Transistör devresinde iki 12v lambayı değiştiriyorum. Akım anahtarlarında mantık devreleri. Şematik Parametreler ve Öğeler

Transistör KT969'un özellikleri:

Yapı - NPN,
Maks. Örneğin. cb, V - 300,
İzin verilen maksimum kollektör akımı, A - 0,1,
Akım transfer katsayısı h21e - 50,
Sınırlama frekansı h21e fgr, MHz - 60,
Maksimum güç dağılımı, W - 1.

Gördüğünüz gibi maksimum akım 100 ma, bu yüzden onları burada kullanmaya karar verdim çünkü etrafta 50 tane var ama başka nereye koyacağımı bulamadım. Anahtar kolunda 3 led kullanıyorum, kol akımı yaklaşık 75-80 mA. Neredeyse küçük bir farkla. 100 mikrofarad kapasiteli elektrolitik kapasitörler, transistörlerin istenen frekansta net bir şekilde anahtarlanması için tam olarak doğru.

Çin (bir kez) kayıt cihazından panolara zaten lehimlenmiş LED'leri aldım. Her bir LED'e seri olarak 120 ohm'luk bir akım sınırlayıcı direnç lehimlenmiştir. Multivibratörün bir kolunda, diğerinde 2 sarı LED yanıyor - her iki tarafta 4, 2. Etkisi çok güzel.

Şemayı kakao kutusunun dibine yerleştirdim. Şeffaf ve doğru boyutta. Tahtaları yanlara yapıştırdım - kuruyorlar. 150-170 mA yükte 9-12 volt DC ile çalıştırılabilir.

Tasarım basittir (menteşeli montaj) ve pratik olarak ayar gerektirmez, montaj ve besleme voltajının bağlanmasından hemen sonra çalışmaya başlar. Ve uygun bir güç kaynağı aramak istemiyorsanız, flaşöre trafosuz bir PSU aracılığıyla doğrudan ağdan güç sağlayabilirsiniz. Revizyon şeması aşağıda gösterilmiştir:

Kapalıyken açık devre (açık devre), açıkken kapalı devre sağlar. Bu, birçok cihazın faaliyetinin düşünülemeyeceği çok önemli bir işlevdir.

Başka bir deyişle, anahtarın kapalı durumdayken sonsuz direnç veya empedans sağladığı ve açık durumdayken sıfır direnç veya empedans sağladığı söylenebilir.

Bu nedenle, anahtar, ortalama değeri olmayan bir devre için hem sıfır hem de sonsuz direnç sağlayan bir tür kontrollü açma/kapama direnci olarak adlandırılabilir. Evet, belki de böyle bir isim birine en doğru görünmeyebilir, ancak anahtarın özünü aşağı yukarı kısa bir biçimde aktarır.

Öte yandan, transistör, kontrollü bir direnç olarak düşünülebilir, çünkü yayıcı ile toplayıcı arasındaki direnç, taban-yayıcı bağlantısındaki akım tarafından kontrol edilir. Emitörlerin tabanındaki akım kontrol ettiği için emitör-kolektördeki direnç sonsuz olarak ayarlanabilir ancak bu şekilde direncin sıfıra eşitlenmesi mümkün olmayacaktır (sonuç ideal). Ancak ideal değer elde edilemese de bu durum transistörün switch olarak çok popüler olmasına engel değil.

Transistör, devreye oldukça fazla direnç sağlar, ancak tamamen sonsuz değildir. Transistör ayrıca çok az direnç sağlar, ancak ideal olarak sıfır da değildir.

Transistörün özelliklerinde 3 alan vardır:

— kapatma alanı;

- doğrusal alan;

doygunluk alanıdır.

Lineer bölgede kollektör-emetör geriliminin (VCE) geniş bir aralığa sahip olabilmesi için kollektör akımı (IC) sabit tutulmaktadır. Gerilimin geniş bir aralığa sahip olması ve kollektör akımının neredeyse sabit olması nedeniyle transistör bu bölgede çalışırsa çok büyük bir enerji kaybı olacaktır.

Ancak pratikte bir anahtar kapatıldığında üzerinden geçen gerilim açık devredeki gerilime eşit olacaktır ancak akım sıfırdır dolayısıyla enerji kaybı olmaz. Aynı şekilde anahtar açıldığında anahtardan geçen akım ancak kapalı devredeki akım kadar güçlüdür ancak anahtardan geçen gerilim sıfırdır yani enerji kaybı da yoktur.

Bir transistörün anahtar görevi görmesi isteniyorsa, açık ve kapalı durumdaki enerji kaybı sıfıra yakın veya çok düşük olacak şekilde çalıştırılmalıdır. Bunun mümkün olduğu tek durum, transistörün yalnızca sınırlayıcı özellik bölgesinde çalışmasıdır. Bir transistörün özelliklerinde iki sınırlayıcı bölge vardır. Bunlar kapalı bölge ve doygunluk bölgesidir.

Temel emitör akımının veya basitçe temel akımın sıfır olduğu şekilde, kollektör akımı (IC), geniş bir kollektör-emitör voltajı (VCE) aralığı için çok küçük bir sabit değere sahip olacaktır. Dolayısıyla, transistör sıfıra eşit veya sıfırdan küçük bir taban akımıyla çalışıyorsa, kollektörden yayıcıya (IC) geçen akım çok küçüktür.

Dolayısıyla transistör kapalı durumda, ancak aynı zamanda transistör (anahtar) yoluyla enerji kaybı yani. IC x VCE, IC'nin çok küçük olması nedeniyle önemsizdir. Bundan, transistörün açık devrede bir anahtar veya bir kapatma anahtarı olarak çalıştığı sonucu çıkar.

Şimdi, transistörün bir direnç yükü RL ile seri bağlandığını varsayalım. Normal durumda yükten geçen gerilim VL'dir. Buradan, yükten geçen akım:

Transistör, kollektör akımı C1'in IL'den büyük olduğu I1'e dayalı bir akımla çalışıyorsa, transistör doyma bölgesinde çalışır. Burada, transistörün toplayıcısından emitörüne (IC) geçen herhangi bir akım (C1) için çok küçük bir toplayıcı-emitör voltajı (VCE) olacaktır.

Buradan, bu durumda transistörden geçen akımın yük akımı kadar güçlü olduğu ancak transistörden geçen voltajın (VCE) oldukça düşük olduğu sonucu çıkar, bu da transistördeki enerji kaybının yine önemsiz olduğu anlamına gelir.

Transistör, bir kapalı devre anahtarı veya bir açma anahtarı gibi davranır. Bu nedenle, bir transistörü anahtar olarak kullanmak için, yayıcı tabanında uygulanan akımın, yüke akım sağlamak için transistörü doygunlukta tutacak kadar güçlü olduğundan emin olmanız gerekir.

Daha önce de belirtildiği gibi, bir anahtar olan bir transistördeki enerji kaybı çok düşüktür, ancak sıfır değildir. Bunun ideal bir anahtar olmadığı, ancak belirli uygulamalar için kabul edilebilir olduğu sonucu çıkar. Şimdi, girişte, yükte DC enerjisini düzenlemek için, devreyi periyodik olarak açıp kapatacak ve böylece çıkışta istenen enerjiyi sağlayacak bir transistör anahtarı kullanmak gerekir.

Bunu yapmak için, tabanda belirli bir akım dalga formuna ihtiyacınız vardır, bu nedenle transistör yüke akım sağlamak için periyodik olarak kapatma bölgesine ve doyma bölgesine gider. Bir bütün olarak tabandaki tipik periyodik akım dalga formu, mikroişlemci tabanlı bir puls üreteci tarafından elde edilir.

Anahtar olarak kullanılmak üzere bir transistör seçildiğinde, transistörün derecesine dikkat edilmelidir. Gerçek şu ki, açık durumdayken yükteki tüm akım transistörden akacaktır. Bu akım, transistörün kollektör-emitör akımını idare etme kabiliyetinin güvenli değerinden büyükse, transistör aşırı ısınma nedeniyle kalıcı olarak arızalanabilir.

Yine kapalı durumda, yük üzerindeki açık devredeki tüm gerilim, transistörde görünecektir. Transistör bu gerilime dayanabilmelidir, aksi takdirde kollektör-emetör bağlantısı bozulur ve transistör kapanmak yerine açılır.

Bir transistörü anahtar olarak kullanırken başka bir ayrıntıyı dikkate almak gerekir. Bir transistör için her zaman gerekli olan uygun boyutta bir soğutucu ve tasarım. Her transistörün kapalıdan açıka geçmesi ve tersi için biraz zamana ihtiyacı vardır.

Bu süre çok kısa ve birkaç mikrosaniyeden az olsa bile, yine de sıfır değildir. Anahtarın açık olduğu süre boyunca akım (IC) artacak, kollektör-emetör gerilimi (VCE) ise sıfıra düşecektir.

Akım sıfırdan (ideal olarak) maksimum değerine yükselirken ve voltaj maksimum değerinden sıfıra (ideal olarak) düşerken, her ikisinin de maksimum değerlerinde olacağı bir an olacaktır. Bu noktada, tepe enerji kaybı meydana gelir.

Aynı şekilde transistörde de maksimum enerji kaybı, on durumundan off durumuna geçtiğinde gerçekleşir. Durum değişikliğinin geçiş döneminde transistörde maksimum enerji kaybı meydana gelir, ancak geçiş süresi oldukça küçük olduğu için enerji israfı hala oldukça ortalamadır.

Düşük frekanslı çalışma için üretilen ısı orta düzeyde olabilir. Ancak çalışma sıklığı çok yüksekse, önemli bir enerji kaybı ve buna karşılık gelen bir ısı üretimi olacaktır. Isı üretiminin yalnızca geçiş durumunda meydana gelmediğini belirtmekte fayda var. Ayrıca transistörün açık veya kapalı durumunda da oluşur. Bununla birlikte, sabit durumdaki ısı miktarı oldukça küçük ve önemsizdir.

Belki bir transistörü anahtar olarak kullanan biri, yukarıdakilerden sonra karmaşık görünebilir, ancak bu öyle değil. Sadece bazı gerekli noktalara dikkat etmeniz ve bazı şeyleri hatırlamanız gerekiyor. Bu konuyu kapsayan teorik kısım, küçük olmasa da nispeten basittir.

Makaleye yorumlar, eklemeler yazın, belki bir şeyi kaçırdım. Bir göz atın , benimkinde yararlı başka bir şey bulursanız sevinirim.

Elektronik şalter devresi, yüklerin uzaktan kontrolü için tasarlanmıştır. Cihazın tüm cihazını başka bir zaman ele alacağız ve bu yazıda, sevilen 555 zamanlayıcıyı temel alan basit bir elektronik anahtar devresini tartışacağız.

Devre, zamanlayıcının kendisinden, transistörü amplifikatör olarak sabitlemeyen bir düğme ve bir elektromanyetik röleden oluşur. Benim durumumda, kesintisiz güç kaynaklarında bulunabilen 10 Amper akıma sahip 220 Volt'luk bir röle kullanıldı.

Kelimenin tam anlamıyla, orta ve yüksek güçteki herhangi bir transistör, bir güç transistörü olarak kullanılabilir. Devre bir ters iletimli çift kutuplu transistör (NPN) kullanıyor, ancak ben bir doğrudan transistör (PNP) kullandım, bu nedenle transistör bağlantısının polaritesini değiştirmeniz gerekecek, yani - bir ileri iletim transistörü kullanacaksanız, o zaman artı transistörün yayıcısına güç verilir, ters transistör iletimi kullanıldığında yayıcıya eksi güç uygulanır.

Direkt olarak KT818, KT837, KT816, KT814 veya benzeri seri transistörleri, ters - KT819, KT805, KT817, KT815 vb.

Elektronik anahtar, kişisel olarak 6 ila 16 Volt arasında sağlanan çok çeşitli besleme voltajlarında çalışır, her şey net bir şekilde çalışır.

Düğmeye kısaca basılarak devre etkinleştirilir, bu anda transistör röle dahil anında açılır, ikinci kapama yükü bağlar. Yük yalnızca tekrar basıldığında kapatılır. Bu nedenle, devre bir kilitleme anahtarının rolünü oynar, ancak ikincisinden farklı olarak, yalnızca elektronik olarak çalışır.

Benim durumumda, düğme yerine bir optokuplör kullanıldı ve kontrol panelinden komut verildiğinde devre kapanıyor. Gerçek şu ki, optokuplöre giden sinyal, Çin radyo kontrollü bir makineden alınan radyo modülünden geliyor. Böyle bir sistem, çok fazla zorluk çekmeden belirli bir mesafedeki birden fazla yükü yönetmenize olanak tanır.

Bu elektronik anahtar devresi her zaman iyi performans gösterir ve kusursuz çalışır - deneyin ve kendiniz görün.

Dokunmatik anahtar, yalnızca iki transistör ve birkaç radyo elemanından oluşan çok basit bir devredir.

Sensör - sensör - ile İngilizce dil.- hassas veya algısal öğe. Bu devre, sensöre parmağınızla dokunarak yüke voltaj uygulamanızı sağlar. Bu durumda sensör olarak tabandan gelen bir telimiz olacak. Diyagrama bakalım:

Devrenin çalışma gerilimi 4-5 Volttur. Belki biraz daha fazla.

Şema çok basit. Bir mm'lik bir devre tahtasında şöyle görünecektir:

Havada olan KT315 transistörün tabanından sarı kablolama, bir sensörümüz olacak.

Vericinin, toplayıcının ve tabanın nerede olduğunu kim hatırlamaz, aşağıdaki fotoğraf KT361 transistörünün (solda) ve KT315 transistörün (sağda) pin çıkışını (pin çıkışını) gösterir. KT361 ve KT315, mektubun bulunduğu yerde farklılık gösterir. KT361 için bu harf ortada ve KT315 için soldadır. Hangi harf olduğu önemli değil. Bu durumda "G" harfi, KT361G ve KT315G transistörlerinin kullanıldığı anlamına gelir.

Benim durumumda KT315B transistörler kullandım (eline ne geldi).

İşte bu devrenin çalışırken bir videosu:

Peki ya güçlü bir yükü kontrol etmek için böyle bir dokunmatik anahtar kullanılıyorsa? Örneğin, 220 voltluk bir akkor lamba? LED yerine sadece bir TTR koyabiliriz.

Bu devrede bir Katı Hal Rölesi (SSR) kullandım, ancak elektromekanik bir röle de kullanılabilir. Elektromekanik röle kullanırken röle bobinine paralel koruyucu diyot koymayı unutmayınız.

Değiştirilmiş TTR devrem şöyle görünüyor:

Ve işte böyle çalışır:

İnternette, bu devre üç transistöre gider. Biraz basitleştirdim. Devrenin çalışma prensibi çok basittir. Transistör VT2'nin tabanının çıkışına parmağınızla dokunduğunuzda, vücudumuzdan sinüzoidal bir sinyal tabana girer. Ve nereden geliyor? 220 Voltluk bir ağdan manyetikler. Böylece, bu alıcılar transistör VT2'nin açılması için yeterlidir, ardından VT2'den gelen sinyal VT1'in tabanına gider ve orada daha da yükseltilir. Bu sinyalin gücü LED'i yakmak veya röleye bir kontrol sinyali göndermek için yeterlidir. Her şey ustaca ve basit!

Şekil l'de gösterilen devreyi göz önünde bulundurun. 2.3. Küçük bir sürücü akımı vasıtasıyla başka bir devrede çok daha büyük bir akım üretebilen bu devreye transistör anahtarı denir. Çalışmasının bir önceki bölümde verilen kuralları anlamasına yardımcı olunur. Anahtar kontağı açıkken taban akımı yoktur. Bu nedenle, kural 4'ten aşağıdaki gibi, kollektör akımı yoktur. Lamba yanmıyor.

Pirinç. 2.3. Bir transistör anahtarı örneği.

Anahtar kapatıldığında, temel voltaj 0,6 V'tur (baz yayıcı diyot açık). Temel direnç üzerindeki voltaj düşüşü 9,4 V'tur, bu nedenle temel akım . Düşünmeden kural 4'ü kullanırsanız, o zaman yanlış sonuca ulaşabilirsiniz: (tipik bir değer için. Hata nedir? Gerçek şu ki, kural 4 yalnızca kural 1'e uyulursa geçerlidir; kollektör akımı ulaştıysa lambanın karşısındaki voltaj 10 V'tur. Akımın daha da fazla olması için kollektör potansiyelinin toprak potansiyelinden küçük olması gerekir. Ancak transistör bu duruma geçemez. Kolektör potansiyeli toprak potansiyeline yaklaştığında transistör devreye girer. doyma moduna geçer (doyma gerilimlerinin tipik değerleri aralık içindedir, bkz. Ek G) ve kollektör potansiyelindeki değişiklik durur.Bizim durumumuzda lamba, üzerindeki gerilim düşüşü 10 V olduğunda yanar.

Tabana fazladan bir sinyal uygulanırsa (biz kullandık akım , sahip olmak yeterli olsa da , o zaman devre bu fazlalığı harcamaz; bizim durumumuzda bu çok faydalıdır, çünkü lamba içinden büyük bir akım akar. soğuk durumda (soğuk durumda lamba direnci, çalışma akımı aktığındakinden 5-10 kat daha azdır) G) Bazen tabana bir direnç bağlanır (örneğin, 10 kΩ dirençli), böylece anahtar açıkken, tabanın potansiyeli kesinlikle zeminin potansiyeline eşittir.

Bu direnç, anahtar kapatıldığında devrenin çalışmasını etkilemez, çünkü içinden akımın sadece küçük bir kısmı akar.

Transistör anahtarları tasarlarken, aşağıdaki yönergeler kullanışlı olacaktır:

1. Temel devredeki direncin direncini daha az almak daha iyidir, o zaman aşırı taban akımı daha büyük olacaktır. Bu öneri özellikle lamba kontrol devreleri için kullanışlıdır; çünkü düşük bir değerde katsayı da azalır.

Pirinç. 2.4. Endüktif bir yük bağlarken her zaman bir bastırma diyodu kullanın.

Yüksek hızlı anahtarlar geliştirirken de hatırlanmalıdır, çünkü çok yüksek frekanslarda (megahertz mertebesinde) kapasitif etkiler ortaya çıkar ve katsayının değeri düşer (3. Hızı artırmak için, tabana paralel bir kapasitör bağlanır. direnç.

2. Yük potansiyeli herhangi bir nedenle toprak potansiyelinden düşükse (örneğin, yükün AC voltajı varsa veya endüktif ise), o zaman kollektör bağlantısına paralel olarak bir diyot bağlanmalıdır (ayrıca bir diyot da kullanabilirsiniz) pozitif potansiyel beslemeye göre ters yönde bağlanmış diyot), bu durumda kollektör-taban devresi, yükte negatif voltaj ile akım iletmeyecektir.

3. Endüktif yükler kullanıldığında, transistör şekil 2'de gösterildiği gibi yüke bağlı bir diyot ile korunmalıdır. 2.4. Anahtar açıksa, o zaman bir diyotun yokluğunda kollektör, büyük olasılıkla kollektör-emitör devresi için arıza voltajından daha yüksek olan büyük bir pozitif voltaja sahip olacaktır. Bunun nedeni, indüktörün kaynaktan toplayıcıya doğru akan akımı tutma eğiliminde olmasıdır (Bölüm 1.31'deki indüktörlerin özelliklerini hatırlayın).

Transistör anahtarları çok hızlı anahtarlamaya izin verir, anahtarlama süresi genellikle mikrosaniye kesirleriyle ölçülür. Onların yardımıyla, bir kontrol sinyali ile birkaç devreyi değiştirebilirsiniz. Transistörlü anahtarların diğer bir avantajı, anahtarlara yalnızca doğru akım kontrol sinyallerinin beslendiği uzaktan "soğuk" anahtarlamaya izin vermeleridir. (Anahtarlanan yüksek güçlü sinyallerin kendilerini "sürürseniz", kablolar üzerinden iletildiklerinde kapasitif dalgalanmalar meydana gelebilir ve sinyaller büyük ölçüde zayıflayabilir).

İnsan şeklinde transistör.

Pirinç. 2.5. "Transistör adam" temel akımı izler ve çıkış reostasını, çıkış akımı temel akımdan daha büyük olacak şekilde ayarlar.

Transistörün herhangi bir zamanda şunları yapabileceği unutulmamalıdır:

a) kesme modunda olmak, yani kapatın (kolektör akımı yok);

b) aktif modda olun (küçük kollektör akımı, kollektördeki voltaj yayıcıdakinden daha yüksektir);

c) doyma moduna geçin (kolektördeki voltaj yaklaşık olarak yayıcıdaki voltaja eşittir). Transistörün doygunluk modu, Ek G'de daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.