговому руководству, чтобы выбрать подходящий транзистор для подключения к выходу включения / выключения. цифровой ИС (логический вентиль, счетчик, PIC, микроконтроллер и т. д.) для переключения нагрузки, такой как лампа, двигатель или реле. Данные о транзисторах можно получить у большинства поставщиков, например см. Быстрая электроника.
1. Выберите правильный тип транзистора, NPN или PNP
Вы хотите, чтобы нагрузка включалась, когда выход IC высокий? Или когда он или низкий?
- Для включения, когда на выходе IC высокий уровень , используйте транзистор NPN .
- Для включения, когда на выходе IC низкий уровень , используйте транзистор PNP .
Транзисторы NPN и PNP подключаются по-разному, как показано на схемах ниже, но Расчеты и требуемые свойства одинаковы для обоих типов транзисторов.
Транзисторный переключатель NPN
нагрузка включена, когда выход IC высокий
Транзисторный переключатель PNP
нагрузка включена, когда выход IC низкий
2.Узнайте напряжение питания и характеристики нагрузки.
Для определения требуемых свойств транзистора вам необходимо знать следующие значения:
- Vs = напряжение питания нагрузки.
- R L = сопротивление нагрузки (например, сопротивление катушки реле).
- Ic = ток нагрузки (= Vs / R L ).
- Максимальный выходной ток микросхемы – см. Техническое описание микросхемы. Если вы не можете найти эту информацию, примите низкое значение, например 5 мА.
- Vc = напряжение питания IC (обычно это Vs, но оно будет другим, если IC и нагрузка имеют отдельные источники питания).
Примечание: не путайте IC (интегральная схема) с Ic (ток коллектора).
3. Определить требуемые свойства транзистора
Выберите транзистор правильного типа (NPN или PNP из шага 1), чтобы удовлетворить следующие требования:
- Максимальный ток коллектора транзистора Ic (max) должен быть больше тока нагрузки:
Ic (макс.)> напряжение питания Vs сопротивление нагрузки R L - Минимальный коэффициент усиления по току транзистора h FE (мин) должен быть не менее 5 умноженный на ток нагрузки Ic, деленный на максимальный выходной ток IC.
ч FE (мин)> 5 × ток нагрузки Ic макс. IC current
4. Определите значение для базового резистора R
BБазовый резистор (R B ) должен пропускать ток, достаточный для протекания транзистора. полностью насыщен при включении, и хорошо бы увеличить ток базы (I B ) примерно в пять раз значение, которое просто насыщает транзистор.Воспользуйтесь приведенной ниже формулой, чтобы найти подходящее сопротивление для R B и выбрать ближайшее стандартное значение.
| R B = 0,2 × R L × h FE (см. Примечание) |
Примечание: Если ИС и нагрузка имеют разные напряжения питания, например 5 В для ИС но 12 В для нагрузки используйте формулу ниже для R B :
| R B = | Vc × h FE | , где Vc – напряжение питания микросхемы |
| 5 × Ic |
5.Проверьте, нужен ли вам защитный диод
Если включаемой и выключаемой нагрузкой является двигатель, реле или соленоид (или любое другое устройство с катушкой): диод должен быть подключен к нагрузке, чтобы защитить транзистор от короткого замыкания. высокое напряжение, возникающее при отключении нагрузки. Обратите внимание, что диод подключен «наоборот», как показано на рисунке. на диаграммах выше.
Пример
Выход из КМОП-микросхемы серии 4000 необходим для работы реле с 100, включается, когда выход IC высокий.Напряжение питания составляет 6 В как для ИС, так и для нагрузки. ИС может обеспечивать максимальный ток 5 мА.
- Транзистор NPN необходим, потому что катушка реле должна быть включена, когда выход IC высокий.
- Ток нагрузки = Vs / R L = 6/100 = 0,06 A = 60 мА, поэтому транзистор должен иметь Ic (макс.)> 60 мА .
- Максимальный ток от ИС составляет 5 мА, поэтому транзистор должен иметь ч FE (мин)> 60 (5 × 60 мА / 5 мА).
- Выберите транзистор малой мощности общего назначения BC182 с Ic (макс.) = 100 мА и ч FE (мин) = 100 .
- R B = 0,2 × R L × в FE = 0,2 × 100 × 100 = 2000, поэтому выберите R B = 1k8 или 2k2 .
- Для катушки реле требуется защитный диод .
Rapid Electronics: транзисторы
Использование транзистора в качестве переключателя с датчиками
На схемах ниже показано, как подключить LDR (датчик освещенности) к транзистору, чтобы светочувствительный переключатель цепи на светодиоде. Есть две версии: одна включается в темноте, другая при ярком свете.Переменный резистор регулирует чувствительность. Для переключения светодиода можно использовать любой транзистор малой мощности общего назначения.
Если транзистор переключает нагрузку с помощью катушки (например, двигателя или реле) вместо светодиода, вы должны включить защитный диод поперек нагрузки.
Если переменный резистор находится между + Vs и базой, вы должны добавить резистор с фиксированным номиналом не менее 1к (10к в примере ниже), чтобы защитить транзистор, когда переменный резистор уменьшен до нуля, в противном случае чрезмерная база ток разрушит транзистор.
Светодиод загорается, когда LDR находится в темноте
Светодиод загорается при яркости LDR
Обратите внимание, что переключающее действие этих простых схем не очень хорошее, потому что будет промежуточная яркость, когда транзистор будет частично на (не насыщенный). В этом состоянии транзистор может перегреться, если он не коммутирует небольшой ток. Нет проблем с малым током светодиода, но больший ток лампы, двигателя или реле может вызвать перегрев.
Другие датчики, например термистор, могут использоваться с этими схемами, но для них может потребоваться другой переменный резистор. Вы можете рассчитать приблизительное значение переменного резистора (Rv), используя мультиметр для определения минимального и максимального значений сопротивления датчика (Rmin и Rmax), а затем по этой формуле:
| Значение переменного резистора: Rv = квадратный корень из (Rmin × Rmax) |
Например, LDR: Rmin = 100, Rmax = 1M, поэтому Rv = квадратный корень из (100 × 1M) = 10к.
Вы можете сделать намного лучшую схему переключения с датчиками, подключенными к подходящему IC (чип). Действие переключения будет намного более резким без частичного включения.
Транзисторный инвертор (НЕ затвор)
Дарлингтон пара
Пара Дарлингтона – это два транзистора, соединенных вместе так, что ток, усиливаемый первым, усиливается. далее вторым транзистором.
Пара ведет себя как одиночный транзистор с очень высоким коэффициентом усиления по току, так что для включения пары требуется лишь крошечный базовый ток.
Коэффициент усиления по току пары Дарлингтона (h FE ) равен двум индивидуальным коэффициентам усиления (h FE1 и h FE2 ), умноженные вместе – это дает паре очень высокий коэффициент усиления по току, например 10000.
| Коэффициент усиления тока пары Дарлингтона: ч FE = h FE1 × h FE2 |
Обратите внимание, что для включения пары Дарлингтона должно быть 0,7 В на обоих переходах база-эмиттер, которые являются соединены последовательно так 1.Для включения требуется 4В.
Rapid Electronics: транзисторы Дарлингтона
Транзисторы Дарлингтона
Пары Дарлингтонадоступны в виде корпуса «транзистор Дарлингтона» с тремя выводами. (B, C и E) эквивалентно стандартному транзистору.
Вы также можете сделать свою собственную пару Дарлингтона из двух обычных транзисторов. TR1 может быть маломощным, но TR2 может потребоваться высокая мощность. Максимальный ток коллектора Ic (max) для пары такой же, как Ic (max) для TR2.
Цепь сенсорного переключателя
Пара Дарлингтона достаточно чувствительна, чтобы реагировать на небольшой ток, проходящий через ваша кожа, и его можно использовать для изготовления сенсорного переключателя , как показано на схеме.
Для этой схемы, которая просто зажигает светодиод, два транзистора могут быть любыми транзисторы малой мощности назначения.
100к резистор защищает транзисторы, если контакты соединены куском провода.
Схема сенсорного переключателя
Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку.У них есть широкий ассортимент компонентов, инструментов и материалов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.
Следующая страница: Емкость | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.