Последовательное соединение транзисторов: Последовательное соединение — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Содержание

Последовательное соединение — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Последовательное соединение — транзистор

Cтраница 1

Последовательное соединение транзисторов, управляемых сигналами, выдаваемыми триггерами, позволяет использовать один и тот же транзистор, чтобы получить два произведения двух переменных, в которых одна переменная входит общим множителем. Это свойство позволяет экономить элементы.  [1]

Применение последовательного соединения транзисторов в первую очередь позволяет значительно снизить проводимость внутренней обратной связи ( Л12, у12) между входом и выходом схемы, что особенно существенно в области повышенных частот, когда начинает сказываться влияние емкости перехода коллектор-база.  [3]

При последовательном соединении транзисторов в запертом состоянии схемы через сопротивление RK проходит только ток / к обр в отличие от схемы с параллельным включением сопротивления транзисторов, где через RK проходит m токов / к.

 [5]

Так как непосредственное последовательное соединение транзисторов представляет определенные трудности ( подробнее — см. § 11 — 4), при повышенных напряжениях питания предпочтительней применение мостовой или полумостовой схемы.  [6]

В случае последовательного соединения транзисторов ток, определяемый выражением ( 1), течет при включении только в базу одного транзистора.  [7]

Следовательно, схема с последовательным соединением транзисторов в зависимости от системы задания логических переменных обеспечивает реализацию двух операций.  [9]

На рис. 6.52 показан трюк с последовательным соединением транзисторов для увеличения напряжения пробоя. Транзистор 7 — i управляет последовательно соединенными транзисторами Т2 — Т4, которые делят между собой большое напряжение между коллектором Т2 и выходом. Одинаковые базовые резисторы выбираются достаточно мальгми, чтобы обеспечить полный выходной ток транзисторов. Заметьте, что резисторы смещения дают некоторый выходной ток, даже когда транзисторы выключены, поэтому должна быть минимальная нагрузка на землю для того, чтобы предотвратить подъем выходного напряжения выше стабилизированного уровня.  [11]

Инвертор выполнен по трехфазной мостовой схеме с последовательным соединением транзисторов по четыре в одном плече моста. Для равномерного распределения напряжения между транзисторами при их закрытом состоянии каждый из них шунтирован сопротивлением Rm; величина Rm принимается равной.  [12]

Логическая схема ИЛИ может быть также построена с последовательным соединением транзисторов.  [13]

ВВА-схемы так же, как и однотактной АПН-схемы, позволяет исключить последовательное соединение транзисторов или ячеек ПРПА-схемы и поэтому является технически оправданным, несмотря на увеличенную массу основных элементов. При выборе между ПРПА — и ВВА-схемами следует учитывать также некоторое усложнение устройства управления ВВА-схемой в случае регулируемых преобразователей ( см. гл.  [14]

Страницы:      1    2    3

Последовательное соединение полевых транзисторов схема

Последовательное соединение – транзистор

Последовательное соединение транзисторов , управляемых сигналами, выдаваемыми триггерами, позволяет использовать один и тот же транзистор, чтобы получить два произведения двух переменных, в которых одна переменная входит общим множителем. Это свойство позволяет экономить элементы. [1]

Применение последовательного соединения транзисторов в первую очередь позволяет значительно снизить проводимость внутренней обратной связи ( Л12, у12) между входом и выходом схемы, что особенно существенно в области повышенных частот, когда начинает сказываться влияние емкости перехода коллектор-база. [3]

При последовательном соединении транзисторов в запертом состоянии схемы через сопротивление RK проходит только ток / к обр в отличие от схемы с параллельным включением сопротивления транзисторов, где через RK проходит m токов / к. [5]

Так как непосредственное последовательное соединение транзисторов представляет определенные трудности ( подробнее – см. § 11 – 4), при повышенных напряжениях питания предпочтительней применение мостовой или полумостовой схемы. [6]

В случае последовательного соединения транзисторов ток, определяемый выражением ( 1), течет при включении только в базу одного транзистора. [7]

Следовательно, схема с последовательным соединением транзисторов в зависимости от системы задания логических переменных обеспечивает реализацию двух операций. [9]

На рис. 6.52 показан трюк с последовательным соединением транзисторов для увеличения напряжения пробоя. Транзистор 7 – i управляет последовательно соединенными транзисторами Т2 – Т4, которые делят между собой большое напряжение между коллектором Т2 и выходом. Одинаковые базовые резисторы выбираются достаточно мальгми, чтобы обеспечить полный выходной ток транзисторов. Заметьте, что резисторы смещения дают некоторый выходной ток, даже когда транзисторы выключены, поэтому должна быть минимальная нагрузка на землю для того, чтобы предотвратить подъем выходного напряжения выше стабилизированного уровня. [11]

Инвертор выполнен по трехфазной мостовой схеме с последовательным соединением транзисторов по четыре в одном плече моста. Для равномерного распределения напряжения между транзисторами при их закрытом состоянии каждый из них шунтирован сопротивлением Rm; величина Rm принимается равной. [12]

Логическая схема ИЛИ может быть также построена с последовательным соединением транзисторов . [13]

ВВА-схемы так же, как и однотактной АПН-схемы, позволяет исключить последовательное соединение транзисторов или ячеек ПРПА-схемы и поэтому является технически оправданным, несмотря на увеличенную массу основных элементов. При выборе между ПРПА – и ВВА-схемами следует учитывать также некоторое усложнение устройства управления ВВА-схемой в случае регулируемых преобразователей ( см. гл. [14]

Одним из наиболее распространенных требований при доработке источ­ников питания является увеличение выходного тока или мощности. Часто это может быть связано со стоимостью и трудностями при проектирова­нии и изготовлении нового источника. Рассмотрим несколько способов увеличения выходной мощности существующих источников.

Первое, что вообще приходит на ум, — параллельное включение мощных транзисторов. В линейном стабилизаторе это относилось бы к проходным транзисторам или, в некоторых случаях, к параллельным стабилизирующим транзисторам. В таких источниках простое соедине­ние одноименных выводов транзисторов обычно не дает практических результатов из-за неравномерного распределения тока между транзисто­рами. При повышении рабочей температуры неравномерное распределе­ние нагрузки становится еще большим до тех пор, пока практически весь ток нафузки не потечет через один из транзисторов. Предложен­ный вариант может быть реализован при условии, что параллельно со­единенные транзисторы имеют совершенно идентичные характеристики и работают при одинаковой температуре. Такое условие практически не реализуемо из-за относительно больших разбросов в характеристиках биполярных транзисторов.

С другой стороны, если в линейном стабилизаторе используются мощные МОП-транзисторы, простое их запараллеливание работать бу­дет, потому что эти устройства имеют температурные коэффициенты другого знака по сравнению с мощными биполярными транзисторами и не будут подвергаться сильному нафеву или перераспределению тока. Но МОП-транзисторы использовались чаще в ИИП, чем в линейных стабилизаторах (наше рассмотрение этих не импульсных стабилизаторов дает некоторое понимание проблем параллельного включения транзис­торов и в импульсных стабилизаторах).

Рис. 17.24 показывает, как осуществлять параллельное включение транзисторов в линейном или импульсном источнике питания. Резисто­ры с небольшим сопротивлением, включенные в цепи эмиттеров бипо­лярных транзисторов, обеспечивают индивидуальное смещение между базой и эмиттером, что препятствует возможности увеличения доли тока, протекающего через какой-либо из транзисторов. Хотя примене­ние этих так называемых балластных эмиттерных резисторов очень эффективно при опасном перераспределении токов или повышении тем­пературы, следует использовать самое минимальное сопротивление ре­зисторов, которое достаточно для этой цели. В противном случае будет рассеиваться заметная мощность, что особенно нежелательно в импуль­сных стабилизаторах, где основным достоинством является высокий к.п.д. Не удивительно поэтому, что балластные эмиттерные резисторы имеют сопротивления порядка 0,1 Ома, 0,05 Ома или меньше, а факти­ческая величина будет, конечно, зависеть прежде всего от тока эмиттера конкретного источника. В качестве оценки можно принять величину 1//, где / – максимальный ток эмиттер (или коллектора).

Вместо эмиттерных резисторов, иногда можно выравнить распреде­ление тока в параллельно соединенных биполярных транзисторах, включая несколько более высокоомные резисторы в цепь базы. Они обычно имеют сопротивление от 1 до 10 Ом. Хотя полное рассеяние мощности в этом случае меньше, но эффективность ниже, чем при ис­пользовании эмиттерных резисторов.

Рис. 17.24. Способ параллельного включения мощных биполярных транзисторов. Любая попытка отдельного транзистора пропускать больший ток или перегреться предотвращается благодаря напряжению смещения на его эмиттерном резисторе.

В импульсном стабилизаторе недостаточно просто позаботиться о распределении тока в описанных статических условиях; во внимание не­обходимо также принять динамику процесса переключения. Это требует большего внимания к согласованности транзисторных характеристик. Практически обнаружено, что два мощных транзистора одного и того же типа и названия могут вести себя при переключении по-разному, один из них может быть несколько медленнее, чем другой. Хотя опасность такого расхождения можно свести на нет введением балластных эмит­терных резисторов, их сопротивления, возможно, придется выбирать до­статочно высокими по сравнению со случаем, когда характеристики транзисторов близки. Однако даже если динамические характеристики отдельных транзисторов в параллельном соединении достаточно близки.

влияние неравной длины проводников или неидентичная разводка могут вызывать существенные различия в рассеиваемой мощности.

Чаще всего оказывается, что можно удвоить выходную мощность, соединив параллельно два биполярных транзистора и, скорее всего, не потребуется модернизировать задающий каскад. Однако в других случа­ях, вероятно, будет необходим больший ток от задающего устройства. Таким образом, при трех, четырех или большем числе выходных транзи­сторов в задающем каскаде также потребуется параллельное соединение транзисторов. Иногда оказывается, что в задающем устройстве целесо­образнее применить транзистор с большей номинальной мощностью.

Мощные МОП-транзисторы можно включать параллельно без балласт­ных резисторов. Часто четыре или больше таких транзисторов могут рабо­тать от задающего каскада, который работал с одним транзистором. Однако метод, показанный на рис. 17.25, рекомендуется для предупреждения пара­зитных колебаний в диапазоне метровых и дециметровых волн. С феррито-выми бусинками может потребоваться некоторое экспериментирование. Ча­сто эффективное затухание обеспечивается введением двух или трех витков провода. Другой метод предлагает использовать небольшие пленочные рези-стсфы с сопротивлением от 100 до 1000 Ом в цепи затвора. Стабилитроны, показанные на рис. 17.25, включены в структуры специально разработанных МОП-транзисторов. Другие МОП-транзисторы не имеют такой защиты зат­вора, но метод параллельного включения остается тем же самым.

Рис. 17.25. Способ параллельного включения мощных МОП-тран­зисторов. Это простой путь увеличить нагрузочную способность по току как импульсных, так и линейных стабилизаторов. Ферритовая бусинка в цепи затвора подавляет высокочастотную паразитную гене­рацию. Стабилитроны находятся внутри транзисторов. Siliconix.

Мощный импульсный каскад на МОП-транзисторе может применяться также в последовательной схеме, чтобы обеспечить более высокое напря­жение на выходе. Схема такого устройства изображена на рис. 17.26 для двух транзисторов, но их количество может быть и больше. Интересной чертой этого метода является то, что входной сигнал подается только на один МОП-транзистор. Происходит это потому, что на затворе другого

МОП-траНзистора имеется напряжение +15 В относительно земли; этот МОП-транзистор готов проводить, как только цепь его истока оказывается замкнутой запускаемым МОП-транзистором. Такая конструкция позволяет удвоить мощность, подводимую к нагрузке по сравнению с той которую можно получить от одного МОП-Транзистора; в то же самое время каждый МОП-транзистор работает в пределах номинального напряжения между стоком и истоком. /?С-цепь в цепи затвора верхнего МОП-транзистора осу­ществляет динамическую балансировку напряжений на затворах двух МОП-транзисторов. В первом приближении RC должно равняться В2С2,

Рис. 17.26. Последовательное соединение мощных МОП-транзисторов для удвоенного рабочего напряжения. Этот метод можно распрост­ранить на большее число мощных МОП-транзисторов. Обратите вни­мание, что сигнал запуска поступает только на один затвор. Хотя пока­занный специализированный мощный МОП-транзистор имеет внутренний стабилитрон, большинство других его не имеют. Siliconex.

Поскольку появились мощные высоковольтные МОП-транзисторы, последовательная конфигурация не используется как раньше, когда эти транзисторы только стали конкурентоспособными с биполярными тран­зисторами. Кроме того, свойственная им легкость работы в параллель­ном режиме исключает трудности при расчете схем. Параллельная кон­фигурация проще в реализации, потому что легче обеспечить одинаковые температурные условия, которые требуется в обеих схемах для опти­мальной работы. Последовательный вариант может быть выбран в сис­темах, где постоянное рабочее напряжение превышает номинальное значение для одного МОП-транзистора.

Мало того, что некоторые мощные МОП-транзисторы содержат во входной цепи эквивалент стабилитрона для защиты затвора, изготовите­ли этих устройств могут включить в выходную цепь «фиксирующий» диод. По этой причине во многих ИИП и схемах управления двигателя­ми, использующих мощные МОП-транзисторы не включают обычный фиксирующий диод, который используется в схеме с биполярным тран­зистором. Это можно отнести к дополнительным достоинствам, так как уменьшается число используемых компонент и снижается стоимость. Когда для увеличения допустимой мощности применяется параллельное соединение, это может быть особенно существенно, потому что не тре­буется рассчитанного на большие токи, дорогого «внешнего» диода. Однако следует изучить технические условия изготовителя, чтобы уста­новить, подходит ли для конкретного применения используемое устрой­ство. В некоторых случаях может понадобиться внешний диод Шотки или диод с малым временем восстановления, чтобы обеспечить очень высокую скорость переключения индуктивных нагрузок.

Способ повышения выходной мощности с использованием комплемен­тарных транзисторов уже упоминался на примере биполярных транзисто­ров (рис. 2.8 и 2.12). До недавнего времени простые схемы и хорошие ха­рактеристики этого метода были доступны только при использовании биполярных мощных транзисторов, где имелись согласованные пары прп и рпр транзисторов. -канальных МОП-транзисторов. Поэтому можно ожидать, что дру­гие компании скоро будут торговать устройствами, содержащими пару комплементарных МОП-транзисторов для импульсных применений.

Еще одна схема, в которой складываются мощности, показана на рис. 17.27. Здесь выходы идентичных выходных каскадов соединены последова­тельно, что позволяет эффективно объединять возможности транзисторов без применения балластных резисторов. Это прекрасный способ обойтись без мощных транзисторов, работающих с более высокими напряжениями или номинальными токами, – такие устройства могут быть или недоступ­ны или очень дороги. Это устройство лучше рассмотреть на начальном этапе конструирования инвертора или стабилизированного источника, тогда будет легко определить входные и выходные обмотки трансформа­торов. Фазирование вторичных обмоток выходных трансформаторов дол­жно быть таким, чтобы выходные напряжения складывались. Относитель­но легко получить равный вклад токов от мощных транзисторов и хорошо, если все транзисторы работают при одной и той же температуре. Обычно это достигается путем применения общего радиатора. В этом от­ношении схема с общим коллектором, а не показанная на рисунке схема с общим эмиттером, более предпочтительна, поскольку не требуется ни­какой изоляции между корпусом транзистора и радиатором.

Рис. 17.27. Схема удвоения выходной мощности инвертора или им­пульсного стабилизатора. Этот метод не требует дорогих или недо­ступных высоковольтных или предназначенных для работы при больших токах транзисторов. В отличие от схем с параллельным включением транзисторов здесь не требуются балластные резисторы, рассеивающие мощность.

К недостаткам этого метода можно отнести высокую стоимость, а также увеличенные габариты и вес. Это справедливо потому, что два трансформатора дороже, чем один, имеющий вдвое большую номиналь­ную мощность. Габариты двух трансформаторов будут, как правило, превышать размеры одного трансформатора той же мощности. Суще­ственны или нет эти факторы зависит, конечно, от конкретных обстоя­тельств, связанных с особенностями системы.

Хотя на рис. 17.27 показаны два выходных каскада, объединять можно и большее число каскадов. Но основную идею, предлагаемую здесь, не сле­дует путать с вариантом, показанным на рис. 2.10, где используется один выходной трансформатор, а пары выходных транзисторов соединены пос­ледовательно по отношению к источнику постоянного напряжения. Схема на рис. 17.27 предпочтительнее для инверторов с внешним возбуждением и ИИП, а схема на рис. 2-10 лучше подходит для реализации инвертора с на­сыщаемым сердечником. В схеме, приведенной на рис. 17.27, можно ис­пользовать один сердечник для всех входных трансформаторов и один для выходных. Конечно, это так, однако использование отдельных трансфор­маторов, как показано на рисунке, представляется наиболее разумным для испытаний, оценки возможностей, измерения и эксплуатации.

Примером гибкости схемы на рис. 17.27 является возможность исполь­зовать в качестве одной из пар мощные /?/7/?-транзисторы. Хотя это не при­водит к схеме с комплементарными транзисторами в обычном смысле, но в некоторых случаях оказывается проще получить требуемую суммарную мощность. По переменному току функционирование схемы не изменилось.

Интересный способ удвоить выходной ток и, поэтому, выходную мощность одно-транзисторного импульсного стабилизатора, показан на рис. 17.28. Сигнал на дополнительный переключающий транзистор Q2 поступает со сдвигом на 180** по отношению к сигналу, поступающему на основной транзистор Q. Этот сдвиг фазы осуществляется с помо­щью трансформатора 71. Хотя отношение числа витков первичной и вторичной обмоток можно взять равным 1, низкие входные сопротив­ления транзисторов обычно требуют для получения оптимальных ре­зультатов использовать понижающий трансформатор. В этом случае вторичная обмотка с отводом от середины обеспечит более низкое на­пряжение на базе каждого транзистора, чем имеющееся на первичной обмотке. (Это, кроме того, снижает вероятность обратного пробоя эмиттерных переходов транзисторов. Полезным может оказаться вклю­чение в цепь базы (на рисунке не показано) резистора с малым сопро­тивлением.)

Потребуется также катушка индуктивности L2 аналогичная катуш­ке L, Дополнительный «фиксирующий» диод D2 идентичен диоду D. Удвоение выходного тока стабилизатора не единственное, что дает до­полнительный переключающий транзистор. В этой схеме удваивается частота пульсаций и вдвое уменьшается их амплитуда. Таким образом, с прежней емкостью выходного конденсатора С1 на выходе стабилиза­тора имеем более чистое постоянное напряжение. Другой вариант со­стоит в том, чтобы сохранить характеристики одно-транзисторной схе­мы, уменьшая емкость конденсатора С1. Этот вариант позволяет несколько сократить габариты и стоимость. Если следовать этой мето­дике на начальной стадии проектирования, то можно выбрать менее дорогие переключающие транзисторы, потому что каждый должен бу­дет переключаться с частотой, равной половине частоты пульсаций на выходе.

Рис. 17.28. Метод удвоения выходного тока импульсного стабили­затора. Этот метод обеспечивает не только увеличение выходной мощ­ности, но и уменьшает пульсации выходного напряжения. (А) Упро­щенная схема обычного импульсного стабилизатора. (В) Моди­фицированная схема для удвоения выходного тока.

Чтобы воспользоваться достоинствами этой схемы, нестабилизиро­ванный источник постоянного напряжения должен, конечно, обеспечи­вать ток, вдвое больший требуемого для одно-транзисторного стабили­затора. Схемы на рис. 17.28 А и В представляют собой стабилизаторы с внешним возбуждающим сигналом, имеющим фиксированную частоту. Если применять этот метод в автоколебательном стабилизаторе, то мо­гут встретиться некоторые трудности и, естественно, потребуется экспе­риментальная доводка. Связано это с тем, что частота пульсаций, ис­пользуемых в цепи обратной связи, вдвое выше частоты переключений.

26.11.2016, 15:10

Непонятное соединение транзисторов
Здравствуйте. Вот, наткнулся на схему, которая мне не очень понятна. А именно часть с «сеткой» из.

Параллельное соединение аккумуляторов
Всем привет, начинающий самоучка, так что пинайте не сильно). В общем стоит вопрос параллельного.

Последовательное и параллельное соединение резисторов
1. R1=R2= 15 Ом R3=R6= 20 Oм R4=R5= 17.5 Ом R7= 12 Ом Определить Rab-?

RC параллельное соединение
При подаче постоянного напряжения ток первым делом потечет на конденсатор, т.к. его сопротивление.

Параллельное соединение проводников
Дано: R_1= 5 Ом, R_2= 25 Ом, R_3= 160 Ом, R_4= 25 Ом, R_5= 70 Ом, R_6= 30 Ом, V_1= 32 В Найти.

26.11.2016, 15:142
26.11.2016, 15:193
26.11.2016, 15:194
26.11.2016, 15:19
26.11.2016, 15:235
26.11.2016, 15:316
26.11.2016, 15:437
26.11.2016, 16:078
26.11.2016, 16:119
27.11.2016, 12:2410

Тоже голову ломаю – как лучше и правильнее сделать.
Это стабилизатор тока + ключ.
На вход «+» операционника подается опорное напряжение.
Q3 и Q4 в купе с операционником должны поддерживать заданный ток I=Vопорное/R23.
Сейчас на схеме истоки полевиков разделены, и напряжение обратной связи для операционника снимается с одного резистора.
Транзистор Q1 – ключ.
Частота переключений – 56 КГц

Или лучше истоки полевиков соединить?
А как правильно рассчитать сопротивление на затворе ключа?
На затворах Q3 и Q4?
R26 вообще нужен?
Если нужен – какого номинала?

27.11.2016, 14:1311

лучше поставить на управление каждым полевиком свой ОУ, иначе при значительном разбросе напряжения открывания разницы напряжений на резисторах в истоках уже не хватит для выравнивания тока.
Подробней про линейный режим полевиков:
http://www.irf.som/technical-info/appnotes/an-1155.pdf
http://top-50.ru/posts/858394-0a09f8ec6 . 7085fc9ecd

Так, чтобы ток не превысил предельного для драйвера.

Если всё-же управлять от одного ОУ, то лучше их номиниал увеличить до номинального тока выхода ОУ, а R26 убрать.

К стати вопрос, а зачем Q1? не проще ли дёргать 3 ногу ОУ, а лучше сделать регулировку тока ШИМмом.

27.11.2016, 16:2212

Спасибо за совет.
Но нужно регулировать именно ток, а не скважность.
Второй операционник – можно попробовать (найти микруху с двумя ОУ), но усложнит разводку сильно.

Транзисторы одной марки.
Подключены как повторители напряжения.
Резисторы – 1%.
Будет сильный разброс?

Пусть даже 20% разница в токе будет – не критично.

Контроллером дергать 3-ю ногу операционника проблематично.
Если только тот же ключ туда посадить и на землю ключевать.
Но что это даст?

27.11.2016, 17:5813

Просто соединить одинаковые выводы вместе. Режим линейный, поэтому резисторы в затвор и/или исток какого-либо смысла не имеют. Это ведь не биполяры, а полевики, у которых позитивный коэффициент сопротивления канала при нагреве. Возможный разброс по току в транзисторах зависит от разницы сопротивления канала при заданной температуре. Потом в процессе работы транзисторы прогреются до несколько отличающейся температуры и токи через транзисторы +- выровняются. У транзисторов на схеме диапазон в даташите не указан, только максимальное значение, поэтому прикинуть разброс на вскидку не получится.

Составные транзисторы. Схемы включения. | HomeElectronics

Транзисторы как силовые элементы многих радиоэлектронных устройств для нормальной работы должны выполнять следующие функции:

1. Обеспечивать управление заданным током нагрузки при большом усилении по мощности.

2. Обладать достаточной (с учётом заданной выходной мощности и диапазонов изменения входного и выходного напряжений) рассеиваемой мощностью.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

3. Иметь максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер, позволяющее без опасности пробоя обеспечивать необходимое падение напряжение на переходе коллектор – эмиттер при возможных значениях входного и выходного напряжений.

В некоторых случаях имеющиеся в наличии транзисторы не позволяют выполнить одно или несколько вышеописанных условий, тогда прибегают к помощи так называемых составных транзисторов. Схем составных транзисторов существует великое множество, но основных схем существует всего три.

Тандемное включение транзисторов (схемы Дарлингтона и Шиклаи)

Довольно часто возникает ситуация, когда необходимого коэффициента усиления одного транзистора не хватает. В этом случае транзисторы соединяют тандемно (то есть выходной ток первого транзистора является входным током для второго). Существует две схемы такого включения: схема Дарлингтона и схема Шиклаи. Отличие заключается лишь в том, что в схеме Дарлингтона используются транзисторы одинакового типа проводимости, а в схеме Шиклаи – разного типа проводимости.



Схема Дарлингтона



Схема Шиклаи

Данные пары – это просто два каскада эмиттерного повторителя. Иногда данные составные схемы транзисторов называют «супер-β» пары, так как они функционируют как один транзистор с высоким коэффициентом усиления.

Общий коэффициент передачи тока будет равен:


h21e(ОБЩ) = h21e(VT1)*h21e(VT2)

При использовании данных схем вполне возможна такая ситуация, когда нагрузка уменьшится до нуля (или некоторого минимального значения, близкого к нулю) или при повышении температуры базовый ток транзистора VT1 может стать равным нулю или даже переменить направление за счёт неуправляемого обратного тока коллектора. Во избежание запирания транзистора VT2 его режим следует стабилизировать с помощью резистора R1.

Величину сопротивления R1 можно определить по формуле:


R1 ≤ UE min/ICBO(VT1)

Параллельное включение транзисторов

Современные транзисторы позволяют реализовать электронные схемы расчитаные на широкие диапазоны изменений токов и напряжений, но в отдельных случаях для увеличения допустимой мощности рассеивания применяется параллельное включение транзисторов.



Схема параллельного включения транзисторов

Максимально допустимый ток протекающий через такой составной транзистор равен:


IKmax(общ) = IKmax(VT1) + IKmax(VT2)

При такой схеме включения транзисторов следует учитывать, что вследствие разброса параметров параллельно включённых транзисторов токи между ними распределяются неравномерно. Большая часть тока будет протекать через транзистор, имеющий больший коэффициент усиления. Рассеиваемые транзисторами мощности можно выровнять включением в их эмиттерные цепи дополнительных симметрирующих резисторов с небольшими сопротивлениями. Так как на практике трудно подбирать такие сопротивление для каждого транзистора, в практических схемах в эмиттеры всех транзисторов ставят резисторы одного сопротивления. Сопротивление симметрирующих резисторов R1 и R2 можно определить по формуле


R1 = R2 ≈ 0,5n/IK,

где n – число параллельно соединенных транзисторов

IK — ток проходящий через коллектор.

Такой способ связан с ухудшением усилительных свойств транзисторов, однако его достоинством является возможность получения мощного силового элемента при использовании относительно маломощных транзисторов.

Последовательное включение транзисторов

Во время работы силового транзистора на его переходе коллектор – эмиттер падает напряжение, представляющее собой разность входного и выходного напряжений. В отдельных случаях эта разность может превышать максимально допустимое напряжений коллектор – эмиттер транзистора, имеющегося в распоряжении. В этом случае необходимо использовать последовательное соединение нескольких транзисторов.



Схема последовательного включения транзисторов

Эквивалентный транзистор будет иметь следующие параметры:


UCEmax(общ) = UCEmax(VT1) + UCEmax(VT2)

Для симметрирования напряжений, которые будут падать на переходе коллектор – эмиттер транзисторов вводят симметрирующие резисторы R1 и R2 сопротивление, которых можно определить по формуле


R1 = R2 < UCEmax/2IB,

где IB – ток базы составного регулирующего транзистора.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

8.3. Последовательное соединение полупроводниковых приборов

Применение последовательного со­единения приборов эффективно, если успешно решается задача рав­номерного деления обратного и прямого (для тиристоров и транзис­торов) напряжений в статическом и динамическом режимах. Из-за разброса значений обратных токов и токов утечки, значений прямого напряжения в проводящем состоянии, емкостей p-n-переходов, вре­мени задержки включения и времени выключения отдельных прибо­ров это условие не выполняется. Поэтому при последовательном со­единении принимают меры, обеспечивающие равномерное деление напряжения.

Для выравнивания напряжения применяют подбор приборов одно­го класса с близкими значениями обратных токов и токов утечки или устанавливают специальные делители и схемы управления тиристора­ми и транзисторами.

В качестве выравнивающих устройств используют (рис. 8.3): в статических режимах – активные делители R (рис. 8.3, а), в переход­ных режимах – активно-емкостные делители (RС-цепи) (рис. 8.3, б), емкостные делители С, комбинированные делители с диодами (RCD-цепи) (рис. 8.3, в).

а б в

Рис 8.3. Схемы це­пей, выравниваю­щих напряжение в статическом

и дина­мическом режимах при последователь­ном соединении

по­лупроводниковых приборов

Применение активных делителей R сопровождается потерями энергии, значение которой увеличивается с уменьшением сопротив­ления резисторов. Поэтому стремятся установить резисторы с макси­мально возможным сопротивлением, при котором разброс напряже­ний не превышает допустимых границ. В последовательной цепи самое большое напряжение воспринимает прибор, обладающий наи­большим внутренним сопротивлением. Его обратный ток или ток утечки наименьший.

В случае применения тиристоров последовательно с конденсатора­ми включается низкоомный (примерно несколько десятков ом) резис­тор (рис. 8.3, б). Резистор служит для ограничения тока разряда конденсатора через включившийся тиристор. Для тиристоров и тран­зисторов используется RCD-цепь (рис. 8.3, в), обеспечивающая рав­номерное деление обратного напряжения как RС-цепь, а прямого – как емкостный делитель. Такая цепь, кроме функций делителя, обес­печивает снижение скорости приложения прямого напряжения duD/dt.

8.4. Параллельно-последовательное соединение полупроводниковых приборов

Такое соединение при­меняется в мощных высоковольтных полупроводниковых преобразо­вательных аппаратах. Возможны соединения приборов двумя различ­ными способами: параллельное соединение а самостоятельных вет­вей, каждая из которых содержит s последовательных приборов (рис. 8.4, а) и последовательное соединение s самостоятельных рядов, каж­дый из которых состоит из а параллельных приборов (рис. 8.4, 6).

а б

Рис 8.4. Схемы последователь­но-параллельного соединения

по­лупроводниковых диодов

Первый способ основан на классической схеме построения последовательной цепи с устрой­ствами принудительного деления напряжения для каждой из па­раллельных ветвей. Ветви могут быть включены параллельно без дополнительных устройств деле­ния тока, если при s > 2 разброс по результирующему прямому напряжению всех ветвей в допус­тимых пределах. Такой подбор приборов не представляет слож­ности. Этот способ отличается многоэлементностью устройств деления напряжения.

Второй способ основан на классической схеме соединения прибо­ров с устройствами деления тока (индуктивные делители ИД) для каждого из последовательных рядов. Ряды между собой соединяются последовательно с использованием общих на каждый ряд устройств принудительного деления напряжения. В этом способе устройства деления тока громоздки.

В реальных схемах преобразователей предпочтительна схема груп­пового соединения полупроводниковых приборов (рис. 8.5). В этой схеме ветви преобразовательных диодов объединены между собой низкоомными резисторами связи R сопротивлением 0,5-0,8 Ом. При таком соединении допустимы применение общих для каждого ряда устройств деления напряжения и отказ от устройств деления тока благодаря выравниванию прямого напряжения при числе рядов более двух. Групповое соединение в данной схеме конструктивно не сложно и обеспечивает достаточно полное использование приборов по току и по напряжению.

Рис 8.5. Схема группового соединения по­лупроводниковых диодов

транзисторы — Прикладная радиоэлектроника — Проекты — Проекты

Для хорошей работы транзисторов на их выводы должно быть подано определенной величины и полярности постоянное напряжение. При этом, естественно рабочие напряжения, токи и мощности должны быть меньше соответствующих табличных параметров транзистора, так как эти приборы чувствительны к электрическим перегрузкам. Вызывая локальный перегрев полупроводниковой структуры они приводят к необратимым процессам в ней и отказу транзистора. Для обеспечения надежной работы транзисторов необходимо прежде всего принимать меры, исключающие длительные электрические нагрузки, близкие к предельно допустимым. В рабочем режиме лучше чтобы нагрузки по току и напряжению не превышали 70% предельно допустимых. Иногда это достигается при помощи параллельного и последовательного включения транзисторов.


Нельзя подавать напряжение на биполярный транзистор, если у него отключена база. Вообще базу надо подключать в схему в первую очередь, а отключать — в последнюю. Любой исправный биполярный транзистор легко переделать в неплохой диод , соответствующим образом соединив его выводы. Прямое сопротивление диода составит лишь несколько Ом, при очень большом обратном. Параллельное соединение транзисторов с раздельными входами работает как логическая схема ИЛИ-НЕ, последовательное — как логическая схема И-НЕ
Параллельное соединение транзисторов с соединенными входами используют чтобы обойти ограничения по предельному току для транзистора, последовательное — чтобы обойти ограничения по напряжению. При параллельном включении для повышения надежности транзисторов рекомендуется располагать их на общем теплоотводе, а в цепи эмиттеров и баз включать резисторы, стабилизирующие работу транзисторов за счет создания отрицательной обратной связи и выравнивания их токов. В схемах последовательного включения может быть рекомендовано подключение параллельно промежутку коллектор-эмиттер резисторов, выравнивающих напряжения на транзисторах. Кратковременные перегрузки транзистора могут быть вызваны различными причинами. К ним относятся перегрузки, обусловленные перенапряжениями, извне наведенными на элементах схемы, или возникающими в источниках питания. В импульсных режимах работы кратковременные перегрузки часто являются следствием нестационарных процессов из-за наличия в схемах элементов, содержащих индуктивности.
Для защиты транзистора от перенапряжений, наведенных внешними источниками и возникающих в цепях питания, может быть рекомендовано использование быстродействующих диодов, стабилитронов или специальных полупроводниковых ограничителей напряжения, включаемых между коллектором и эмиттером и базой и эмиттером. В устройствах, работающих на высоких частотах, такое включение защитных элементов может ограничивать рабочий диапазон устройств в связи с наличием собственной емкости у стабилитронов. В этих случаях целесообразно включение ограничивающего элемента по следующей схеме: Защита транзисторов от перенапряжений, возникающих в источниках питания, может быть осуществлена включением стабилитронов и ограничителей параллельно источнику. Защита транзисторов с помощью стабилитронов эффективна лишь при сравнительно небольших скоростях нарастания импульсов перенапряжений, так как стабилитроны имеют недостаточно высокое быстродействие. Для защиты от быстронарастающих импульсов следует применять ограничители напряжения с временем включения около нескольких наносекунд.
При использовании транзисторов с индуктивной нагрузкой могут быть применены следующие устройства защиты: Нужно обратить особое внимание на необходимость защиты транзисторов (особенно высокочастотных биполярных и полевых) от воздействия статического электричества, способного вызвать их повреждение. При работе с транзисторами и их монтаже должно обеспечиваться надежное заземление оборудования и жала паяльника, а рабочий персонал должен использовать заземляющие браслеты.
Награды:

Параллельное соединение резисторов: расчет и формулы

В случае последовательного соединения прохождение тока осуществляется только через один проводник. Параллельное соединение резисторов предполагает распределение электрического тока среди нескольких проводников. При добавлении еще одного резистора в электрическую цепь, ток будет частично проходить через разные резисторы.

Схемы последовательного и параллельного соединения

Если рассматривать соединение на примере громкоговорителя, то при последовательном соединении с усилителем мощности подключается только один динамик, поскольку прохождение тока осуществляется только через один проводник. Подключение второго громкоговорителя может быть выполнено разными способами.

При последовательном соединении по обоим устройствам будет протекать одинаковый ток. В этом случае общее сопротивление приборов представляет собой сумму отдельно взятых сопротивлений.

При параллельном соединении протекание тока будет происходить по двум направлениям. Здесь общее значение сопротивления в отличие от последовательного соединения, наоборот, будет уменьшаться. То есть, при параллельном соединении двух сопротивлений, их общее значение будет составлять половину каждого из них.

Если последовательное и параллельное соединение резисторов рассматривается с точки зрения радиоэлектроники, необходимо четко представлять себе, что представляет собой данный элемент и какова его роль в электронных схемах. Эта деталь является неотъемлемой частью многих устройств, благодаря такому свойству, как сопротивление электрическому току. Резисторы могут быть двух типов – постоянными и переменными, то есть подстроечными. При создании тех или иных электрических схем требуется резистор установленного номинала, которого в данный момент может не оказаться в наличии. Поэтому приходится использовать элементы с другими номинальными значениями, формула для каждого из которых подтверждает их физические свойства.

Последовательное соединение считается наиболее простым. Оно используется, когда необходимо увеличить общее сопротивление электрической цепи. В этом случае все сопротивления резисторов просто складываются и дают общую сумму. При параллельном соединении, наоборот, можно снизить результирующее сопротивление или увеличить мощность за счет нескольких подключенных резисторов.

Отличие параллельного и последовательного соединения

Последовательное и параллельное соединение резисторов отличаются между собой значениями напряжения. В каждой части параллельных контуров этот показатель будет одинаковым. Однако, при одном и том же напряжении, сила тока в контурах будет разной. Кроме того, сопротивление резисторов при параллельном соединении будет существенно отличаться от того же показателя при последовательном соединении.

В процессе использования последовательной схемы наблюдаются обратные явления. Сила тока в каждом сопротивлении будет одна и та же, а напряжение на каждом участке будет отличаться. Это связано с тем, что во время протекания тока, каждый резистор частично забирает приложенное напряжение. Из-за различного сопротивления резисторов, при последовательном соединении, напряжение в цепи может падать. Для того чтобы подтвердить данное явление, выполняется расчет сопротивления. Все падения напряжения в общей сумме равняются общему напряжению, которое было приложено. Для проведения вычислений используются формулы, с помощью которых можно получить наиболее точные результаты.

Таким образом, параллельное соединение резисторов, находящихся под одинаковым напряжением, не влияет на режим работы каждого из них. То есть, они совершенно не зависят друг от друга, и ток, проходящий по одному приемнику, не может существенно влиять на другие приемники.

Формула расчета параллельного соединения резисторов

Свои особенности имеет и ток при параллельном соединении резисторов. Попадая в первый узел соединения, он разделяется на столько частей, сколько имеется резисторов, подключенных параллельно. То есть, через сопротивление R1 будет протекать ток I1, а через R2 – ток I2. При попадании во второй узел, они вновь соединяются в один общий ток: I = I1 + I2.

Если какой-либо резистор вышел из строя, то остальные будут нормально функционировать. В этом заключается основное преимущество параллельного соединения. Особенно, это касается двигателей и электрических ламп, работающих от определенного номинального напряжения.

Расчет общего номинального сопротивления осуществляется с помощью формулы: R(общ)=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R n), где R(общ) – является общим сопротивлением, а R1, R2, R3 и Rn – параллельно подключенными резисторами. Если выполняется параллельное соединение двух резисторов, при котором используется всего лишь два элемента, то в этом случае для расчетов используется следующая схема: R(общ)=R1хR2/R1+R2.

Очень часто в радиоэлектронике приходится пользоваться следующим правилом: если резисторы, подключенные параллельно, имеют один и тот же номинал, то итоговое сопротивление высчитывается путем деления номинала на число подключенных элементов. Такое параллельное соединение резисторов формула представляется следующим образом: R(общ)=R1\n, где R(общ) представляет собой сопротивление, R – номинал параллельно подключенного резистора, n – число подключенных элементов.

Для того чтобы рассчитать параллельное соединение резисторов, следует учитывать, что итоговое сопротивление всех подключенных элементов будет всегда ниже, чем сопротивление резистора с самым низким номиналом. В качестве примера можно рассмотреть схему с тремя резисторами, сопротивления которых составляют 30, 100 и 150 Ом. При использовании основной формулы будет получен следующий результат: R(общ)=1/(1/30+1/100+1/150) =1/(0,03+0,01+0,007)=1/0,047=21,28Ом. Таким образом, три резистора, соединенные параллельно, с минимальным номиналом 30 Ом, в итоге дадут общее сопротивление электрической цепи 21,28 Ом.

Онлайн калькулятор

В случае больших объемов вычислений, расчет параллельного соединения резисторов выполняется с помощью онлайн-калькулятора.

Лабораторный блок питания Owon P4305 (недообзор)

  • Цена: примерно 232 USD
  • Привет, хочу немного поделиться информацией по всё ещё «тёмной лошадке», а именно лабораторнике Owon P4305. Хочу сразу оговориться, «мопед» не мой, просто могу получить доступ к нему. Так как я не люблю много трепаться, то будет больше фотографий чем букафф.

    на еевблоге есть немного инфы про 60-ти вольтовую версию.

    Итак, поехали!!!

    Имеем линейный лабораторный блок питания на 30 вольт и 5 ампер.

    В комплекте был сам лабораторник, сетевой шнурок, шнурок для com порта(без микросхем, тупо с обоих сторон DB-9 разъёмы) и пара бумажек. Провода (бананы и крокодилы) зажмотили, так же не положили диск с ПО для компа.

    Фотки с характеристиками лбп

    Характеристики

    Мануал есть на офф сайте, там же можно скачать ПО для компа.

    Точные размеры есть на фотках с характеристиками и на офф сайте, поэтому покажу только сравнительные фотки с народным корадом.

    Овон и корад
    корад поменьше будет

    Так как «мопед» не мой, то я очень быстро одним глазком заглянул внутрь. Вникать в схемотехнику, искать расшифровки микросхем не буду, те кому это надо сами загуглят, поэтому будут только фото.

    Начинка
    отверстия под винты корпуса овальные, эти отверстия немного видно, шляпка винта их полностью не закрывает. на скорость не влияет, но вид портит.

    общий вид

    выходная ёмкость 100 мкФ 100 вольт(надписи плохо видно). к слову у корада 330мкФ.

    есть входной фильтр, даже софт старт сделали (резистор на 47 Ом, который почти сразу после включения шунтируется релюшкой панасоник). у корада всё это добро полностью отсутствует.

    тор внушительный, материал очень похож на медь

    тут платка для связи с компом(по ком порту)

    релюшки переключающие вторичные обмотки (забегая вперёд, овон имеет 4 диапазона напряжений).

    так же на этой плате есть три диодных мостика, один силовой на радиаторе, а другие два для питания управляющих цепей(на этой фотке мостик сфоткан с боку, он u3, а через одну фотку мостик около правого шунта)

    банка во вторичной цепи стоит аж на 10 тыщ мкФ 63 вольта (у корада на 6.8 тыщи мкФ). два толстых шунта, параллельно или последовательно хз, но стоят по минусу (у корада один шунт и более жидкий, на нём выделяется до 2.5Ватт, учитывает ткс, такое себе, но в принципе работает.)

    на радиаторе силовых транзисторов аж 4 штуки да ещё и на керамических прокладках, ЖЫЫЫР млин(у корада 2 транзистора и радиатор маленько жидомассонский, транзисторы прикручены к радиатору без прокладок), так же диодный мостик и датчик температуры радиатора.

    главная плата

    Далее посмотрим на точность, ничего эталонного или супер точного у меня нету, поэтому приходится довольствоваться тем что есть

    точность
    когда выход выключен, всё по нулям(у корада около 9-10мВ)

    0.5 вольта

    2 вольта

    5 вольт

    10 вольт

    20 вольт

    30 вольт и это край(но для OVP для овона край 31 вольт) (у корада край 31 вольт)

    далее посмотри на ток.

    если выход выключен, то всё по нулям (у корада можно 50-55мА «снять»)

    1мА (у корада при установке 1мА реально идёт около 7-8мА). так же у овона можно минимум установить 1мА, а у корада 0 мА

    5мА (у корада при установке 5мА снимается около 12мА)

    100мА

    500мА

    5А и это край(но для OPC край у овона 5.1Ампера) (у корада край 5.1 Ампера).

    Параллельное и последовательное соединение (+вишенка)

    Параллельное и последовательное соединение
    овон можно запросто соединить последовательно с другим лбп и получить например 61 вольт и 5 амер

    или например соединить параллельно и получить 30 вольт и 10 ампер

    тут я в нихром вдуваю 15 вольт и 10 ампер

    вишенка в виде узкогубцев

    Так как блок линейный, то необходимо переключать напряжения на вторичных обмотках дабы уменьшить потери на нагрев силовых транзисторов. Для этого овон поставил две реле, этими двумя реле сделано 4 диапазона напряжений, 0-8 вольт, 8-15 вольт, 15-23 вольта, 23-30 вольт.

    Реле переключаются на следующих напряжениях с гистерезисом(то есть на первой цифре щёлкает реле для увеличения напряжения, а на второй цифре для уменьшения напряжения) 8.7-8.3 вольт, 15.5-14.9 вольт, 23.4-23.1 вольт.

    Вентилятор в простое не крутит, он работает по температуре. При повышении температуры включается вентилятор на малую скорость, при дальнейшем повышении температуры обороты увеличиваются ступенчато(ступеней около 5-ти). По итогу вентилятор шумноват.

    Изменение уставки применяется с небольшой задержкой(у корада моментально применяется).

    Так же что бы сохранились любые изменения надо ожидать некоторое время, если сразу выключить и включить, то настройки остаются прошлые.

    На еевблоге версия без рисования графика(недоосциллограмма) тока или напряженния на экранчике, у этого овона такая функция есть, но ничего так полезного я не увидел.

    Далее посмотрим осциллограммы.

    При включении в сеть на еевблоге выброс под 18 вольт, у меня же получается пару вольт

    осциллограммки
    включение в CV, из 0 в 5 вольт без нагрузки

    выключение из CV, из 5 в 0 вольт без нагрузки

    включение в CV, из 0 в 5 вольт с нагрузкой 2.8 ампера

    выключение из CV, из 5 в 0 вольт с нагрузкой 2.8 ампера

    включение в CV, из 0 в 30 вольт без нагрузки

    выключение из CV, из 30 в 0 вольт без нагрузки

    включение в CV, из 0 в 30 вольт с нагрузкой 2.8 ампера

    выключение из CV, из 30 в 0 вольт с нагрузкой 2.8 ампера

    выброс при выходе из режима CC, то есть установили ток 1 Ампер, замкнули выход, резко сняли нагрузку, и блок идёт в CV 5.5вольт. пс: нагрузка подключена длинными проводами, а осциллограф подключен прямо к выходным клеммам лбп.

    выброс при выходе из режима CC, то есть установили ток 2 Ампер, замкнули выход, резко сняли нагрузку, и блок идёт в CV 5.5вольт

    выброс при выходе из режима CC, то есть установили ток 5 Ампер, замкнули выход, резко сняли нагрузку, и блок идёт в CV 5.5вольт

    находимся в CV 5 вольт, далее CC 3 Ампера, далее снимаем нагрузку и лбп с выбросом идёт в CV 5 вольт (осцилка жёлтая это напряжение, а не ток)

    выброс тока через светодиод, установлено CC 5mA и CV 10 вольт, включение делаю кнопкой включения выхода лбп (на осцилке ток, после выброса ток идёт 5мА)

    время сработки OCP, CC установлен на 3A, OCP установлен на 2A.

    то есть напряжение 5 вольт, далее подкидываем нагрузку через транзистор к лбп, лбп уходит в CC, потом срабатывает OCP и выход лбп выключается. жёлтая курва линия напряжение на выходе лбп, синяя — затвор транзистора

    выброс тока при переходи из CV в СС, напряжение установлено 30 вольт, CC 3А.

    то есть на выходе лбп 30 вольт, далее при помощи транзистора накидываем нагрузку, лбп с выбросом тока переходит из CV в CC (синяя — затвор транзистора, жёлтая — выходной ток на шунте)

    Ну вот вроде и всё.

    Если что непонятно, или есть ошибки, или просьба что то добавить, свистите в комментах, постараюсь выполнить все пожелания.

    BJT устройство как коммутатор [Analog Devices Wiki]

    Цель:

    Транзистор с биполярным соединением (BJT) может использоваться во многих конфигурациях схем, таких как усилитель, генератор, фильтр, выпрямитель, или просто как двухпозиционный переключатель. Если транзистор смещен в линейную область, он будет работать как усилитель или другая линейная схема, если смещен поочередно в областях насыщения и отсечки, то он используется в качестве переключателя, позволяя току течь или не течь. в других частях схемы.Это лабораторное задание описывает BJT, работающий как переключатель.

    Примечания:

    Как и во всех лабораториях ALM, мы используем следующую терминологию при описании подключений к разъему M1000 и настройке оборудования. Зеленые заштрихованные прямоугольники обозначают подключения к разъему аналогового ввода-вывода M1000. Контакты аналогового канала ввода / вывода обозначаются как CA и CB. При настройке для принудительного измерения напряжения / измерения тока — В, добавляется, как в CA-, В , или при настройке для принудительного измерения тока / измерения напряжения добавляется -I, как в CA-I.Когда канал настроен в режиме высокого импеданса только для измерения напряжения, -H добавляется как CA-H.

    Следы осциллографа аналогично обозначаются по каналу и напряжению / току. Например, CA- V , CB- V для сигналов напряжения и CA-I, CB-I для сигналов тока.

    Фон:

    Цепи переключения существенно отличаются от линейных цепей. Их также легче понять. Прежде чем исследовать более сложные схемы, мы начнем с представления дискретных твердотельных переключающих схем: построенных на основе BJT.

    Переключатель состоит из BJT-транзистора, который попеременно управляется между областями насыщения и отсечки. Простая версия переключателя показана на рисунке 1. Когда входной сигнал равен — В в , переход база-эмиттер смещен в обратном направлении или отключен, поэтому ток в коллекторе не течет. Это иллюстрируется красной линией нагрузки, показанной на рисунке. Когда BJT находится в отключенном состоянии, схема (в идеале) имеет следующие значения:

    Это состояние похоже на разомкнутый переключатель.

    Когда входной сигнал равен + В в , транзистор переводится в состояние насыщения и возникают следующие условия:

    Это состояние похоже на замкнутый переключатель, соединяющий нижнюю часть R C с землей.

    Рисунок 1 Переключатель NPN BJT и его линия нагрузки.

    Характеристики переключателя BJT предполагают, что:

    1. В в достаточно мало, чтобы транзистор перешел в режим отсечки.
    2. + В в должен производить достаточный базовый ток через R B , чтобы перевести транзистор в состояние насыщения.
    3. Транзистор — идеальный компонент.

    Эти условия можно обеспечить, спроектировав схему так, чтобы:

    1. + V дюйм = V BE + I B R B ( V CC — хороший максимум)
    2. I B > I Csat / ß

    Условие 1 гарантирует, что схема будет переведена в область отсечки входом.Условия 2 и 3 гарантируют, что транзистор будет переведен в область насыщения. Настоящий переключатель BJT отличается от идеального переключателя по нескольким аспектам. На практике даже в режиме отсечки через транзистор возникает небольшой ток утечки. Кроме того, при насыщении на внутреннем сопротивлении транзистора всегда падает некоторое напряжение. Обычно это будет от 0,2 до 0,4 В, в насыщении в зависимости от тока коллектора и размера устройства. Эти отклонения от идеала обычно незначительны для устройства правильного размера, поэтому мы можем предположить, что условия близки к идеальным при анализе или проектировании схемы переключателя BJT.

    Материалы:

    ADALM1000 Аппаратный модуль
    Макетная плата без пайки
    1 — Резистор 6,8 кОм (R B )
    1 — Резистор 100 Ом (R C )
    1 — 5 мм светодиод (любой цвет)
    1 — малосигнальный NPN транзистор (2N3904)

    Направления:

    Одним из распространенных применений переключателя BJT (или любого другого) является управление светодиодом. Драйвер светодиода показан на рисунке 2. Драйвер, показанный на этом рисунке, используется для соединения слаботочной части схемы с относительно сильноточным устройством (светодиодом).Когда на выходе из слаботочной цепи низкий уровень (0 В ), транзистор отключен, а светодиод не горит. Когда на выходе из слаботочной цепи появляется высокий уровень (+3 В ), транзистор переводится в состояние насыщения и загорается светодиод. Драйвер используется, потому что слаботочная часть схемы может не иметь возможности по току для подачи 20 мА (типично), необходимых для освещения светодиода на полную яркость.

    Постройте схему переключателя светодиодов, показанную на рисунке 2, на беспаечной макетной плате.R C служит для ограничения тока, протекающего через светодиод от источника питания +5 В . Переключатель управляется выходным напряжением канала А с разъема ввода / вывода. В канале осциллографа B будет отображаться напряжение на переключающем транзисторе Q 1 ( В, CE ) или напряжение на светодиоде, как показано зелеными стрелками.

    Настройка оборудования:

    Генератор CA должен быть настроен на прямоугольную волну 100 Гц с максимальным напряжением 3 вольта и минимальным напряжением 0 вольт.Канал осциллографа B подключен для измерения напряжения на транзисторе или в верхней части светодиода. Ток, протекающий через транзистор, можно рассчитать как разницу напряжений между питанием +5 В и CB- В , деленную на номинал резистора (100 Ом). Трасса тока канала А измеряет ток в R B .

    Процедура:

    Сохраните кривую напряжения на коллектор-эмиттер транзистора (пунктирная зеленая линия канала B) и на светодиодах (сплошная зеленая линия канала B) и включите их в описание своей лаборатории.

    Вопросы:

    Какой ток протекает через резисторы R C и R B , когда светодиод горит и когда светодиод не горит?

    Вычислите ß, когда Q 1 насыщен. Как это значение соотносится с spec , указанным в таблице данных?

    Параллельных переключателей:

    Два NPN-транзистора могут быть соединены с их коллекторами и эмиттерами параллельно, рисунок 3, что обеспечивает возможность включения нагрузки от двух разных сигналов.Любой из входов может включить нагрузку, но оба должны быть выключены, чтобы нагрузка отключилась. Это называется логической функцией «ИЛИ».

    Рисунок 3, два переключателя параллельно

    Измените схему на макетной плате, чтобы она выглядела как показано на рисунке 3. Добавьте второй NPN-транзистор Q 2 и второй базовый резистор R B2 , как показано. Теперь подключите другие концы R B1 и R B2 к контактам цифрового порта ввода / вывода PIO 0 и PIO 1 соответственно.Откройте окно цифрового управления и установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1. Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и резисторе коллектора можно контролировать с помощью входа осциллографа CHB, как и раньше.

    Переключателей серии:

    Два NPN-транзистора могут быть соединены последовательно с коллектором нижнего транзистора, подключенным к эмиттеру верхнего транзистора, рис. 4, что позволяет отключать нагрузку от двух разных сигналов.Любой из входов может выключить нагрузку, но для включения нагрузки должны быть включены оба. Это называется логической функцией «И».

    Рисунок 4, два переключателя последовательно

    Измените схему на макетной плате, чтобы она выглядела как на рисунке 4. Теперь второй транзистор NPN включен последовательно с эмиттером Q 1 . Снова другие концы R B1 и R B2 подключены к контактам цифрового порта ввода / вывода PIO 0 и PIO 1 соответственно. Опять же, установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1.Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и резисторе коллектора можно контролировать с помощью входа осциллографа CHB, как и раньше. Вы также должны измерить напряжение на соединении между эмиттером Q 1 и коллектором Q 2 для каждого из четырех условий. Прокомментируйте напряжения, наблюдаемые на коллекторе Q 2 в вашем лабораторном отчете, и почему.

    BJT Транзисторная реализация затвора XNOR

    Однотранзисторный инверторный каскад вместе с несколькими входными резисторами можно комбинировать для создания более сложных логических функций.Конфигурация, показанная на рисунке 5, реализует двухвходовую исключительную логическую функцию NOR (XNOR). Всего вам понадобится 5 транзисторов NPN, 13 резисторов и один светодиод.

    Резисторы, используемые в качестве входов на базах 5 NPN-транзисторов, не имеют одинакового номинала, и теоретически все они должны иметь одинаковое значение. Но диапазон значений по-прежнему будет работать, учитывая относительно высокий коэффициент бета транзисторов 2N3904, и показанные значения были выбраны таким образом, чтобы не требовалось больше пяти из любого одного значения, входящего в комплект аналоговых деталей.Вы можете поэкспериментировать с другими номиналами резисторов, чтобы найти диапазон минимальных и максимальных значений.

    Рис. 5. Резистор и затвор XNOR на NPN-транзисторе.

    Снова установите PIO 0 и PIO 1 на все четыре комбинации логических 0 и 1. Обратите внимание, какие комбинации включают светодиод. Напряжение на светодиоде и коллекторном резисторе Q 5 можно контролировать с помощью входа осциллографа CH-B, как и раньше. Вы также можете использовать вход CH-B (и / или CH-A) для контроля напряжений на коллекторах Q 1 — Q 4 при изменении PIO 0 и 1.

    Ресурсов:

    Для дальнейшего чтения:

    Транзистор
    Светодиод
    Светодиод схема

    Вернуться к содержанию «Введение в электротехническую лабораторию»
    Вернуться к содержанию лабораторных работ по схемам
    Вернуться к содержанию «Электронная лаборатория».

    Последовательное соединение транзисторов — Обмен электротехнического стека

    Последовательное соединение транзисторов — Обмен электротехнического стека
    Сеть обмена стеков

    Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

    Посетить Stack Exchange
    1. 0
    2. +0
    3. Авторизоваться Подписаться

    Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

    Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

    Кто угодно может задать вопрос

    Кто угодно может ответить

    Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

    Спросил

    Просмотрено 8к раз

    \ $ \ begingroup \ $

    Я знаю, что мы можем подключить два или более транзисторов параллельно, чтобы увеличить максимальный ток переключения, но как насчет увеличения максимального напряжения?

    Можем ли мы соединить их последовательно?

    Например, соединение двух 2N3055 дает 100 В 5 А, а не 50 В 5 А?

    JRE

    52.11k88 золотых знаков8080 серебряных знаков139139 бронзовых знаков

    Создан 08 фев.

    М.А.К.М.А.К

    1,9382 золотых знака1112 серебряных знаков4040 бронзовых знаков

    \ $ \ endgroup \ $ 10 \ $ \ begingroup \ $

    Да, это возможно, но менее тривиально, чем их параллельное размещение.

    Что вам нужно, так это кодирование , которое выполняется так:

    смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

    Qsw выполняет фактическое переключение

    Qcasc предназначен для разделения напряжения между транзисторами

    Я использовал такие схемы, где мне нужно переключать 5,5 В, но я ограничен использованием (на кристалле) транзисторов, которые могут выдерживать только 2,7 В.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.