Suis Elektronik Transistor - Prinsip Operasi dan Skema

Dalam peranti nadi anda sering boleh mencari suis transistor. Suis transistor terdapat dalam flip-flop, suis, multivibrator, penjana penyekat dan litar elektronik lain. Dalam setiap litar, suis transistor melaksanakan fungsinya, dan bergantung kepada mod operasi transistor, litar suis secara keseluruhan mungkin berubah, tetapi gambarajah skema asas suis transistor adalah seperti berikut:

Terdapat beberapa mod asas operasi suis transistor: mod aktif biasa, mod tepu, mod potong dan mod terbalik aktif. Walaupun litar suis transistor pada asasnya adalah litar penguat transistor pemancar biasa, litar ini berbeza dalam fungsi dan mod daripada penguat biasa.

Dalam aplikasi utama, transistor berfungsi sebagai suis pantas, dan keadaan statik utama adalah dua: transistor dimatikan dan transistor dihidupkan. Keadaan Terselak — Keadaan terbuka apabila transistor berada dalam mod potong.Keadaan tertutup - keadaan tepu transistor atau keadaan hampir tepu, di mana keadaan transistor terbuka. Apabila transistor beralih dari satu keadaan ke keadaan lain, ia adalah mod aktif di mana proses dalam lata adalah bukan linear.

Keadaan statik diterangkan mengikut ciri statik transistor. Terdapat dua ciri: keluarga keluaran — pergantungan arus pengumpul pada voltan pemancar pengumpul dan keluarga input — pergantungan arus asas pada voltan pemancar asas.

Mod pemotongan dicirikan oleh pincang dua persimpangan pn transistor dalam arah yang bertentangan, dan terdapat pemotongan dalam dan pemotongan cetek. Pecahan dalam adalah apabila voltan yang digunakan pada simpang adalah 3-5 kali lebih tinggi daripada ambang dan mempunyai kekutuban yang bertentangan dengan yang beroperasi. Dalam keadaan ini, transistor terbuka, dan arus pada elektrodnya sangat kecil.

Dalam pemecahan cetek, voltan yang dikenakan pada salah satu elektrod adalah lebih rendah dan arus elektrod lebih tinggi daripada pemecahan dalam, dengan keputusan bahawa arus sudah bergantung kepada voltan yang digunakan mengikut lengkung bawah keluarga ciri keluaran. , lengkung ini dipanggil «ciri mengehadkan» ...

Sebagai contoh, kami akan melakukan pengiraan yang dipermudahkan untuk mod kunci transistor yang akan beroperasi pada beban rintangan. Transistor akan kekal untuk masa yang lama dalam hanya satu daripada dua keadaan asas: terbuka sepenuhnya (tepu) atau tertutup sepenuhnya (cutoff).

Biarkan beban transistor menjadi gegelung geganti SRD-12VDC-SL-C, yang rintangan gegelung pada nominal 12 V ialah 400 ohm.Kami mengabaikan sifat induktif gegelung geganti, biarkan pembangun menyediakan penyenyap untuk melindungi daripada pelepasan sementara, tetapi kami akan mengira berdasarkan fakta bahawa geganti akan dihidupkan sekali dan untuk masa yang sangat lama. Kami mencari arus pengumpul dengan formula:

Ik = (Upit-Ukenas) / Rn.

Di mana: Ik — arus terus pengumpul; Usup — voltan bekalan (12 volt); Ukenas — voltan tepu transistor bipolar (0.5 volt); Rn — rintangan beban (400 Ohm).

Kami mendapat Ik = (12-0.5) / 400 = 0.02875 A = 28.7 mA.

Untuk kesetiaan, mari kita ambil transistor dengan margin untuk arus pengehad dan voltan pengehad. BD139 dalam pakej SOT-32 boleh digunakan. Transistor ini mempunyai parameter Ikmax = 1.5 A, Ukemax = 80 V. Akan ada margin yang baik.

Untuk menyediakan arus pengumpul sebanyak 28.7 mA, arus tapak yang sesuai mesti disediakan.Arus tapak ditentukan oleh formula: Ib = Ik / h21e, di mana h21e ialah pekali pemindahan arus statik.

Multimeter moden membolehkan anda mengukur parameter ini, dan dalam kes kami ia adalah 50. Jadi Ib = 0.0287 / 50 = 574 μA. Jika nilai pekali h21e tidak diketahui, untuk kebolehpercayaan anda boleh mengambil minimum daripada dokumentasi untuk transistor ini.

Untuk menentukan nilai perintang asas yang diperlukan. Voltan tepu pemancar utama ialah 1 volt. Ini bermakna jika kawalan dijalankan oleh isyarat daripada keluaran litar mikro logik, voltannya ialah 5 V, maka untuk menyediakan arus asas yang diperlukan sebanyak 574 μA, dengan penurunan pada peralihan 1 V, kami mendapat :

R1 = (Uin-Ubenas) / Ib = (5-1) / 0.000574 = 6968 Ohm

Mari pilih bahagian yang lebih kecil (supaya arus mencukupi sepenuhnya) bagi perintang siri standard 6.8 kOhm.

TETAPI, agar transistor bertukar lebih cepat dan operasinya boleh dipercayai, kami akan menggunakan perintang tambahan R2 antara pangkalan dan pemancar, dan beberapa kuasa akan jatuh ke atasnya, yang bermaksud bahawa ia adalah perlu untuk mengurangkan rintangan perintang R1. Mari kita ambil R2 = 6.8 kΩ dan laraskan nilai R1:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (melalui perintang R2) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

R1 = (5-1) / (0.000574 + 1/6800) = 5547 ohm.

Biarkan R1 = 5.1 kΩ dan R2 = 6.8 kΩ.

Mari kita hitung kerugian suis: P = Ik * Ukenas = 0.0287 * 0.5 = 0.014 W. Transistor tidak memerlukan heatsink.