знакомство с радиодеталями

главная основы элементы примеры расчетов любительская технология общая схемотехника радиоприем конструкции для дома и быта связная аппаратура телевидение справочные данные измерения обзор радиолюбительских схем в журналах обратная связь       реклама

резисторы и конденсаторы     полупроводниковые приборы    акустические приборы     микросхемы     солнечные фотоэлементы      SMD компоненты    реле электромагнитные  полупроводниковые оптоприборы                 ЗНАКОМСТВО С РАДИОДЕТАЛЯМИ Какие только детали не понадобятся для изготовления предлагаемых конструкций! Здесь и резисторы, и транзисторы, и конденсаторы, и диоды, и выключатели. .. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на ее корпусе, определить выводы. О том, как это сделать, и будет кратко рассказано ниже. Более же подробные сведения о радиодеталях вы найдете в описании конструкций самоделок. Резистор. Эта деталь встречается практически в каждой конструкции. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). 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. На схемах резистор обозначается латинской буквой R (от слова Resistans — сопротивляться). 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). Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, как вы уже знаете, измеряют в омах, килоомах и мегаомах. 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. 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, электрофонах. К группе резисторов относятся и так называемые терморезисторы. В принципе, у любого резистора имеется определенная зависимость номинала от окружающей температуры. Эта зависимость называется Температурный Коэффициент Сопротивления — сокращенно — ТКС и носит величину в процентах на градус (как правило — градус Цельсия!). В процессе изготовления стараются снизить ТКС у резисторов до минимума…  Довольно высокий ТКС имеют некоторые металлы (например — медь). Это свойство часто используется для контроля за температурой внутри аппаратуры, а также дает возможность косвенным путем вычислить температуру, например, силового трансформатора или электродвигателя. Используя некоторые из полупроводниковых материалов можно создать терморезисторы как с положительным, так и с отрицательным ТКС. Резисторы с положительным ТКС часто используют в цепях защиты аппаратуры от перегрева. При увеличении температуры сопротивление такого резистора увеличивается до величины иногда в несколько раз большей, чем начальная, что ограничивает ток, например в цепи пусковой обмотки электродвигателя… Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используются для обеспечения так называемого «мягкого» пуска электродвигателей а также для продления службы обычных ламп накаливания. Такой резистор при комнатной температуре имеет некоторое начальное сопротивление, уменьшающееся в процессе нагрева. Таким образом мы имеем некоторое ограничение пускового тока… Справочные данные некоторых из отечественных терморезисторов можно скачать  по этой ссылке. Конденсатор. Надо сказать, что эту деталь, как и резистор, можно увидеть во многих самоделках. Как правило, самый простой конденсатор — это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Если резистор пропускает постоянный ток, то через конденсатор он не проходит. А вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного. Как вы знаете, у резистора основной параметр — сопротивление, у конденсатора же — емкость. Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости. У переменных конденсаторов емкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. 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 дешев и доступен. На схемах конденсатор обозначается буквой С (от латинского слова Capacitor — накопитель). Единица емкости - микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица — пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады. На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах, а свыше — в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510 или 6800 пФ. А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад. Типов конденсаторов очень много. Они отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Одна из разновидностей постоянных конденсаторов — электролитический. Такие конденсаторы выпускают большой емкости — от 0,5 до 68000 мкФ.  На схемах для них указывают не только емкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать . Например, надпись 5,0×10 В означает, что конденсатор емкостью 5 мкФ нужно взять на напряжение 10 В. Необходимо иметь в виду, что электролитичесие конденсаторы (за исключением специально изготовленных, так называемых «неполярных»!) не могут работать в цепях переменного тока значительной величины! Использование полярных электролитических конднсаторов в цепях переменного тока приводит к их разрушению и даже к  взрыву!!! Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения емкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 5 — 180 свидетельствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 5 пФ, а в другом — 180 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое емкость конденсатора будет также плавно изменяться от 5 до 180 пФ или от 180 до 5 пФ. Номинальные значения емкости конденсаторов и сопротивления резисторов показаны на рисунке внизу: Цифры номиналов зависят от допустимого отклонения (получается при изготовлении и последующей отбраковки элементов) от номинального значения в процентах.                                                      вверх

схема включения и способы управления

Тиристор представляет собой электронный силовой частично управляемый ключ. Этот прибор, с помощью сигнала управления может находиться только в проводящем состоянии, то есть быть включенным. Для того, чтобы его выключить, нужно проводить специальные мероприятия, которые обеспечивают падение прямого тока до нулевого значения. Принцип работы тиристора заключается в односторонней проводимости, в закрытом состоянии может выдержать не только прямое, но и обратное напряжение.

Свойства тиристоров

По своим качествам, тиристоры относятся к полупроводниковым приборам. В их полупроводниковой пластине присутствуют смежные слои, обладающие различными типами проводимости. Таким образом, каждый тиристор представляет собой прибор, имеющий четырехслойную структуру р-п-р-п.

К крайней области р-структуры производится подключение положительного полюса источника напряжения. Поэтому, данная область получила название анода. Противоположная область п-типа, куда подключается отрицательный полюс, называется катодом. Вывод из внутренней области осуществляется с помощью р-управляющего электрода.

Классическая модель тиристора состоит из двух , имеющих разную степень проводимости. В соответствии с данной схемой, производится соединение базы и коллектора обоих транзисторов. В результате такого соединения, питание базы каждого транзистора осуществляется с помощью коллекторного тока другого транзистора. Таким образом, получается цепь с положительной обратной связью.

Если ток отсутствует в управляющем электроде, то транзисторы находятся в закрытом положении. Течение тока через нагрузку не происходит, и тиристор остается закрытым. При подаче тока выше определенного уровня, в действие вступает положительная обратная связь. Процесс становится лавинообразным, после чего происходит открытие обоих транзисторов. В конечном итоге, после открытия тиристора, наступает его стабильное состояние, даже в случае прекращения подачи тока.

Работа тиристора при постоянном токе

Рассматривая электронный тиристор принцип работы которого основан на одностороннем движении тока, следует отметить его работу при постоянном токе.

Обычный тиристор включается путем подачи импульса тока в цепь управления. Эта подача осуществляется со стороны положительной полярности, противоположной, относительно катода.

Во время включения, продолжительность переходного процесса обусловлена характером нагрузки, амплитудой и скоростью, с которой нарастает импульс тока управления. Кроме того, этот процесс зависит от температуры внутренней структуры тиристора, тока нагрузки и приложенного напряжения. В цепи, где установлен тиристор, не должно быть недопустимой скорости роста напряжения, которое может привести к его самопроизвольному включению.

Тиристор – это полупроводниковый ключ, конструкция которого представляет собой четыре слоя. Они обладают способностью переходить из одного состояния в другое – из закрытого в открытое и наоборот.

Информация, представленная в данной статье, поможет дать исчерпывающий ответ на вопрос об этом аппарате.

Принцип функционирования тиристора

В специализированной литературе этот прибор также носит название однооперационного тиристора. Это название обусловлено тем, что устройство является не полностью управляемым . Другими словами, при получении сигнала от управляющего объекта он может только перейти в режим включенного состояния. Для того чтобы выключить прибор, человеку придется выполнить дополнительные действия, которые и приведут к падению уровня напряжения до нулевой отметки.

Работа этого прибора основывается на использовании силового электрического поля. Для его переключения из одного состояния в другое применяется технология управления, передающая определенные сигналы. При этом ток по тиристору может двигаться только в одном направлении. В выключенном состоянии этот прибор обладает способностью выдерживать как прямой, так и обратное напряжение.

Способы включения и выключения тиристора

Переход в рабочее состояние стандартного этого типа аппарата осуществляет путем поучения импульса токового напряжения в определенной полярности. На скорость включения и на то, как он впоследствии будет работать, влияют следующие факторы:

Выключение тиристора может быть осуществлено некоторыми способами:

1. Естественное выключение. В технической литературе также встречается такое понятие, как естественная коммутация – оно аналогично естественному выключению.
2. Принудительное выключение (принудительная коммутация).

Естественное выключение этого аппарата осуществляется в процессе его функционирования в цепях с переменным током, когда происходит понижение уровня тока до нулевой отметки.

Принудительное выключение включает в себя большое количество самых разнообразных способов. Самым распространенным из них является следующий метод.

Конденсатор, обозначаемый латинской буквой C, соединяется с ключом. Он должен обозначаться маркеровкой S. При этом конденсатор перед замыканием должен быть заряжен.

Основные типы тиристоров

В настоящее время существует немалое количество тиристоров, которые различаются между собой своими техническими характеристиками – скоростью функционирования, способами и процессами управления, направлениями тока при нахождении в проводящем состоянии и др.

Наиболее распространенные типы

1. Тиристор-диод. Такой прибор аналогичен устройству, которое имеет встречно-параллельный диод во включенном режиме.
2. Диодный тиристор. Другое название – динистор. Отличительной характеристикой этого устройства является то, что переход в проводящий режим осуществляется в момент, когда уровень тока превышен.
3. Запираемый тиристор.
4. Симметричный. Он также носит название симистора. Конструкция этого прибора аналогична двум устройствам со встречно-параллельным диодами при нахождении в режиме работы.
5. Быстродействующий или инверторный. Этот тип устройства обладает способностью переходить в нерабочее состояние за рекордно короткое время – от 5 до 50 микросекунд.
6. Оптотиристор. Его работа осуществляется при помощи светового потока.
7. Тиристор под полевым управлением по ведущему электроду.

Обеспечение защиты

Тиристоры входят в перечень приборов, которые критично влияют на изменение скорости увеличения прямого тока. Как и для диодов, так и для тиристоров характерен процесс протекания обратного тока восстановления. Резкое изменение его скорости и падение до нулевой отметки приводит к повышенному риску возникновения перенапряжения.

Кроме того, перенапряжение в конструкции этого прибора может возникать вследствие полного исчезновении напряжения в разнообразных составных частях системы, например, в малых индуктивностях монтажа.

По вышеуказанным причинам в подавляющем большинстве случаев для обеспечения надежной защиты этих приборов применяют разнообразные схемы ЦФТП. Данные схемы при нахождении в динамическом режиме помогают защищать устройство от возникновения недопустимых значений напряжения.

Надежным средством защиты также является применение варистора . Это устройство подключается к местам вывода индуктивной нагрузки.

В самом общем виде применение такого прибора, как тиристор, можно разделить на следующие группы:

Ограничения тиристора

При работе с любым типом этого прибора следует соблюдать определенные правила техники безопасности, а также помнить о некоторых необходимых ограничениях.

Например, в случае с индуктивной нагрузкой при функционировании такой разновидности прибора, как симистор. В данной ситуации ограничения касаются скорости изменения уровня напряжения между двумя основными элементами – его анодами и рабочим током. Для ограничения влияния тока и перегрузки применяется RC-цепочка .

Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих.

Тиристор — полупроводниковый элемент, имеющий только два состояния: «открыто» (ток проходит) и «закрыто» (тока нет). Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.

По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем.

Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток. Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Внешний вид

Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Элементы времен Советского Союза — металлические, в виде «летающей тарелки» с тремя выводами. Два вывода — катод и управляющий электрод — находятся на «дне» или «крышке» (это с какой стороны смотреть). Причем электрод управления меньше по размерам. Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе.

Два вида тиристоров — современные и советские, обозначение на схемах

Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

Принцип работы

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. Пропускать ток он будет в одном направлении — от анода к катоду, но происходить это будет только в состоянии «открыто». На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод. Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении (если сравнивать с диодом).

В схемах переменного напряжения тиристор будет пропускать только одну полуволну — верхнюю. Когда приходит нижняя полуволна, он сбрасывается в состояние «закрыто».

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. «Сигналом» к переходу в состояние «открыто» является появление напряжения между анодом и управляющим выводом. Вернуть тиристор в состояние «закрыто» можно двумя способами:

• снять нагрузку;
• уменьшить ток ниже тока удержания (одна из технических характеристик).

В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. В схеме постоянного напряжения, после кратковременного появления напряжения между анодом и управляющим выводом, элемент переходит в состояние «открыто». Далее может быть два варианта развития событий:

• Состояние «открыто» держится даже после того, как напряжение анод-выход управления пропало. Такое возможно если напряжение, поданное на анод-управляющий вывод, выше чем неотпирающее напряжение (эти данные есть в технических характеристиках). Прекращается прохождение тока через тиристор, фактически только разрывом цепи или выключением источника питания. Причем выключение/обрыв цепи могут быть очень кратковременными. После восстановления цепи, ток не течет до тех пор, пока на анод-управляющий вывод снова не подадут напряжение.
• После снятия напряжения (оно меньше чем отпирающее) тиристор сразу переходит в состояние «закрыто».

Так что в схемах постоянного тока есть два варианта использования тиристора — с удержанием открытого состояния и без. Но чаще применяют по первому типу — когда он остается открытым.

Принцип работы тиристора в схемах переменного напряжения отличается. Там возвращение в запертое состояние происходит «автоматически» — при падении силы тока ниже порога удержания. Если напряжение на анод-катод подавать постоянно, на выходе тиристора получаем импульсы тока, которые идут с определенной частотой. Именно так построены импульсные блоки питания. При помощи тиристора они преобразуют синусоиду в импульсы.

Проверка работоспособности

Проверить тиристор можно либо при помощи мультиметра, либо создав простенькую проверочную схему. Если при прозвонке иметь перед глазами технические характеристики, можно заодно проверить сопротивление переходов.

Прозвонка мультиметром

Для начала разберем прозвонку мультиметром. Переводим прибор в режим прозвонки.

Обратите внимание, что величина сопротивления у разных серий разная — на это не стоит обращать особого внимания. Если хотите проверить и сопротивление переходов, посмотрите в технических характеристиках.

На рисунке представлены схемы испытаний. Крайний справа рисунок — усовершенствованный вариант с кнопкой, которую устанавливают между катодом и управляющим выводом. Для того чтобы мультиметр зафиксировал протекающий по цепи ток, кратковременно нажимаем на кнопку.

При помощи лампочки и источника постоянного тока (батарейка тоже пойдет)

Если мультиметра нет, можно проверить тиристор при помощи лампочки и источника питания. Подойдет даже обычная батарейка или любой другой источник постоянного напряжения. Вот только напряжение должно быть достаточным для того, чтобы засветить лампочку. Потребуется еще сопротивление или обычный кусок проволоки. Из этих элементов собирается простая схема:

• Плюс от источника питания подаем на анод.
• К катоду подключаем лампочку, второй ее вывод подключаем к минусу источника питания. Лампочка не горит, так как термистор заперт.
• Кратковременно (при помощи куска проволоки или сопротивления) соединяем анод и управляющий вывод.
• Лампочка загорается и продолжает гореть, хотя перемычка убрана. Термистор остается в открытом состоянии.
• Если выкрутить лампочку или выключить источник питания, то лампочка, естественно, погаснет.
• Если восстановить цепь/питание, она не загорится.

Заодно с проверкой, эта схема позволяет понять принцип работы тиристора. Ведь картинка получается очень наглядной и понятной.

Виды тиристоров и их особые свойства

Полупроводниковые технологии все еще разрабатываются и совершенствуются. За несколько десятилетий появились новые разновидности тиристоров, которые имеют некоторые отличия.

• Динисторы или диодные тиристоры. Отличаются тем, что имеют только два вывода. Открываются подачей на анод и катод высокого напряжения в виде импульса. Называют еще «неуправляемые тиристоры».
• Тринисторы или триодные тиристоры. В них есть управляющий электрод, но управляющий импульс может подаваться:
  • На управляющий выход и катод. Название — с управлением катодом.
  • На управляющий электрод и анод. Соответственно — управление анодом.

Есть также разные виды тиристоров по способу запирания. В одном случае достаточно уменьшения анодного тока ниже уровня тока удержания. В другом случае — подается запирающее напряжение на управляющий электрод.

По проводимости

Мы говорили, что проводят тиристоры ток только в одном направлении. Обратной проводимости нет. Такие элементы называют обратно-непроводящие, но существуют не только такие. Есть и другие варианты:

• Имеют невысокое обратное напряжение, называются обратно-проводящие.
• С ненормируемой обратной проводимостью. Ставят в схемах, где обратное напряжение возникнуть не может.
• Симисторы. Симметричные тиристоры. Проводят ток в обоих направлениях.

Тиристоры могут работать в режиме ключа. То есть при поступлении импульса управления подавать ток на нагрузку. Нагрузка, в этом случае, рассчитывается исходя из напряжения в открытом виде. Надо также учитывать наибольшую рассеиваемую мощность. Вот в этом случае лучше выбирать металлические модели в виде «летающей тарелки». К ним удобно приделывать радиатор — для более быстрого охлаждения.

Классификация по особым режимам работы

Еще можно выделить следующие подвиды тиристоров:

• Запираемые и незапираемые. Принцип работы тиристора незапираемого немного другой. Он находится в открытом состоянии когда плюс приложен к аноду, минус — на катоде. Переходит в закрытое состоянии при смене полярности.
• Быстродействующие. Имеют малое время перехода из одного состояния в другое.
• Импульсные. Очень быстро переходит из одного состояние в другое, используется в схемах с импульсными режимами работы.

Основное назначение — включение и выключение мощной нагрузки при помощи маломощных управляющих сигналов

Основная область использования тиристоров — в качестве электронного ключа, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи. В общем много привычных устройств построены на тиристорах. Например, гирлянда с бегущими огнями, выпрямители, импульсные источники тока, выпрямители и многие другие.

Характеристики и их значение

Некоторые тиристоры могут коммутировать очень большие токи, в этом случае их называют силовыми тиристорами. Они изготавливаются в металлическом корпусе — для лучшего отвода тепла. Небольшие модели с пластиковым корпусом — это обычно маломощные варианты, которые используют в малоточных схемах. Но, всегда есть исключения. Так что для каждой конкретной цели подбирают требуемый вариант. Подбирают, понятное дело, по параметрам. Вот основные:

Есть еще динамический параметр — время перехода из закрытого в открытое состояние. В некоторых схемах это важно. Может еще указываться тип быстродействия: по времени отпирания или по времени запирания.

♦ Как мы уже выяснили – тиристор, это полупроводниковый прибор, обладающий свойствами электрического вентиля. Тиристор с двумя выводами (А — анод, К — катод) , это динистор. Тиристор с тремя выводами (А – анод, К – катод, Уэ – управляющий электрод) , это тринистор, или в обиходе его называют просто тиристор.

♦ С помощью управляющего электрода (при определенных условиях) можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть переводить его из состояния «выключено» в состояние «включено».
Тиристор открывается в случае, если приложенное напряжение между анодом и катодом превысит величину U = Uпр , то есть величину напряжения пробоя тиристора;
Тиристор можно открыть и при напряжении меньше, чем Uпр между анодом и катодом (U , если подать импульс напряжения положительной полярности между управляющим электродом и катодом.

♦ В открытом состоянии тиристор может находиться сколько угодно долго, пока на него подано питающее напряжение.
Тиристор можно закрыть:

• — если уменьшить напряжение между анодом и катодом до U = 0 ;
• — если снизить анодный ток тиристора до величины, меньше тока удержания Iуд .
• — подачей запирающего напряжения на управляющий электрод, (только для запираемых тиристоров).

Тиристор может также находиться в закрытом состоянии сколько угодно долго, до прихода запускающего импульса.
Тиристоры и динисторы работают как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.

Работа динистора и тиристора в цепях постоянного тока.

Рассмотрим несколько практических примеров.
Первый пример применения динистора, это релаксационный генератор звуковых сигналов .

В качестве динистора используем КН102А-Б.

♦ Работает генератор следующим образом.
При нажатии кнопки Кн , через резисторы R1 и R2 постепенно заряжается конденсатор С (+ батареи – замкнутые контакты кнопки Кн – резисторы – конденсатор С – минус батареи).
Параллельно конденсатору подключена цепочка из телефонного капсюля и динистора. Через телефонный капсюль и динистор ток не протекает, так как динистор еще «заперт».
♦ При достижении на конденсаторе напряжения, при котором пробивается динистор, через катушку телефонного капсюля проходит импульс тока разряда конденсатора (С – катушка телефона – динистор — С). Слышен щелчок из телефона, конденсатор разрядился. Далее снова идет заряд конденсатора С и процесс повторяется.
Частота повторения щелчков зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления резисторов R1 и R2 .
♦ При указанных на схеме номиналах напряжения, резисторов и конденсатора, частоту звукового сигнала с помощью резистора R2 можно менять в пределах 500 – 5000 герц. Телефонный капсюль необходимо использовать с низкоомной катушкой 50 – 100 Ом , не более, например телефонный капсюль ТК-67-Н .
Телефонный капсюль необходимо включать с соблюдением полярности, иначе не будет работать. На капсюле есть обозначение +(плюс) и – (минус).

♦ У этой схемы (рис 1) есть один недостаток. Из-за большого разброса параметров динистора КН102 (разное напряжение пробоя), в некоторых случаях, нужно будет увеличить напряжение источника питания до 35 – 45 вольт , что не всегда возможно и удобно.

Устройство управления, собранное на тиристоре, для включения – выключения нагрузки с помощью одной кнопки показано на рис 2.

Устройство работает следующим образом.
♦ В исходном состоянии тиристор закрыт и лампочка не горит.
Нажмем на кнопку Кн в течении 1 – 2 секунды . Контакты кнопки размыкаются, цепь катода тиристора разрывается.

В этот момент конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R1 . Напряжение на конденсаторе достигает величины U источника питания.
Отпускаем кнопку Кн .
В этот момент конденсатор разряжается по цепи: резистор R2 – управляющий электрод тиристора – катод — замкнутые контакты кнопки Кн – конденсатор.
В цепи управляющего электрода потечет ток, тиристор «откроется» .
Загорается лампочк а по цепи: плюс батареи – нагрузка в виде лампочки – тиристор — замкнутые контакты кнопки – минус батареи.
В таком состоянии схема будет находиться сколько угодно долго .
В этом состоянии конденсатор разряжен: резистор R2, переход управляющий электрод – катод тиристора, контакты кнопки Кн.
♦ Для выключения лампочки необходимо кратковременно нажать на кнопку Кн . При этом основная цепь питания лампочки обрывается. Тиристор «закрывается» . Когда контакты кнопки замкнутся, тиристор останется в закрытом состоянии, так как на управляющем электроде тиристора Uynp = 0 (конденсатор разряжен).

Мною опробованы и надежно работали в этой схеме различные тиристоры: КУ101, Т122, КУ201, КУ202, КУ208 .

♦ Как уже упоминалось, динистор и тиристор имеют свой транзисторный аналог .

Схема аналога тиристора состоит из двух транзисторов и изображена на рис 3 .
Транзистор Тр 1 имеет p-n-p проводимость, транзистор Тр 2 имеет n-p-n проводимость. Транзисторы могут быть как германиевые, так и кремниевые.

Аналог тиристора имеет два управляющих входа.
Первый вход: А – Уэ1 (эмиттер — база транзистора Тр1).
Второй вход: К – Уэ2 (эмиттер – база транзистора Тр2).

Аналог имеет: А – анод, К — катод, Уэ1 – первый управляющий электрод, Уэ2 – второй управляющий электрод.

Если управляющие электроды не использовать, то это будет динистор, с электродами А — анод и К — катод .

♦ Пару транзисторов, для аналога тиристора, надо подбирать одинаковой мощности с током и напряжением выше, чем необходимо для работы устройства. Параметры аналога тиристора (напряжение пробоя Unp, ток удержания Iyд) , будут зависеть от свойств применяемых транзисторов.

♦ Для более устойчивой работы аналога в схему добавляют резисторы R1 и R2 . А с помощью резистора R3 можно регулировать напряжение пробоя Uпр и ток удержания Iyд аналога динистора – тиристора. Схема такого аналога изображена на рис 4 .

Если в схеме генератора звуковых частот (рис 1) , вместо динистора КН102 включить аналог динистора, получится устройство с другими свойствами (рис 5) .

Напряжение питания такой схемы составит от 5 до 15 вольт . Изменяя величины резисторов R3 и R5 можно изменять тональность звука и рабочее напряжение генератора.

Переменным резистором R3 подбирается напряжение пробоя аналога под используемое напряжение питания.

Потом можно заменить его на постоянный резистор.

Транзисторы Тр1 и Тр2: КТ502 и КТ503; КТ814 и КТ815 или любые другие.

♦ Интересна схема стабилизатора напряжения с защитой от короткого замыкания в нагрузке (рис 6) .

Если ток в нагрузке превысит 1 ампер , сработает защита.

Стабилизатор состоит из:

• — управляющего элемента– стабилитрона КС510 , который определяет напряжение выхода;
• — исполнительного элемента–транзисторов КТ817А, КТ808А , исполняющих роль регулятора напряжения;
• — в качестве датчика перегрузки используется резистор R4 ;
• — исполнительным механизмом защиты используется аналог динистора, на транзисторах КТ502 и КТ503 .

♦ На входе стабилизатора в качестве фильтра стоит конденсатор С1 . Резистором R1 задается ток стабилизации стабилитрона КС510 , величиной 5 – 10 мА. Напряжение на стабилитроне должно быть 10 вольт .
Резистор R5 задает начальный режим стабилизации выходного напряжения.

Резистор R4 = 1,0 Ом , включен последовательно в цепь нагрузки.Чем больше ток нагрузки, тем больше на нем выделяется напряжение, пропорциональное току.

В исходном состоянии, когда нагрузка на выходе стабилизатора мала или отключена, аналог тиристора закрыт. Приложенного к нему напряжения 10 вольт (от стабилитрона) не хватает для пробоя. В этот момент падение напряжения на резисторе R4 почти равно нулю.
Если постепенно увеличивать ток нагрузки, будет увеличиваться падение напряжения на резисторе R4 . При определенном напряжении на R4, аналог тиристора пробивается и установится напряжение, между точкой Тчк1 и общим проводом, равное 1,5 — 2,0 вольта .
Это есть напряжение перехода анод — катод открытого аналога тиристора.

Одновременно загорается светодиод Д1 , сигнализируя об аварийной ситуации. Напряжение на выходе стабилизатора, в этот момент, будет равно 1,5 — 2,0 вольта .
Чтобы восстановить нормальную работу стабилизатора, необходимо выключить нагрузку и нажать на кнопку Кн , сбросив блокировку защиты.
На выходе стабилизатора вновь будет напряжение 9 вольт , а светодиод погаснет.
Настройкой резистора R3 , можно подобрать ток срабатывания защиты от 1 ампера и более . Транзисторы Т1 и Т2 можно ставить на один радиатор без изоляции. Сам же радиатор изолировать от корпуса.

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно .

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы

Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.

В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.


К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

виды, как выглядит и из чего состоит, принцип работы, характеристика

Автор Aluarius На чтение 9 мин. Просмотров 1.9k. Опубликовано 14.05.2020

В электрических цепях важную роль играет проводник. Для чего нужен резистор и что это такое стоит разобраться подробнее. Он способен поделить напряжение и ограничить ток, измерить его и создать цепь обратной связи. Основная задача маленькой детали создать необходимое сопротивление для электрического тока.

Резисторы бывают различных цветов, форм и размеров

Что такое резистор

Резистор – это сопротивление. Он является пассивным элементом в цепи и способен только уменьшать ток. Происхождение названия идет от латинского «resisto», что дословно на русском языке означает «сопротивляюсь».

Предназначен проводник для того, чтобы преобразовывать напряжение в силу тока и наоборот, он поглощает часть энергии и ограничивает ток. Основное применение приходится на электрические и электронные устройства.

Справка! Соединение проводников может быть последовательным, параллельным или смешанным.

Также есть два вида полупроводников:

• линейные, сопротивление у которых от тока и напряжения не зависит;
• нелинейные, способные изменить сопротивление в зависимости от значений протекающего тока и напряжения.

Основным параметром резисторов является номинальное напряжение.

Как выглядит

Элементы могут быть проволочные и непроволочные. Последние отлично выполнят свою функцию в высокочастотной цепи, внешний вид и процесс их изготовления отличаются. Различают резисторы общего применения и специального. Первые не превышают 10 мегаом, а вторые способны работать под напряжением 600 вольт и выше. Внешним видом они тоже отличаются. На фото ниже легко увидеть разницу и понять, как выглядит резистор.

Разница во внешнем виде и размерах

Из чего состоит

Намотав проволоку на каркас из керамики или прессованного порошка получится проволочный резистор. При этом сама проволока должна быть из нихрома, константана или манганина. Так получится создать полупроводник с высоким удельным сопротивлением.

Непроволочные элементы изготовлены на основе диэлектрика из проводящих смесей и пленок. Разделяют тонкослойные и композиционные, но все они имеют повышенную точность и стабильность в работе.

Регулировочные и подстроечные элементы представляют собой кольцевую резистивную пластину по которой движется бегунок. Он скользит по кругу, меняя расстояние точек на резистивном слое, в результате сопротивление меняется. Следует понять, что же делает резистор для прибора.

Для чего используется

Для чего нужен резистор? При помощи этой детали в электрической цепи можно ограничить количество проводимого тока, в результате правильно подобранной детали легко получить необходимую величину. Чем выше сопротивление, тем ниже будет на выходе сила тока, при условии стабильного напряжения.

Как работают резисторы понять легко, они могут использоваться в качестве преобразователя напряжения в ток и наоборот, в измерительных аппаратах их применяют для деления напряжения, а также они могут понизить или полностью устранить радиопомехи.

Обозначение на схемах

В России и Европе резистор на схеме обозначаются прямоугольником, размерами 4*10мм. Для определения значений сопротивления есть условные обозначения. Постоянный элемент на схеме обозначается следующим образом:

Обозночения постоянных элементов на схеме

Переменные, в том числе подстроечные, а также нелинейные следующим образом:

Обозначения переменных проводников

Важно! Всегда есть погрешность в заявленном производителем сопротивлении, она обозначается с помощью букв и цифр в процентном выражении.

Принцип работы резистора

В основе работы проводников лежит закон Ома, согласно которому напряжение зависит от величины тока и напряжения. Различные номиналы деталей помогут изменить ток и напряжение на необходимую величину. Суть заключается в том, что ток, движущейся по цепи, попадает в деталь и снижает свое продвижение.

Пример схемы

Резисторы могут соединяться параллельно и последовательно, на схемах также часто встречаются смешанные варианты. На фото ниже можно увидеть отличия в обозначениях деталей на схемах.

Обозначения элементов на схемах

Типы резисторов

К типам резисторов общего применения относят постоянные, сопротивление которых невозможно изменить и переменные, когда допустимо его менять в пределах допустимых значений. Мощность рассеивания при этом будет в пределах 0,125-100 Вт, а сопротивление не превысит 10 мегаом.

Постоянные

Отличаются постоянные проводники наличием только двух выводов и постоянным сопротивлением. Поскольку этот вид предназначен только для уменьшения силы тока, то он отлично справляется со своей задачей в различных электрических приборах. Постоянные элементы делятся на общего и специального назначения.

Переменные

Переменные имеют три вывода, а на схеме можно увидеть пограничные значения рабочего режима. Поменять сопротивление поможет бегунок, который движется по резистивному слою. Во время движения сопротивление падает между средним и одним из боковых выводов, соответственно в другой стороне увеличивается. Переменные резисторы делятся на подстроечные и регулировочные.

Классификация резисторов

Резисторы отличаются не только возможностью регулировать сопротивление. Они могут изготавливаться из разных резистивных материалов, иметь различное количество контактов и иметь другие особенности.

По типу резистивного материала

Элементы могут быть проволочными, непроволочными или металлофольговыми. Высокоомная проволока является признаком проволочного элемента, для ее изготовления используют такие сплавы, как нихром, константан или никелин. Пленки с повышенным удельным сопротивлением являются основой непроволочных элементов. В металлофольговых используется специальная фольга. Теперь выясним из чего состоят резисторы.

Конструкция полупроводника

Непроволочные делятся на тонкослойные и композиционные, толщина первых измеряется в нанометрах, а вторых – в долях миллиметра. Тонкослойные делятся на:

• металлоокисные;
• металлизированные;
• бороуглеродистые;
• металлодиэлектрические;
• углеродистые.

Композиционные в свою очередь подразделяются на объемные и пленочные. Последние могут быть с органическим или неорганическим диэлектриком. Чтобы понять есть ли полярность у резистора следует знать, что стороны у них идентичны.

По назначению сопротивления

Постоянные и переменные полупроводники также имеют некоторые различия в характеристиках. Постоянные делятся на проводники общего и специального назначения. Последние могут быть:

• высокочастотными;
• высоковольтными;
• высокомегаомными;
• прецизионными.

Такие детали используются в точных измерительных приборах, они выделяются особой стабильностью.

Переменные резисторы можно разделить на подстроечные и регулировочные. Последние могут быть с линейной или нелинейной функциональной характеристикой.

По количеству контактов

В зависимости от назначения резистора у него может быть один, два и более контактов. Сами контакты также отличаются, например, у SMD-резисторов это контактная площадка, у проволочных – особого состава проволока. Есть резисторы металлопленочные, с квантовыми точечными контактами, а в переменных они подвижные.

Разное количество контактов на элементах

Другие

Отличаются резисторы формой и типом сопротивления, а также характером зависимости величины сопротивления от напряжения. Описание зависимости величины может быть линейной или нелинейной. Использование элемента простое, емкость указывается на корпусе, минус и плюс не отличаются.

Резисторы могут быть защищены от влаги или нет, корпус может быть лакированным, вакуумным, герметичным, впрессованным в пластик или компаундированным. Нелинейные подразделяются на:

• варисторы;
• магниторезисторы;
• фоторезисторы;
• позисторы;
• тензорезисторы;
• терморезисторы.

Все они выполняют свою определенную функцию, одни меняют сопротивление от температуры, другие от напряжения, третьи от лучистой энергии.

Основные характеристики и параметры резисторов

Характерны для полупроводников такие параметры, как номинальное значение сопротивления, его допустимое отклонение. Мощность рассеяния также определяется номинальным и допустимым значениями. Элементы различны по максимальному рабочему напряжению и коэффициентом температуры сопротивления, а также шумами.

Виды соединения резисторов

Различают три типа соединения резисторов:

• параллельное;
• последовательное;
• смешанное.

Для последовательного соединения конец одного резистора нужно паять с началом другого и далее по цепочке. Так компоненты соединяются друг за другом и пропускают общий ток, проводник нужно правильно припаять. Количество таким образом соединенных проводников будет влиять на протекающий ток и оказывать общее сопротивление.

Параллельное соединение элементов отличается тем. Что все они сходятся в одной общей точке в начале и в другой точке в конце. В этом случае через каждый элемент течет свой ток, а значит сопротивление снижается. Смешанное соединение объединяет в себе оба предыдущих варианта, а расчет итогового сопротивления подсчитывают разбив схему на простые участки.

Какими могут быть номиналы резисторов

Номиналы резисторов четко определены и имеют показатели от нуля и до десяти. При этом всегда учитывается допустимое отклонение, а потому производители выпускают элементы с определенным шагом. Шагами при 10% отклонения будут: 100, 120, 150, 180, 220 и далее по схеме. Полупроводники отличаются разновидностью сборки, своими свойствами.

Как маркируются резисторы

В основном для таких элементов используется цветовая маркировка, но SMD-резисторы имеют буквенную. Цветовая включает от 4 до 6 полос, несущих определенную информацию. Две первые цифры покажут номинальное сопротивление, а третья число, на которое умножаются первые два, в результате получается величина сопротивления. Четвертая говорит о точности проводника. Если полос больше, то меняется только первый показатель на одну цифру.

Цветовое обозначение на элементах

Внимание! Первой полосой считается та, которая ближе других расположена к краю элемента.

Чем отличается резистор от реостата, транзистора

Реостат является электрическим аппаратом. Который способен регулировать ток и напряжение в электрической цепи. В общем это аналог переменного резистора. Он включает проводящий элемент и регулятор сопротивления. Влиять на изменение показателя можно плавно, а при желании это можно сделать ступенчато. В стандартизации реостатом называют резисторы переменные, регулировочные и подстроечные.

Транзистор является прибором для управления электрическим током. По сути он усиливает ток и может им управлять, а проводник регулирует сопротивление в сети. Внешне два элемента значительно отличаются друг от друга. Резистор имеет цилиндрическую форму и цветную окраску, а транзистор облачен в пластиковый или металлический квадратный корпус.

Важно! Резистор способен работать при любом токе, а транзистор только при постоянном.

Выводы: проводники имеют одинаковую функциональность, а у транзистора разную. Также транзистор – это полярный элемент, а резистор – неполярный. По этой причине перепутать два элемента можно только в том случае, если человек совершенно далек от электротехники и радиоэлектроники.

Резистор необходимый элемент во всех микросхемах современных электроприборах. Оказывая сопротивление в цепи, полупроводник делит или уменьшает напряжение, благодаря чему, различные приборы могут работать от сети. Сопротивление тока измеряется в Омах, а грамотный подбор полупроводника обеспечит продолжительную работу любого электроприбора. Так мы выяснили, что такое резистор и для чего он нужен, чем отличается от реостата и транзистора и как обозначается на схемах.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока — основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля. В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.

Устройство биполярного транзистора.

Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.

У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

Работа биполярного транзистора.

Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора. Для примера возьмем модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и эмиттером будет противоположной.

Как уже говорилось в статье о типах проводимости в полупроводниках, в веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает концентрацию дырок в области P.

Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером V_КЭ (V_CE). Под его действием, электроны из верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника коллектора плюс прослойка полупроводника базы.

Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером V_BE, но значительно ниже чем V_CE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое V_BE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе, сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера. Под его действием электроны направятся к базе. Часть из них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.

В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора, поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.

В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру I_BE, и большой — от коллектора к эмиттеру I_CE.

Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы I_B, сильно меняется ток коллектора I_С. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе. Cоотношение тока коллектора I_С к току базы I_B называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.

β = I_C / I_B

Простейший усилитель на биполярном транзисторе

Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы. Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.

1.Описание основных элементов цепи

Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200). Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить. Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала, обычно обладающего слабой мощностью.

2. Расчет входного тока базы I

_b

Теперь посчитаем ток базы I_b. Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением, нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (V_max) и минимальном (V_min). Назовем эти значения тока соответственно — I_bmax и I_bmin.

Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер V_BE. Между базой и эмиттером располагается один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение, при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности вольт-амперных характеристик диода, и для простоты расчетов возьмем приближенную модель, согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между базой и эмиттером V_BE = 0.6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (V_E = 0), то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (V_B = 0.6V).

Посчитаем I_bmax и I_bmin с помощью закона Ома:

2. Расчет выходного тока коллектора I

_С

Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200), можно с легкостью посчитать максимальное и минимальное значения тока коллектора ( I_cmax и I_cmin).

3. Расчет выходного напряжения V

_out

Осталось посчитать напряжение на выходе нашего усилителя V_out. В данной цепи — это напряжение на коллекторе V_C.

Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:

4. Анализ результатов

Как видно из результатов, V_Cmax получился меньше чем V_Cmin. Это произошло из-за того, что напряжение на резисторе V_Rc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда, которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же, соотношение V_out/V_in в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя, однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.

Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе. Через базу течет ток I_b, несущий в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся». Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация). Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β. В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.

Таким образом, на вывод V_out поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний, но с сохранившейся формой и частотой. Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно, транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.

Режимы работы биполярного транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

• Режим отсечки (cut off mode).
• Активный режим (active mode).
• Режим насыщения (saturation mode).
• Инверсный ражим (reverse mode ).

Режим отсечки

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V — 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

Активный режим

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Режим насыщения

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Инверсный режим

В данном режиме коллектор и эмиттер меняются ролями: коллекторный PN-переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. В результате ток из базы течет в коллектор. Область полупроводника коллектора несимметрична эмиттеру, и коэффициент усиления в инверсном режиме получается ниже, чем в нормальном активном режиме. Конструкция транзистора выполнена таким образом, чтобы он максимально эффективно работал в активном режиме. Поэтому в инверсном режиме транзистор практически не используют.

Основные параметры биполярного транзистора.

Коэффициент усиления по току – соотношение тока коллектора I_С к току базы I_B. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзисторов.

β — величина постоянная для одного транзистора, и зависит от физического строения прибора. Высокий коэффициент усиления исчисляется в сотнях единиц, низкий — в десятках. Для двух отдельных транзисторов одного типа, даже если во время производства они были “соседями по конвейеру”, β может немного отличаться. Эта характеристика биполярного транзистора является, пожалуй, самой важной. Если другими параметрами прибора довольно часто можно пренебречь в расчетах, то коэффициентом усиления по току практически невозможно.

Входное сопротивление – сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Обозначается R_in (R_вх). Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

R_вх для среднестатистического биполярного транзистора составляет несколько сотен КΩ (килоом). Здесь биполярный транзистор очень сильно проигрывает полевому транзистору, где входное сопротивление доходит до сотен ГΩ (гигаом).

Выходная проводимость — проводимость транзистора между коллектором и эмиттером. Чем больше выходная проводимость, тем больше тока коллектор-эмиттер сможет проходить через транзистор при меньшей мощности.

Также с увеличением выходной проводимости (или уменьшением выходного сопротивления) увеличивается максимальная нагрузка, которую может выдержать усилитель при незначительных потерях общего коэффициента усиления. Например, если транзистор с низкой выходной проводимостью усиливает сигнал в 100 раз без нагрузки, то при подсоединении нагрузки в 1 КΩ, он уже будет усиливать всего в 50 раз. У транзистора, с таким же коэффициентом усиления, но с большей выходной проводимостью, падение усиления будет меньше. Идеальный вариант – это когда выходная проводимость равняется бесконечность (или выходное сопротивление R_out = 0 (R_вых = 0)).

Частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления транзистора от частоты входящего сигнала. С повышением частоты, способность транзистора усиливать сигнал постепенно падает. Причиной тому являются паразитные емкости, образовавшиеся в PN-переходах. На изменения входного сигнала в базе транзистор реагирует не мгновенно, а с определенным замедлением, обусловленным затратой времени на наполнение зарядом этих емкостей. Поэтому, при очень высоких частотах, транзистор просто не успевает среагировать и полностью усилить сигнал.

Урок 2.5 — Транзисторы и микросхемы

Транзистор

Я очень долго думал, как объяснить простыми человеческими словами, что же такое транзистор. Даже если рассказывать о транзисторе очень-очень поверхностно, мне придётся написать не менее пяти листов, используя заумные термины.

Потом меня осенило: ведь главная цель моего обзора – не дать академические знания (за ними пожалуйте в университет или хотя бы в Википедию), а научить начинающего радиолюбителя хотя бы отличать транзистор от конденсатора и резистора, чтобы успешно собрать свои первые конструкции (например, наборы Мастер Кит).

Поэтому лучше всего сказать так: транзисторы – это радиодетальки с тремя выводами, предназначенные для усиления и преобразования сигналов. Так они могут выглядеть в жизни:

 

 

Так обозначается транзистор на схеме:

У транзистора, как мы уже поняли, три вывода: база (B), коллектор (C), эмиттер (E).
На базу обычно подаётся входной сигнал, с коллектора — снимается усиленный сигнал, а эмиттер является общим проводом схемы. Конечно, это очень примитивное описание принципов работы транзистора, и вообще есть очень много нюансов, но мы уже договорились, что я не буду мучить вас чтением многостраничного труда.

На самой радиодетали выводы никак не маркированы. Какого-либо стандарта расположения выводов тоже нет. Так как же определить, где какой вывод?
Придётся воспользоваться справочной информацией: на каждый транзистор имеется так называемый даташит, или, иными словами, паспорт радиодетали. В даташите приводится вся информация по транзистору: максимально допустимые ток и напряжение, коэффициент усиления, расположение выводов и многое-многое другое. Даташиты проще всего искать в сети Интернет, также основные параметры транзисторов можно найти в радиолюбительской литературе.

 

Взаимозаменяемость транзисторов

Так как транзистор имеет гораздо более сложное устройство и больше значащих параметров, чем резистор, конденсатор или диод, подобрать допустимую замену отсутствующему компоненту непросто. Как минимум, у заменяемого транзистора должен быть такой же тип корпуса и цоколёвка (расположение выводов). Новый транзистор должен иметь такую же структуру: NPN или PNP. Кроме того, необходимо учитывать электрические параметры: допустимые токи, напряжения, в некоторых случаях – граничную частоту и т.п.
Иногда разработчик схемы делает этот труд за вас, предлагая возможные аналоги транзистора. В сети Интернет и в радиолюбительской литературе также имеются справочные таблицы с информацией о возможных аналогах транзисторов.
В наборы Мастер Кит также иногда вкладываются вместо оригинальных (временно отсутствующих на складе) транзисторов их аналоги, и такая замена не ухудшает качества работы готовой конструкции.

 

Установка транзистора на печатную плату

 Вообще же, для успешной сборки набора Мастер Кит необязательно знать, где какой вывод у транзистора. Достаточно совместить «ключи» на транзисторе и на печатной плате – и выводы транзистора «автоматически» установятся так, как положено.

Посмотрите на рисунок. У транзистора есть «ключ» — при взгляде на него сверху явно видно, что корпус полукруглый. Такой же «ключ» имеется на печатной плате. Для корректной установки транзистора достаточно совместить «ключи» на транзисторе и на печатной плате:

 

Микросхема

Микросхема – это уже почти готовое устройство, или, образно говоря, электронный полуфабрикат.

Микросхема содержит в себе электронную схему, выполняющую определённую функцию: это может быть логическое устройство, преобразователь уровней, стабилизатор, усилитель. Внутри микросхемы размером с ноготь могут содержаться десятки (а иногда и сотни, миллионы и миллиарды) резисторов, диодов, транзисторов и конденсаторов.

Микросхемы выпускаются в различных корпусах и имеют разное количество выводов. Вот некоторые примеры микросхем, с которыми может работать начинающий радиолюбитель:

 

Цоколёвка микросхемы

Выводы нумеруются против часовой стрелки начиная с левого верхнего. Первый вывод определяется с помощью «ключа» — выемки на краю корпуса или точки в виде углубления.

Взаимозаменяемость микросхем

Микросхема – это узкоспецифическая готовая электронная схема, содержащая в себе огромное количество элементов, и в общем случае каждая микросхема уникальна.
Но всё же в некоторых случаях можно подобрать замену. Разные производители могут выпускать одинаковые микросхемы. Проблема только в том, что не существует никакой унификации в названии (иногда, но не обязательно, могут совпадать цифры наименований). Например, MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, К153УД1А/Б — это одна и та же микросхема разных фирм-производителей.

В некоторых случаях в наборы Мастер Кит также могут входить аналоги микросхем. Это нормально, и не ухудшает характеристик готовой схемы.

Микросхемы — стабилизаторы напряжения

Микросхемы стабилизаторов напряжения имеют три вывода, поэтому их легко можно перепутать с транзистором. Но в корпусе этого маленького компонента могут содержаться десятки транзисторов, резисторов и диодов. Например, на рисунке ниже представлена микросхема 78L05. Вы можете подавать на её вход напряжение от 5 до 30В, на выходе же микросхемы будет присутствовать неизменное напряжение 5В, при этом нагрузочная способность микросхемы – 100 мА. Подобный стабилизатор выпускается и в более мощной версии – до 1А нагрузочной способности, называется он 7805 и имеет более крупный корпус.

 

 

 

Установка микросхемы на печатную плату

На микросхеме и на печатной плате имеются «ключи», и при установке микросхемы на плату обязательно требуется их совмещать, как показано на рисунке ниже:

 

Скачать урок в формате PDF

Коллектор транзистора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Включение транзистора в электрическую цепь. Для приведения в действие на коллектор транзистора типа р — п — р по-  [c.160]

На дисках германия или кремния толщиной 300—400 мкм локально формируют путем реализации п — р-пере-ходов активные и пассивные элементы изделий электронной техники, диэлектрические и токопроводящие слои. Заготовки из кремния для изготовления интегральных схем называют структурами со скрытыми и эпитаксиальным слоями . Скрытые слои (коллекторы транзисторов) формируются, как правило, в пластине р-81 пу-  [c.404]

Для получения импульсно-потенциального сигнала необходимо коллектор транзистора соединить с резистором Rs- Токовая нагрузка включается последовательно с резистором R . Первый каскад усилителя кодовой дорожки (рис. 4) на транзисторе Ti аналогичен первому каскаду усилителя ведущей дорожки.  [c.179]

При отсутствии пробивок по кодовой дорожке и невысокой прозрачности перфоленты напряжение на коллекторе транзистора и на базе транзистора Га равно напряжению питания (—10 б). Положительный синхронизирующий импульс с амплитудой 10 не сможет открыть транзистор Т -  [c.180]

При наличии пробивок по кодовой дорожке напряжение на коллекторе и на базе становится равным примерно 0,1 в и синхронизирующий импульс открывает транзистор Т — При высокой прозрачности перфоленты (70%) и при отсутствии кодовых, пробивок напряжение на коллекторе транзистора около 6 в. Поэтому синхронизирующие импульсы, поступающие с усилителя ми ведущей дорожки или с внешней схемы синхронизации, ограничиваются по амплитуде до 5,6 в стабилитроном. Если отверстие в диафрагме перекрыто перемычкой между смежными кодовыми отверстиями в перфоленте, то напряжение на коллекторе равно-половине напряжения, которое устанавливается при полном перекрытии перфолентой отверстия в диафрагме.  [c.180]

Путь тока в первичной цепи + аккумуляторной батареи 1 =5 выключатель зажигания 2 => первичная обмотка W1 катушки зажигания 3 переход эмиттер -коллектор транзистора 4 => корпус => — аккумуляторной батареи 1.  [c.24]

Все выходы контроллера выполнены в виде открытого коллектора транзистора структуры п-р-п с нагрузочной способностью не более 10 мА.  [c.41]

Вместо электронных ламп в триггере могут быть использованы транзисторы (фиг. 36). Пусть в исходном состоянии левый транзистор Ti открыт, а правый Ti закрыт. С делителя напряжения Ro, включенного между коллектором транзистора и источником положительного смещения U mнапряжению источника питания, поступает через делитель напряжения Ri, R2 на базу транзистора Т2, поддерживая его в открытом состоянии.  [c.71]

Сигналы Ь> с индуктивных кнопок iKA, iKB , iKB поступают на блоки памяти 071, Ш2, ШЗ, имеющие каждый два входа и два выхода ( стрелки Пирса ) . Пока кнопка не нажата и на ее выходе сигнал О на первый вход 1 Яа подается О , на втором входе также О , а на первом выходе (с коллектора транзистора) — I на первом входе Шъ — I , на втором — О , на выходе с Шц — О . После нажатия кнопки на первом входе Ша появится сигнал 1 , а на выходе— О , вследствие чего на выходе появится сигнал 1 , который и будет передан на второй вход Ша, на шину ifl,  [c.41]

При включеН( и зажигания транзистор открыт, и ток от положительной клеммы аккумулятора проходит через диод обратной связи Дос-эмиттер и коллектор транзистора, последовательную обмотку реле защиты и клеммы Ш в обмотку возбуждения генератора и на массу (рис. 91).  [c.136]

Когда контакты прерывателя замкнуты, ток от аккумуляторной батареи через выключатель зажигания 1, резисторы и первичную обмотку катушки зажигания поступает на эмиттер транзистора Т1 и далее через базу, первичную обмотку импульсного трансформатора Тр1 и контакты прерывателя на корпус. Транзистор открыт, и ток от первичной обмотки катушки зажигания проходит также через коллектор транзистора непосредственно на корпус.  [c.120]

При прохождении тока о эмиттера на базу происходит резкое снижение сопротивления перехода эмиттер — коллектор, транзистор открывается и включает цепь рабочего тока низкого напряжения. Минуя контакты прерывателя, через первичную обмотку катушки пойдет ток, равный от 3 до 8 а.  [c.68]

При пропускании тока от эмиттера Э к базе Б транзистор отпирается, и первичная обмотка катушки зажигания соединяется с массой автобуса через эмиттер и коллектор транзистора. Ток, проходящий через первичную обмотку катушки зажигания и через транзистор, увеличивается до 5 а.  [c.110]

Рассмотрим простейшую схему регулятора напряжения с использованием Транзистора типа п—р—п (обратной проводимости) (рис. 2.12). В данной схеме обмотка возбуждения включена между коллектором транзистора УТ2 и положительным выводом ге-  [c.47]

При отсутствии высокого напряжения на центральном проводе проверяют катушку зажигания. Для этого наконечник центрального высоковольтного провода устанавливают на расстоянии 2—3 мм от корпуса двигателя, отсоединяют от распределителя провод низкого напряжения (в контактно-транзисторной системе провод от безымянного вывода транзисторного коммутатора) и касаются иМ корпуса двигателя. При отрыве провода от корпуса в промежутке между наконечником центрального провода и корпусом двигателя должна проскакивать искра. Отсутствие искры указывает на неисправность катушки зажигания, наличие искры — на неисправность цепи низкого напряжения в распределителе. В контактно-транзисторной системе возможен также пробой цепи эмиттер-коллектор транзистора.  [c.130]

Как только произойдет пуск двигателя, частота вращения коленчатого вала резко возрастет. Вместе с ней резко возрастет частота напряжения, вырабатываемого фазой генератора. В результате конденсатор С5 с небольшим запаздыванием зарядится до напряжения, равного напряжению стабилизации стабилитрона У07. Произойдет его рабочий пробой, и база транзистора УТ2 получит большое положительное смещение относительно эмиттера. Транзистор УТ2 откроется и через его коллектор, соединенный с корпусом автомобиля, конденсатор С8 быстро разрядится. В результате потенциал коллектора транзистора УТ2 и потенциал соединенной с ним базы транзистора УТЗ станут равны нулю. Транзистор УТЗ закроется, прервет цепь питания обмотки дополнительного реле, и стартер отключится.  [c.156]

Далее подключают вход осциллографа к тючке 53 (см. рис. 33, коллектор транзистора Т5), где образуются прямоугольные импульсы, длительность которых меняется в зависимости от длительности пилообразных импульсов, поступающих на базу транзистора При из-  [c.94]

Подключив затем вход осциллографа к точке 57 по схеме рис. 33 (коллектор транзистора Те), следует убе-  [c.95]

Регулирование напряжения осуществляется попеременным замыканием и размыканием контактов РЯ1. База транзистора Т при замыкании контактов соединяется, а при размыкании разъединяется с выводом ВЗ, вследствие чего происходят переключения транзистора из открытого состояния в закрытое и наоборот. Рабочий процесс модернизированного регулятора в этом отношении ничем не отличается от описанного выше. Амплитуда колебаний якорька регулятора напряжения при этом очень мала и контакты РЯг все время остаются разомкнутыми. Резистор Рк вместе с соединенной с ним последовательно обмоткой реле защиты РЗо включен между коллектором транзистора Т (точка а) и местом соединения обмотки регулятора напряжения РЯо с резистором термокомпенсации Ртк  [c.155]

Пока обратное напряжение на стабилитроне Д1 ниже напряжения стабилизации, ток через стабилитрон и резистор R7 практически не проходит и падения напряжения в это.м резисторе нет, вследствие чего эмиттер и база транзистора Т1 находятся под одинаковым потенциалом. Поэтому транзистор Т1 находится в закрытом состоянии. База транзистора Т2 присоединена к коллектору транзистора Т1, я при закрытом состоянии последнего к эмиттеру и базе транзистора Т2 приложено напряжение, вследствие чего последний находится в открытом состоянии и через него идет ток, проходящий через резистор RIO. Вследствие падения напряжения в резисторе RIO между эмиттером и базой транзистора ТЗ существует разность потенциалов, транзистор находится в открытом состоянии и через него идет ток в обмотку возбуждения генератора.  [c.159]

При повышении напряжения генератора стабилитрон Д1 пробивается, в результате чего через резистор R7 проходит ток. Вследствие падения напряжения в R7 между эмиттером и базой транзистора Т1 возникает разность потенциалов и он переключается в открытое состояние. При этом повышается потенциал коллектора транзистора Т1, следовательно, и потенциал базы транзистора T2j который переключается в закрытое состояние. Поэтому прекращается ток в резисторе RIO и транзистор ТЗ переключается в закрытое состояние, вследствие чего ток в обмотку возбуждения идет через добавочный резистор R . Сила тока возбуждения падает, соответственно уменьшается напряжение генератора и обратное напряжение на стабилитроне становится ниже напряжения стабилизации, вследствие чего ток в цепи стабилитрона практически прекращается, транзистор Т1 переключается в закрытое состояние, а транзисторы 72 и ТЗ — в открытое и процесс включения и выключения добавочного резистора в цепи обмотки возбуждения циклически повторяется подобно тому, как это происходит в вибрационном регуляторе напряжения.  [c.159]

Для синхронного переключения электромагнитов тормоза и привода служит триггер (рис. 2) на транзисторах Та, ТДля запуска триггера используются транзисторы Т , Т . Связь электромагнитов с триггером осуществляется через ключи на транзисторах Ti, Гб. Сопротивления, включенные последовательно с электромагнитами, служат для уменьшения постоянной времени. Стабилитроны Ml и Да препятствуют повышению напряжения на коллекторах транзисторов Ti и свыше 56 в в момент выключения, когда обратная э. д. с., образованная индуктивностью электромагнита может превысить допустимое напряжение на коллекторе для триодов  [c.177]

Устройство работает следующим образом. Ток I от базового источника напряжения U подается на коллектор транзистора Т2, эммитер которого связан с регулировочным резистором R8 и входом усилителя У2. Аналогичным образом основной ток I проходит через коллекторно-эмиттерную цепь транзистора Т1 и регулировочный резистор R], а его эмиттер связан со вторым входом усилителя У2. Сигнал с выхода усилителя У2 распределяется через резисторы R3 и R5 на входы усилителей У/ и УЗ, на вторые входы которых подаются сигналы из эмиттерных цепей транзисторов Г/и Т2. Выходные сигналы усилителей У1 и УЗ соответственно через резисторы R2 и R7 подаются на базы транзисторов Т1 и Т2, в результате чего ток 1 оказывается пропорциональным напряжению U согласно приведенной выше нелинейной зависимости.  [c.109]

Об — напряжения на ба.зах транзисторов Г, и Тз 11 2 [c.399]

Ti, напряжение на его коллекторе падает, и начинается перезарядка кондесатора через открытый транзистор Ti и сопротивление R. Скачок потенциала коллектора транзистора Tj через дифференцирующую цепь R передаётся на базу транзистора Т и запирает его. О. находится в метастабильном состоянии высокий потенциал коллектора транзистора Т через сопротивление Ri передаётся на базу транзистора Ti и поддсрнш-вает его в открытом состоянии, если даже входное напряжение уменьшится до нуля, а ток перезарядки конденсатора, протекающий через сопротивление R, поддерживает запирающее напряжение на базе транзистора Т . Через время х R ток перезарядки уменьшается настолько, что потенциал базы транзистора Гд становится достаточным для его отпирания, напряжение /ц2 падает и транзистор Г, закрывается. О. возвращается в исходное состояние. Благодаря положительной обратной связи переходы из одного состояния в другое  [c.399]

При напряжении на зажимах регулятора ниже номинального напряжение на стабилитроне VD1 не достигает величины стабилизации (пробоя). Стабилитрон заперт, значит, заперт транзистор VT1 (так как отсутствует цепь тока базы). Транзистор VT2 открыт, так как имеется ток базы, протекающий по цепи + источника резистор R9 = диод VD2 = переход эмитгер-бща транзистора VT2 => резистор R7 => — источника. При этом имей место ток б ы транзистора VT3 + источника => диод VD3 => переход эмиттер — база транзистора VT3 => диод VD2 переход эмиттер — коллектор транзистора VT2 => резистор R11 => — источника. Через открьггый транзистор VT3 протекает ток возбуждения, и напряжение генератора возрастает.  [c.8]

Вследствие прохождения тока управления через переход база — эмштер транзистора происходит резкое снижение сопротивления перехода коллектор -эмиттер транзистора (до нескольких долей ома), т.е. транзистор открывается, и через него протекает ток низкого напряжения первичной цепи зажигания. Путь тока в первичной цепи + аккумуляторной батареи =i> выключатель зажигания 6 => блок резисторов 7 => клемма К катушки зажигания =Ф первичная обмотка W1 катушки зажигания => переход эмитгер — коллектор транзистора VT1 => корпус => — аккумуляторной батареи.  [c.26]

Ток в первичной цепи системы зажигания при неработающем двигателе достигает 6А. При вращении коленчатого вала двигателя переменное напряжение, вырабатываемое магнитоэлектрическим датчиком, поступает на базу транзистора VT1. Воздействие положительного импульса этого напряжения вызывает отпирание транзистора VT1. Так как сопротивление открытого транзистора очень мало, то потенциал коллектора транзистора VT1, а следовательно, и базы транзистора VT2 становится близким к нулю, что приводит к запиранию транзистора VT3, а также уменьшению тока и маппггаого потока в первичной обмотке W1 катушки зажигания. Во вторичной обмотке W2 при этом индуктиру-  [c.29]

При вращении двигателя в фазах статора генератора будет иЕ Дуктироваться синусоидальная ЭДС. С одной из фаз статора синусоидальное напряжение Ц, подается на вывод 4 реле блокировки. Через резистор R1 напряжение поступает на диод VD1, который пропускает только положительные полуволны. Положительные импульсы (полуволны) через резистор R3 поступают на базу транзистора VT1. В момент появления положительных импульсов f/д транзистор VT1 будет открыт, а в период отсутствия импульсов закрыт. В открытом состоянии по цепи коллектор — эмиттер транзистора VT1 через резистор R5 будет протекать ток. Коллектор транзистора VT1 окажется соединенным с корпусом автомобиля и его потенциал будет равен нулю. При закрытом транзисторе VT1 ток будет протекать через резистор R5 и стабилитроны VD2 и VD3 и потенциал его коллектора будет равен напряжению стабилизации стабилитронов VD2 и VD3. Таким образом, на коллекторе VT1 формируются прямоугольные импульсы напряжения /к, частота которых равна частоте ЭДС на обмотке статора генератора.  [c.49]

Измерения параметров проводились при напряжении на коллекторе транзистора 7 — — 5 В и при токе эмиттера /д = 1 мА. Контроль осуществлялся измерителем параметров маломощных транзисторов Л2-2 по схеме с общим эмиттером. Время испытаии составляло 60—140 ч. Контроль параметров осуществлялся через-8-12 ч.  [c.138]

Основное назначение элементов схемы УТ1 — измерительный элемент УТ2 — транзистор защиты от замыкания вывода Ш на — УТЗ — управляющий элемент УТ4, УТЗ — регулирующий элемент, выполненный в виде составного транзистора по схеме Дарлингтон У01 — опорный элемент У02 — диод схемы защиты УОЗ — гасящий диод У04 — диод, обеспечивающий защиту транзисторов регулятора от кратковременных импульсов напряжения обратной полярности С1 — фильтрующий элемент С2 — элемент цепи обратной связи —Я4 — элементы входного делителя напряжения ЯЗ — резистор, обеспечивающий минимальный ток стабилитрона Я6 — резистор цепи отрицательной обратной связи / 7 — резистор, ограничивающий ток коллектора транзистора УТ] Я8 — резистор цепи положительной обратной связи Я9 — резистор, ограничивающий ток базы транзистора УТ2 НЮ — резистор базовой цепи транзистора УТЗ ЯП — резистор, ограничивающий ток диода У02 Я12 — коллекторная нагрузка транзисторов УТ2, УТЗ Я13 — резистор, обеспечивающий режим работы транзистора УТ2 Я14 — ограничительный резистор Я13 — резистор, обеспечивающий стабильность работы транзистора УТЗ.  [c.52]

Основной особенностью такой системы (рис. 5. 1) является то, что через контакты прерывателя проходит небольшой ток управления транзистором. Ток первичной обмотки при этом прерывается не контактами прерывателя, а цепью эмиттер-коллектор транзистора. Так как транзистор разгружает контакты прерывателя, отпала необходимость в искрогасящем конденсаторе. Кроме того, в контактно-транзисторной системе обмотки катушки зажигания изолированы друг от друга для исключения влияния высокого напряжения на транзистор.  [c.92]

Минус выпрямленного напряжения (средняя точка обмотки IIITPi) через обмотку управления 1УМ, являющуюся коллекторной нагрузкой оконечного каскада УЯГ, подключен к коллектору транзистора Ti. Для предотвращения самовозбуждения УПТ на ультранизких частотах параллельно обмотке 1УМ подключен демпфирующий конденсатор Сз.  [c.79]

Пр,и налаживании импульсного блока параметрьГ триггера Ту—Гв устанавливают подбором сопротивления резисторов / 27 и / 28- С коллектора транзистора Гв через цепочку Сб/ 2э импульсы управления поступают на трансформаторный усилитель мощности. Он выполнен на транзисторе типа П214 (Гд), работающе.м в режиме переключения.  [c.96]

В последнее время реле-регулятор РР362 подвергся модернизации (рис. 79). Регулятор напряжения PH имеет две пары контактов— нормально разомкнутую РНх и нормально замкнутую РЯг — и по устройству напоминает двухступенчатый регулятор. Реле защиты вместо трех имеет только одну обмотку РЗо, которая через нормально замкнутую пару контактов регулятора напряжения РЯг присоединена к выводу ВЗ. Другой конец обмотки РЗо присоединен к коллектору транзистора Т. В схему реле-регулятора введен резистор обратной связи Рк, который включен между точкой соединения нормально замкнутых контактов регулятора напряжения РЯг с обмоткой реле защиты РЗо и точкой соединения обмотки регулятора напряжения РНо с резистором термокомпенсации Ртв-Второй конец резистора >Ртк присоединен на массу.  [c.155]

С помощью резисторов в регуляторе возникает жесткая обратная связь, а по цепи с конденсатором — гибкая. Жесткая обратная связь отличается от гибкой тем, что передает сигнал без задержки по времени. Примером обратной связи (см. рис. 4.6) является цепь, состоящая из конденсатора I и резистора R4, а также конденсатор С2. Цепь R4— I связывает коллектор транзистора УТ2 с базой транзисто-  [c.91]

---

МОЩНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ

Автор: Шуман Олег Владимирович UT5UML

В последние годы все больше радиолюбителей СНГ используют для работы в эфире аппаратуру зарубежного производства. Для питания большинства наиболее распространенных моделей трансиверов ICOM, KENWOOD, YAESU необходим внешний источник питания, отвечающий целому ряду важных технических требований. Согласно инструкциям по эксплуатации на трансиверы он должен иметь выходное напряжение 13,8 В при токе нагрузки до 25-30 А. Размах пульсаций выходного напряжения не более 100 мВ. Блок питания ни в коем случае не должен быть источником высокочастотных помех. Стабилизатор должен иметь надежную систему защиты от короткого замыкания и от появления на выходе повышенного напряжения, работающую даже в аварийной ситуации, например при пробое основного регулирующего элемента. Описываемая конструкция полностью отвечает указанным требованиям, кроме того, отличается простотой и построена на доступной элементной базе. Основные технические характеристики таковы:

• Выходное напряжение, В 13,8
• Максимальный ток нагрузки, А 25 (30)
• Размах пульсаций выходного напряжения, не более мВ 20
• КПД при токе 25 (30) А не менее, % 60

Блок питания построен по традиционной схеме с силовым трансформатором, работающим на частоте сети 50 Гц. В цепь первичной обмотки трансформатора включен узел ограничения величины пускового тока. Это сделано потому, что на выходе выпрямительного моста установлена фильтрующая емкость очень большой величины, 110000 ?F, представляющая собой в момент подачи сетевого напряжения практически короткозамкнутую цепь. Ток заряда ограничивается R1 .Через примерно 0,7 сек срабатывает реле К1 и своими контактами замыкает ограничительный резистор, который в дальнейшем на работу схемы не влияет. Задержка определяется постоянной времени R4C3. На транзисторах VT10, VT9, VT3-VT8 собран стабилизатор выходного напряжения. При его разработке за основу была взята схема [1],[3], обладающая целым рядом полезных свойств. Во-первых, выводы коллекторов силовых транзисторов соединены с земляным проводом. Поэтому транзисторы могут монтироваться на радиатор без изоляционных прокладок. Во-вторых, в нем реализована система защиты от КЗ с обратноспадающей характеристикой, рис 2. Следовательно, ток короткого замыкания будет в несколько раз меньше максимального. Коэффициент стабилизации более 1000. Минимальный перепад напряжения между входом и выходом при токе 25 (30) А- 1,5В. Выходное напряжение определяется стабилитроном VD6 , и будет примерно на 0,6 В больше напряжения его стабилизации. Порог срабатывания защиты по току определяется резистором R16 . При увеличении его номинала ток срабатывания уменьшается. Величина тока короткого замыкания зависит от соотношения резисторов R5 и R17. Чем больше R5 тем ток КЗ меньше. Однако, стремится значительно увеличить номинал R5 не стоит, так как через этот же резистор осуществляется начальный запуск стабилизатора, который может стать неустойчивым при пониженном напряжении сети. Конденсатор C5 предотвращает самовозбуждение стабилизатора на высоких частотах. В цепь эмиттеров силовых транзисторов включены выравнивающие резисторы 0,2 Ом для 25-амперного варианта блока питания, или 0,15 Ом для 30-амперного. Падение напряжения на одном из них используется для измерения выходного тока. На транзисторе VT11 и тиристоре VS1 собран узел аварийной защиты. Он предназначен для предотвращения попадания на выход повышенного напряжения в случае пробоя регулирующих транзисторов. Его схема позаимствована из [2]. Принцип работы очень простой. Напряжение на эмиттере VT11 стабилизировано стабилитроном VD7 , а на базе- пропорционально выходному. Если на выходе появится напряжение больше 16,5 В, транзистор VT11 откроется, и ток его коллектора откроет тиристор VS1, который зашунтирует выход и вызовет перегорание предохранителя F3. Порог срабатывания определяется соотношением резисторов R22 и R23. Для питания вентилятора M1 применен отдельный стабилизатор, выполненный на транзисторе VT1 . Это сделано для того, чтобы при коротком замыкании на выходе или после срабатывания системы аварийной защиты вентилятор не останавливался. На транзисторе VT2 собрана схема аварийной сигнализации. При КЗ на выходе или после перегорания предохранителя F3 падение напряжения между входом и выходом стабилизатора становится больше 13 В, ток через стабилитрон VD5 открывает транзистор VT2 и зуммер BF1 издает звуковой сигнал.

Несколько слов об элементной базе. Трансформатор T1 должен иметь габаритную мощность не менее 450 (540) Вт и выдавать на вторичной обмотке переменное напряжение 18В при токе 25 (30) А. Выводы от первичной обмотки сделаны в точках 210, 220, 230, 240 В и служат для оптимизации КПД блока в зависимости от напряжения сети на конкретном месте эксплуатации. Ограничительный резистор R1- проволочный, мощностью 10 Вт. Выпрямительный мост VD1 должен быть рассчитан на протекание тока не менее 50 А, в противном случае пери срабатывании системы аварийной защиты он перегорит раньше предохранителя F3. Емкость C1 состоит из пяти конденсаторов 22000 ?F 35 В, соединенных параллельно. На сопротивлении R16 при максимальном токе нагрузки рассеивается мощность около 20 Вт, оно состоит из 8-12 резисторов С2-23-2Вт 150 Ом соединенных параллельно. Точное число подбирается при настройке защиты от КЗ. Для индикации величины выходного напряжения PV1 и тока нагрузки PA1 применены измерительные головки с током отклонения стрелки на последнее деление шкалы 1 мА. Вентилятор M1 должен иметь рабочее напряжение 12В. Такие широко применяются для охлаждения процессоров в персональных компьютерах. Реле К1 Relpol RM85-2011-35-1012 имеет рабочее напряжение обмотки 12В и ток контактов 16А при напряжении 250В. Оно может быть заменено другим с аналогичными параметрами. К подбору мощных транзисторов следует подходить очень внимательно, так как схема с параллельным включением имеет одну неприятную особенность. Если в процессе работы вследствие каких-либо причин пробьется один из параллельно включенных транзисторов, то это приведет к немедленному выходу из строя всех остальных. Перед монтажом каждый из транзисторов необходимо проверить тестером. Оба перехода должны звониться в прямом направлении, а в обратном- отклонение стрелки омметра, установленного на предел х10? не должно быть заметно на глаз. Если это условие не выполняется, транзистор некачественный и может подвести в любой момент. Исключение- транзистор VT9. Он составной и внутри корпуса эмиттерные переходы зашунтированы резисторами, первый- 5К, второй- 150 Ом. См. рис. 3.

При прозвонке в обратном направлении омметр покажет их наличие. Большинство транзисторов можно заменить отечественными аналогами, правда с некоторым ухудшением характеристик. Аналог BD236- KT816, 2N3055- KT819БМ (обязательно в металлическом корпусе) или лучше КТ8101, ВС547- КТ503, ВС557- КТ502, TIP127- KT825. На первый взгляд может показаться, что применение шести транзисторов в качестве основного регулирующего элемента излишне, и можно обойтись двумя-тремя. Ведь максимально допустимый ток коллектора 2N3055- 15 ампер. А 6х15=90 А! Зачем такой запас? Это сделано потому, что статический коэффициент передачи тока транзистора сильно зависит от величины тока коллектора. Если при токе 0,3-0,5 А его величина составляет 30-70, то при 5-6 А уже 15-35. А при 12-15 А- не более 3-5. Что может привести к значительному увеличению пульсаций на выходе блока питания при токе нагрузки, близком к максимальному, а также резкому повышению тепловой мощности, рассеиваемой на транзисторе VT9 и сопротивлении R16. Поэтому в данной схеме снимать с одного транзистора 2N3055 ток более 5А не рекомендуется. Это же относится и к КТ819ГМ, КТ8101. Количество транзисторов можно уменьшить до 4-х, применив более мощные приборы, например 2N5885, 2N5886. Но они намного дороже и более дефицитны. ТиристорVS1, как и выпрямительный мост, должен быть рассчитан на протекание тока не менее 50А.
В конструкции блока питания необходимо обязательно учесть несколько важных моментов. Диодный мост VD1, транзисторы VT3-VT8, VT9 должны быть установлены на радиатор с общей площадью, достаточной для рассеивания тепловой мощности 250Вт. В авторской конструкции он состоит из двух частей, служащих боковыми стенками корпуса, и имеющих эффективную площадь по 1800см каждая. Транзистор VT9 устанавливается через изоляционную теплопроводящую прокладку. Монтаж сильноточных цепей необходимо выполнить проводом сечением не менее 5мм. Точки земли и плюса стабилизатора должны быть именно точками, а не линиями. Несоблюдение этого правила может привести к увеличению пульсаций выходного напряжения и даже к самовозбуждению стабилизатора. Один из вариантов, удовлетворяющих данному требованию, показан на рис.4.

Пять конденсаторов, образующих емкость С1, и конденсатор С6 располагаются на печатной плате по кругу. Площадка, образовавшаяся в центральной части служит положительной шиной, а сектор, соединенный с минусом конденсатора С6- отрицательной. Нижний вывод резистора R16, эмиттер VT10, нижний вывод резистора R19 соединяются с центральной площадкой отдельными проводами. (R16- проводом сечением не менее 0,75 мм) Правый по схеме вывод R17, анод VD6 коллекторы VT3-VT8 соединяются с минусом С6 также каждый отдельным проводом. Конденсатор С5 припаивается непосредственно к выводам транзистора VT9 или располагается в непосредственной близости от него. Соблюдение правила точечного заземления для элементов стабилизатора напряжения питания вентилятора, ограничителя пускового тока, устройства аварийной сигнализации не обязательно и их конструкция может быть произвольной. Устройство аварийной защиты собирается на отдельной плате и крепится непосредственно к выходным клеммам блока питания с внутренней стороны корпуса.

Прежде чем приступать к настройке следует обратить внимание на то, что описываемый блок питания является достаточно мощным электроприбором, при работе с которым необходима осторожность и строгое соблюдение правил техники безопасности. В первую очередь не стоит торопиться сразу включить собранный блок в сеть 220В, прежде необходимо проверить работоспособность основных узлов схемы. Для этого следует установить движок переменного резистора R6 в правое крайнее по схеме положение, а резистора R20 в верхнее. Из резисторов, образующих R16 следует установить только один на 150 Ом. Устройство аварийной защиты необходимо временно отключить, отпаяв его от остальной схемы. Далее на емкость C1 подать напряжение 25В от лабораторного блока питания с током защиты от КЗ 0,5-1 А. Через примерно 0,7 сек должны сработать реле К1, включиться вентилятор, а на выходе появиться напряжение 13,8 В. Величину выходного напряжения можно изменить подбором стабилитрона VD6. Проконтролировать напряжение на двигателе вентилятора, оно должно составлять примерно 12,2 В. После этого необходимо откалибровать измеритель напряжения. К выходу блока питания подключить эталонный вольтметр, желательно цифровой, и подстройкой R20 установить стрелку прибора PV1 на деление, соответствующее показаниям эталонного вольтметра. Для настройки устройства аварийной защиты необходимо подать на него напряжение 10-12 В от лабораторного регулируемого источника питания через резистор 10-20 Ом 2 Вт.(При этом оно должно быть отключено от остальной схемы!) Параллельно тиристору VS1 включить вольтметр. Далее плавно повышать напряжение и засечь последнее показание вольтметра, после которого его показания резко упадут до значения 0,7 В (Открылся тиристор). Подбором номинала R23 установить порог срабатывания на уровне 16,5 В (Максимально допустимое напряжение питания трансивера согласно инструкции по эксплуатации). После этого подключить устройство аварийной защиты к остальной схеме. Теперь можно включить блок питания в сеть 220 В. Далее следует настроить схему защиты от КЗ. Для этого к выходу блока питания через амперметр на ток 25-30 А подключить мощный реостат с сопротивлением 10-15 Ом. Плавно уменьшая сопротивление реостата от максимального значения до нуля, снять нагрузочную характеристику. Она должна иметь вид, показанный на рис. 2, но с изгибом при токе нагрузки 3-5 А. При сопротивлении реостата близком к нулю, должна включиться аварийная звуковая сигнализация. Далее следует по одному впаивать остальные резисторы (по 150 Ом), составляющие сопротивление R16, каждый раз проверяя значение максимального тока, пока его значение составит 26-27 А для 25-амперного варианта или 31-32А для 30-амперного. После настройки защиты от КЗ необходимо откалибровать устройство измерения выходного тока. Для этого установить при помощи реостата ток нагрузки 15-20 А и подстройкой резистора R6 добиться одинаковых показаний стрелочного прибора PA1 и эталонного амперметра. На этом настройку блока питания можно считать законченной и можно приступать к тепловым испытаниям. Для этого необходимо полностью собрать прибор, при помощи реостата установить выходной ток 15-20А и оставить включенным на несколько часов. После чего убедиться, что в блоке ничего не вышло из строя, а температура элементов не превышает 60-70 С. Теперь можно подключить блок к трансиверу и провести окончательную проверку в реальных условиях работы. Следует также не забывать, что в состав блока питания входит система автоматического регулирования. Она может быть подвержена влиянию высокочастотных наводок, возникающих при работе передатчика трансивера с антенно-фидерным трактом, имеющим большое значение КСВ или тока асимметрии. Поэтому было бы полезно сделать хотя бы простейший защитный дроссель, намотав 6-10 витков кабеля, соединяющего блок питания с трансивером, на ферритовое кольцо с проницаемостью 600-3000 соответствующего диаметра.

До встречи на диапазонах!
Шуман Олег Владимирович UT5UML. [email protected]
Фото: Зарицкий Владимир Леонидович UT5UKG

В чем разница между транзистором и резистором? — TechNote

Вот объяснение перехода от резистора к транзистору.

Начнем с простой схемы.

Обычно источник напряжения не показан на принципиальных схемах. Итак, давайте удалим источник напряжения с принципиальной схемы. Также указаны напряжение и сопротивление, нам нужно рассчитать ток.

Теперь давайте разделим один резистор на два резистора и подключим резисторы (R1 и R2) последовательно.

Поскольку два резистора подключены к одному источнику напряжения, напряжение делится между резисторами. Эти напряжения — V1 и V2.

Теперь найдем выходное напряжение Vo.

Теперь сделаем R2 равным нулю. т.е. сопротивления нет, мы собираемся замкнуть R2. Теперь выход Vo равен 0 В, потому что выход закорочен на массу. Нет никакой потенциальной разницы.

Теперь давайте сделаем R2 как Бесконечный Ом.т.е. снимите R2 и сделайте разрыв цепи. Поскольку цепь разомкнута, ток не протекает. Следовательно, I = 0A. Итак, V2 = I * R2.
V2 = 0 * ∞ = Не определено. Это значит что угодно. Так что нельзя предугадывать. Тогда как вы рассчитаете Vo? Возможно, мы не сможем узнать V2, но мы сможем узнать V1. Итак, Vo = V — V1. V1 = I * R1 = 0 В. Итак, V0 = V

А теперь заменим R2 переменным резистором. Если сопротивление R2 изменяется от 0 до ∞ Ом, тогда V0 будет изменяться от 0 до V. Таким образом, V0 никогда не может быть меньше 0 и больше V.

Когда мы меняем сопротивление R2, меняется и ток I. Предположим, мы не можем измерить R2, но можем измерить I, тогда Vo = V — I * R1. R2 в расчетах не используется.

Теперь переименуем Current I в Iy.

Теперь давайте управляем переменным резистором с помощью Ix. Отношение между Ix и Iy составляет
Iy = B x Ix

.

Теперь мы генерируем Ix, используя Vx и Rx.

Ix = Vx / Rx

Теперь давайте представим батарею между приемником и землей.Таким образом, напряжение на резисторе Rx равно Vx -Ve. Итак, Ix = (Vx — Ve) / Rx.

Теперь переименуем детали.
Vx -> Vb
Rx -> Rb
Ix -> Ib

Ve -> Vbe
Iy -> Ic
R1 -> Rc
V1 -> Vc
V -> Vcc

В -> β

Теперь меняем блок переменного резистора на Транзистор.

Этот транзистор действует как регулятор (переменный резистор) или переключатель (ВКЛ / ВЫКЛ).

Транзистор имеет 3 режима работы.

1. Отсечка (выключатель — ВЫКЛ)
2- Насыщенность (выключатель — ВКЛ)
3- Активный (регулятор).

1. Режим отключения

Vb Итак, Ib = 0A
Ic = 0A
Vc = Ic x Rc = 0V
Vo = Vcc — Vc = Vcc

2. Режим насыщения

Ic> Ic.max
Ic.max = Vcc / Rc
Ic = β Ib
Ic = Ic.max
Vc = Ic x Rc = Vcc
Vo = Vcc — Vc = 0 В

3. Активный режим

0

Ib = (Vb — Vbe) / Rb
Ic = β x Ib
Vc = Ic x Rc
Vo = Vcc — Vc

0V

Когда транзистор действует как регулятор, он называется усилителем.
Когда транзистор действует как переключатель, он называется затвором.

Транзистор в активном режиме — аналоговая электроника
Транзистор в режиме отсечки / насыщения — цифровая электроника

Часть 2 Печатная плата и компоненты

Резисторы, диоды и транзисторы являются неотъемлемыми частями работающей печатной платы. Без них печатная плата не смогла бы выполнять свои задачи. Каждый из этих компонентов выполняет определенную функцию.

Резисторы

Резисторы являются частью печатной платы.Резистор создает сопротивление в потоке электричества. При расчете сопротивления измерения производятся в омах. Ом — это стандарт для измерения электрического сопротивления.

Резисторы имеют различное назначение. Назначение резистора заключается в делении напряжения. Резисторы делят напряжение, когда они включены последовательно друг с другом. Еще одно предназначение резисторов — это способ генерации тепла. Резистор может генерировать тепло, преобразовывая проходящую через него электрическую энергию в тепловую.Конечная цель, которую мы опишем, — это то, как резисторы согласовываются и нагружают цепи. Большая часть выходной мощности перемещается в виде тепла в случае слишком низкого сопротивления нагрузки. Однако, если сопротивление нагрузки слишком велико, ток будет слишком низким для передачи энергии нагрузке.

Вот отличное видео с ResistorGuide.com:

Диоды

Диоды позволяют току течь только в одном направлении. Также диоды имеют два электрода.Анод и катод — это два электрода внутри диода. Анод позволяет току течь из внешней цепи. В то время как катод позволяет току течь в поляризованном устройстве. Катод тоже металлический.

Диод работает правильно, только если катод заряжен отрицательно по отношению к аноду при заданном напряжении. Следовательно, когда катод заряжен положительно, диод вообще не работает. Это также произойдет, если на катоде будет такое же напряжение, что и на аноде. Это также происходит, когда его отрицательность меньше, чем у прямого размыкающего напряжения по отношению к аноду.Направление катода очень важно для функциональности диодов.

Транзисторы

Транзисторы представляют собой трехконтактные устройства. Это трехконтактное устройство может регулировать ток или напряжение, а также действовать в качестве переключателя для сигналов электронной разновидности. Полупроводники составляют три слоя транзистора. Следовательно, каждый из этих слоев может проводить ток. Материал полупроводника находится между материалом реального проводника и изолятора.Работа транзистора заключается в усилении или переключении электронных сигналов и электроэнергии, а также в регулировании тока или напряжения в цепи, а это возможно только благодаря полупроводникам.

Оставайтесь на связи

Скоро в продаже: продолжение нашей серии о печатных платах и ​​их компонентах.

Вы всегда можете посетить наш блог для получения дополнительной информации или наш сайт!

Также посетите наши Facebook, Twitter, Google+ и LinkedIn.

Разница между диодом и транзистором (со сравнительной таблицей)

Одно из основных различий между диодом и транзистором состоит в том, что диод преобразует переменный ток в постоянный ток, в то время как транзистор передает входные сигналы от цепи с низким сопротивлением к цепи с высоким сопротивлением.Другие различия между ними поясняются ниже в табличной форме.

Диод также известен как кристаллический диод, потому что он состоит из кристаллов (кремния или германия). Это двухконтактное устройство, которое начинает проводить ток, когда положительный вывод источника питания подключается к области p-типа, а отрицательный вывод подключается к n-области диода.

Транзистор имеет три области: эмиттер, коллектор и базу. Эмиттер сильно легирован, поэтому он может переносить тяжелую заряженную частицу на базу.База транзистора меньше по размеру и слегка легирована, поэтому носитель заряда легко перемещается от базы к области коллектора. Коллектор — это самая большая область транзистора, потому что он может рассеивать тепло, выделяемое на переходе база-коллектор.

Содержание: диод против транзистора

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Диод	Транзистор
Определение	Полупроводниковый прибор, в котором ток течет только в одном направлении.	Полупроводниковое устройство, которое передает слабый сигнал от цепи с низким сопротивлением к цепи с высоким сопротивлением.
Символ
Использует	Выпрямитель	Регулятор, усиление и выпрямление
Клемма	Два (анод и катод)	Три (эмиттер, база и коллектор)
Переключатель	Неуправляемый	Управляемый
Типы	Переходный диод, светоизлучающий диод, фотодиоды, диоды Шоттки, туннельный, Veractor и стабилитрон.	Биполярный транзистор и полевой транзистор.
Область	P-область и N-область	Излучатель, коллектор и база
Область истощения	Один	Два

Определение диода

Диод представляет собой устройство с двумя выводами, которое позволяет току течь в одном направлении. Диод изготовлен из полупроводникового материала и в основном используется для выпрямления.Проводимость в цепи возникает при прямом смещении диода.

Прямое смещение означает, что материал P-типа подключен к положительной клемме батареи, а материал N-типа подключен к отрицательной клемме батареи. Блок-схема диода представлена ​​на рисунке ниже.

Определение транзистора

Транзистор — это трехконтактное устройство, которое используется для усиления электрических сигналов. Он состоит из полупроводникового материала.Эмиттер, коллектор и база — это три вывода батареи. Эмиттерный переход имеет прямое смещение и имеет небольшое сопротивление, тогда как коллекторный переход имеет обратное смещение и имеет высокое сопротивление. Когда слабый сигнал вводится в цепь с низким сопротивлением транзистора, он передает сигнал из цепи с высоким сопротивлением.

Ключевые различия между диодом и транзистором

1. Диод представляет собой полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении, тогда как транзистор передает сопротивление из области с низким сопротивлением в область с высоким сопротивлением.
2. Диод используется для преобразования переменного тока в постоянный или для выпрямления, тогда как транзистор в основном используется для усиления и в качестве регулятора.
3. Диод имеет две клеммы, а именно анод и катод. Анод является положительной клеммой, а катод — отрицательной клеммой диода. Транзистор имеет три вывода; они эмиттер, коллектор и база.
4. Диод — это тип неуправляемого переключателя, тогда как транзистор — это управляемый переключатель.
5. Транзисторы в основном подразделяются на два типа, т.е.е., биполярный переходной транзистор и полевой транзистор. BJT использует как электроны, так и дырку в качестве носителя заряда, а полевой транзистор представляет собой униполярный транзистор. Диод бывает многих типов, например, фотодиоды, стабилитрон, туннельный диод, варакторный диод и т. Д.
6. P-тип и N-тип — это две области диода. Дырка является основным носителем заряда P-области, а электроны — основным носителем заряда N-области диода. Транзистор имеет три области: эмиттер, базу и коллектор.Среди трех областей база является самой маленькой областью, а коллектор — самой большой областью транзистора.
7. Диод имеет только один обедненный слой между P-типом и N-типом, тогда как транзистор имеет два обедненных слоя, один находится между эмиттером и базой, а другой — между базой и коллектором.

Считается, что транзистор состоит из двух диодов с PN переходом. Но два дискретных диода, соединенных спина к спине, никогда не работают как транзисторы.

Как работают электронные компоненты

Электронные гаджеты стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они сделали нашу жизнь комфортнее и удобнее. От авиации до медицины и здравоохранения электронные гаджеты находят широкое применение в современном мире. Фактически, революция в электронике и революция в компьютерах идут рука об руку.

Большинство гаджетов имеют крошечные электронные схемы, которые могут управлять машинами и обрабатывать информацию.Проще говоря, электронные схемы — это линия жизни различных электроприборов. В этом руководстве подробно рассказывается об общих электронных компонентах, используемых в электронных схемах, и о том, как они работают.

В этой статье я дам обзор электронных схем. Затем я предоставлю дополнительную информацию о 7 различных типах компонентов. Для каждого типа я буду обсуждать состав, принцип работы, а также функцию и значение компонента.

1. Конденсатор
2. Резистор
3. Диод
4. Транзистор
5. Катушка индуктивности
6. Реле
7. Кристалл кварца

---

Обзор электронной схемы

Электронная схема — это структура, которая направляет и управляет электрическим током для выполнения различных функций, включая усиление сигнала, вычисление и передачу данных.Он состоит из нескольких различных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и диоды. Для соединения компонентов друг с другом используются токопроводящие провода или дорожки. Однако цепь считается завершенной, только если она начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя цикл.

---

Элементы электронной схемы

Сложность и количество компонентов в электронной схеме могут изменяться в зависимости от ее применения. Однако простейшая схема состоит из трех элементов, включая токопроводящую дорожку, источник напряжения и нагрузку.

Элемент 1: токопроводящий путь

Электрический ток течет по токопроводящей дорожке. Хотя медные провода используются в простых цепях, они быстро заменяются токопроводящими дорожками. Проводящие дорожки — это не что иное, как медные листы, наклеенные на непроводящую основу. Они часто используются в небольших и сложных схемах, таких как печатные платы (PCB).

Элемент 2: Источник напряжения

Основная функция цепи — обеспечить безопасное прохождение электрического тока через нее.Итак, первый ключевой элемент — это источник напряжения. Это двухконтактное устройство, такое как аккумулятор, генераторы или энергосистемы, которые обеспечивают разность потенциалов (напряжение) между двумя точками в цепи, так что ток может течь через них.

Элемент 3: Нагрузка

Нагрузка — это элемент в цепи, который потребляет мощность для выполнения определенной функции. Лампочка — простейшая нагрузка. Однако сложные схемы имеют разные нагрузки, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и транзисторы.

---

Факты об электронных схемах

Факт 1: Обрыв цепи

Как упоминалось ранее, цепь всегда должна образовывать петлю, чтобы через нее протекал ток. Однако, когда дело доходит до разомкнутой цепи, ток не может течь, поскольку один или несколько компонентов отключены намеренно (с помощью переключателя) или случайно (сломанные части). Другими словами, любая цепь, не образующая петли, является разомкнутой.

Факт 2: Замкнутый контур

Замкнутый контур — это контур, который образует контур без каких-либо прерываний.Таким образом, это полная противоположность разомкнутой цепи. Однако полная цепь, которая не выполняет никаких функций, остается замкнутой цепью. Например, цепь, подключенная к разряженной батарее, может не работать, но это все равно замкнутая цепь.

Факт 3: Короткое замыкание

В случае короткого замыкания между двумя точками электрической цепи образуется соединение с низким сопротивлением. В результате ток имеет тенденцию течь через это вновь образованное соединение, а не по намеченному пути.Например, если есть прямое соединение между отрицательной и положительной клеммами батареи, ток будет проходить через нее, а не через цепь.

Однако короткое замыкание обычно приводит к серьезным несчастным случаям, так как ток может протекать на опасно высоком уровне. Следовательно, короткое замыкание может повредить электронное оборудование, вызвать взрыв батарей и даже вызвать пожар в коммерческих и жилых зданиях.

Факт 4: Печатные платы (PCB)

Для большинства электронных приборов требуются сложные электронные схемы.Вот почему разработчикам приходится размещать крошечные электронные компоненты на печатной плате. Он состоит из пластиковой платы с соединительными медными дорожками с одной стороны и множества отверстий для крепления компонентов. Когда макет печатной платы наносится химическим способом на пластиковую плату, она называется печатной платой или печатной платой.

Рисунок 1: Печатная плата . [Источник изображения]

Факт 5: Интегральные схемы (ИС)

Хотя печатные платы могут предложить множество преимуществ, для большинства современных приборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, требуются сложные схемы, состоящие из тысяч и даже миллионов компонентов.Вот тут-то и пригодятся интегральные схемы. Это крошечные электронные схемы, которые могут поместиться внутри небольшого кремниевого чипа. Джек Килби изобрел первую интегральную схему в 1958 году в компании Texas Instruments. Единственная цель ИС — повысить эффективность электронных устройств при уменьшении их размера и стоимости производства. С годами интегральные схемы становились все более сложными, поскольку технологии продолжают развиваться. Вот почему персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другая бытовая электроника с каждым днем ​​становятся все дешевле и лучше.

Рисунок 2: Интегральные схемы . [Источник изображения]

---

Электронные компоненты

Благодаря современным технологиям, процесс сборки электронных схем был полностью автоматизирован, особенно это касается изготовления микросхем и печатных плат. Количество и расположение компонентов в схеме может варьироваться в зависимости от ее сложности. Однако он построен с использованием небольшого количества стандартных компонентов.

Следующие компоненты используются для создания электронных схем.

---

Компонент 1: Конденсатор

Конденсаторы

широко используются для построения различных типов электронных схем.Конденсатор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который может электростатически накапливать энергию в электрическом поле. Проще говоря, он работает как небольшая аккумуляторная батарея, которая накапливает электричество. Однако, в отличие от аккумулятора, он может заряжаться и разряжаться за доли секунды.

Рисунок 3: Конденсаторы [Источник изображения]

A. Состав Конденсаторы

бывают всех форм и размеров, но обычно они состоят из одинаковых основных компонентов. Между ними уложены два электрических проводника или пластины, разделенные диэлектриком или изолятором.Пластины состоят из проводящего материала, такого как тонкие пленки из металла или алюминиевой фольги. С другой стороны, диэлектрик — это непроводящий материал, такой как стекло, керамика, пластиковая пленка, воздух, бумага или слюда. Вы можете вставить два электрических соединения, выступающих из пластин, чтобы зафиксировать конденсатор в цепи.

B. Как это работает?

Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам или подключаете их к источнику, на изоляторе возникает электрическое поле, в результате чего на одной пластине накапливается положительный заряд, а на другой накапливается отрицательный заряд.Конденсатор продолжает сохранять заряд, даже если вы отключите его от источника. В тот момент, когда вы подключаете его к нагрузке, накопленная энергия перетекает от конденсатора к нагрузке.

Емкость — это количество энергии, хранящейся в конденсаторе. Чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить. Увеличить емкость можно, сдвинув пластины ближе друг к другу или увеличив их размер. В качестве альтернативы вы также можете улучшить изоляционные качества, чтобы увеличить емкость.

C. Функция и значение

Хотя конденсаторы выглядят как батареи, они могут выполнять в цепи различные типы функций, например, блокировать постоянный ток, позволяя проходить переменному току, или сглаживать выходной сигнал от источника питания. Они также используются в системах передачи электроэнергии для стабилизации напряжения и потока мощности. Одной из наиболее важных функций конденсатора в системах переменного тока является коррекция коэффициента мощности, без которой вы не сможете обеспечить достаточный пусковой момент для однофазных двигателей.

Фильтры для конденсаторов

Если вы используете микроконтроллер в цепи для запуска определенной программы, вы не хотите, чтобы его напряжение упало, поскольку это приведет к сбросу контроллера. Вот почему дизайнеры используют конденсатор. Он может обеспечить микроконтроллер необходимой мощностью на долю секунды, чтобы избежать перезапуска. Другими словами, он отфильтровывает шумы в линии питания и стабилизирует источник питания.

Применения удерживающего конденсатора

В отличие от батареи, конденсатор быстро разряжается.Вот почему он используется для кратковременного питания цепи. Батареи вашей камеры заряжают конденсатор, прикрепленный к вспышке. Когда вы делаете снимок со вспышкой, конденсатор высвобождает свой заряд за доли секунды, генерируя вспышку света.

Применение конденсатора таймера

В резонансной или зависящей от времени схеме конденсаторы используются вместе с резистором или катушкой индуктивности в качестве элемента синхронизации. Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, определяет работу схемы.

---

Компонент 2: резистор

Резистор — это пассивное двухконтактное электрическое устройство, которое препятствует прохождению тока. Это, наверное, самый простой элемент в электронной схеме. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.

Рисунок 4: Резисторы [Источник изображения]

A. Состав

Резистор — это совсем не модное устройство, потому что сопротивление — это естественное свойство, которым обладают почти все проводники.Итак, конденсатор состоит из медной проволоки, обернутой вокруг изоляционного материала, такого как керамический стержень. Количество витков и толщина медной проволоки прямо пропорциональны сопротивлению. Чем больше количество витков и чем тоньше провод, тем выше сопротивление.

Также можно встретить резисторы, изготовленные по спирали из углеродной пленки. Отсюда и название резисторы с углеродной пленкой. Они разработаны для схем с низким энергопотреблением, потому что резисторы с углеродной пленкой не так точны, как их аналоги с проволочной обмоткой.Однако они дешевле проводных резисторов. К обоим концам прикреплены клеммы проводов. Поскольку резисторы не учитывают полярность в цепи, ток может течь в любом направлении. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, чтобы прикрепить их вперед или назад.

B. Как это работает?

Резистор может показаться не очень большим. Можно подумать, что он ничего не делает, кроме потребления энергии. Однако он выполняет жизненно важную функцию: контролирует напряжение и ток в вашей цепи.Другими словами, резисторы дают вам контроль над конструкцией вашей схемы.

Когда электрический ток начинает течь по проводу, все электроны начинают двигаться в одном направлении. Это похоже на воду, текущую по трубе. По тонкой трубе будет течь меньше воды, потому что у нее меньше места для ее движения.

Точно так же, когда ток проходит через тонкую проволоку в резисторе, электронам становится все труднее двигаться через него. Короче говоря, количество электронов, проходящих через резистор, уменьшается по мере увеличения длины и толщины провода.

C. Функция и значение У резисторов

есть множество применений, но три наиболее распространенных — это управление током, разделение напряжения и цепи резистор-конденсатор.

Ограничение тока

Если вы не добавите резисторы в цепь, ток будет опасно высоким. Это может привести к перегреву других компонентов и их повреждению. Например, если вы подключите светодиод напрямую к батарее, он все равно будет работать.Однако через некоторое время светодиод нагреется, как огненный шар. В конечном итоге он сгорит, поскольку светодиоды менее устойчивы к нагреву.

Но, если ввести в схему резистор, он снизит протекание тока до оптимального уровня. Таким образом, вы можете дольше держать светодиод включенным, не перегревая его.

Делительное напряжение Также используются резисторы

для понижения напряжения до нужного уровня. Иногда для определенной части схемы, такой как микроконтроллер, может потребоваться более низкое напряжение, чем для самой схемы.Здесь на помощь приходит резистор.

Допустим, ваша схема работает от аккумулятора 12 В. Однако для микроконтроллера требуется только питание 6 В. Итак, чтобы разделить напряжение пополам, все, что вам нужно сделать, это подключить последовательно два резистора с равным сопротивлением. Проволока между двумя резисторами снизит наполовину напряжение вашей цепи, к которой может быть подключен микроконтроллер. Используя соответствующие резисторы, вы можете снизить напряжение в цепи до любого уровня.

Резисторно-конденсаторные цепи Резисторы

также используются в сочетании с конденсаторами для создания интегральных схем, содержащих массивы резистор-конденсатор в одной микросхеме.Они также известны как RC-фильтры или RC-сети. Они часто используются для подавления электромагнитных помех (EMI) или радиочастотных помех (RFI) в различных инструментах, включая порты ввода / вывода компьютеров и ноутбуков, локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN), среди прочего. Они также используются в станках, распределительных устройствах, контроллерах двигателей, автоматизированном оборудовании, промышленных приборах, лифтах и ​​эскалаторах.

---

Компонент 3: Диод

Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Таким образом, это электронный эквивалент обратного клапана или улицы с односторонним движением. Он обычно используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он изготовлен либо из полупроводникового материала (полупроводниковый диод), либо из вакуумной трубки (вакуумный ламповый диод). Однако сегодня большинство диодов изготовлено из полупроводникового материала, особенно из кремния.

Рисунок 5: Диод [Источник изображения]

A. Состав

Как упоминалось ранее, существует два типа диодов: вакуумные диоды и полупроводниковые диоды.Вакуумный диод состоит из двух электродов (катода и анода), помещенных внутри герметичной вакуумной стеклянной трубки. Полупроводниковый диод состоит из полупроводников p-типа и n-типа. Поэтому он известен как диод с p-n переходом. Обычно он изготавливается из кремния, но также можно использовать германий или селен.

B. Как это работает?

Вакуумный диод

Когда катод нагревается нитью накала, в вакууме образуется невидимое облако электронов, называемое пространственным зарядом.Хотя электроны испускаются катодом, отрицательный объемный заряд отталкивает их. Поскольку электроны не могут достичь анода, через цепь не протекает ток. Однако, когда анод становится положительным, объемный заряд исчезает. В результате ток начинает течь от катода к аноду. Таким образом, электрический ток внутри диода течет только от катода к аноду и никогда от анода к катоду.

P-N переходной диод

Диод с p-n переходом состоит из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа.Полупроводник p-типа обычно легируется бором, оставляя в нем дырки (положительный заряд). С другой стороны, полупроводник n-типа легирован сурьмой, добавляя в него несколько дополнительных электронов (отрицательный заряд). Таким образом, электрический ток может протекать через оба полупроводника.

Когда вы складываете блоки p-типа и n-типа вместе, дополнительные электроны n-типа объединяются с дырками p-типа, создавая зону обеднения без каких-либо свободных электронов или дырок. Короче, ток через диод больше не может проходить.

Когда вы подключаете отрицательную клемму батареи к кремнию n-типа, а положительную клемму к p-типу (прямое смещение), ток начинает течь, поскольку электроны и дырки теперь могут перемещаться по переходу. Однако, если вы перевернете клеммы (обратное смещение), ток через диод не будет протекать, потому что дырки и электроны отталкиваются друг от друга, расширяя зону обеднения. Таким образом, как и вакуумный диод, переходной диод может пропускать ток только в одном направлении.

С.Функция и значение

Хотя диоды являются одними из простейших компонентов электронной схемы, они находят уникальное применение в различных отраслях промышленности.

Преобразование переменного тока в постоянный

Наиболее распространенным и важным применением диодов является преобразование переменного тока в постоянный. Обычно полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель используется для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, особенно в бытовых источниках питания. Когда вы пропускаете источник питания переменного тока через диод, через него проходит только половина формы волны переменного тока.Поскольку этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, он создает устойчивые и непрерывные постоянные токи без каких-либо пульсаций. Различные комбинации диодов и конденсаторов также используются для создания различных типов умножителей напряжения для умножения небольшого переменного напряжения на высокие выходы постоянного тока.

Обходные диоды

Обходные диоды часто используются для защиты солнечных панелей. Когда ток от остальных элементов проходит через поврежденный или пыльный солнечный элемент, это вызывает перегрев.В результате общая выходная мощность снижается, создавая горячие точки. Диоды подключаются параллельно солнечным элементам, чтобы защитить их от проблемы перегрева. Эта простая конструкция ограничивает напряжение на неисправном солнечном элементе, позволяя току проходить через неповрежденные элементы во внешнюю цепь.

Защита от скачков напряжения

Когда источник питания внезапно прерывается, он создает высокое напряжение в большинстве индуктивных нагрузок.Этот неожиданный скачок напряжения может повредить нагрузку. Однако вы можете защитить дорогое оборудование, подключив диод к индуктивным нагрузкам. В зависимости от типа безопасности эти диоды известны под разными названиями, включая демпферный диод, обратный диод, подавляющий диод и диод свободного хода, среди других.

Демодуляция сигнала

Они также используются в процессе модуляции сигнала, поскольку диоды могут эффективно удалять отрицательный элемент сигнала переменного тока.Диод выпрямляет несущую волну, превращая ее в постоянный ток. Звуковой сигнал извлекается из несущей волны, этот процесс называется звуковой частотной модуляцией. Вы можете слышать звук после некоторой фильтрации и усиления. Следовательно, диоды обычно используются в радиоприемниках для извлечения сигнала из несущей волны.

Защита от обратного тока

Изменение полярности источника постоянного тока или неправильное подключение батареи может привести к протеканию значительного тока через цепь.Такое обратное подключение может повредить подключенную нагрузку. Вот почему защитный диод включен последовательно с плюсовой стороной клеммы аккумулятора. В случае правильной полярности диод становится смещенным в прямом направлении, и ток течет по цепи. Однако в случае неправильного подключения он становится смещенным в обратном направлении, блокируя ток. Таким образом, это может защитить ваше оборудование от возможных повреждений.

---

Компонент 4: Транзистор

Один из важнейших компонентов электронной схемы, транзисторы произвели революцию в области электроники.Эти крошечные полупроводниковые устройства с тремя выводами существуют уже более пяти десятилетий. Их часто используют как усилители и переключающие устройства. Вы можете думать о них как о реле без каких-либо движущихся частей, потому что они могут включать или выключать что-то без какого-либо движения.

Рисунок 6: Транзисторы [Источник изображения]

A. Состав

Вначале германий использовался для создания транзисторов, которые были чрезвычайно чувствительны к температуре. Однако сегодня они изготавливаются из кремния, полупроводникового материала, обнаруженного в песке, потому что кремниевые транзисторы гораздо более устойчивы к температуре и дешевле в производстве.Есть два разных типа биполярных переходных транзисторов (BJT), NPN и PNP. Каждый транзистор имеет три контакта, которые называются базой (b), коллектором (c) и эмиттером (e). NPN и PNP относятся к слоям полупроводникового материала, из которых изготовлен транзистор.

B. Как это работает?

Когда вы помещаете кремниевую пластину p-типа между двумя стержнями n-типа, вы получаете транзистор NPN. Эмиттер присоединен к одному n-типу, а коллектор — к другому.Основание прикреплено к р-образному. Избыточные дырки в кремнии p-типа действуют как барьеры, блокирующие прохождение тока. Однако, если вы приложите положительное напряжение к базе и коллектору и отрицательно зарядите эмиттер, электроны начнут течь от эмиттера к коллектору.

Расположение и количество блоков p-типа и n-типа остаются инвертированными в транзисторе PNP. В этом типе транзистора один n-тип находится между двумя блоками p-типа. Поскольку распределение напряжения отличается, транзистор PNP работает иначе.Транзистор NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Короче говоря, ток должен течь от базы, чтобы включить PNP-транзистор.

C. Функция и значение

Транзисторы функционируют как переключатели и усилители в большинстве электронных схем. Разработчики часто используют транзистор в качестве переключателя, потому что, в отличие от простого переключателя, он может превратить небольшой ток в гораздо больший. Хотя вы можете использовать простой переключатель в обычной цепи, для усовершенствованной схемы может потребоваться различное количество токов на разных этапах.

Транзисторы в слуховых аппаратах

Одно из самых известных применений транзисторов — слуховой аппарат. Обычно небольшой микрофон в слуховом аппарате улавливает звуковые волны, преобразовывая их в колеблющиеся электрические импульсы или токи. Когда эти токи проходят через транзистор, они усиливаются. Затем усиленные импульсы проходят через динамик, снова преобразуя их в звуковые волны. Таким образом, вы можете слышать значительно более громкую версию окружающего шума.

Транзисторы в компьютерах и калькуляторах

Все мы знаем, что компьютеры хранят и обрабатывают информацию, используя двоичный язык «ноль» и «единица». Однако большинство людей не знают, что транзисторы играют решающую роль в создании чего-то, что называется логическими вентилями, которые являются основой компьютерных программ. Транзисторы часто соединяются с логическими вентилями, чтобы создать уникальный элемент устройства, называемый триггером. В этой системе транзистор остается включенным, даже если вы уберете ток базы.Теперь он переключается или выключается всякий раз, когда через него проходит новый ток. Таким образом, транзистор может хранить ноль, когда он выключен, или единицу, когда он включен, что является принципом работы компьютеров.

Транзисторы Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона состоит из двух соединенных вместе транзисторов с полярным соединением PNP или NPN. Он назван в честь своего изобретателя Сидни Дарлингтона. Единственная цель транзистора Дарлингтона — обеспечить высокий коэффициент усиления по току при низком базовом токе.Вы можете найти эти транзисторы в приборах, которым требуется высокий коэффициент усиления по току на низкой частоте, таких как регуляторы мощности, драйверы дисплея, контроллеры двигателей, световые и сенсорные датчики, системы сигнализации и усилители звука.

IGBT и MOSFET транзисторы

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) часто используются в качестве усилителей и переключателей в различных инструментах, включая электромобили, поезда, холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы.С другой стороны, полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) обычно используются в интегральных схемах для управления уровнями мощности устройства или для хранения данных.

---

Компонент 5: Индуктор

Катушка индуктивности, также известная как реактор, представляет собой пассивный компонент цепи, имеющей два вывода. Это устройство хранит энергию в своем магнитном поле, возвращая ее в цепь при необходимости. Было обнаружено, что когда две катушки индуктивности помещаются рядом, не касаясь друг друга, магнитное поле, создаваемое первой катушкой индуктивности, воздействует на вторую катушку индуктивности.Это был решающий прорыв, который привел к изобретению первых трансформаторов.

Рисунок 7: Катушки индуктивности [Источник изображения]

A. Состав

Это, вероятно, простейший компонент, состоящий только из мотка медной проволоки. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке. Однако иногда катушка наматывается на ферромагнитный материал, такой как железо, слоистое железо и порошковое железо, для увеличения индуктивности. Форма этого сердечника также может увеличить индуктивность.Тороидальные (в форме бублика) сердечники обеспечивают лучшую индуктивность по сравнению с соленоидными (стержневыми) сердечниками на такое же количество витков. К сожалению, соединить индукторы в интегральную схему сложно, поэтому их обычно заменяют резисторами.

B. Как это работает?

Когда ток проходит по проводу, он создает магнитное поле. Однако уникальная форма индуктора приводит к созданию гораздо более сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле, в свою очередь, сопротивляется переменному току, но пропускает через него постоянный ток.Это магнитное поле также хранит энергию.

Возьмем простую схему, состоящую из батареи, переключателя и лампочки. Лампа будет ярко светиться, как только вы включите выключатель. Добавьте в эту цепь индуктивность. Как только вы включаете выключатель, лампочка переключается с яркой на тусклую. С другой стороны, когда переключатель выключен, он становится очень ярким, всего на долю секунды до полного выключения.

Когда вы включаете переключатель, индуктор начинает использовать электричество для создания магнитного поля, временно блокируя прохождение тока.Но только постоянный ток проходит через индуктор, как только магнитное поле заполнено. Вот почему лампочка переключается с яркой на тусклую. Все это время индуктор накапливает некоторую электрическую энергию в виде магнитного поля. Итак, когда вы выключаете выключатель, магнитное поле поддерживает постоянный ток в катушке. Таким образом, лампочка некоторое время горит ярко перед тем, как погаснуть.

C. Функция и значение

Хотя индукторы полезны, их сложно включить в электронные схемы из-за их размера.Поскольку они более громоздкие по сравнению с другими компонентами, они увеличивают вес и занимают много места. Следовательно, их обычно заменяют резисторами в интегральных схемах (ИС). Тем не менее, индукторы находят широкое применение в промышленности.

Фильтры в настроенных схемах

Одним из наиболее распространенных применений индукторов является выбор желаемой частоты в настроенных схемах. Они широко используются с конденсаторами и резисторами, подключенными параллельно или последовательно, для создания фильтров.Импеданс катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, автономная катушка индуктивности может действовать только как фильтр нижних частот. Однако, когда вы объединяете его с конденсатором, вы можете создать режекторный фильтр, потому что импеданс конденсатора уменьшается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, вы можете использовать различные комбинации конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов для создания различных типов фильтров. Они встречаются в большинстве электронных устройств, включая телевизоры, настольные компьютеры и радио.

Дроссели как дроссели

Если через дроссель протекает переменный ток, он создает противоположный ток. Таким образом, он может преобразовывать источник переменного тока в постоянный. Другими словами, он подавляет подачу переменного тока, но позволяет постоянному току проходить через него, отсюда и название «дроссель». Обычно они встречаются в цепях питания, которым необходимо преобразовать подачу переменного тока в подачу постоянного тока.

Ферритовые бусины

Ферритовый шарик или ферритовый дроссель используется для подавления высокочастотного шума в электронных схемах.Некоторые из распространенных применений ферритовых шариков включают компьютерные кабели, телевизионные кабели и кабели для зарядки мобильных устройств. Эти кабели иногда могут действовать как антенны, взаимодействуя с аудио- и видеовыходами вашего телевизора и компьютера. Таким образом, индукторы используются в ферритовых шариках, чтобы уменьшить такие радиочастотные помехи.

Индукторы в датчиках приближения

Большинство датчиков приближения работают по принципу индуктивности. Индуктивный датчик приближения состоит из четырех частей, включая индуктор или катушку, генератор, схему обнаружения и выходную схему.Осциллятор генерирует флуктуирующее магнитное поле. Когда объект приближается к этому магнитному полю, начинают накапливаться вихревые токи, уменьшая магнитное поле датчика.

Схема обнаружения определяет силу датчика, в то время как выходная схема вызывает соответствующий ответ. Индуктивные датчики приближения, также называемые бесконтактными датчиками, ценятся за их надежность. Они используются на светофорах для определения плотности движения, а также в качестве датчиков парковки легковых и грузовых автомобилей.

Асинхронные двигатели

Асинхронный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным примером применения индукторов. Обычно в асинхронном двигателе индукторы устанавливаются в фиксированном положении. Другими словами, им не разрешается выравниваться с близлежащим магнитным полем. Источник питания переменного тока используется для создания вращающегося магнитного поля, которое затем вращает вал. Потребляемая мощность регулирует скорость вращения. Следовательно, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью.Асинхронные двигатели очень надежны и прочны, поскольку нет прямого контакта между двигателем и ротором.

Трансформаторы

Как упоминалось ранее, открытие индукторов привело к изобретению трансформаторов, одного из основных компонентов систем передачи энергии. Вы можете создать трансформатор, объединив индукторы общего магнитного поля. Обычно они используются для повышения или понижения напряжения в линиях электропередач до желаемого уровня.

Накопитель энергии

Катушка индуктивности, как и конденсатор, также может накапливать энергию. Однако, в отличие от конденсатора, он может накапливать энергию в течение ограниченного времени. Поскольку энергия хранится в магнитном поле, она схлопывается, как только отключается источник питания. Тем не менее, индукторы функционируют как надежные устройства хранения энергии в импульсных источниках питания, таких как настольные компьютеры.

---

Компонент 6: реле

Реле — это электромагнитный переключатель, который может размыкать и замыкать цепи электромеханическим или электронным способом.Для работы реле необходим относительно небольшой ток. Обычно они используются для регулирования малых токов в цепи управления. Однако вы также можете использовать реле для управления большими электрическими токами. Реле — это электрический эквивалент рычага. Вы можете включить его небольшим током, чтобы включить (или усилить) другую цепь, использующую большой ток. Реле могут быть либо электромеханическими, либо твердотельными.

Рисунок 8: Реле [Источник изображения]

A. Композиция

Электромеханическое реле (ЭМИ) состоит из корпуса, катушки, якоря, пружины и контактов.Рама поддерживает различные части реле. Якорь — это подвижная часть релейного переключателя. Катушка (в основном из медной проволоки), намотанная на металлический стержень, создает магнитное поле, которое перемещает якорь. Контакты — это токопроводящие части, которые размыкают и замыкают цепь.

Твердотельное реле (SSR) состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь эквивалентна катушке электромеханического реле. Схема управления действует как связующее устройство между входными и выходными цепями, в то время как выходная цепь выполняет ту же функцию, что и контакты в ЭМИ.Твердотельные реле становятся все более популярными, поскольку они дешевле, быстрее и надежнее электромеханических реле.

B. Как это работает?

Используете ли вы электромеханическое реле или твердотельное реле, это нормально замкнутое (NC) или нормально разомкнутое (NO) реле. В случае реле NC контакты остаются замкнутыми при отсутствии питания. Однако в нормально разомкнутом реле контакты остаются разомкнутыми при отсутствии питания.Короче говоря, всякий раз, когда через реле протекает ток, контакты либо размыкаются, либо замыкаются.

В ЭМИ источник питания возбуждает катушку реле, создавая магнитное поле. Магнитная катушка притягивает металлическую пластину, установленную на якоре. Когда ток прекращается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. EMR также может иметь один или несколько контактов в одном пакете. Если в цепи используется только один контакт, она называется цепью с одиночным разрывом (SB). С другой стороны, цепь двойного размыкания (DB) идет с буксировочными контактами.Обычно реле с одинарным размыканием используются для управления маломощными устройствами, такими как индикаторные лампы, в то время как контакты с двойным размыканием используются для управления мощными устройствами, такими как соленоиды.

Когда дело доходит до работы SSR, вам необходимо подать напряжение выше, чем указанное напряжение срабатывания реле, чтобы активировать входную цепь. Вы должны подать напряжение ниже установленного минимального напряжения падения реле, чтобы деактивировать входную цепь. Схема управления передает сигнал из входной цепи в выходную.Выходная цепь включает нагрузку или выполняет желаемое действие.

C. Функция и значение

Поскольку они могут управлять сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, в большинстве процессов управления используются реле в качестве первичных устройств защиты и переключения. Они также могут обнаруживать неисправности и нарушения в системах распределения электроэнергии. Типичные приложения включают телекоммуникации, автомобили, системы управления дорожным движением, бытовую технику и компьютеры.

Защитные реле

Защитные реле используются для отключения или отключения цепи при обнаружении каких-либо нарушений. Иногда они также могут подавать сигнал тревоги при обнаружении неисправности. Типы реле защиты зависят от их функции. Например, реле максимального тока предназначено для определения тока, превышающего заданное значение. При обнаружении такого тока реле срабатывает, отключая автоматический выключатель, чтобы защитить оборудование от возможного повреждения.

Дистанционное реле или реле импеданса, с другой стороны, может обнаруживать отклонения в соотношении тока и напряжения, а не контролировать их величину независимо. Он срабатывает, когда отношение V / I падает ниже заданного значения. Обычно защитные реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Реле автоматического повторного включения

Реле автоматического повторного включения предназначено для многократного повторного включения автоматического выключателя, который уже отключен с помощью защитного реле.Например, при резком падении напряжения в электрической цепи вашего дома может наблюдаться несколько кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Эти сбои происходят из-за того, что реле повторного включения пытается автоматически включить защитное реле. В случае успеха питание будет восстановлено. В противном случае произойдет полное отключение электроэнергии.

Тепловые реле

Тепловое воздействие электрической энергии — принцип работы теплового реле. Короче говоря, он может обнаруживать повышение температуры окружающей среды и соответственно включать или выключать цепь.Он состоит из биметаллической полосы, которая нагревается при прохождении через нее сверхтока. Нагретая полоса изгибается и замыкает замыкающий контакт, отключая автоматический выключатель. Наиболее распространенное применение теплового реле — защита электродвигателя от перегрузки.

---

Компонент 7. Кристалл кварца

Кристаллы кварца находят несколько применений в электронной промышленности. Однако в основном они используются в качестве резонаторов в электронных схемах. Кварц — это встречающаяся в природе форма кремния.Однако теперь его производят синтетически, чтобы удовлетворить растущий спрос. Он проявляет пьезоэлектрический эффект. Если вы приложите физическое давление к одной стороне, возникающие в результате вибрации создадут переменное напряжение на кристалле. Резонаторы на кварцевом кристалле доступны во многих размерах в зависимости от требуемых применений.

Рисунок 9: Кристалл кварца [Источник изображения]

A. Состав

Как упоминалось ранее, кристаллы кварца либо производятся синтетическим путем, либо встречаются в природе.Их часто используют для создания кварцевых генераторов для создания электрического сигнала с точной частотой. Обычно форма кристаллов кварца гексагональная с пирамидами на концах. Однако для практических целей их разрезают на прямоугольные плиты. К наиболее распространенным типам форматов резки относятся X, Y и AT. Эта плита помещается между двумя металлическими пластинами, называемыми удерживающими пластинами. Внешняя форма кварцевого кристалла или кварцевого генератора может быть цилиндрической, прямоугольной или квадратной.

Б.Как это работает?

Если подать на кристалл переменное напряжение, он вызовет механические колебания. Огранка и размер кристалла кварца определяют резонансную частоту этих колебаний или колебаний. Таким образом, он генерирует постоянный сигнал. Кварцевые генераторы дешевы и просты в изготовлении синтетическим способом. Они доступны в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц. Поскольку кварцевые генераторы имеют более высокую добротность или добротность, они очень стабильны во времени и температуре.

C. Функция и значение

Исключительно высокая добротность позволяет использовать кристаллы кварца и резонансный элемент в генераторах, а также в фильтрах в электронных схемах. Вы можете найти этот высоконадежный компонент в радиочастотных приложениях, в качестве тактовых схем генератора в платах микропроцессоров, а также в качестве элемента синхронизации в цифровых часах.

Кварцевые часы

Проблема традиционных часов с винтовой пружиной заключается в том, что вам нужно периодически заводить катушку.С другой стороны, маятниковые часы зависят от силы тяжести. Таким образом, они по-разному показывают время на разных уровнях моря и высотах из-за изменений силы тяжести. Однако на характеристики кварцевых часов не влияет ни один из этих факторов. Кварцевые часы питаются от батареек. Обычно крошечный кристалл кварца регулирует шестеренки, которые управляют секундной, минутной и часовой стрелками. Поскольку кварцевые часы потребляют очень мало энергии, батарея часто может работать дольше.

Фильтры

Вы также можете использовать кристаллы кварца в электронных схемах в качестве фильтров.Они часто используются для фильтрации нежелательных сигналов в радиоприемниках и микроконтроллерах. Большинство основных фильтров состоят из одного кристалла кварца. Однако усовершенствованные фильтры могут содержать более одного кристалла, чтобы соответствовать требованиям к рабочим характеристикам. Эти кварцевые фильтры намного превосходят фильтры, изготовленные с использованием ЖК-компонентов.

---

Заключение

От общения с близкими, живущими на разных континентах, до приготовления горячей чашки кофе — электронные устройства затрагивают практически все аспекты нашей жизни.Однако что заставляет эти электронные устройства выполнять, казалось бы, трудоемкие задачи всего за несколько минут? Крошечные электронные схемы — основа всего электронного оборудования. Чтение о различных компонентах электронной схемы поможет вам понять их функции и значение. Поделитесь своими предложениями и мнениями по этому поводу в разделе комментариев ниже.

// Эта статья изначально была опубликована на ICRFQ.

Разница между диодом и транзистором (со сравнительной таблицей)

Диод и транзистор считаются основой электронных устройств и схемы.Но на этом сходство между этими важнейшими устройствами в области электроники заканчивается. Основное различие между диодом и транзистором состоит в том, что диод представляет собой устройство с двумя выводами , которое пропускает ток только в одном направлении от анода к катоду.

Напротив, транзистор является трехконтактным устройством , которое пропускает ток из области с высоким сопротивлением в область с низким сопротивлением . Само слово «транзистор» выражает его функцию, слово «транзистор» образовано от двух слов: Transfer и Resistor .Таким образом, это считается устройством, которое передает сопротивление из одной области в другую.

Существуют определенные факторы, которые различают эти два устройства, такие как область истощения, приложения и т. Д. Мы обсудим все эти факторы с помощью сравнительной таблицы.

Содержимое: диод против транзистора

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Диод	Транзистор
Определение	Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет току проходить только в одном направлении.	Транзистор — это трехконтактное устройство, которое позволяет току течь из области с высоким сопротивлением в область с низким сопротивлением
Formation	Он образован путем соединения полупроводника P-типа с полупроводником N-типа.	Он образован путем размещения слоя материала P-типа или N-типа между двумя материалами N-типа или P-типа на обоих концах.
Обозначение цепи
Слой истощения	Образуется только одна область истощения.	Формируются две области истощения.
Количество переходов	Только один переход между полупроводником P-типа и N-типа.	Два перехода образованы один между эмиттером и базой, а другой между базой и коллектором.
Клеммы	В диоде есть 2 клеммы, т. Е. Анод и катод.	В транзисторе 3 клеммы: эмиттер, база и коллектор.
Считается	Его можно рассматривать как выключатель.	Его можно рассматривать как выключатель или усилитель.
Приложения	Выпрямитель, двойное напряжение, ограничитель и т. Д.	Усилитель, генератор и т. Д.

Определение

Диод

Диод формируется путем объединения двух образцов полупроводников, один из которых представляет собой полупроводник P-типа , а другой — полупроводник N-типа. Переход, образованный соединением этих двух полупроводников, называется PN переходом.Слой истощения формируется из-за разной концентрации носителей заряда в обеих областях.

Полупроводник P-типа имеет дырки в качестве основных носителей, в то время как полупроводник N-типа имеет электроны в качестве основных носителей. Теперь поведение PN-перехода будет другим в несмещенном режиме и в режиме смещения.

Давайте сначала обсудим несмещенный режим . В несмещенном режиме электроны из N-области и дырки из P-области будут двигаться к стыку из-за градиента концентрации.Наступает стадия, когда носители заряда больше не диффундируют через переход. Эта стадия называется стадией насыщения .

После этого электроны и дырки, достигшие перехода, рекомбинируют. В связи с этим будет ограничено движение дальнейших мажоритарных перевозчиков. Образованная таким образом область называется обедненным слоем. Это создаст внутреннее электрическое поле.

Теперь переходим к , режим смещения , когда применяется смещение, то есть соединение P-типа с положительной клеммой и N-типа с отрицательной клеммой.Прямой ток начнет течь от анода к катоду. Ширина обедненной области уменьшается с увеличением прямого смещения.

Точно так же ширина обедненного слоя увеличивается при условии обратного смещения в режиме обратного смещения. Ток, протекающий в диоде, возникает из-за неосновных носителей заряда. Это называется током обратного насыщения , потому что он насыщается после определенного обратного напряжения. Далее он не увеличивается с увеличением обратного напряжения.

Обратный ток увеличивается только с повышением температуры .

Транзистор

Транзистор — это трехконтактное устройство, состоящее из трех областей и двух переходов. Области — это эмиттер , база и коллектор . Двумя переходами являются переход база-эмиттер , и переход база-коллектор .

Эти регионы имеют разные характеристики, и все они разного размера.Эмиттер сильно легирован, поэтому может быть создано больше носителей заряда; база слегка легирована, так что там рекомбинируют только несколько носителей заряда, а коллектор умеренно легирован.

Размер коллектора больше, чем эмиттер, а также коллектор, в то время как размер базы самый маленький среди всех трех регионов. Ширина обедненного слоя между коллектором и базой больше, чем ширина перехода база-эмиттер.

Эмиттер и база подключены к батарее таким образом, что они работают в режиме прямого смещения, в то время как коллектор и база подключены к батарее таким образом, что она становится смещенной в обратном направлении.Следовательно, большинство носителей заряда будут перетекать от эмиттера к базе, а затем от базы к коллектору. Чем больше размер коллектора, тем больше будет носителей заряда, которые он собирает, а также будет происходить отвод тепла.

Ключевые различия между диодом и транзистором

1. Ключевое различие между диодом и транзистором состоит в том, что диод представляет собой устройство с двумя выводами , а транзистор — это устройство с тремя выводами .
2. PN переходный диод состоит из одной обедненной области , т.е.е. между P-типом и N-типом, но транзистор состоит из двух обедненных слоев.
3. Диод рассматривается как переключатель , поскольку он может выполнять переключение, но транзистор может выполнять переключение, а также усиление .
4. Диоду требуется только один источник батареи для выполнения своей работы, в то время как транзистору нужны два источника батареи для выполнения своей функции.

Заключение

Диод представляет собой однонаправленное устройство с двумя выводами, а транзистор — это устройство с тремя выводами, которое пропускает ток из области с высоким сопротивлением в область с низким сопротивлением через базу.Диод используется в различных приложениях электроники, таких как выпрямитель, ограничитель, фиксатор, умножитель напряжения, переключатели и т. Д. Диод действует как переключатель. Он включен, когда он смещен в прямом направлении, и выключен, когда он смещен в обратном направлении.

Транзистор может работать как переключатель, а также как усилитель. Приложение создает основное различие между диодом и транзистором. Диоды бывают различных типов, такие как стабилитрон , диод PIN , фотодиод , светоизлучающий диод и т. Д.в то время как транзисторы в основном бывают двух типов: биполярный транзистор , и полевой транзистор .

Транзистор

против резистора: в чем разница?

Путаница терминов или жаргона — обычное дело в электронике, особенно когда речь идет о транзисторе и резисторе.

Однако проблема не только в том, как мы решили их назвать. Именно их функции могут запутать новичков. У нас есть полный список всех компонентов печатных плат на нашем веб-сайте.Однако мы подумали, что пришло время дать подробное объяснение различий между этими транзисторами и резисторами, чтобы прояснить любую путаницу.

К концу этого руководства вы должны иметь полное представление о функциях этих компонентов, а также о том, как вы можете использовать их в своем следующем электронном проекте. Без лишних слов…

Что такое транзистор?

Транзисторы

Транзисторы — одно из самых значительных изобретений прошлого века.Название «транзистор» — это комбинация слов «транзистор против резистора». Это электронный компонент, который находится в различных схемах, и мы используем его для усиления или переключения электронных сигналов и электроэнергии. В основном мы используем транзисторы в интегральных схемах. Однако нередко их можно использовать во внешней цепи.

На рынке доступно множество различных транзисторов. У каждого транзистора есть свой электронный символ. Наиболее распространенные типы транзисторов:

• Биполярные переходные транзисторы (BJT)
• Полевой транзистор (FET)
• Однопереходный транзистор (UJT)

Транзисторы, как и светодиоды, являются полупроводниковыми приборами.Как таковые, они обычно содержат кремний. Однако небольшой процент может содержать и германий.

Транзистор против резистора — как работают транзисторы?

Сборник транзисторов

Хотя существует множество различных типов транзисторов, в этом разделе руководства мы сосредоточимся на транзисторах с биполярным переходом, поскольку они являются одними из самых распространенных. Обычно существует два типа транзисторов с биполярным переходом — NPN и PNP .Соответственно, у каждого вида есть свой электронный символ.

Биполярный транзистор n – p – n и p – n – p

Изменение свойств полупроводникового транзистора — это первый этап его создания. Делаем это путем введения примесей в структуру. Название этого процесса изменения проводимости — легирование . Участки P более положительны в транзисторе NPN или PNP, а участки N более отрицательны.

Из приведенной выше иллюстрации вы должны сказать, что каждая часть BJT подключается к терминалу. Фактически, у каждого терминала есть имя, чтобы проиллюстрировать его функцию.

Обозначение транзисторов NPN и PNP

Названия: эмиттер (E) , основание (E) и коллектор (C) . В символе транзистора стрелка всегда является частью соединения эмиттер / база. Вы можете определить тип транзистора (NPN или PNP) по стрелкам.NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Это связано с тем, что мы добавляем в транзисторы NPN отрицательный заряд, а транзисторы PNP — положительный заряд.

Допирование связано не только с добавлением электронов. Это также связано с удалением или отсутствием электронов.

Транзистор против резистора — функции транзистора

Одна из основных функций транзистора — усиление. Он может взять небольшое напряжение и преобразовать его в большее.Кроме того, он также может выполнять передачу сопротивления и действовать как простой переключатель. Следовательно, это делает его очень полезным в промышленных приложениях.

Переключающая часть транзистора находится между коллектором и эмиттером. Изменение напряжения между базой и эмиттером — это то, что активирует или деактивирует переключатель. Например, если входное напряжение равно 0 В, переключатель разомкнется, а выходное напряжение, скорее всего, будет + 10 В. Однако, если на входе + 10 В, переключатель замкнется, эффективное сопротивление будет равно нулю, а на выходе будет 0 В.

Транзистор против резистора — что такое резистор?

синие резисторы в ряду

Резисторы

— одни из самых распространенных электронных компонентов. Мы используем их на различных электронных устройствах. Чтобы понять резисторы , мы должны сначала понять, что такое проводники . Любое вещество, через которое проходит электричество, мы знаем как проводник . Некоторые материалы проводят электричество лучше, чем другие, например, металлы.

И наоборот, некоторые материалы плохо пропускают электричество. Таким образом, эти материалы будут бороться с электрическим потоком и создавать сопротивление. Таким образом, чем выше значение эффективного сопротивления материала, тем меньше тока или электрического заряда будет проходить через него.

Мы используем эти изоляционные или непроводящие материалы для изготовления резисторов. Как правило, резистор — это пассивный компонент с двумя контактами.

Поскольку большинство резисторов пассивны, ориентация, которую мы размещаем в электронной схеме, не влияет на их эффективность.

Резисторы на плате

Короче говоря, резисторы предназначены для сопротивления току, протекающему в электронной цепи. Кроме того, мы также можем использовать их для регулировки интенсивности сигналов и разделения напряжений.

Электрическое сопротивление — это измерение, которое показывает нам, насколько сложно или легко электрический ток может проходить через проводник. Мы измеряем это начальное сопротивление в том, что мы называем Ом.

Таким образом, мы можем понять разницу между транзистором и резистором, посмотрев на приведенные выше объяснения.В то время как резисторы и проводники могут быть противоположными, транзистор против резистора — нет. Фактически, транзисторы представляют собой смесь проводников и резисторов.

Но резисторы могут иметь степени сопротивления. Фактически, некоторые резисторы позволяют регулировать величину сопротивления, которое они имеют. Они известны как переменные резисторы. Но чем они отличаются от транзисторов? Мы рассмотрим это в следующем разделе.

В чем разница между переменными резисторами и транзисторами?

Транзистор против резистора — что такое переменный резистор?

Основная функция резистора — препятствовать прохождению тока в электронной схеме и создавать падение напряжения.Как следует из названия, переменный резистор может изменять уровень, на котором он препятствует прохождению тока. Электронный символ переменного резистора представляет собой прямоугольник / коробку с диагональной стрелкой, проходящей через него.

переменный символ транзистора

Переменный транзистор состоит из пути и двух выводов.

Различия между транзистором и переменным резистором по принципу работы?

Переменный резистор

Вы должны помнить, что резистор — это линейное устройство.И наоборот, транзисторы — это нелинейные компоненты. Это может быть очевидно по их функциям. Транзистор может действовать как переключатель (резистор) и как усилитель. И наоборот, резистор выполняет одну базовую функцию.

Однако ключевое сходство между переменным резистором и транзистором состоит в том, что сопротивление между током коллектора и током эмиттера является переменным.

Представьте себе простую схему, состоящую из одной лампочки, батареи и переменного резистора.Поворачивая ручку или сдвигая резистор, вы либо увеличиваете, либо уменьшаете силу выходного тока, подаваемого на лампочку. Лампа будет тускнеть при увеличении сопротивления или становиться ярче при его уменьшении.

Транзистор и резистор — различия в использовании

Существует три различных типа переменных резисторов — потенциометр, подстроечный резистор и реостат. В принципе, все они работают одинаково, но с некоторыми отличиями. Чтобы понять основные различия между транзисторами и переменными резисторами, нам нужно изучить, где и как мы используем переменные резисторы.

Потенциометр: что это такое и как его использовать?

Значок потенциометра в электронных схемах

Потенциометр — это обычный трехконтактный переменный резистор. Потенциометр имеет три разных точки подключения (клеммы). Они состоят из шкалы или ползунка, которые позволяют изменять сопротивление между двумя соединениями. Точки подключения допускают различные конфигурации.

Например, вы можете подключить свою электронную схему ко второй клемме (вход) и третьей клемме (выход).Это позволит использовать его как обычный переменный резистор. Однако вы можете подключить все три клеммы и использовать потенциометр в качестве делителя напряжения. Мы часто используем потенциометры в схемах как диммеры для светодиодов или других источников яркого света.

Транзистор против резистора-подстроечного резистора: что это такое и как его использовать?

Тримп на белом фоне

Вы можете услышать, что кто-то называет потенциометры горшками. Подстроечный резистор — это более сжатая версия потенциометра.Отсюда его название — trimpot (подстроечный потенциометр). Вы также можете называть их предварительно настроенными резисторами. Вам понадобится отвертка, чтобы отрегулировать сопротивление на них, так как они меньше.

Существует несколько различных типов подрезчиков с различными вариантами крепления. Вы также можете получить их в различных ориентациях. Например, у вас может быть триммер с верхней регулировкой ориентации с монтажом SMD. Кроме того, вы можете найти их как однооборотные, так и многооборотные.Однооборотные тримперы являются наиболее экономичными, а многооборотные тримперы обеспечивают более высокое разрешение.

Транзистор против резистора – реостата: что это такое и как его использовать?

A Реостат

Реостаты — самые распространенные переменные резисторы. В отличие от потенциометров и подстроечных резисторов, они имеют только два контакта / контакта. Однако мы используем реостат во многих из тех же приложений. Мы используем его для управления током, тусклыми источниками падающего света или управления двигателями, подключенными к электрической цепи.Реостаты совсем не похожи на потенциометры. У них есть ручки регулировки по бокам.

Транзистор против резистора — типы транзисторов и их применение

Транзисторы работают так же, как и переменные резисторы. Разница в том, что вы можете контролировать сопротивление транзистора, подавая ток. Поэтому мы часто используем транзисторы в сочетании с подтягивающим или понижающим резистором. И наоборот, переменные резисторы требуют ручного аналогового переключения.Тем не менее, некоторые применения транзисторов включают:

• Фототранзисторы могут преобразовывать световые импульсы в цифровые электрические сигналы. Они удобны для систем безопасности, считывателей, инфракрасных датчиков и средств управления освещением.
• Транзисторы с биполярным переходом могут функционировать как переключатели, фильтры, выпрямители, генераторы и усилители. Таким образом, мы встраиваем их в сотовые телефоны, телевизоры и радиопередатчики.
• Полевые транзисторы могут усиливать слабые сигналы.Они дешевы в производстве. Мы используем их в испытательном оборудовании, таком как вольтметры и осциллографы.
• Транзисторы Дарлингтона имеют высокий коэффициент усиления электрического тока. Они настолько чувствительны, что могут улавливать ток от мелких волосков. Таким образом, мы используем их в небольших устройствах, таких как микросхемы драйверов и сенсорные кнопки.
• Транзисторы с несколькими эмиттерами — это специальные биполярные транзисторы, которые мы используем в логических вентилях NAND.

Заключение

Если вы дошли до этого пункта руководства, вы должны понимать, что такое транзистор и резистор.Было бы полезно, если бы вы также поняли, чем транзисторы отличаются от транзисторов с переменным током по функциям и использованию. Мы надеемся, что вы нашли это руководство полезным. Как всегда, спасибо за чтение.

Разница между конденсатором и резистором (с таблицей)

Конденсатор и резисторы — два очень важных пассивных компонента электрической цепи. Оба они играют разные роли в определении того, как ведет себя цепь, и связаны между собой проводящими проводами, по которым проходит электричество.

Конденсатор против резистора

Разница между конденсатором и резистором заключается в том, что, хотя конденсатор — это электронное устройство, используемое для хранения электрической энергии в виде зарядов, резистор — это электронное устройство, используемое для сопротивления или блокирования протекания тока. в цепи. Конденсаторы могут накапливать электрический заряд в течение короткого периода, в то время как резисторы блокируют ток в цепи.

Когда конденсатор подключен к цепи, из-за своего изоляционного слоя цепь постоянного тока не может протекать через цепь и сохраняется в виде заряда через проводящие провода.С другой стороны, когда резистор подключен к цепи, он поглощает электрический ток и рассеивает энергию в виде тепла.

---

Сравнительная таблица между конденсатором и резистором (в табличной форме)

Параметр сравнения	Конденсатор	Резистор
Что?	Конденсатор — это электрический компонент, используемый для хранения электрического заряда.	Резистор — это электрический компонент, используемый для ограничения протекания тока в электрической цепи.Он создает трение, подобное силе, блокирующей ток.
Влияние на схему	При добавлении конденсатор накапливает электрическую энергию в виде зарядов на проводящей пластине.	При добавлении резистор поглощает электрическую энергию и рассеивает ее в виде тепла.
Использование	Конденсаторы используются для фильтрации, сглаживания, соединения различных участков схемы и ограничения переходных процессов высокого напряжения в цепи.	Резисторы используются для уменьшения протекания тока, разделения напряжений, завершения линий передачи и регулировки уровня сигнала.
Потери мощности	Конденсатор не вызывает потерь электроэнергии.	Резистор создает потери мощности и выделяет тепло.
Зависимость от частоты	Противодействие протеканию тока зависит от приложенной частоты.	Противодействие протеканию тока не зависит от приложенной частоты.
Единицы	Емкость измеряется в фарадах.	Сопротивление измеряется в Ом.
Формула	C = Q / V	R = V / I
Область действия	Он может блокировать только постоянный ток.	Он может блокировать как постоянный, так и переменный ток.

---

Конденсатор — это в основном пассивный компонент электрической цепи, который может накапливать энергию в виде электрического заряда, создающего разность потенциалов на своей пластине.Доступны конденсаторы разных размеров, от очень маленьких, используемых в резонансных цепях, до больших конденсаторов, используемых для коррекции коэффициента мощности.

Он состоит из двух (или более) параллельных металлических пластин, которые не соприкасаются друг с другом, но электрически разнесены друг от друга (по воздуху или другим предметам, например, слюдой, пластиком и т. Д.). Этот изолирующий слой между проводящими пластинами называется диэлектрическим.

Из-за наличия изолирующего слоя постоянный ток не может протекать через конденсатор, и вместо этого вокруг пластин возникает напряжение в виде электрического заряда.С другой стороны, когда конденсаторы подключены к цепи переменного тока, ток проходит через конденсатор с небольшим сопротивлением.

В основном он производит электрический заряд, используя внешнее напряжение. Таким образом, он накапливает электроны только для хранения энергии и при необходимости излучает заряды позже.

Конденсатор можно классифицировать как фиксированные конденсаторы, емкость которых показывает фиксированное значение и не регулирует поведение, и переменные конденсаторы, которые демонстрируют регулируемое поведение при работе схемы.

Формула для определения емкости: C = Q / V. Емкость (в фарадах) равна заряду (в кулонах), деленному на напряжение (в вольтах).

Резистор — еще один базовый компонент электрической цепи. Он ограничивает и блокирует прохождение электрического тока через цепь. Сопротивление резистора измеряется энергией, которую он способен рассеивать в электрической цепи. Он способствует ограничению скорости зарядки конденсатора, регулировке частотной характеристики ВЧ-цепей и действует как делитель напряжения для схемы.

Когда резистор подключен к цепи, он управляет потоком заряда, поглощая электрический заряд, а затем рассеивая его в виде тепла. Два основных измерения, связанных с резисторами, — это сопротивление (измеряется в омах) и мощность рассеивания энергии (измеряется в ваттах).

Резистор можно классифицировать как фиксированный резистор, в котором значение предлагаемого сопротивления является фиксированным, и переменный резистор, который обеспечивает регулируемое сопротивление при подключении к любой цепи.

Формула для расчета сопротивления: R = V / I. Сопротивление (в омах) равно напряжению (в вольтах), разделенному на ток (в амперах).

---

Основные различия между конденсатором и резистором

1. Конденсатор — это электронный компонент, который хранит электрическую энергию в виде заряда, а резистор — это электронный компонент, который ограничивает, регулирует или блокирует ток в цепи.
2. Конденсатор используется для разделения положительных и отрицательных зарядов, в то время как резистор используется для управления потоком тока к другим компонентам схемы.
3. Конденсатор накапливает электрический ток в виде зарядов через проводящие провода, в то время как резистор поглощает электрическую энергию и рассеивает ее в виде тепла.
4. Конденсатор не приводит к потере мощности, в отличие от резистора.
5. Емкость измеряется в фарадах путем деления заряда на напряжение, в то время как сопротивление измеряется в омах, путем деления напряжения на ток.ewd

---

И конденсатор, и резистор являются важными компонентами электрической цепи.Они работают для определения поведения цепи и подключаются через токопроводящие провода.