Site Loader

Содержание

Транзистор КТ973: КТ973А, КТ973Б

Поиск по сайту


Транзистор КТ973 :КТ973А, КТ973Б — усилительный, эпитаксиально-планарный, структуры p-n-p, кремниевый. Применение — выходные каскады систем автоматики. Имеет жёсткие выводы и пластмассовый корпус. На корпусе указывается тип прибора. Масса транзистора КТ973 (КТ973А, КТ973Б) — не более 1 г.


Электрические параметры транзисторов КТ973: КТ973А, КТ973Б

• Коэффициент передачи тока (статический). Схема с общим эмиттером
при Uкб = 3 В, Iэ = 1 А, не менее
  Т = +25°C 750
  Т = +85°C 900
  Т = −45°C 500
• Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте
при Uкэ = 10 В, Iк = 1 А, f = 100 МГц, не менее
2
• Напряжение насыщения К-Э при Iк = 500 мА, Iб = 50 мА, не более 1.5 В
• Напряжение насыщения база — эмиттер при Iк = 500 мА, Iб = 50 мА, не более   2.5 В
• Время рассасывания при Iк = 500 мА, Iб = 50 мА, не более 200 нс
• Ток К-Э (обратный) при U
кэr
= Uкэr, макс, Rбэ = 1 кОм, не более:
  Т = −45…+25°C 1 мА
  Т = +85°C 10 мА

Предельные эксплуатационные характеристики транзистора КТ973

• Напряжение К-Б (постоянное):
  КТ973А 60 В
  КТ973Б 45 В
• Напряжение К-Э (постоянное) при Rбэ ≤ 1 КОм:
  КТ973А 60 В
  КТ973Б 45 В
• Постоянное напряжение Б-Э 5 В
• Ток коллектора (постоянный) 4 А
• Постоянная рассеиваемая мощность коллектора
при Тк = −45…+25°C
8 Вт
• Температура p-n перехода транзисторов КТ973 (КТ973А, КТ973Б)    +150°C
• Тепловое сопротивление переход — корпус 15.6°C/Вт
• Рабочая температура (окружающей среды): −45°C…Тк=+85°C

При Тк = +25…+85°C P

к. макс транзисторов КТ973 (КТ973А, КТ973Б) рассчитывается по формуле
Pк. макс, Вт = (150 − Тк) / 15,6.



Транзистор КТ973 — DataSheet

Цоколевка транзистора КТ973

 

Параметры транзистора КТ973
Параметр Обозначение Маркировка Условия Значение Ед. изм.
Аналог
КТ973А
BD876, 2SB1257 *3, BSP61 *3, 2SA1258 *3, 2SA1259 *3
КТ973Б BD466B, BSP60 *3, SDM3203 *3
Структура  — p-n-p
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора PK max,P*K, τ max,P**K, и max КТ973А 8* Вт
КТ973Б 8*
КТ973В 8*
КТ973Г 8*
Граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттером fгр, f*h31б, f**h31э, f***max КТ973А ≥200 МГц
КТ973Б ≥200
КТ973В ≥200
КТ973Г
≥200
Пробивное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера UКБО проб., U*КЭR проб., U**КЭО проб. КТ973А 60* В
КТ973Б 45*
КТ973В 60*
КТ973Г 60*
Пробивное напряжение эмиттер-база при заданном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектора UЭБО проб.,  КТ973А 5 В
КТ973Б 5
КТ973В 5
КТ973Г 5
Максимально допустимый постоянный ток коллектора IK max, I*К , и max КТ973А 4* А
КТ973Б 4*
КТ973В 2
КТ973Г 2
Обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера IКБО, I*КЭR, I**КЭO КТ973А 60 В ≤1* мА
КТ973Б 45 В ≤1*
КТ973В 60 В ≤1*
КТ973Г 60 В ≤1*
Статический коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала для схем с общим эмиттером h21э,  h*21Э КТ973А 3 В; 1 А ≥750*
КТ973Б 3 В; 1 А ≥750*
КТ973В 3 В; 1 А 750…5000
КТ973Г 3 В; 1 А 750…5000
Емкость коллекторного перехода cк,  с*12э КТ973А ≤3 пФ
КТ973Б ≤3
КТ973В ≤3
КТ973Г ≤2
Сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером  rКЭ нас,  r*БЭ нас, К**у.р. КТ973А Ом, дБ
КТ973Б
КТ973В
КТ973Г
Коэффициент шума транзистора Кш, r*b, P**вых КТ973А Дб, Ом, Вт
КТ973Б
КТ973В
КТ973Г
Постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте
τк, t*рас,  t**выкл,  t***пк(нс) КТ973А ≤200* пс
КТ973Б ≤200*
КТ973В ≤200*
КТ973Г ≤200*

Описание значений со звездочками(*,**,***) смотрите в таблице параметров биполярных транзисторов.

*3 — функциональная замена, тип корпуса отличается.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Транзисторы КТ827 и КТ973 — маркировка, цоколевка, основные параметры.

Транзисторы КТ973

Транзисторы КТ973 — мощные, высокочастотные, кремниевые, составные, структура — p-n-p. Корпус пластиковый TO-126.
Маркировка либо буквенно — цифровая, либо — кодированная, на лицевой части корпуса. На рисунке ниже — цоколевка и маркировка КТ973.

Наиболее важные параметры.

Коэффициент передачи тока — свыше 750.

Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер:
У транзисторов КТ973А — — 60в.
У транзисторов КТ973Б — — 45в.

Коэффициент передачи тока — от 750.

Максимальный постоянный ток коллектора4 А.

Обратный ток колектора при напряжении коллектор-эмиттер 60 в:
У транзисторов КТ973А, КТ973В — 1 мА, при температуре окружающей среды + 25 по Цельсию.
У транзисторов КТ973Б при напряжении коллектор-эмиттер 45в — 1 мА, при температуре окружающей среды + 25 по Цельсию.

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер при токе коллектора 500мА, базы 50мА — не более 1,5в.

Напряжение насыщения база-эмиттер при токе коллектора 500мА, базы 50мА — не более 2,5в.

Рассеиваемая мощность коллектора8 Вт(на радиаторе).

Граничная частота передачи тока — — 200 МГц.

Транзистор комплементарный КТ973 — КТ972.

Зарубежный аналог КТ973 — BD876.

На главную страницу

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

КТ972А характеристики транзистора, datasheet, цоколевка и аналоги

Ниже рассмотрим цоколевку и технические характеристики транзистора КТ972А. Это отечественный составное эпитаксильно-планарное устройство, выполненное по схеме Дарлингтона. Состоит из двух кремниевых биполярников с n-p-n-структурой, размещенных внутри одного корпуса. Мощный, высокочастотный, способный работать в мегагерцовом диапазоне. Применяется в блоках и узлах радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. В советские времена часто встречались в пультах дистанционного управления моделей телевизоров типа 3УСЦТ , 4УСЦТ,  микрокалькуляторах “Электронника” и др.

Распиновка

Цоколевка КТ972А выполняется в двух типах корпусов: КТ-27 (зарубежный TO-126) или КТ-89 (импортный аналог DPAK). Они сделаны их пластика, КТ27 – для дырочного, а КТ89 – для поверхностного монтажа на плату (SMD). Независимо от вида корпуса, расположения выводов у них следующая: эмиттер (Э), коллектор (К), база (Б) – Э.К.Б. Для наглядности, посмотрите рисунок.

У устройств в упаковке КТ-27 предусмотрено технологическое отверстие для крепления к радиатору. У другого, выполненного в SMD-корпусе, такой возможности не предусмотрено.

Характеристики

Техническое описание российских производителей КТ972А содержит данные о максимально допустимых параметрах, которые транзистор способен выдержать при его эксплуатации. Как правило они приводятся в самом начале этого документа. Рассмотрим их подробней:

  • напряжение между коллектором и базой (Uкб max )= 60 В;
  • напряжение между коллектором и эмиттером (Uкэ max) = 60 В, при Rэб = 1 кОм;
  • напряжение между эмиттером и базой (Uэб max) = 5 В;
  • постоянный ток коллектора (Iк max) = 2 А;
  • импульсный ток коллектора при ширине импульса менее 10 мкс (Iки max) = 4 А;
  • постоянная рассеиваемая мощность коллектора, при температуре корпуса от -45 °С до 25 °С (Pк max) = 1,25 Вт;
  • температура pn-перехода (Tjmax) = 150 °С.

Не стоит превышать эти значения, так как это чревато выходом его из строя. Следует придерживаться параметров на 30% ниже приведенных выше. Учитывайте это правило в будущем и для других подобных устройств.

Электрические значения

Кроме максимальных в DataSheet КТ972 содержится электрические характеристики. Такие данные приводятся производителями с учетом температуры окружающей среды не более 25°С. Кроме того, в отдельном столбце указаны условия испытаний транзистора.

Комплементарная пара

Комплементарной парой для КТ972 является российский транзистор p-n-p структуры — КТ973.

Обозначение на упаковке

Маркировку у КТ972А следует расшифровывать в таком порядке:

  1. К – материал изготовления — кремний;
  2. Т – вид полупроводникового триода – биполярный;
  3. 72 – номер разработки;
  4. 9 – большой мощности, высокочастотный;
  5. А – технологическая группа устройства.

КТ972А в КТ-27 содержит незначительное количество драгметаллов. Наличие золота в таких устройствах не более 0.0036143 (0.045) грамм. Серебра, платины и других материалов платиновой группы в них нет.

Простейшие схемы

Для начинающих радиолюбителей на рассматриваемых транзисторах можно собирать небольшие, элементарные схемы. Например, в сети интернет есть схемы стабилизации напряжения с использованием лишь одного КТ972. На нём так же учатся собирать простейшие конструкции фотореле и мултивибратора, содержащие минимальный набор радиоэлементов. Одно из таких решений представлено в видеоматериале.

Аналоги

Прототипом для него послужил зарубежный транзистор BD875 (Siemens). Кроме него, почти полными аналогами для КТ972А можно считать: BD877, BD879 (Siemens). Подходящей отечественной заменой могут стать: КТ972В, КТ972Г и КТ972Б, с немного меньшим пропускаемым напряжением Uкэ max (до 45 В).

Производители

Основным поставщиком на российский рынок этого транзистора и его различных модификаций, продолжает оставаться белорусское ОАО “Интеграл”.  Скачать DataSheet на него можно кликнув по ссылке.

Как проверить мультиметром транзистор

Полупроводниковые элементы используются практически во всех электронных схемах. Те, кто называют их наиболее важными и самыми распространенными радиодеталями абсолютно правы. Но любые компоненты не вечны, перегрузка по напряжению и току, нарушение температурного режима и другие факторы могут вывести их из строя. Расскажем (не перегружая теорией), как проверить работоспособность различных типов транзисторов (npn, pnp, полярных и составных) пользуясь тестером или мультиметром.

С чего начать?

Прежде, чем проверить мультиметром любой элемент на исправность, будь то транзистор, тиристор, конденсатор или резистор, необходимо определить его тип и характеристики. Сделать это можно по маркировке. Узнав ее, не составит труда найти техническое описание (даташит) на тематических сайтах. С его помощью мы узнаем тип, цоколевку, основные характеристики и другую полезную информацию, включая аналоги для замены.

Например, в телевизоре перестала работать развертка. Подозрение вызывает строчный транзистор с маркировкой D2499 (кстати, довольно распространенный случай). Найдя в интернете спецификацию (ее фрагмент показан на рисунке 2), мы получаем всю необходимую для тестирования информацию.

Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Большая вероятность, что найденный даташит будет на английском, ничего страшного, технический текст легко воспринимается даже без знания языка.

Определив тип и цоколевку, выпаиваем деталь и приступаем к проверке. Ниже приведены инструкции, с помощью которых мы будем тестировать наиболее распространенные полупроводниковые элементы.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

С тестированием данного типа проблем не возникнет, достаточно представить pn переход в как диод. Тогда структуры pnp и npn будут иметь вид двух встречно или обратно подключенных диодов со средней точкой (см. рис.3).

Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем к мультиметру щупы, черный к «СОМ» (это будет минус), а красный к гнезду «VΩmA» (плюс). Включаем тестирующее устройство, переводим его в режим прозвонки или измерения сопротивления (достаточно установить предел 2кОм), и приступаем к тестированию. Начнем с pnp проводимости:

  1. Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
  2. Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Если при первом и/или втором измерении мультиметр отобразит минимальное сопротивление, значит в переходе(ах) пробой и деталь требует замены.

  1. Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

  1. Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
  2. Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Проверка работоспособности полевого транзистора

Этот тип полупроводниковых элементов также называют mosfet и моп компонентами. На рисунке 4 показано графическое обозначение n- и p-канальных полевиков в принципиальных схемах.

Рис 4. Полевые транзисторы (N- и P-канальный)

Для проверки этих устройств подключаем щупы к мультиметру, таким же образом, как и при тестировании биполярных полупроводников, и устанавливаем тип тестирования «прозвонка». Далее действуем по следующему алгоритму (для n-канального элемента):

  1. Касаемся черным проводом ножки «с», а красным – вывода «и». Отобразится сопротивление на встроенном диоде, запоминаем показание.
  2. Теперь необходимо «открыть» переход (получится только частично), для этого щуп с красным проводом соединяем с выводом «з».
  3. Повторяем измерение, проведенное в п. 1, показание изменится в меньшую сторону, что говорит о частичном «открытии» полевика.
  4. Теперь необходимо «закрыть» компонент, с этой целью соединяем отрицательный щуп (провод черного цвета) с ножкой «з».
  5. Повторяем действия п. 1, отобразится исходное значение, следовательно, произошло «закрытие», что говорит об исправности компонента.

Для тестирования элементов p-канального типа последовательность действий остается той же, за исключением полярности щупов, ее нужно поменять на противоположную.

Заметим, что биполярные элементы, у которых изолированный затвор (IGBT), тестируются также, как описано выше. На рисунке 5 показан компонент SC12850, относящийся к этому классу.

Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Для тестирования необходимо выполнить те же действия, что и для полевого полупроводникового элемента, с учетом, что сток и исток последнего будут соответствовать коллектору и эмиттеру.

В некоторых случаях потенциала на щупах мультиметра может быть недостаточно (например, чтобы «открыть» мощный силовой транзистор), в такой ситуации понадобится дополнительное питание (хватит 12 вольт). Подключать его нужно через сопротивление 1500-2000 Ом.

Проверка составного транзистора

Такой полупроводниковый элемент еще называют «транзистор Дарлингтона», по сути это два элемента, собранные в одном корпусе. Для примера, на рисунке 6 показан фрагмент спецификации к КТ827А, где отображена эквивалентная схема его устройства.

Рис 6. Эквивалентная схема транзистора КТ827А

Проверить такой элемент мультиметром не получится, потребуется сделать простейший пробник, его схема показана на рисунке 7.

Рис. 7. Схема для проверки составного транзистора

Обозначение:

  • Т – тестируемый элемент, в нашем случае КТ827А.
  • Л – лампочка.
  • R – резистор, его номинал рассчитываем по формуле h31Э*U/I, то есть, умножаем величину входящего напряжения на минимальное значение коэффициента усиления (для КТ827A — 750), полученный результат делим на ток нагрузки. Допустим, мы используем лампочку от габаритных огней автомобиля мощностью 5 Вт, ток нагрузки составит 0,42 А (5/12). Следовательно, нам понадобится резистор на 21 кОм (750*12/0,42).

Тестирование производится следующим образом:

  1. Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
  2. Подаем минус – лампочка гаснет.

Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.

Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Переводим мультиметр в режим прозвонки и проверяем сопротивление между ножками «Б1» и «Б2», если оно незначительное, можно констатировать пробой.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Проверку транзисторов приходится делать достаточно часто. Даже если у Вас в руках заведомо новый, не паяный ни разу транзистор, то перед установкой в схему лучше все-таки его проверить. Нередки случаи, когда купленные на радиорынке транзисторы, оказывались негодными, и даже не один единственный экземпляр, а целая партия штук на 50 — 100. Чаще всего это происходит с мощными транзисторами отечественного производства, реже с импортными.

Иногда в описаниях конструкции приводятся некоторые требования к транзисторам, например, рекомендуемый коэффициент передачи. Для этих целей существуют различные испытатели транзисторов, достаточно сложной конструкции и измеряющие почти все параметры, которые приводятся в справочниках. Но чаще приходится проверять транзисторы по принципу «годен, не годен». Именно о таких методах проверки и пойдет речь в данной статье.

Часто в домашней лаборатории под рукой оказываются транзисторы, бывшие в употреблении, добытые когда-то из каких-то старых плат. В этом случае необходим стопроцентный «входной контроль»: намного проще сразу определить негодный транзистор, чем потом искать его в неработающей конструкции.

Хотя многие авторы современных книг и статей настоятельно не рекомендуют использовать детали неизвестного происхождения, достаточно часто эту рекомендацию приходится нарушать. Ведь не всегда же есть возможность пойти в магазин и купить нужную деталь. В связи с подобными обстоятельствами и приходится проверять каждый транзистор, резистор, конденсатор или диод. Далее речь пойдет в основном о проверке транзисторов.

Проверку транзисторов в любительских условиях обычно проводят цифровым мультиметром или старым аналоговым авометром.

Проверка транзисторов мультиметром

Большинству современных радиолюбителей знаком универсальный прибор под названием мультиметр. С его помощью возможно измерение постоянных и переменных напряжений и токов, а также сопротивления проводников постоянному току. Один из пределов измерения сопротивлений предназначен для «прозвонки» полупроводников. Как правило, около переключателя в этом положении нарисован символ диода и звучащего динамика.

Перед тем, как производить проверку транзисторов или диодов, следует убедиться в исправности самого прибора. Прежде всего, посмотреть на индикатор заряда батареи, если требуется, то батарею сразу заменить. При включении мультиметра в режим «прозвонки» полупроводников на экране индикатора должна появиться единица в старшем разряде.

Затем проверить исправность щупов прибора, для чего соединить их вместе: на индикаторе высветятся нули, и раздастся звуковой сигнал. Это не напрасное предупреждение, поскольку обрыв проводов в китайских щупах явление довольно распространенное, и об этом забывать не следует.

У радиолюбителей и профессиональных инженеров – электронщиков старшего поколения такой жест (проверка щупов) выполняется машинально, ведь при пользовании стрелочным тестером при каждом переключении в режим измерения сопротивлений приходилось устанавливать стрелку на нулевое деление шкалы.

После того, как указанные проверки произведены, можно приступить к проверке полупроводников, — диодов и транзисторов. Следует обратить внимание на полярность напряжения на щупах. Отрицательный полюс находится на гнезде с надписью «COM» (общий), на гнезде с надписью VΩmA положительный. Чтобы в процессе измерения об этом не забывать, в это гнездо следует вставить щуп красного цвета.

Рисунок 1. Мультиметр

Это замечание не настолько праздное, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что у стрелочных авометров (АмперВольтОмметр) в режиме измерения сопротивлений положительный полюс измерительного напряжения находится на гнезде с маркировкой «минус» или «общий», ну с точностью до наоборот, по сравнению с цифровым мультиметром. Хотя в настоящее время больше используются цифровые мультиметры, стрелочные тестеры применяются до сих пор и в ряде случаев позволяют получить более достоверные результаты. Об этом будет рассказано чуть ниже.

Рисунок 2. Стрелочный авометр

Что показывает мультиметр в режиме «прозвонки»

Проверка диодов

Наиболее простым полупроводниковым элементом является диод, который содержит всего один P-N переход. Основным свойством диода является односторонняя проводимость. Поэтому если положительный полюс мультиметра (красный щуп) подключить к аноду диода, то на индикаторе появятся цифры, показывающие прямое напряжение на P-N переходе в милливольтах.

Для кремниевых диодов это будет порядка 650 — 800 мВ, а для германиевых порядка 180 — 300, как показано на рисунках 4 и 5. Таким образом, по показаниям прибора можно определить полупроводниковый материал, из которого сделан диод. Следует заметить, что эти цифры зависят не только от конкретного диода или транзистора, но еще от температуры, при увеличении которой на 1 градус прямое напряжение падает приблизительно на 2 милливольта. Этот параметр называется температурным коэффициентом напряжения.

Если после этой проверки щупы мультиметра подключить в обратной полярности, то на индикаторе прибора покажется единица в старшем разряде. Такие результаты будут в том случае, если диод оказался исправный. Вот собственно и вся методика проверки полупроводников: в прямом направлении сопротивление незначительно, а в обратном практически бесконечно.

Если же диод «пробит» (анод и катод замкнуты накоротко), то скорей всего раздастся звуковой сигнал, причем в обоих направлениях. В случае, если диод «в обрыве», как ни меняй полярность подключения щупов, на индикаторе, так и будет светиться единица.

Проверка транзисторов

В отличие от диодов транзисторы имеют два P-N перехода, и имеют структуры P-N-P и N-P-N, причем последние встречаются гораздо чаще. В плане проверки с помощью мультиметра транзистор можно рассматривать, как два диода включенных встречно — последовательно, как показано на рисунке 6. Поэтому проверка транзисторов сводится к «прозвонке» переходов база – коллектор и база – эмиттер в прямом и обратном направлении.

Следовательно, все что было сказано чуть выше о проверке диода, полностью справедливо и для исследования переходов транзистора. Даже показания мультиметра будут такие же, как и для диода.

На рисунке 7 показана полярность включения прибора в прямом направлении для «прозвонки» перехода база — эмиттер транзисторов структуры N-P-N: плюсовой щуп мультиметра подключен к выводу базы. Для измерения перехода база – коллектор минусовой вывод прибора следует подключить к выводу коллектора. В данном случае цифра на табло получена при прозвонке перехода база – эмиттер транзистора КТ3102А.

Если транзистор окажется структуры P-N-P, то к базе транзистора следует подключить минусовой (черный) щуп прибора.

Попутно с этим следует «прозвонить» участок коллектор – эмиттер. У исправного транзистора его сопротивление практически бесконечно, что символизирует единица в старшем разряде индикатора.

Иногда бывает, что переход коллектор – эмиттер пробит, о чем свидетельствует звуковой сигнал мультиметра, хотя переходы база – эмиттер и база — коллектор «звонятся» как будто нормально!

Проверка транзисторов авометром

Производится также, как и цифровым мультиметром, при этом не следует забывать, что полярность в режиме омметра обратная по сравнению с режимом измерения постоянного напряжения. Чтобы это не забывать в процессе измерений следует красный щуп прибора включать в гнездо со знаком «-», как было показано на рисунке 2.

Авометры, в отличие от цифровых мультиметров, не имеют режима «прозвонки» полупроводников, поэтому в этом плане их показания заметно различаются в зависимости от конкретной модели. Тут уже приходится ориентироваться на собственный опыт, накопленный в процессе работы с прибором. На рисунке 8 показаны результаты измерений с помощью тестера ТЛ4-М.

На рисунке показано, что измерения проводятся на пределе *1Ω. В этом случае лучше ориентироваться на показания не по шкале для измерения сопротивлений, а по верхней равномерной шкале. Видно, что стрелка находится в районе цифры 4. Если измерения производить на пределе *1000Ω, то стрелка окажется между цифрами 8 и 9.

По сравнению с цифровым мультиметром авометр позволяет более точно определить сопротивление участка база – эмиттер, если этот участок зашунтирован низкоомным резистором (R2_32), как показано на рисунке 9. Это фрагмент схемы выходного каскада усилителя фирмы ALTO.

Все попытки измерить сопротивление участка база – эмиттер с помощью мультиметра приводят к звучанию динамика (короткое замыкание), поскольку сопротивление 22Ω воспринимается мультиметром как КЗ. Аналоговый же тестер на пределе измерений *1Ω показывает некоторую разницу при измерении перехода база – эмиттер в обратном направлении.

Еще один приятный нюанс при пользовании стрелочным тестером можно обнаружить, если проводить измерения на пределе *1000Ω. При подключении щупов, естественно с соблюдением полярности (для транзистора структуры N-P-N плюсовой вывод прибора на коллекторе, минус на эмиттере), стрелка прибора с места не двинется, оставаясь на отметке шкалы бесконечность.

Если теперь послюнить указательный палец, как будто для проверки нагрева утюга, и замкнуть этим пальцем выводы базы и коллектора, то стрелка прибора сдвинется с места, указывая на уменьшение сопротивления участка эмиттер — коллектор (транзистор чуть приоткроется). В ряде случаев этот прием позволяет проверить транзистор без выпаивания его из схемы.

Наиболее эффективен указанный метод при проверке составных транзисторов, например КТ 972, КТ973 и т.п. Не следует только забывать, что составные транзисторы часто имеют защитные диоды, включенные параллельно переходу коллектор – эмиттер, причем в обратной полярности. Если транзистор структуры N-P-N, то к его коллектору подключен катод защитного диода. К таким транзисторам можно подключать индуктивную нагрузку, например, обмотки реле. Внутреннее устройство составного транзистора показано на рисунке 10.

Но более достоверные результаты об исправности транзистора можно получить с использованием специального пробника для проверки транзисторов, про который смотрите здесь: Пробник для проверки транзисторов.

Проверка транзистора цифровым мультиметром

Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность.

Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть практически у каждого начинающего радиолюбителя.

Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями.

Об особенностях тестирования биполярных транзисторов будет рассказано чуть позднее, а пока рассмотрим самую простую технологию проверки обычным цифровым мультиметром.

Для начала нужно понять, что биполярный транзистор можно условно представить в виде двух диодов, так как он состоит из двух p-n переходов. А диод, как известно, это ничто иное, как обычный p-n переход.

Вот условная схема биполярного транзистора, которая поможет понять принцип проверки. На рисунке p-n переходы транзистора изображены в виде полупроводниковых диодов.

Устройство биполярного транзистора p-n-p структуры с помощью диодов изображается следующим образом.

Как известно, биполярные транзисторы бывают двух типов проводимости: n-p-n и p-n-p. Этот факт нужно учитывать при проверке. Поэтому покажем условный эквивалент транзистора структуры n-p-n составленный из диодов. Этот рисунок нам понадобиться при последующей проверке.

Транзистор со структурой n-p-n в виде двух диодов.

Суть метода сводиться к проверке целостности этих самых p-n переходов, которые условно изображены на рисунке в виде диодов. А, как известно, диод пропускает ток только в одном направлении. Если подключить плюс ( + ) к выводу анода диода, а минус (-) к катоду, то p-n переход откроется, и диод начнёт пропускать ток. Если проделать всё наоборот, подключить плюс ( + ) к катоду диода, а минус (-) к аноду, то p-n переход будет закрыт и диод не будет пропускать ток.

Если вдруг при проверке выясниться, что p-n переход пропускает ток в обоих направлениях, то значит он «пробит». Если же p-n переход не пропускает ток ни в одном из направлений, то значит переход в «обрыве». Естественно, что при пробое или обрыве хотя бы одного из p-n переходов транзистор работать не будет.

Обращаем внимание, что условная схема из диодов необходима лишь для более наглядного представления о методике проверки транзистора. В реальности транзистор имеет более изощрённое устройство.

Функционал практически любого мультиметра поддерживает проверку диода. На панели мультиметра режим проверки диода изображается в виде условного изображения, который выглядит вот так.

Думаю, уже понятно, что проверять транзистор мы будем как раз с помощью этой функции.

Небольшое пояснение. У цифрового мультиметра есть несколько гнёзд для подключения измерительных щупов. Три, а то и больше. При проверке транзистора необходимо минусовой щуп (чёрный) подключить к гнезду COM (от англ. слова common – «общий»), а плюсовой щуп ( красный ) в гнездо с обозначением буквы омега Ω, буквы V и, возможно, других букв. Всё зависит от функционала прибора.

Почему я так подробно рассказываю о том, как подключать измерительные щупы к мультиметру? Да потому, что щупы можно элементарно перепутать и подключить чёрный щуп, который условно считается «минусовым» к гнезду, к которому нужно подключить красный, «плюсовой» щуп. В итоге это вызовет неразбериху, и, как следствие, ошибки. Будьте внимательней!

Теперь, когда сухая теория изложена, перейдём к практике.

Какой мультиметр будем использовать?

В качестве мультиметра использовался многофункциональный мультитестер Victor VC9805+, хотя для измерений подойдёт любой цифровой тестер, вроде всем знакомых DT-83x или MAS-83x. Такие мультиметры можно купить не только на радиорынках, магазинах радиодеталей, но и в магазинах автозапчастей. Подходящий мультиметр можно купить в интернете, например, на Алиэкспресс.

Вначале проведём проверку кремниевого биполярного транзистора отечественного производства КТ503. Он имеет структуру n-p-n. Вот его цоколёвка.

Для тех, кто не знает, что означает это непонятное слово цоколёвка, поясняю. Цоколёвка — это расположение функциональных выводов на корпусе радиоэлемента. Для транзистора функциональными выводами соответственно будут коллектор (К или англ.- С), эмиттер (Э или англ.- Е), база (Б или англ.- В).

Сначала подключаем красный ( + ) щуп к базе транзистора КТ503, а чёрный (-) щуп к выводу коллектора. Так мы проверяем работу p-n перехода в прямом включении (т. е. когда переход проводит ток). На дисплее появляется величина пробивного напряжения. В данном случае оно равно 687 милливольтам (687 мВ).

Далее не отсоединяя красного щупа от вывода базы, подключаем чёрный («минусовой») щуп к выводу эмиттера транзистора.

Как видим, p-n переход между базой и эмиттером тоже проводит ток. На дисплее опять показывается величина пробивного напряжения равная 691 мВ. Таким образом, мы проверили переходы Б-К и Б-Э при прямом включении.

Чтобы удостовериться в исправности p-n переходов транзистора КТ503 проверим их и в, так называемом, обратном включении. В этом режиме p-n переход ток не проводит, и на дисплее не должно отображаться ничего, кроме «1». Если на дисплее единица «1», то это означает, что сопротивление перехода велико, и он не пропускает ток.

Чтобы проверить p-n переходы Б-К и Б-Э в обратном включении, поменяем полярность подключения щупов к выводам транзистора КТ503. Минусовой («чёрный») щуп подключаем к базе, а плюсовой («красный») сначала подключаем к выводу коллектора…

…А затем, не отключая минусового щупа от вывода базы, к эмиттеру.

Как видим из фотографий, в обоих случаях на дисплее отобразилась единичка «1», что, как уже говорилось, указывает на то, что p-n переход не пропускает ток. Так мы проверили переходы Б-К и Б-Э в обратном включении.

Если вы внимательно следили за изложением, то заметили, что мы провели проверку транзистора согласно ранее изложенной методике. Как видим, транзистор КТ503 оказался исправен.

Пробой P-N перхода транзистора.

В случае если какой либо из переходов (Б-К или Б-Э) пробиты, то при их проверке на дисплее мультиметра обнаружиться, что они в обоих направлениях, как в прямом включении, так и в обратном, показывают не пробивное напряжение p-n перехода, а сопротивление. Это сопротивление либо равно нулю «0» (будет пищать буззер), либо будет очень мало.

Обрыв P-N перехода транзистора.

При обрыве, p-n переход не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлении – на дисплее в обоих случаях будет «1». При таком дефекте p-n переход как бы превращается в изолятор.

Проверка биполярных транзисторов структуры p-n-p проводится аналогично. Но при этом необходимо сменить полярность подключения измерительных щупов к выводам транзистора. Вспомним рисунок условного изображения транзистора p-n-p в виде двух диодов. Если забыли, то гляньте ещё раз и вы увидите, что катоды диодов соединены вместе.

В качестве образца для наших экспериментов возьмём отечественный кремниевый транзистор КТ3107 структуры p-n-p. Вот его цоколёвка.

В картинках проверка транзистора будет выглядеть так. Проверяем переход Б-К при прямом включении.

Как видим, переход исправен. Мультиметр показал пробивное напряжение перехода – 722 мВ.

То же самое проделываем и для перехода Б-Э.

Как видим, он также исправен. На дисплее – 724 мВ.

Теперь проверим исправность переходов в обратном направлении – на наличие «пробоя» перехода.

Переход Б-К при обратном включении…

Переход Б-Э при обратном включении.

В обоих случаях на дисплее прибора – единичка «1». Транзистор исправен.

Подведём итог и распишем краткий алгоритм проверки транзистора цифровым мультиметром:

Определение цоколёвки транзистора и его структуры;

Проверка переходов Б-К и Б-Э в прямом включении с помощью функции проверки диода;

Проверка переходов Б-К и Б-Э в обратном включении (на наличие «пробоя») с помощью функции проверки диода;

При проверке необходимо помнить о том, что кроме обычных биполярных транзисторов существуют различные модификации этих полупроводниковых компонентов. К таковым можно отнести составные транзисторы (транзисторы Дарлингтона), «цифровые» транзисторы, строчные транзисторы (так называемые «строчники») и т.д.

Все они имеют свои особенности, как, например, встроенные защитные диоды и резисторы. Наличие этих элементов в структуре транзистора порой усложняют их проверку с помощью данной методики. Поэтому прежде чем проверить неизвестный вам транзистор желательно ознакомиться с документацией на него (даташитом). О том, как найти даташит на конкретный электронный компонент или микросхему, я рассказывал здесь.

Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 3.

Кроме транзисторов и сборок Дарлингтона есть еще один хороший способ рулить мощной постоянной нагрузкой — полевые МОП транзисторы.
Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением.

МОП (по буржуйски MOSFET) расшифровывается как Метал-Оксид-Полупроводник из этого сокращения становится понятна структура этого транзистора.

Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает. Чем выше напряжение, тем больше зарядов и ниже сопротивление, в итоге, сопротивление может снизиться до мизерных значений — сотые доли ома, а если поднимать напряжение дальше, то произойдет пробой слоя оксида и транзистору хана.

Достоинство такого транзистора, по сравнению с биполярным очевидно — на затвор надо подавать напряжение, но так как там диэлектрик, то ток будет нулевым, а значит требуемая мощность на управление этим транзистором будет мизерной, по факту он потребляет только в момент переключения, когда идет заряд и разряд конденсатора.

Недостаток же вытекает из его емкостного свойства — наличие емкости на затворе требует большого зарядного тока при открытии. В теории, равного бесконечности на бесконечно малом промежутки времени. А если ток ограничить резистором, то конденсатор будет заряжаться медленно — от постоянной времени RC цепи никуда не денешься.

МОП Транзисторы бывают P и N канальные. Принцип у них один и тот же, разница лишь в полярности носителей тока в канале. Соответственно в разном направлении управляющего напряжения и включения в цепь. Очень часто транзисторы делают в виде комплиментарных пар. То есть есть две модели с совершенно одиннаковыми характеристиками, но одна из них N, а другая P канальные. Маркировка у них, как правило, отличается на одну цифру.

Нагрузка включается в цепь стока. Вообще, в теории, полевому транзистору совершенно без разницы что считать у него истоком, а что стоком — разницы между ними нет. Но на практике есть, дело в том, что для улучшения характеристик исток и сток делают разной величины и конструкции плюс ко всему, в мощных полевиках часто есть обратный диод (его еще называют паразитным, т.к. он образуется сам собой в силу особенности техпроцесса производства).

У меня самыми ходовыми МОП транзисторами являются IRF630 (n канальный) и IRF9630 (p канальный) в свое время я намутил их с полтора десятка каждого вида. Обладая не сильно габаритным корпусом TO-92 этот транзистор может лихо протащить через себя до 9А. Сопротивление в открытом состоянии у него всего 0.35 Ома.
Впрочем, это довольно старый транзистор, сейчас уже есть вещи и покруче, например IRF7314, способный протащить те же 9А, но при этом он умещается в корпус SO8 — размером с тетрадную клеточку.

Одной из проблем состыковки MOSFET транзистора и микроконтроллера (или цифровой схемы) является то, что для полноценного открытия до полного насыщения этому транзистору надо вкатить на затвор довольно больше напряжение. Обычно это около 10 вольт, а МК может выдать максимум 5.
Тут вариантов три:

  • На более мелких транзисторах сорудить цепочку, подающую питалово с высоковольтной цепи на затвор, чтобы прокачать его высоким напряжением
  • применить специальную микросхему драйвер, которая сама сформирует нужный управляющий сигнал и выровняет уровни между контроллером и транзистором. Типичные примеры драйверов это, например, IR2117.

    Надо только не забывать, что есть драйверы верхнего и нижнего плеча (или совмещенные, полумостовые). Выбор драйвера зависит от схемы включения нагрузки и комутирующего транзистора. Если обратишь внимание, то увидишь что с драйвером и в верхнем и нижнем плече используются N канальные транзисторы. Просто у них лучше характеристики чем у P канальных. Но тут возникает другая проблема. Для того, чтобы открыть N канальный транзистор в верхнем плече надо ему на затвор подать напряжение выше напряжения стока, а это, по сути дела, выше напряжения питания. Для этого в драйвере верхнего плеча используется накачка напряжения. Чем собственно и отличается драйвер нижнего плеча от драйвера верхнего плеча.

  • Применить транзистор с малым отпирающим напряжением. Например из серии IRL630A или им подобные. У них открывающие напряжения привязаны к логическим уровням. У них правда есть один недостаток — их порой сложно достать. Если обычные мощные полевики уже не являются проблемой, то управляемые логическим уровнем бывают далеко не всегда.

Но вообще, правильней все же ставить драйвер, ведь кроме основных функций формирования управляющих сигналов он в качестве дополнительной фенечки обеспечивает и токовую защиту, защиту от пробоя, перенапряжения, оптимизирует скорость открытия на максимум, в общем, жрет свой ток не напрасно.

Выбор транзистора тоже не очень сложен, особенно если не заморачиваться на предельные режимы. В первую очередь тебя должно волновать значение тока стока — I Drain или ID выбираешь транзистор по максимальному току для твоей нагрузки, лучше с запасом процентов так на 10. Следующий важный для тебя параметр это VGS — напряжение насыщения Исток-Затвор или, проще говоря, управляющее напряжение. Иногда его пишут, но чаще приходится выглядывать из графиков. Ищешь график выходной характеристики Зависимость ID от VDS при разных значениях VGS. И прикидыываешь какой у тебя будет режим.

Вот, например, надо тебе запитать двигатель на 12 вольт, с током 8А. На драйвер пожмотился и имеешь только 5 вольтовый управляющий сигнал. Первое что пришло на ум после этой статьи — IRF630. По току подходит с запасом 9А против требуемых 8. Но глянем на выходную характеристику:

Видишь, на 5 вольтах на затворе и токе в 8А падение напряжения на транзисторе составит около 4.5В По закону Ома тогда выходит, что сопротивление этого транзистора в данный момент 4.5/8=0.56Ом. А теперь посчитаем потери мощности — твой движок жрет 5А. P=I*U или, если применить тот же закон Ома, P=I2R. При 8 амперах и 0.56Оме потери составят 35Вт. Больно дофига, не кажется? Вот и мне тоже кажется что слишком. Посмотрим тогда на IRL630.

При 8 амперах и 5 вольтах на Gate напряжение на транзисторе составит около 3 вольт. Что даст нам 0.37Ом и 23Вт потерь, что заметно меньше.

Если собираешься загнать на этот ключ ШИМ, то надо поинтересоваться временем открытия и закрытия транзистора, выбрать наибольшее и относительно времени посчитать предельную частоту на которую он способен. Зовется эта величина Switch Delay или ton,toff, в общем, как то так. Ну, а частота это 1/t. Также не лишней будет посмотреть на емкость затвора Ciss исходя из нее, а также ограничительного резистора в затворной цепи, можно рассчитать постоянную времени заряда затворной RC цепи и прикинуть быстродействие. Если постоянная времени будет больше чем период ШИМ, то транзистор будет не открыватся/закрываться, а повиснет в некотором промежуточном состоянии, так как напряжение на его затворе будет проинтегрировано этой RC цепью в постоянное напряжение.

При обращении с этими транзисторами учитывай тот факт, что статического электричества они боятся не просто сильно, а ОЧЕНЬ СИЛЬНО. Пробить затвор статическим зарядом более чем реально. Так что как купил, сразу же в фольгу и не доставай пока не будешь запаивать. Предварительно заземлись за батарею и надень шапочку из фольги :).

А в процессе проектирования схемы запомни еще одно простое правило — ни в коем случае нельзя оставлять висеть затвор полевика просто так — иначе он нажрет помех из воздуха и сам откроется. Поэтому обязательно надо поставить резистор килоом на 10 от Gate до GND для N канального или на +V для P канального, чтобы паразитный заряд стекал. Вот вроде бы все, в следующий раз накатаю про мостовые схемы для управления движков.

Транзисторы — Радиодетали

Наименование
2Т 307 Г желт
2Т 316 Б
2Т 316 Б (желт.)
2Т 316 Д
2Т 326 Б (желт.)
2Т 360 А
2Т 363 Б
2Т 385 АМ-2
2Т 3851
2Т 602А
2Т 602Б
2Т 603А
2Т 603Б
2Т 603Г
2Т 608 Б
2Т 625 АМ-2
2Т 630 А
2Т 630 Б
2Т 635 А
2Т 708 А желт.
2Т 709 А
2Т 803 А
2Т 808 А
2Т 825 Б
2Т 825А
2Т 827А
2Т 834 В
2Т 841А
2Т 847А
2Т 866А      б/у
2Т 867А
2Т 922В
2Т 945А
2Т 950Б
ГТ 108 А
ГТ 108 Б
ГТ 108 В
ГТ 108 Г
ГТ 109 А
ГТ 109 Б
ГТ 109 И
ГТ 115 А
ГТ 115 Б
ГТ 115 В
ГТ 115 Г
ГТ 115 Д
ГТ 124 В
ГТ 308 А
ГТ 308 Б
ГТ 308 В
ГТ 308 Г
ГТ 309 А
ГТ 309 Б
ГТ 309 В
ГТ 309 Д
ГТ 309 Е
ГТ 310 А
ГТ 310 Б
ГТ 310 В
ГТ 310 Д
ГТ 310 Ж
ГТ 311 А
ГТ 311 Б
ГТ 311 Д
ГТ 311 Е
ГТ 311 Ж
ГТ 311 И
ГТ 313 А
ГТ 313 Б
ГТ 313 В
ГТ 313 И
ГТ 314 Б
ГТ 320 А
ГТ 320 Б
ГТ 320 В
ГТ 321 А
ГТ 321 Б
ГТ 321 В
ГТ 321 Г
ГТ 321 Д
ГТ 322 А  НИКЕЛЬ
ГТ 322 Б  НИКЕЛЬ
ГТ 322 В
ГТ 328 А        ЖЁЛ.
ГТ 328 Б желт
ГТ 328 В желт
ГТ 329 А мет
ГТ 329 А1 (пластм)
ГТ 329 Б мет
ГТ 329 Б1 пласт
ГТ 329 В мет
ГТ 329 В1 пласт
ГТ 338 А
ГТ 338 Б
ГТ 341 А
ГТ 341 Б
ГТ 341 В
ГТ 346 А желт
ГТ 346 А мет
ГТ 346 Б желт
ГТ 383А
ГТ 387 А2
ГТ 402 А
ГТ 402 Б
ГТ 402 В
ГТ 402 Г
ГТ 402 Д
ГТ 402 Е
ГТ 402 Ж
ГТ 402 И
ГТ 403 А
ГТ 403 Б
ГТ 403 В
ГТ 403 Г
ГТ 403 Д
ГТ 403 Е
ГТ 403 Ж
ГТ 403 И
ГТ 404 А
ГТ 404 Б
ГТ 404 В
ГТ 404 Г
ГТ 404 Д
ГТ 404 Е
ГТ 404 Ж
ГТ 404 И
ГТ 612А-4
ГТ 701
ГТ 701А
ГТ 703 А
ГТ 703 Б
ГТ 703 В
ГТ 703 Г
ГТ 703 Д
ГТ 705А
ГТ 705А
ГТ 705В
ГТ 705Д
ГТ 806 А
ГТ 806 Б
ГТ 806 В
ГТ 806 Г
ГТ 806 Д
ГТ 813 Б
ГТ 813 В
ГТ 901 А
ГТ 905 А (керамика)
ГТ 905 А (МЕТАЛ.)
ГТ 906 А
ГТ 906 АМ(керамика)
ГТС 609 А
ЗП 910 Б-2 =КП 910 Б-2 смотри где КП
ЗП 915 А-2 =КП 915 А-2 смотри где КП
КП 103 А
КП 103 А жёл.
КП 103 Б мет
КП 103 В  мет
КП 103 Г    ЖЁЛ.
КП 103 Д жел
КП 103 Е     ЖЁЛ.
КП 103 Е (пластм.)
КП 103 Ж    ЖЁЛ.
КП 103 Ж    пластм
КП 103 И   пластм
КП 103 И желт
КП 103 К    пластм
КП 103 К желт
КП 103 Л     ЖЁЛ.
КП 103 М    ЖЁЛ.
КП 103 М1 (пл).
КП 104
КП 301 А
КП 301 Б
КП 301 В
КП 301 Г
КП 302 А
КП 302 АМ
КП 302 Б
КП 302 БМ
КП 302 В
КП 302 ВМ
КП 302 ГМ
КП 303 А (мет)
КП 303 А (металл. желт.)
КП 303 Б желт
КП 303 В  жел
КП 303 Г
КП 303 Д      ЖЁЛ.
КП 303 Е  желт
КП 303 Е мет
КП 303 Ж  жел
КП 303 И желт
КП 303 И мет
КП 304 А
КП 305 А
КП 305 Б
КП 305 В
КП 305 Г
КП 305 Д
КП 305 Е
КП 305 Ж
КП 305 И
КП 306  А
КП 306  Б
КП 306  В
КП 306  В    ЖЁЛ.
КП 307 А мет
КП 307 Б желт
КП 307 Г желт
КП 307 Е пласт
КП 307 Ж желт
КП 312 А
КП 312 Б
КП 313 А
КП 313 Б
КП 326 Б
КП 327А
КП 349 Б
КП 350 А
КП 350 Б желт
КП 350 В
КП 364 И пласт
КП 501 А
КП 501 Б
КП 502 А
КП 504 А = 2N 7000
КП 505 А
КП 606 А
КП 668 А
КП 707 А   (мет)
КП 707 В1
КП 707 В2
КП 707 Г1
КП 723 А
КП 738 А
КП 742 А
КП 809 А1
КП 810 А
КП 901 А (метал.)
КП 901 Б
КП 901 В
КП 902 А          ЖЁЛ.
КП 902 Б
КП 902 В
КП 903 А
КП 903 Б
КП 903 В          ЖЁЛ.
КП 904 А
КП 905 А
КП 905 Б
КП 905 В    ЖЁЛ.
КП 907 А,
КП 907 Б      ЖЁЛ.
КП 907 В
КП 921 А
КП 922 А
КП 931 Б
КП 948 А
КП 953 А
КП 954 А
КП 958 А
КП 959 А
КТ 103 Г
КТ 103 И
КТ 104 А      ЖЕЛ
КТ 104 Б      ЖЕЛ
КТ 104 В      ЖЕЛ
КТ 104 Г
КТ 117 А          ЖЁЛ.
КТ 117 А (никель.)
КТ 117 Б(желт.)
КТ 117 Б(никель.)
КТ 117 Б1(пласт)
КТ 117 В
КТ 117 Г
КТ 117 Е
КТ 118 А        ЖЁЛ.
КТ 118 Б        ЖЁЛ.
КТ 118 В        ЖЁЛ.
КТ 201 А        ЖЁЛ.
КТ 201 А    пл
КТ 201 А ник бел
КТ 201 Б желтые
КТ 201 Б мет (2Т 201 Б)
КТ 201 Б пл
КТ 201 В        ЖЁЛ.
КТ 201 Д       никель
КТ 203 А      ЖЁЛ.
КТ 203 А (мет) никель
КТ 203 А пл
КТ 203 Б  желт.
КТ 203 Б  пл
КТ 203 б (мет)
КТ 203 В   (пластм)
КТ 203 В желтые
КТ 203 В никель
КТ 203 Г ( 2Т 203 Г )
КТ 203 Д
КТ 204 А
КТ 208 А желтые
КТ 208 А никель
КТ 208 Б желтые
КТ 208 В желтые
КТ 208 В никель
КТ 208 Г желтые
КТ 208 Е желтые
КТ 208 Е никель
КТ 208 Ж желтые
КТ 208 И
КТ 208 К ( 2Т 208 К) желтые
КТ 208 Л желтые
КТ 208 М желтые
КТ 209 А
КТ 209 Б
КТ 209 В
КТ 209 Г
КТ 209 Д
КТ 209 Е
КТ 209 Ж
КТ 209 И
КТ 209 К
КТ 209 Л
КТ 209 М
КТ 301 А никель
КТ 301 Б
КТ 301 Г желтые
КТ 301 Г никель
КТ 301 Д       ЖЁЛ.
КТ 301 Д никель
КТ 301 Е желтые
КТ 301 Ж       ЖЁЛ.
КТ 302 ВМ
КТ 306 А  (желт)
КТ 306 А никель
КТ 306 Б желтые
КТ 306 Б(пл)
КТ 306 БМ
КТ 306 В
КТ 306 ГМ(пл)
КТ 306 Д
КТ 306 Н
КТ 3101А-2
КТ 3102 А    мет
КТ 3102 А ж
КТ 3102 АМ(пл)
КТ 3102 Б     ЖЁЛ.
КТ 3102 БМ пласт
КТ 3102 В     ЖЁЛ.
КТ 3102 ВМ пласт
КТ 3102 Г(желт)
КТ 3102 Г(пл)
КТ 3102 ГМ
КТ 3102 Д     жел
КТ 3102 ДМ
КТ 3102 Е   жел
КТ 3102 Е   металл  б.
КТ 3102 ЕМ   пл
КТ 3102 Ж   пл
КТ 3102 ЖМ
КТ 3102 КМ
КТ 3103А
КТ 3107 А
КТ 3107 Б
КТ 3107 В
КТ 3107 Г
КТ 3107 Д
КТ 3107 Е     пл
КТ 3107 Ж
КТ 3107 И
КТ 3107 К
КТ 3107 Л
КТ 3108 В
КТ 3109 А
КТ 3109 Б
КТ 3109 В1
КТ 3115 А 2
КТ 3117 А (мет) Желт
КТ 3117 А (мет) никель
КТ 3117 А1 (пл)
КТ 3117 Б(желт)
КТ 3117 Б(никель) =2N2222
КТ 312 А желтые
КТ 312 А никель
КТ 312 Б желтые
КТ 312 Б никель
КТ 312 В       бел. мет.никель.
КТ 312 В       ЖЁЛ.
КТ 312 Е желтые
КТ 3120 А
КТ 3120 АМ
КТ 3123 АМ
КТ 3126 А
КТ 3126 А желт
КТ 3126 Б
КТ 3126 Г
КТ 3127 А (желт)
КТ 3127 А (мет)
КТ 3128 А(желт)
КТ 3128 А(пл)
КТ 313 А   ЖЁЛ
КТ 313 Б        ЖЁЛ.
КТ 3132  А-2
КТ 3133 А
КТ 3142 А
КТ 3142 АМ
КТ 315 А
КТ 315 Б
КТ 315 В
КТ 315 Г
КТ 315 Д
КТ 315 Е
КТ 315 Ж
КТ 315 И
КТ 3157 А
КТ 316 А никель
КТ 316 А пласт
КТ 316 Б желтый
КТ 316 Б никель
КТ 316 Б пласт
КТ 316 В желт
КТ 316 Г  желт
КТ 316 Г  никель
КТ 316 Г  пл
КТ 316 Д  желт
КТ 316 Д  никель
КТ 316 Д  пл
КТ 3167 В
КТ 318 В желт
КТ 321 Б
КТ 321 В
КТ 321 Г
КТ 321 Д
КТ 325 А (МЕТАЛ.)
КТ 325 АМ
КТ 325 Б (желт)
КТ 325 Б (пл)
КТ 325 В (желт)
КТ 325 В (ПЛАСТМ.)
КТ 325 ВМ
КТ 326  А (металл.)
КТ 326  АМ, (пл)
КТ 326 Б желт
КТ 326 Б никель
КТ 326 БМ
КТ 337 В (BC337B?)
КТ 339 А
КТ 339 АМ
КТ 339 Г
КТ 342 А (ПЛ.)
КТ 342 А, (мет)
КТ 342 АМ
КТ 342 Б желт
КТ 342 Б пласт
КТ 342 В (желт)
КТ 342 В (пл)
КТ 343 А(желт)
КТ 343 Б(желт)
КТ 343 Б(никель)
КТ 343 В
КТ 345 Б
КТ 346 А
КТ 347 А желт
КТ 347 Б желт
КТ 347 В желт
КТ 349 А  ЖЕЛТ
КТ 349 А  никель
КТ 349 Б  жел
КТ 349 Б  пл
КТ 349 В  жел
КТ 349 В  пл
КТ 350 А желт
КТ 350 А пласт
КТ 351 А
КТ 351 Б
КТ 352 А пласт
КТ 352 Б пласт
КТ 355 А ( 2Т 355А)
КТ 358 Б      бел
КТ 358 Б      желт
КТ 358 В
КТ 360 А
КТ 361 А
КТ 361 А1
КТ 361 А2
КТ 361 Б
КТ 361 В.
КТ 361 Г
КТ 361 Д
КТ 361 Е
КТ 361 Ж
КТ 361 И
КТ 363 А
КТ 363 АМ (пластм)
КТ 363 Б
КТ 363 БМ (пластм)
КТ 368 А желт
КТ 368 А никель
КТ 368 АМ
КТ 368 Б
КТ 368 БМ
КТ 371 А  (2Т)
КТ 371 А (мет)
КТ 371 АМ
КТ 372 А
КТ 372 В
КТ 382 А
КТ 382 Б
КТ 385 АМ-2
КТ 389
КТ 391  А-2
КТ 399 А
КТ 501 А  жел
КТ 501 Б  жел
КТ 501 В
КТ 501 Г
КТ 501 Д  жел
КТ 501 Е  жеп
КТ 501 Ж  жел
КТ 501 И  жел
КТ 501 К  жел
КТ 501 Л  жел
КТ 501 М        ЖЁЛ.
КТ 502 А
КТ 502 Б
КТ 502 В
КТ 502 Г
КТ 502 Д
КТ 502 Е
КТ 503 А
КТ 503 Б
КТ 503 В
КТ 503 Г
КТ 503 Д
КТ 503 Е
КТ 504 А
КТ 504 Б
КТ 505 А
КТ 506 А желт
КТ 506 А никель
КТ 506 Б
КТ 521А
КТ 529 А
КТ 601 А желт
КТ 601 АМ
КТ 601 Б
КТ 602 А желт
КТ 602 А мет
КТ 602 АМ
КТ 602 Б
КТ 602 Б        ЖЁЛ.
КТ 602 БМ
КТ 603 А       ЖЁЛ.
КТ 603 А       мет
КТ 603 Б       ЖЁЛ.
КТ 603 В          ЖЁЛ.
КТ 603 Г
КТ 603 Д          ЖЁЛ.
КТ 603 Е          ЖЁЛ.
КТ 603 И
КТ 604 А        ЖЁЛ.
КТ 604 А никель
КТ 604 АМ
КТ 604 Б       ЖЁЛ.
КТ 604 Б      никель
КТ 604 БМ
КТ 605 А         ЖЁЛ.
КТ 605 АМ
КТ 605 Б мет желт
КТ 605 БМ
КТ 606 А (желт)
КТ 606 А никель
КТ 606 Б
КТ 606 Б никель
КТ 607 А
КТ 608 А ( 2Т 608 А )
КТ 608 Б желт
КТ 608 Б мет.
КТ 610 А
КТ 610 Б   ЖЁЛ.
КТ 611 А        ЖЁЛ.
КТ 611 АМ
КТ 611 Б желт
КТ 611 БМ
КТ 611 В ж. больш. корп.
КТ 611 ВМ
КТ 625 АМ-2
КТ 626 А
КТ 626 Б
КТ 626 В
КТ 626 Г
КТ 626 Д
КТ 629 А
КТ 629 АМ
КТ 630 А желтые
КТ 630 А никель
КТ 630 Б       ЖЁЛ.
КТ 630 В
КТ 630 Г
КТ 630 Д
КТ 630 Е           ЖЁЛ.
КТ 632 Б желтые
КТ 632 Б никель
КТ 633 А
КТ 634 Б-2    желт
КТ 635 А
КТ 638 Б
КТ 639 А
КТ 639 Б
КТ 639 В
КТ 639 Д
КТ 639 Ж
КТ 640
КТ 644 А
КТ 644 Б
КТ 644 Г
КТ 645 А
КТ 645 Б
КТ 646  А
КТ 646  Б
КТ 646  В
КТ 653 А
КТ 659 А
КТ 660 А
КТ 660 Б
КТ 661 А        ЖЁЛ.
КТ 668 А
КТ 680
КТ 681
КТ 683 А
КТ 683 Б
КТ 698 Б   пластм
КТ 698 Д   пластм
КТ 704 А (2Т)
КТ 704 Б
КТ 801 А
КТ 801 Б
КТ 802 А
КТ 803 А
КТ 805 А
КТ 805 АМ
КТ 805 Б
КТ 805 БМ
КТ 805 ВМ
КТ 805 ИМ
КТ 807 А
КТ 807 Б
КТ 808 А есть 2Т 808 А
КТ 808 АМ
КТ 808 БМ
КТ 808 ВМ
КТ 809 А
КТ 8101 А
КТ 8102 А
КТ 8106 А
КТ 8107 В2 (мет)
КТ 8108 А
КТ 8110 Б
КТ 8114 А
КТ 8114 Б
КТ 8115 А
КТ 8115 В
КТ 8116 А
КТ 812 А
КТ 812 АМ
КТ 812 Б
КТ 812 В
КТ 8127 А1
КТ 8130 А
КТ 8131 А
КТ 8131 Б
КТ 814 А
КТ 814 Б
КТ 814 В
КТ 814 Г
КТ 8143
КТ 815 А
КТ 815 Б
КТ 815 В
КТ 815 Г
КТ 8156 А
КТ 8156 Б
КТ 816 А
КТ 816 Б
КТ 816 В
КТ 816 Г
КТ 817 А
КТ 817 Б
КТ 817 В
КТ 817 Г
КТ 818 А
КТ 818 АМ
КТ 818 Б
КТ 818 БМ    (2Т 818 Б)
КТ 818 В
КТ 818 ВМ
КТ 818 Г
КТ 818 ГМ
КТ 819 А
КТ 819 АМ
КТ 819 Б
КТ 819 БМ
КТ 819 В
КТ 819 ВМ
КТ 819 Г
КТ 819 ГМ =  (2N 3055)
КТ 8225 А
КТ 8231 А1  ( 0110 )
КТ 8232 А1
КТ 825 А на заказ смотри (2Т825А есть)
КТ 825 Б
КТ 825 В     (2Т825В)
КТ 825 Г
КТ 825 Г с радиатором    б/у
КТ 825 ГМ
КТ 825 Д
КТ 825 Е
КТ 826 А
КТ 826 Б
КТ 826 В
КТ 827 А
КТ 827 А (90-92 г )
КТ 827 А с радиатором   б/у
КТ 827 АМ= КТ 8106 А
КТ 827 Б
КТ 827 В смотри 2Т827В
КТ 828 А
КТ 828 Б
КТ 829 А
КТ 829 АТ
КТ 829 Б
КТ 829 В
КТ 829 Г
КТ 829 К
КТ 830 А
КТ 830 Б
КТ 830 В
КТ 830 Г
КТ 831 (ж)
КТ 831 Г
КТ 834 А
КТ 834 Б
КТ 834 В
КТ 835 А
КТ 835 Б
КТ 836 А
КТ 837 А =П306(м)пласт
КТ 837 Б
КТ 837 В
КТ 837 Г
КТ 837 Д
КТ 837 Е
КТ 837 И
КТ 837 К
КТ 837 Л
КТ 837 М
КТ 837 Н
КТ 837 С
КТ 837 Т
КТ 837 У
КТ 837 Ф
КТ 837 Х
КТ 838 А
КТ 838 А малая утечка
КТ 839 А
КТ 840 А
КТ 840 Б
КТ 841 А смотри  = 2Т 841 А
КТ 842 А
КТ 842Б
КТ 844 А
КТ 845 А
КТ 846 А
КТ 846 Б
КТ 846 В
КТ 846 В  малая утечка
КТ 846 В  утечка
КТ 847 А
КТ 848 А
КТ 850 А
КТ 851 А
КТ 851 Б
КТ 852 А
КТ 853 А
КТ 854 А
КТ 855 А
КТ 855 Б
КТ 858 А
КТ 859 А
КТ 860 А
КТ 863 А
КТ 864 А
КТ 865 А
КТ 868 Б
КТ 872 А
КТ 872 Г
КТ 878 А =2Т 878А
КТ 878 Б
КТ 878 В
КТ 890 А
КТ 892 А2 (пластм,)
КТ 892 Б (металл)
КТ 892 В2 (пластм,)
КТ 896 А
КТ 896 Б
КТ 897 А (металл,)
КТ 898 А
КТ 898 А1 (изол)
КТ 902 А
КТ 903 А
КТ 903 Б
КТ 904 А
КТ 904 Б      ЖЁЛ.
КТ 907 А  ЖЁЛ.
КТ 907 Б       ЖЁЛ.
КТ 907 В  ЖЁЛ.
КТ 908 А
КТ 908 Б
КТ 909 А
КТ 909 Б          ЖЁЛ.
КТ 909 В      ЖЁЛ.
КТ 909 Г
КТ 910 А
КТ 911 А
КТ 911 Б
КТ 911 В
КТ 911 Г
КТ 9115 А
КТ 912 А
КТ 912 Б
КТ 913 А
КТ 913 Б
КТ 913 В
КТ 914 А
КТ 9142 А
КТ 9180
КТ 9181 А
КТ 918Б
КТ 919 б
КТ 920 А
КТ 920 Б
КТ 920 В
КТ 920 Г       ЖЁЛ.
КТ 921 А
КТ 922 А
КТ 922 А (88г)
КТ 922 Б
КТ 922 Б (86г)
КТ 922 В
КТ 922 Г
КТ 925 А
КТ 925 Б
КТ 925 В
КТ 925 Г
КТ 926 А
КТ 926 Б
КТ 927 А
КТ 928 А  желт
КТ 928 Б  желт
КТ 928 Б  никель
КТ 929 А      ЖЁЛ.
КТ 930 А
КТ 930 Б
КТ 931 А
КТ 933 А
КТ 934 А
КТ 934 Б
КТ 934 В
КТ 935 А
КТ 940 А
КТ 940 А1
КТ 940 Б
КТ 940 В
КТ 941 А
КТ 944 А
КТ 945 А
КТ 945Б
КТ 948 А
КТ 958 А
КТ 960 А
КТ 961 А
КТ 961 Б
КТ 961 В
КТ 962 А
КТ 969 А
КТ 970 А   Au
КТ 971 А   Au
КТ 972 А
КТ 972 Б
КТ 973 А
КТ 973 Б
КТ 977 А
КТ 983 А облуженные
КТ 983 Б
КТ 983 В
МП 10
МП 10 А
МП 10 Б
МП 101
МП 101 Б
МП 102
МП 103 (А)
МП 105
МП 106
МП 11 и 11А
МП 111
МП 111 А
МП 111 Б
МП 112
МП 113
МП 114
МП 115
МП 116
МП 13
МП 13 Б
МП 14
МП 14 А
МП 14 Б
МП 15 и 15А
МП 16 А
МП 16 Б
МП 16 и 16Я
МП 20
МП 20 А
МП 20 Б
МП 21 А
МП 21 В
МП 21 Г
МП 21 Д
МП 21 Е
МП 25
МП 25 А
МП 25 Б
МП 25 В
МП 26
МП 26 А
МП 26 Б
МП 27 А
МП 29
МП 30
МП 308
МП 35
МП 36 А
МП 37
МП 37 А
МП 37 Б
МП 38
МП 38 А
МП 39
МП 39 Б
МП 4 б/у
МП 40
МП 40 А
МП 41
МП 41 А
МП 42
МП 42 А
МП 42 Б
П 13
П 201 Э(А)
П 203 Э
П 209 А
П 210 А
П 210 Б
П 210 В
П 210 Ш
П 213
П 213 А
П 213 Б
П 214
П 214 А
П 214 Б
П 214 В
П 214 Г
П 214 Д
П 215
П 216
П 216 А
П 216 Б
П 216 В
П 216 Г
П 216 Д
П 217
П 217 А
П 217 Б
П 217 В
П 217 Г
П 27 А
П 28
П 30
П 302
П 303
П 303 А
П 304
П 306
П 306  пластм. =аналог см.КТ837А
П 306 А
П 307
П 307 Б
П 307 В
П 307 В          ЖЁЛ.
П 307 ВМ пластм.
П 308 бел
П 308 желт
П 308 пл
П 309
П 309 желт
П 4 (Э)
П 4 А
П 4 Б
П 4 В
П 4 ГЭ
П 401
П 402
П 403
П 403 А
П 410 А
П 411 А
П 416
П 416 А
П 416 Б
П 416 ВП
П 417
П 417 А
П 422
П 423
П 601 АИ
П 601 БИ
П 601 И
П 602 АИ
П 605
П 605 А
П 606 А
П 607
П 607 А
П 609 А
П 701
П 701 А
П 701 Б
П 701 ВП
П 702
П 703 Б,Д
Фототранзистор ФТ-1К
Фототранзистор ФТ-2К
Схема

Дарлингтона. Принцип работы. Составной транзистор. Транзисторная сборка Дарлингтона. Пара Шиклай и Каско Схема

Darlington), часто являются составными элементами любительских построек. Как известно, при таком включении коэффициент усиления по току, как правило, увеличивается в десять раз. Однако не всегда удается добиться значительного запаса работоспособности по напряжению, влияющему на каскад. Усилители потока, состоящие из двух биполярных транзисторов (рис. 1.23), часто выходят из строя под воздействием импульсного напряжения, даже если оно не превышает значения электрических параметров, указанных в справочнике.

С этим неприятным эффектом можно бороться разными способами. Один из них — самый простой — это наличие транзистора с большим (в несколько раз) запасом ресурса на коллектор-эмиттер напряжения. О высокой цене Такие «высоковольтные» транзисторы приводят к удорожанию конструкции. Можно, конечно, приобрести специальный композитный кремний в одном корпусе, например: KT712, CT829, KT834, KT848, KT852, KT853, KT894, KT897, KT898, KT973 и др. В этот список входят мощные и средние по мощности, устройства разработаны практически для всего спектра радиотехнических устройств.А можно использовать классический с двумя параллельно включенными полевыми транзисторами типа KP501B — или использовать устройства KP501A … B, KP540 и другие с аналогичными электрическими характеристиками (рис. 1.24). При этом выход затвора подключен вместо базы VT1, а выход истока — вместо эмиттера VT2, выход потока — вместо объединенных коллекторов VT1, VT2.

Рис. 1.24. Замена полевых транзисторов составного транзистора

После такой несложной доработки, т.е.е. Замена узлов Б. электрические схемы универсального применения, ток на транзисторах VT1, VT2 не выходит из строя даже при 10-кратной и более перегрузке по напряжению. Причем ограничительный резистор в цепи затвора VT1 тоже увеличен в несколько раз. Это приводит к тому, что они имеют более высокую входную мощность и, как следствие, выдерживают перегрузки с импульсным характером управления этим электронным узлом.

Полученный коэффициент усиления токового каскада составляет не менее 50. Увеличивается прямо пропорционально увеличению напряжения питания узла.

ВТ1, ВТ2. При отсутствии дискретных транзисторов типа КП501А … в можно использовать без потери качества устройства, используйте микросхему 1014ct1B. В отличие, например, от 1014ct1A и 1014ct1B, он может выдерживать более высокие перегрузки по приложенному импульсному напряжению — до 200 В постоянного напряжения. COFCOLOGE Включение транзисторов микросхемы 1014ct1a … 1014K1V показано на рис. 1.25.

Как и в предыдущем варианте (рис. 1.24), включать параллельно.

Полевые транзисторы Codolve в микросхеме 1014ct1a … в

Автор опробовал десятки электронных узлов, включенных программно. Такие узлы используются в любительских структурах в качестве ключей тока точно так же, как программное обеспечение для композитных транзисторов. К перечисленным выше особенностям полевых транзисторов можно добавить их энергоэффективность, так как в закрытом состоянии из-за высокого входа они практически не потребляют ток. Что касается стоимости таких транзисторов, то сегодня она почти равна стоимости транзисторов средиземноморского типа (и аналогичных им), которые используются в качестве усилителя тока для управления нагрузочными устройствами.

При проектировании схем радиоэлектронных устройств часто желательно иметь транзисторы с параметрами лучше, чем те модели, которые предлагают фирмы-производители радиоэлектронных компонентов (или лучше, чем реализовать имеющуюся технологию изготовления транзисторов). Такая ситуация чаще всего встречается при проектировании интегральных микросхем. Обычно нам требуется большее усиление по току. ч. 21, большее значение входного сопротивления ч. 11 или менее выходная проводимость ч. 22.

Улучшить параметры транзисторов позволяют различные схемы составных транзисторов. Существует множество возможностей реализовать составной транзистор из полевых или биполярных транзисторов различной проводимости, улучшив при этом его параметры. Наибольшее распространение получила схема Дарлингтона. В простейшем случае это соединение двух транзисторов одинаковой полярности. Пример схемы Дарлингтона на транзисторах NPN показан на рисунке 1.


Рисунок 1 Диаграмма Дарлингтона на транзисторах NPN

Схема эквивалентна одиночному транзистору NPN.В этой схеме эмиттерным током транзистора VT1 является ток базы транзистора VT2. Ток коллектора составного транзистора определяется в основном током транзистора VT2. Основное преимущество схемы Дарлингтона — высокий средний коэффициент усиления по току ч. 21, что приблизительно можно определить как работу ч. 21 входящий транзистор:

(1)

Однако следует учитывать, что коэффициент ч. 21 сильно зависит от коллектора тока.Поэтому при малых значениях токосъемника транзистора VT1 его величина может значительно уменьшиться. Пример наркомании ч. 21 от коллекторного тока для разных транзисторов показано на рисунке 2


Рисунок 2 Зависимость коэффициента усиления транзисторов от тока коллектора

Как видно из этих графиков, коэффициент h. 21Е практически не меняется только на двух транзисторах: отечественном CT361B и зарубежном BC846A. В других транзисторах коэффициент усиления по току существенно зависит от тока коллектора.

В случае, когда базовый ток транзистора VT2 достаточно мал, ток коллектора транзистора VT1 может оказаться недостаточным для обеспечения необходимого коэффициента усиления по току h. 21. В этом случае увеличиваем коэффициент ч. 21 и соответственно уменьшения тока составного транзистора можно добиться за счет увеличения тока коллектора транзистора VT1. Для этого между базой и эмиттером транзистора VT2 включают дополнительный резистор, как показано на рисунке 3.


Рисунок 3 составного транзистора Дарлингтона с дополнительным резистором в эмиттерной цепи первого транзистора

Для примера определим элементы схемы Дарлингтона, собранные на транзисторах BC846A, пусть ток транзистора VT2 будет 1 мА. Тогда его базовый ток будет равен:

(2)

При таком токе коэффициент усиления ч. 21 резко падает и общий коэффициент усиления по току может быть значительно меньше расчетного. Увеличенный токоприемник VT1 на транзисторе с резистором позволяет существенно выиграть по величине общего коэффициента усиления. ч. 21. Так как напряжение на основе транзистора является постоянным (для кремниевого транзистора мк. ВЕ = 0,7 В), то рассчитываем по закону Ома:

(3)

В этом случае мы имеем право ожидать увеличения тока до 40000. Таким образом, это много отечественных и зарубежных транзисторов superbett, таких как KT972, CT973 или CT825, TIP41C, TIP42C. Схема Дарлингтона широко применяется в выходных каскадах НЧ (), операционных усилителях и даже цифровых, например,.

Следует отметить, что схема Дарлингтона имеет такой недостаток, как высокое напряжение U. CE Если в обычных транзисторах U. Ke составляет 0,2 В, то в составном транзисторе это напряжение увеличивается до 0,9 В. Это связано с на необходимость открытия транзистора VT1, а для этого на его базу необходимо подать напряжение 0,7 В (если рассматривать кремниевые транзисторы).

Для устранения указанного недостатка разработана схема составного транзистора на комплементарных транзисторах.В русском Интернете Ее назвали схемой Шиклая. Это название произошло из книги Титца и Шанки, хотя ранее эта схема имела другое название. Например, в советской литературе это называлось парадоксальной парой. В книге В.Е. Хелина и В. Холмса составной транзистор на комплементарных транзисторах называется схемой Уайта, поэтому мы будем называть его просто составным транзистором. Схема составного PNP транзистора на комплементарных транзисторах показана на рисунке 4.


Рисунок 4 Составной транзистор PNP на дополнительных транзисторах

Таким же образом формируется транзистор NPN.Схема составного NPN транзистора на комплементарных транзисторах показана на рисунке 5.


Рисунок 5 составного NPN-транзистора на комплементарных транзисторах

На первом месте в первую очередь стоит книга 1974 года издания, но есть книги и другие публикации. Есть основы, которые долго не шевелятся, и огромное количество авторов, которые просто повторяют эти основы. Вы должны четко сказать! За все это время профессиональной деятельности я познакомился менее чем с десятью книгами.Я всегда рекомендую изучать разработку аналоговых схем из этой книги.

дата последнего обновления Файл 18.06.2018

Литература:

Вместе со статьей «Составной транзистор (схема Дарлингтона)» читать:


http: // Сайт / SXEMOTEH / Shvkltrz / Kaskod /


http: // Сайт / SXEMOTEH / SHVKLTRZ / OE /

Буквально сразу после появления полупроводниковых приборов, скажем, транзисторов, в них стремительно начали появляться электрические накопительные устройства и, в частности, триоды.В настоящее время транзисторы занимают лидирующие позиции в схемотехнике.

Бегинная, а иногда и опытный радиолюбитель-конструктор, не сразу может найти нужное схемотехническое решение или разобраться в назначении тех или иных элементов в схеме. Имея под рукой набор «кирпичиков» с известными свойствами, намного проще построить «постройку» того или иного устройства.

Не останавливаясь подробно на параметрах транзистора (об этом достаточно написано в современной литературе, например, в), рассмотрим только отдельные свойства и способы их улучшения.

Одна из первых проблем, встающих перед разработчиком — это увеличение мощности транзистора. Ее можно решить путем параллельного включения транзисторов (). Изогнутые резисторы в эмиттерных цепях способствуют равномерному распределению нагрузки.

Оказывается, параллельное включение транзисторов полезно не только для увеличения мощности при наборе больших сигналов, но и для уменьшения шума при увеличении слабых. Уровень шума уменьшается пропорционально квадратному корню из числа параллельных транзисторам.

Защита от перегрузки по току проще всего решается введением дополнительного транзистора (). Недостатком такого самозащищающегося транзистора является снижение КПД из-за наличия датчика тока R. Возможный вариант улучшения показан на. Благодаря введению герониевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R и, следовательно, рассеиваемую на нем мощность.

Для защиты от обратного напряжения параллельно выходам эмиттерного коллектора обычно включают диод, как, например, в составных транзисторах типа КТ825, КТ827.

При работе транзистора в ключевом режиме, когда требуется переключить его из открытого состояния в закрытое и обратно, иногда используют принудительную RC-цепочку (). В момент открытия транзистора заряд конденсатора увеличивает его базовый ток, что помогает сократить время включения. Напряжение на конденсаторе достигает падения напряжения на резисторе базы, вызванного током базы. В момент закрытия транзистора конденсатор, разряд, способствует рассасыванию неосновных носителей в базе данных, сокращая время простоя.

Увеличение крутизны транзистора (отношение изменения тока коллектора (стока) к изменению напряжения его изменения на базе (затворе) при постоянном УЗИ UK)) можно использовать по схеме Дарлингтона (). Резистор в базе базы второго транзистора (может отсутствовать) используется для указания текущего тока первого транзистора. Аналогичный составной транзистор с большим входным сопротивлением (благодаря использованию полевого транзистора) присутствует. Составные транзисторы, представленные на рис.Причем, собранный на транзисторах разной проводимости по схеме Шиклая.

Введение дополнительных транзисторов в схему Дарлингтона и шиклай, как показано на рис. А, увеличивает входное сопротивление второго каскада переменного тока и, соответственно, коэффициент передачи. Применение аналогичного решения в транзисторах Рис. И дает соответственно схему и, линеаризуя крутизну транзистора.

Представлен широкополосный транзистор с высоким быстродействием.Увеличение скорости достигается за счет уменьшения эффекта Миллера аналогичным образом.

«Алмазный» транзистор по Патенту ФРГ представлен на. Возможные варианты На ней изображены включения. Характерная особенность этого транзистора — отсутствие инверсии на коллекторе. Отсюда и увеличение грузоподъемности схемы вдвое.

Мощный составной транзистор с напряжением насыщения около 1,5 В изображен на рисунке 24. Мощность транзистора можно значительно увеличить, заменив транзистор VT3 на составной транзистор ().

Аналогичные аргументы можно привести для транзистора типа p-N-P, а также для полевого транзистора с каналом P-типа. При использовании транзистора в качестве регулирующего элемента или в ключевом режиме возможны два варианта включения нагрузки: в коллекторную цепь () или в эмиттерную цепь ().

Как видно из полученных формул, наименьшее падение напряжения и, соответственно, минимальное рассеивание мощности — на простом транзисторе с нагрузкой в ​​коллекторной цепи. Использование составного транзистора Дарлингтона и Шиклая с нагрузкой в ​​коллекторной цепи равнозначно.Транзистор Дарлингтона может иметь преимущество, если коллекторы транзисторов не объединены. При включении нагрузки в цепи Эмиттера преимущество транзистора Шиклая очевидно.

Литература:

1. Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. — М .: Энергия, 1977.
2. Патент США 4633100: Puber. 20-133-83.
3. A.S. 810093.
4. Патент США 4730124: Puber.22-133-88. — 47 с.

1. Увеличьте мощность транзистора.

резисторов в цепях эмиттера необходимы для равномерного распределения нагрузки; Уровень шума снижается пропорционально квадратному корню из числа параллельно включенных транзисторов.

2. Защита от токовой перегрузки.

Недостаток — снижение КПД из-за наличия датчика тока Р.

Другой вариант — за счет введения герониевого диода или диода Шоттки можно уменьшить номинал резистора R в несколько раз, и на нем будет рассеиваться меньшая мощность.

3. Транзистор композитный с высоким выходным сопротивлением.

За счет каскадирования транзисторов эффект Миллера значительно снижен.

Другая схема — за счет полного перехода второго транзистора от входа и питания первого транзистора с напряжением, пропорциональным входу, составной транзистор имеет еще более высокие динамические характеристики (единственное условие — второй транзистор должен иметь больше отключение высокого напряжения).Входной транзистор можно заменить на биполярный.

4. Защита транзистора от глубокого насыщения.

Предотвращение прямого смещения переходного коллектора с помощью диода Шоттки.

Более сложный вариант — Схема Бейкера. Когда напряжение достигает коллектора транзистора базы данных, ток базы сбрасывается через переход коллектора, предотвращая насыщение.

5. Схема ограничения насыщения относительно низковольтных ключей.

С датчиком тока базы данных.

С датчиком тока коллектора.

6. Уменьшение времени включения / выключения транзистора за счет принудительного включения RC-цепочки.

7. Транзистор композитный.

Схема Дарлингтона.

Схема Шиклая.

Если подключить транзисторы, как показано на рис. 2.60, то полученная схема будет работать как один транзистор, а его коэффициент (3 будет равен произведению коэффициентов транзисторов.Такой прием полезен для схем, работающих с большими токами (например, для стабилизаторов напряжения или выходных ступеней усилителей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

Рис. 2.60. Составной транзистор Дарлингтона.

Рис. 2.61. Увеличьте скорость отключения в составном транзисторе Дарлингтона.

В транзистоне Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером вдвое больше обычного, а напряжение насыщения равно как минимум падению напряжения на диоде (так как потенциал эмиттера транзистора должен превышать потенциал транзисторный эмиттер по падению напряжения на диоде).Кроме того, транзисторы соединены между собой как один транзистор с достаточно низкой скоростью, так как транзистор не может быстро выключить транзистор. Учитывая это свойство, обычно между базой и эмиттером транзистора включают резистор (рис. 2.61). Резистор R предотвращает попадание транзистора в зону проводимости за счет токов утечки транзисторов и. Сопротивление резистора выбирается таким образом, чтобы токи утечки (измеренные в нанопарфюмерах для небольших транзисторов и в сотнях микроампер для мощных транзисторов) создавали на нем падение напряжения, не превышающее падения напряжения на диоде, и при этом Время, чтобы ток протек, мало по сравнению с ним Базовый ток транзистора.Обычно сопротивление R составляет несколько сотен Ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько тысяч Ом в небольшом транзисторе Дарлингтона.

Промышленность выпускает транзисторы Дарлингтона в виде готовых модулей, включая, как правило, эмиттерный резистор. Примером такой типовой схемы является мощный П-П-П-транзистор типа Дарлингтона, его коэффициент усиления по току составляет 4000 (типовое значение) для тока коллектора, равного 10 А.

Рис. 2.62. Подключение транзисторов по схеме Шиклая («Дополнительный транзистор Дарлингтона»).

Подключение транзисторов по схеме Шиклай (Sziklai).

Подключение транзисторов по схеме Шиклая представляет собой схему, аналогичную той, что мы только что рассмотрели. Это также обеспечивает увеличение коэффициента. Иногда такое соединение называют дополнительным транзистором Дарлингтона (рис. 2.62). Схема ведет себя как транзистор P-P-типа с большим коэффициентом. В схеме действует одно напряжение между базой и эмиттером, а напряжение насыщения, как и в предыдущей схеме, составляет как минимум падение на диоде.Между базой и эмиттером транзистора рекомендуется включать резистор с небольшим сопротивлением. Разработчики применяют эту схему в мощных двухтактных выходных каскадах, когда хотят использовать выходные транзисторы только одной полярности. Пример такой схемы показан на рис. 2.63. Как и прежде, резистор представляет собой коллекторный резистор транзистора Дарлингтона, образованный транзисторами, ведет себя как одиночный транзистор транзистора P-P-типа с большим коэффициентом усиления по току.Транзисторы, подключенные по схеме Шиклая, ведут себя как мощный транзистор P-P-R-TIAI с большим коэффициентом усиления.

Рис. 2.63. Мощный двухтактный каскад, в котором используются только выходные транзисторы.

Как и раньше, резисторы и имеют малое сопротивление. Эту схему иногда называют двухтактным повторителем с квазифармацевтической симметрией. В нынешнем каскаде с дополнительной симметрией (комплементарными) транзисторы будут подключены по схеме Дарлингтона.

Транзистор со сверхвысоким значением коэффициента усиления тока.

Компонентные транзисторы — транзистор Дарлингтона и не следует путать с транзисторами со сверхвысоким значением коэффициента усиления по току, у которых этот коэффициент очень велик в ходе технологического процесса изготовления изделия. Примером такого элемента является тип транзистора, для которого гарантирован минимальный коэффициент усиления по току, равный 450, при изменении тока коллектора в диапазоне от до этого транзистора, принадлежит к серии элементов, которая характеризуется диапазоном Максимальные напряжения От 30 до 60 В (если напряжение коллектора должно быть больше, то значение следует уменьшить).Промышленность производит согласованные пары транзисторов со значением коэффициента супергравия. Они используются в усилителях слабого сигнала, для которых транзисторы должны иметь согласованные характеристики; Этому выпуску посвящен раздел. 2.18. Примерами таких типовых схем являются типовые схемы, это пары транзисторов с большим коэффициентом усиления, в которых напряжение согласовано с делением Милвольта (в наиболее хороших схемах согласование обеспечивается, а коэффициент типовой схемы является когерентным пара.

Транзисторы со сверхвысоким значением коэффициента можно комбинировать по схеме Дарлингтона. При этом базовый ток смещения можно сделать равным только (примерами таких схем являются операционные усилители типа

).

Схема симметричного мультивибратора. Светодиодный указатель поворота

Принципиальная схема Мощный транзисторный мультивибратор с управлением, построенный на транзисторах CT972, CT973. Многие радиолюбители начинали свой творческий путь со сборки простых радиоприемников прямого усиления, несоответствующей мощности звуковой частоты и сборки простых мультивибраторов, состоящих из пары транзисторов, двух или четырех резисторов и двух конденсаторов.

Традиционный симметричный мультивибратор имеет ряд недостатков, среди которых относительно высокое выходное сопротивление, затянутые фронты импульсов, ограниченное напряжение питания, низкий КПД при работе на низковольтной нагрузке.

Принципиальная схема

На рис. 1. Представлена ​​схема управляемого симметричного двухфазного мультивибратора, работающего на звуковых частотах, нагрузка к которому подключена по схеме дорожного покрытия, благодаря чему размах амплитуды сигнала на нагрузке почти вдвое превышает напряжение питания мультивибратора. , что позволяет получить значительно больший объем, по сравнению со временем, если бы нагрузка была включена в одно из плеч мультивибратора.

Кроме того, «настоящее» напряжение переменного тока, значительно улучшающее условия работы подключенного в качестве нагрузки динамической головки — отсутствует эффект послабления или выступа диффузора (в зависимости от полярности включения оратор). Нет щелчков при включении и выключении мультивибратора.

Рис. 1. Принципиальная Ящима мощного мультивибратора на транзисторах CT972, CT973.

Симметричный двухфазный мультивибратор состоит из двух двухтактных плеч, напряжение на которых попеременно меняется с низкого уровня на высокий.Предположим, что при включении питания первым был составной транзистор VT2.

Тогда напряжение на выводах коллекторов транзисторов VT1, VT2 будет близким к нулю (VT1 открыт, VT2 закрыт) до точки подключения их коллекторов через токосъемный резистор R12, подключенный к составному транзистору Ppp. VT5, который откроется. Нагрузка будет приложена к нагрузке около 8 В при напряжении питания мультивибратора 9 В. с перезарядкой конденсаторов С2, С4, переключатели мультивибратора — VT1, VT6 откроются, VT2, VT5 закроются.

На нагрузку будет подаваться то же напряжение, но с обратной полярностью. Частота переключения мультивибратора зависит от емкости конденсаторов С2, С2, С4 и, в меньшей степени, от установленного сопротивления подстроечного резистора R7. При напряжении питания 9 частота может быть восстановлена ​​с 1,4 до 1,5 кГц.

При уменьшении сопротивления R7 ниже условного значения генерация звуковых частот нарушается. Следует отметить, что после запуска мультивибратор может работать без резисторов R5, R11.Форма напряжения на выходе мультивибратора близка к прямоугольной.

Резисторы R6, R8 и диоды VD1, VD2 защищают эмиттерные переходы транзисторов VT2, VT6 от пробоя, что особенно актуально при напряжении питания мультивибратора более 10В. Резисторы R1, R13 необходимы для устойчивой генерации, при их отсутствии мультивибратор может «охрипеть». Диод VD3 защищает мощные транзисторы. Из-за резкого скачка напряжения питания при его отсутствии и при достаточной мощности источника питания при напряжении шнуров встроенные защитные загрязнения транзисторов могут быть повреждены.

Для расширения функциональных возможностей В этом мультивибраторе введена возможность включения / выключения при подаче напряжения положительной полярности на управляющий вход. Если управляющий вход больше не подключен или напряжение на нем не более 0,5 В, транзисторы VTZ, VT4 закрываются, мультивибратор работает.

При подаче заявки на контроль напряжения высокого уровня, например, с выхода ТТЛШ. Чип CMOS, электрический или неэлектрический датчик, такой как датчик влажности, транзисторы VTZ, VT4 открыт, мультивибратор тормозит.В таком состоянии мультивибратор потребляет ток менее 200 мкА без учета тока через R2, R3, R9.

Детали и установка

Мультивибратор может быть установлен на печатной плате размером 70 * 50 мм, эскиз которой представлен на рис. 2 Постоянные резисторы можно использовать любые малогабаритные. Резистор быстродействующий РП1-63М, СП4-1 или аналогичный импортный. Конденсаторы оксидные К50-29, К50-35 или аналоги Конденсаторы С2, С4 — К73-9, К73-17, К73-24 или любые пленочные.

Рис. 2. Печатная плата для схемы мощного мультивибратора на транзисторах.

Диоды КД522А можно заменить на КД503. КД521. D223 с любым буквенным индексом или импортированные 1N914, 1N4148. Вместо диодов CD226A и KD243A любой из серий KD226, CD257, KD258, 1 N5401 … 1 N5407.

Композитные транзисторы CT972A можно заменить любыми из этой серии или из серии KT8131, а вместо KT973 — любым из серии KT973, CT8130. При необходимости на небольшие радиаторы устанавливаются мощные транзисторы.При отсутствии таких транзисторов их можно заменить аналогами двух транзисторов, включенных по схеме Дарлингтона, рис. 3. Вместо маломощных транзисторов Ppp CT315 подойдут любые из серий КТ312, CT315, CT342, CT3102, KT645, SS9014 и тому подобное.

Рис. 3. Принципиальная схема эквивалентной замены транзисторов CT972, CT973.

Нагрузкой этого мультивибратора может быть динамическая головка, телефонные насадки, пьезокерамический излучатель звука, импульсный преобразователь увеличения / уменьшения.

При использовании динамической головки с сопротивлением обмотки 8 Ом следует учитывать, что при напряжении питания 9 В на нагрузку будет поступать напряжение мощностью 8 Вт переменного напряжения. Следовательно, два … Четырехколонная динамическая головка может выйти из строя через 1 … 2 минуты работы.

Заработная плата

Нагрузочная способность и напряжение питания существенно влияют на рабочую частоту мультивибратора. Например, при изменении напряжения питания от 5 до 15 частота меняется от 2850 до 1200 Гц при работе от мультивибратора на нагрузку в виде телефонной трубки с сопротивлением обмотки 56 Ом.В области низких напряжений питания изменение рабочей частоты более значимо

Подбором резисторов резисторов R5, R11, R6, R8 можно задать форму импульсов почти строго прямоугольной формы, когда мультивибратор работает с определенной нагрузкой, подключенной при заданном напряжении питания.

Этот мультивибратор может использоваться в различных сигнальных устройствах, устройствах звукового оповещения, когда при небольшом существующем напряжении питания требуется значительная мощность на излучателе звука.Кроме того, его удобно использовать в преобразователях низкого напряжения в высокое, в том числе работающих на низкой частоте 50 Гц.

Бутов А.Л. РК-2010-04.

Этот урок будет посвящен довольно важной и востребованной теме — мультивибраторам и их применению. Если бы я попытался только перечислить, где и как используются автоколебательные симметричные и асимметричные мультивибраторы, для этого потребовалось бы приличное количество на страницах книги. Нет, пожалуй, такой отрасли радиотехники, электроники, автоматики, импульсной или вычислительной техники, где такие генераторы еще не применялись.В этом уроке будет дана теоретическая информация об этих устройствах, а в конце я приведу несколько примеров. их практическое применение применительно к своему творчеству.

Мультивибратор Autocalid

Мультивибраторами называют электронные устройства, которые генерируют электрические колебания, близкие по форме к прямоугольным. Спектр колебаний, генерируемых мультивибратором, содержит множество гармоник — тоже электрические колебания, но множественные колебания основной частоты, что отражено в его названии: «Мульти-много», «вибро-колебание».

Рассмотрим схему, представленную на (рис. 1, а). Вы знаете? Да, это схема двухкаскадного транзисторного усилителя 3х с выходом в наушники. Что произойдет, если выход такого усилителя подключить к его входу, как на схеме пунктирной линией? Между ними существует положительная обратная связь и усилитель самоподвижности станет генератором колебаний звуковой частоты, и мы будем слышать звук низких тонов. С таким явлением в ресиверах и усилителях идет решающая борьба, но для автоматически работающих инструментов оно оказывается полезным.

Теперь посмотрим на (рис. 1, б). На нем вы видите схему того же усилителя, покрытого положительной обратной связью Как и на (рис. 1, а), несколько изменен только его рисунок. Обычно это розыгрыши автоколебательных схем, то есть самовозбуждающихся мультивибраторов. Опыт — это, пожалуй, лучший метод познания сути того или иного электронного устройства. В этом вы убедились не раз. Так что теперь, чтобы лучше разобраться в работе этого универсального устройства — пулемета, предлагаю провести с ним опыт.Схему автоколебательного мультивибратора со всеми этими резисторами и конденсаторами вы видите на (рис. 2, а). Установите его на охватываемую пластину. Транзисторы должны быть низкочастотными (МП39 — МП42), так как высокочастотные транзисторы имеют очень малое напряжение пробивки эмиттерного перехода. Конденсаторы электролитические С1 и С2 — типа К50 — 6, К50 — 3 или их импортные аналоги на номинальное напряжение 10 — 12 В. Сопротивление резисторов может отличаться от указанного на схеме на 50%. Важно только, чтобы номиналы резисторов нагрузки RL, R4 и базовых резисторов R2, R3 были возможны.Для питания используйте кроновую батарею или БП. В коллекторной цепи любого из транзисторов включите миллиамперметр (РА) на ток 10-15 мА, а в секции Эмиттер — коллектор того же транзистора подключите к контакту высоковольтный вольтметр постоянного тока (ПУ). 10 В. Проверяя установку и особенно внимательно полярность питания на электролитических конденсаторах, подключите источник питания к мультивибратору. Что показывают измерительные приборы? На миллиамперметре резко увеличивается до 8 — 10 мА, а затем также резко снижается почти до нуля ток коллекторной цепи транзистора.Вольтметр наоборот то убывает почти до нуля, то напряжение на коллекторе увеличивается до напряжения питания. Что говорят эти измерения? Дело в том, что транзистор этого плеча мультивибратора работает в режиме переключения. Наибольший ток коллектора и одновременно наименьшее напряжение на коллекторе соответствуют открытому состоянию, а наименьший ток и наибольшее напряжение коллектора — закрытому состоянию транзистора. Точно так же работает транзистор второго плеча мультивибратора, но, как говорится, с фазовым сдвигом 180 ° : Когда один из транзисторов открыт, второй закрыт.В этом нетрудно убедиться, что транзистор второго плеча мультивибратора в коллекторной цепи транзистора второго плеча мультивибратора; Стрелки измерительных приборов будут поочередно отклоняться от нулевой шкалы. Теперь, используя часы со второй стрелкой, посчитайте, сколько раз в минуту транзисторы переходят из открытого состояния в закрытое. Примерно 15 — 20. Таково количество электрических колебаний, генерируемых мультивибратором в минуту. Следовательно, период одного колебания составляет 3-4 с.Продолжая следить за стрелкой миллиамперметра, попробуйте изобразить эти колебания графически. По горизонтальной оси ординаты отложите на некоторой шкале отрезок времени нахождения транзистора в открытом и закрытом состояниях, и ток коллектора, соответствующий этим состояниям, будет вертикальным. У вас будет примерно такой же график, как тот, что изображен на рис. 2, б.

Это означает, что можно считать, что мультивибратор генерирует электрические колебания прямоугольной формы. В сигнале мультивибратора, вне зависимости от того, от чего он снимается, от чего снимается, можно разделить импульсы тока и паузы. Временной интервал от момента появления одного импульса тока (или напряжения) до появления следующего импульса той же полярности принято называть период следующих импульсов Т, а время между импульсами длительностью Пауза TN — мультивибраторы, генерирующие импульсы, длительность TN которых равна паузам между ними, называются симметричными. Следовательно, собранный вами опытный мультивибратор — , симметричный. Заменить конденсаторы С1 и С2 на другие конденсаторы емкостью 10-15 мкФ. Мультивибратор остался симметричным, но частота генерируемых им колебаний увеличилась в 3-4 раза — до 60-80 в 1 мин или, что то же самое, примерно с частотой 1 Гц. Стрелка измерительных приборов едва успевает проследить за изменениями токов и напряжений в цепях транзисторов.А если конденсаторы С1 и С2 заменить бумажными емкостью 0,01 — 0,05 мкФ? Как теперь будут вести себя стрелки измерителей? Утилизация с нулевых отметок, стоят на месте. Может сократившееся поколение? Нет! Просто частота колебаний мультивибратора увеличилась до нескольких сотен герц. Это колебания звукового диапазона частот, которые фиксируются, что устройства постоянного тока больше не могут. Обнаружить их можно с помощью частотомера или наушников, подключенных через конденсатор емкостью 0.01 — 0,05 мкФ на любой из выходов мультивибратора или включение их непосредственно в коллекторную цепь любого из транзисторов вместо нагрузочного резистора. В телефонах слышен звук низкого тона. Каков принцип работы мультивибратора? Вернемся к схеме на рис. 2, а. В момент включения питания транзисторы обоих плеч мультивибратора открываются, так как резисторы R2 и R3 сводятся к своим базам через соответствующие резисторы R2 и R3.При этом запускаются конденсаторы связи: С1 — через эмиттерный переход транзистора V2 и резистора R1; С2 — через эмиттерный переход транзистора V1 и резистора R4. Эти цепочки зарядных конденсаторов, являющиеся делителями напряжения источника питания, создаются на базе данных транзисторов (относительно эмиттеров), все увеличивают отрицательные напряжения, ища все более открытые транзисторы. Открытие транзистора вызывает уменьшение отрицательного напряжения на его коллекторе, что вызывает уменьшение отрицательного напряжения на основе другого транзистора, закрывая его.Этот процесс происходит сразу в обоих транзисторах, но только один из них закрыт, на основании чего повышается положительное напряжение, например, из-за разницы коэффициентов передачи резистора h31E и конденсаторов. Второй транзистор остается открытым. Но эти состояния транзисторов нестабильны, потому что электрические процессы в их цепях продолжаются. Предположим, что через некоторое время после подачи питания на питание транзистор V2 закрылся, а транзистор V1 оказался открытым.С этого момента конденсатор С1 начинает разряжаться через открытый транзистор V1, сопротивление эмиттерной части — коллектора которой в это время не хватает, и резистор R2. По мере разряда конденсатора C1 положительное напряжение на основе закрытого транзистора V2 уменьшается. Как только конденсатор полностью разрядится и напряжение на основе транзистора V2 будет близко к нулю, в цепи коллектора этого транзистора теперь появляется ток, который через конденсатор C2 поступает на базу транзистора V1 и понижает отрицательное напряжение на нем.В результате ток, протекающий через транзистор V1, начинает уменьшаться, а через транзистор V2, наоборот, увеличиваться. Это приводит к тому, что транзистор V1 закрывается, а транзистор V2 открывается. Конденсатор C2 теперь разряжается, но через открытый транзистор V2 и резистор R3, что в конечном итоге приводит к открытию первого и закрытию вторых транзисторов и т. Д. Транзисторы все время взаимодействуют, в результате чего мультивибратор генерирует электрические колебания.Частота вибрации мультивибратора зависит как от емкости конденсаторов связи, которую вы уже проверили, так и от сопротивления базовых резисторов, в котором вы можете убедиться сейчас. Попробуйте, например, заменить основные резисторы R2 и R3 резисторы большой мощности. Частота колебаний мультивибратора уменьшится. И наоборот, если их сопротивление будет меньше, частота колебаний увеличится. Еще один опыт: отсоедините верхние (по схеме) выводы резисторов R2 и R3 от минусового провода источника питания, соедините их между собой, а между ними и минусовым проводом включите сопротивление сопротивление переменное сопротивление к сопротивлению. сопротивлению.Поворачивая ось переменного резистора, можно изменять частоту колебаний медивибратора в довольно широких пределах. Примерную частоту колебаний симметричного мультивибратора можно рассчитать по такой упрощенной формуле: F = 700 / (Rc), где F — частота в герцах, R сопротивление основных резисторов в киломах, C — емкость связи. конденсаторы в микропайдах. Используя эту упрощенную формулу, рассчитайте колебания частот, генерируемых вашим мультивибратором.Вернемся к исходным данным резисторов и конденсаторов экспериментального мультивибратора (по схеме на рис. 2, а). Конденсатор C2 Замените конденсатор емкостью 2 — 3 мкФ, в коллекторной цепи транзистора V2 включите миллиамперметр, затем его стрелка отобразит графически колебания тока, генерируемые мультивибратором. Теперь ток в коллекторной цепи транзистора V2 будет появляться более короткими, чем раньше, импульсами (рис. 2, Б). Длительность импульса TH будет примерно такой же, как и паузы между импульсами TH, что уменьшило емкость конденсатора C2 по сравнению с его прежней емкостью.И теперь такой же (или такой) миллиамперметр включен в коллекторную цепь транзистора V1. Что показывает измерительный прибор? Тоже импульсы тока, но их длительность существенно больше, чем паузы между ними (рис. 2, г). Что произошло? Уменьшив емкость конденсатора С2, вы нарушили симметрию плеча мультивибратора — оно стало несимметричным . Таким образом, генерируемые ими колебания стали асимметричными : В коллекторной цепи транзистора V1 возникают относительно длинные импульсы тока, в коллекторной цепи транзистора V2 — короткие.С выхода 1 такого мультивибратора можно снимать короткие, а с выхода 2 — длинные импульсы напряжения. Временно поменяйте местами конденсаторы C1 и C2. Теперь короткие импульсы напряжения будут на выходе 1, а длинные — на выходе 2. Рассмотрим (по часу со второй стрелкой), сколько электрических импульсов в минуту генерирует такой вариант мультивибратора. Около 80. Увеличьте емкость конденсатора С1, подключив параллельно ему второй электролитический конденсатор емкостью 20 — 30 мкФ.Частота следования импульсов уменьшится. А если наоборот емкость этого конденсатора уменьшить? Частота пульса должна увеличиваться. Однако существует другой способ регулирования частоты импульсов — изменением сопротивления резистора R2: с уменьшением сопротивления этого резистора (но не менее 3-5 кОм, иначе транзистор V2 будет открыт). и автоколебательный процесс будет все время открываться) частота импульса должна увеличиваться, а с увеличением его сопротивления наоборот уменьшаться.Проверьте экспериментальный способ — так ли это? Подберите резистор этого номинала так, чтобы количество импульсов в 1 мин было ровно 60. Стрелка миллиметра будет колебаться с частотой 1 Гц. Мультивибратор в этом случае будет похож на электронный часовой механизм, отсчитывающий секунды.

Постоянный мультивибратор

Такой мультивибратор генерирует импульсы тока (или напряжения) при подаче на его вход пусковых сигналов от другого источника, например, от автоколебательного мультивибратора. Чтобы автоколебательный мультивибратор, эксперименты с которым вы уже проводили в этом уроке (по схеме на рис. 2, а), превратился в мультивибратор ожидания, необходимо сделать следующее: Конденсатор С2 снять , а вместо него между ТРАНЗИСТОРОМ ТРАНЗИСТОРА V2 и базой транзистора V1 включить резистор (на рис. 3 — R3) сопротивлением 10 — 15 кОм; Между базой транзистора V1 и заземленным проводником включают подключенный элемент 332 (G1 или другой источник постоянного напряжения) и сопротивление резистора 4.7 — 5,1 кОм (R5), но так, чтобы с базой был подключен (через R5) положительный полюс элемента; К базовой цепи транзистора V1 включите конденсатор (на рис. 3 — С2) емкостью 1 — 5 тыс. ПФ, второй выход которого будет выполнять роль контактора входного управляющего сигнала. Исходное состояние Транзистор V1 такого мультивибратора — закрытый, транзистор V2 — открытый. Проверить, есть ли? Напряжение на коллекторе закрытого транзистора должно быть близко к напряжению источника питания, а на коллекторе работающего транзистора — не превышать 0.2 — 0,3 В. Затем в коллекторной цепи транзистора V1 включить миллиамперметр на ток 10 — 15 мА и, наблюдая за его стрелкой, буквально на мгновение включить контакт URH между контактом и заземленным проводом, один — два элемента 332 соединенных последовательно (по схеме ГБ1) или аккумулятор 3336л. Только не путайте: отрицательный полюс этого внешнего электрического сигнала нужно подключить к контакту УВК. В этом случае стрелка миллиамперметра должна немедленно отклониться до значения наибольшего тока цепи коллектора транзистора, замороженного на время, а затем вернуться в исходное положение для ожидания следующего сигнала.Повторите этот опыт несколько раз. Миллиамперметр при каждом сигнале будет показывать мгновенное увеличение до 8 — 10 мА, а через некоторое время так же мгновенно уменьшается почти до нуля ток коллектора транзистора V1. Это одиночные импульсы тока, генерируемые мультивибратором. И если батарея GB1 подольше держать URK подключенным к кульминации. Произойдет так же, как и в предыдущих экспериментах — на выходе мультивибратора будет только один импульс. Пытаться!

И еще один эксперимент: постучите по выходу базы транзистора V1 любым металлическим предметом, взятым в руку.Возможно, в этом случае сработает мультивибратор времени ожидания — от электростатического заряда вашего тела. Повторите те же эксперименты, но включив миллиамперметр на коллекторную цепь транзистора V2. При подаче управляющего сигнала ток коллектора этого транзистора должен резко упасть почти до нуля, а затем так же резко возрасти до значения тока открытого транзистора. Это тоже импульс тока, но отрицательной полярности. Каков принцип действия ждущего мультивибратора? В таком мультивибраторе связь между коллектором транзистора V2 и базой транзистора V1 не емкостная, как в автоколебательном, а резистивная — через резистор R3. На базе транзистора V2 через резистор R2 отрицательное напряжение смещения открывает свое отрицательное напряжение. Транзистор V1 надежно закрывается положительным напряжением элемента G1 на его базе. Такое состояние транзисторов очень стабильное. В таком состоянии они могут успеть. Но на базе транзистора V1 появился импульс напряжения отрицательной полярности. С этого момента транзисторы переходят в режим нестабильного состояния. Под действием входного сигнала транзистор V1 открывается, и переменное напряжение на его коллекторе через конденсатор С1 закрывает транзистор V2.В этом состоянии транзисторы имеют длину, равную конденсатору C1 (через резистор R2 и открытый транзистор V1, сопротивления которого в это время недостаточно). Как только конденсатор разрядится, транзистор V2 сразу откроется, а транзистор V1 закроется. С этого момента мультивибратор снова оказывается в исходном стабильном режиме ожидания. Таким образом, стоячий мультивибратор имеет одно стабильное и одно нестабильное состояние. . В нестабильном состоянии генерирует один прямоугольный импульс Ток (напряжение), продолжительность которого зависит от емкости конденсатора С1.Чем больше емкость этого конденсатора, тем больше длительность импульса. Например, при емкости конденсатора 50 мкФ мультивибратор генерирует импульс тока длительностью около 1,5 с, а при емкости конденсатора 150 мкФ — в три раза больше, чем в три раза. Через дополнительные конденсаторы — положительные импульсы напряжения могут быть сняты с выхода 1, а отрицательные — с выхода 2. Может ли только отрицательный импульс напряжения, поданный в базу данных транзистора V1, вывести мультивибратор из режима ожидания? Нет, не только.Это можно сделать и подачей импульса напряжения положительной полярности, но на базу данных транзистора V2. Итак, осталось экспериментально проверить, как на емкость конденсатора С1 влияет длительность импульса и возможность управления ожидающим мультивибратором импульсами положительного напряжения. Как можно практически использовать ожидающий мультивибратор? Иначе. Например, для преобразования синусоидального напряжения в импульсы напряжения (или тока) прямоугольной формы той же частоты или включения на некоторое время другого устройства путем подачи на вход стоячего мультивибратора кратковременного электрического сигнала.Как еще? Считать!

Мультивибратор в генераторах и электронных переключателях

Электронный звонок. Мультивибратор можно применить для вызова квартиры, заменив им обычные электрические. Возможна сборка по схеме, изображенной на (рис. 4). Транзисторы V1 и V2 работают в симметричном мультивибраторе, генерирующем колебания с частотой около 1000 Гц, а транзистор V3 находится в усилителе мощности этих колебаний. Усиленные колебания преобразуются динамической головкой B1 в звуковые колебания.Если вы используете для разговора абонентский громкоговоритель, включая первичную обмотку его трансформаторного трансформатора В коллекторной цепи транзистора V3, его корпус поместит всю электронику вызова, установленную на плате. Также будет силовой аккумулятор.

Электронный звонок можно установить в коридоре и подключить его двумя проводами с помощью кнопки S1. При нажатии на кнопку — в динамической голове появится звук. Поскольку питание на устройстве подается только во время звонков, двух последовательно подключенных аккумуляторов по 3336л или «короны» хватит на несколько месяцев разговора.Желаемую тональность звука устанавливаем заменой конденсаторов С1 и С2 на конденсаторы других емкостей. Мультивибратор, собранный по такой же схеме, можно использовать для изучения и тренировки на слух телеграфной азбуке — азбуке Морзе. В этом случае вам нужно только заменить кнопку на телеграфный ключ.

Электронный переключатель. Это устройство, схема которого приведена на (Рис. 5), может использоваться для переключения двух рождественских гирлянд, питающихся от сети переменного тока.Сам электронный переключатель может питаться от двух батарей 3336 л, соединенных последовательно, или от выпрямителя, который будет обеспечивать постоянное выходное давление 9 — 12 В.

Схема переключателя очень похожа на схему электронного вызова. Но емкости конденсаторов С1 и С2 переключателя во много раз больше, чем емкости аналогичных вызывных конденсаторов. Мультивибратор переключателя, в котором работают транзисторы V1 и V2, генерирует колебания с частотой около 0,4 Гц, а нагрузкой его усилителя мощности (транзистора V3) является обмотка электромагнитного реле К1.Реле имеет одну пару контактных пластин, работающих на переключение. Подойдет, например, Реле РЭС — 10 (паспорт РС4.524.302) или другое электромагнитное реле, надежно срабатывающее от напряжения 6-8 В при токе 20-50 мА. При включении питания транзисторы V1 и V2 мультивибратора поочередно открываются и закрываются, генерируя прямоугольные сигналы. Когда транзистор V2 открыт, отрицательное напряжение питания через резистор R4 и этот транзистор подается в базу данных транзисторов V3, вводя его в состояние насыщения.В этом случае сопротивление секции Эмиттера — коллектора транзистора V3 уменьшается до нескольких Ом и почти все напряжение источника питания поступает на обмотку реле переключателя — реле срабатывает и его контакты соединяют одну из гирлянд. в сеть. При закрытии транзистора V2 цепь питания транзистора V3 разрывается, и он также замкнут, ток через обмотку реле не течет. В это время реле отпускает якорь и его контакты, переключаясь, подключают к Интернету вторую новогоднюю гирлянду.Если вы хотите изменить время переключения гирлянд, то замените конденсаторы С1 и С2 на конденсаторы других емкостей. Данные резисторы R2 и R3 оставляем прежними, иначе режим работы транзисторов постоянного тока нарушится. Усилитель мощности, аналогичный усилителю на транзисторе V3, может быть включен в эмиттерную цепь мультивибраторного транзистора V1. При этом электромагнитные реле (в том числе самодельные) могут иметь не переключающиеся контактные группы, но нормально разомкнутые или нормально замкнутые.Контакты реле одного из ключей мультивибратора будут периодически замыкать и размывать цепь питания одной гирлянды, а контакты реле другого ключа мультивибратора — цепь питания второй гирлянды. Электронный выключатель можно установить на карту из гетйнака или другого изоляционного материала и вместе с аккумулятором поместить в ящик из фанеры. Во время работы коммутатор потребляет ток не более 30 мА, поэтому энергии двух аккумуляторов 3336л или «Крона» вполне хватит на все новогодние праздники.Аналогичный переключатель можно использовать и для других целей. Например, для подсветки масок, аттракционов. Представьте себе фанерную фанеру и раскрашенную фигурку героя сказки «Кот в сапогах». За прозрачным глазком видны лампочки от карманного фонаря, переключаемые электронным выключателем, а на самой фигурке — кнопка. Стоит нажать на кнопку, как кот сразу начнет вам подмигивать. Но разве нельзя использовать выключатель для электрификации некоторых моделей, например, модели маяка? В этом случае в коллекторную цепь транзистора усилителя мощности вместо электромагнитного реле включить малогабаритную лампочку накаливания, рассчитанную на небольшой ток газа, который будет имитироваться маячными вспышками.Если такой переключатель дополнить тумблером, с помощью которого на выходном транзисторе можно попеременно включать две такие лампочки, то это может быть указатель поворотов вашего велосипеда.

Метроном — это своего рода часы, которые позволяют звуковым сигналам отсчитывать равные периоды времени с точностью до секунды. Такие инструменты используются, например, для формирования чувства такта при изучении музыкального письма, во время первых тренировок по передаче сигналов с телеграфным алфавитом.Схему одного из этих устройств вы видите на (рис. 6).

Это тоже мультивибратор, но несимметричный. В таком мультивибраторе используются транзисторы разной структуры: VL — N — P — N (MP35 — MP38), V2 — P — N — P (MP39 — MP42). Это позволило сократить общее количество деталей мультивибратора. Принцип его работы остался прежним — генерация возникает за счет положительной обратной связи между выходом и входом двухкаскадного усилителя 3h; Связь осуществляется электролитическим конденсатором С1.Нагрузка мультивибратора представляет собой малогабаритную динамическую головку В1 со звуковой катушкой с сопротивлением 4-10 Ом, например 0,1гд — 6, 1ГД — 8 (или телефонные колпачки), создающую звуки при кратковременных импульсах тока, похоже на клики. Частоту следования импульсов можно регулировать с помощью переменного резистора R1 примерно от 20 до 300 импульсов в минуту. Резистор R2 ограничивает базовый ток первого транзистора при нахождении двигателя резистора R1 в крайнем нижнем (по схеме) положении, соответствующем наибольшей частоте генерируемых колебаний.Метроном может питаться от одной батареи 3336л или трех последовательно соединенных элементов 332. Потребляемый ими ток от аккумулятора не превышает 10 мА. Переменный резистор R1 должен иметь шкалу, разделенную механическим метрономом. С его помощью простым поворотом ручки резистора можно установить нужную частоту звуковых сигналов метронома.

Практическая работа

В качестве практической работы советую собрать схемы мультивибраторов, представленные на чертежах урока, которые помогут понять принцип работы мультивибратора.Далее предлагаю собрать очень интересный и полезный в быту «имитатор Симола», основанный на мультивибраторах, который можно использовать как дверной звонок. Схема очень простая, надежная, работает сразу при отсутствии ошибок при установке и использовании хороших радиоэлементов. Меня использовали как дверной звонок 18 лет. И по сей день. Нетрудно догадаться, что я его собрал — когда, как и вы, был начинающим радиолюбителем.

Стоячие мультивибраторы После прихода короткого триггерного импульса формируют один выходной импульс.Они относятся к моностабильным устройствам класса и имеют одно долгосрочное стабильное и одно квазиустойчивое состояние равновесия. Схема простейшего стоячего мультивибратора на биполярных транзисторах с одной резистивной и одной емкостной связью коллектор-основная цепь показана на рис. 8. Благодаря соединительной базе Вт. 2 с источником напряжения питания + Е. От до R B2 В цепи базы отводится разрядный ток, достаточный для насыщения этого транзистора.При этом выходное напряжение, снятое с коллектора Вт., 2 близко к нулю. Транзистор Вт. 1 Расположен по отрицательному напряжению, полученному в результате разделения напряжения источника смещения — E. См. Делитель R. B1. Р. с. Таким образом, после включения источников питания определяется состояние схемы. В этом состоянии конденсатор ИЗ 1 заряжен до напряжения источника + Е. (плюс слева, минус на правой лампе).

Фиг.8. Ожидание мультивибратора на транзисторах

В этом состоянии время ожидания мультивибратора может быть сколь угодно долго до прихода запускающего импульса. Положительный запускающий импульс (рис. 9) Обнаруживает транзистор Вт. 1, что приводит к увеличению коллекторного тока и снижению коллекторного потенциала этого транзистора. Отрицательное приращение потенциала через конденсатор ОТ 1 передается в базу данных Вт. 2, выводит этот транзистор из состояния насыщения и вызывает его переход в активный режим.Коллекторный ток транзистора уменьшается, напряжение на коллекторе получает положительное приращение, которое с коллектора Вт. 2 через резистор R. C передается в базу данных Вт. 1, вызывая его дальнейшую разблокировку. Для сокращения времени разблокировки Вт. 1 параллель R. c включите ускоряющий конденсатор ОТ UK. Процесс переключения транзисторов лавинообразный и завершается мультивибратором со вторым квазиустойчивым состоянием равновесия.В этом состоянии происходит разряд конденсатора ОТ 1 через резистор R. B2 и богатый транзистор Вт. 1 на питании + эл. Положительно заряженный Обладинг ОТ 1 через богатый транзистор Вт. 1 подключен к общему проводу, а отрицательно заряженный — к базе Вт. 2. Благодаря этому транзистор Вт. 2 удерживается в заблокированное состояние. После разряда ИЗ 1 Базовый потенциал Вт. 2 становится неотрицательным.Это приводит к лавинообразному переключению транзисторов ( Вт. 2 разблокировано, Вт. 1 заблокировано). Формирование выходного импульса заканчивается. Таким образом, длительность выходного импульса определяется процессом разряда конденсатора ИЗ 1

.

Амплитуда выходного импульса

.

По окончании формирования выходного импульса начинается этап восстановления, во время которого происходит заряд конденсатора ОТ 1 от истока + Е. Через резистор Р. К1 и эмиттерный переход насыщенного транзистора Вт 2. Время восстановления

.

Минимальный период повторения, с которым могут следовать запускающие импульсы, равен

.


Рис. 9. Временные диаграммы напряжения на диаграмме ожидания мультивибратора

Операционные усилители

Операционные усилители (OU) Называются высококачественными усилителями постоянного тока (PED), предназначенными для выполнения различных операций на аналоговые сигналы при работе в схеме отрицательной обратной связи.

Усилители постоянного тока

позволяют усиливать медленно меняющиеся сигналы, так как имеют нулевую нижнюю граничную частоту Усиливающая полоса (F H = 0). Соответственно, в таких усилителях (конденсаторах, трансформаторах) нет струйных компонентов, не пропускающих постоянную составляющую сигнала.

На рис. 10, но дано условное обозначение OU. Показанный усилитель имеет один выходной выход (изображен справа) и два входа (показан слева). Знак Δ или> характеризует усиление.Ввод, напряжение на котором сдвинуто на фазу 180 0 относительно выходного напряжения, называется инверсным и обозначается знаком инверсии ○, а вход, напряжение на котором совпадает по фазе в выходные дни, — непрям. . OU усиливает дифференциальное (разностное) напряжение между входами. Операционный усилитель также содержит выводы для подачи питающего напряжения и может содержать полюса частотной коррекции (FC), балансировочные выводы (NC). Для облегчения понимания назначения выводов и повышения информативности в корпусе допускается вводить одно или два дополнительных поля по обе стороны от основного поля, на которых указываются метки, характеризующие функцию вывода (рис.10, б). В настоящее время операционные усилители выпускаются в виде интегральных микросхем. Это позволяет рассматривать их как отдельные компоненты с определенными параметрами.

Параметры и характеристики OU можно разделить на входные, выходные и характеристики передачи.

Входные параметры.


Рис. 10. Условное обозначение операционного усилителя: А — без дополнительного поля; б — с дополнительным полем; NC — балансировочные выводы; Fc — выводы частотной коррекции; U — выводы напряжения питания; 0V — общий вывод

Трансмиссионные характеристики.

    Коэффициент усиления по напряжению TO U. (10 3 — 10 6)

,

где U. vx1 , U. wK2. — Напряжения на подъездах ОУ.

    Простой коэффициент передачи TO U. SF

.

    Коэффициент затухания проходящего сигнала TO OS SF

.

    Частота единичного усиления F 1 — это частота, на которой коэффициент усиления по напряжению равен единице (единицы — десятки МГц).

    Скорость увеличения выходного напряжения V u — это максимально возможная скорость изменения выходного сигнала.

Выходные параметры.

    Максимальное выходное напряжение США Макс. Как правило, это напряжение составляет 2-3 напряжения источника питания.

    Выходное сопротивление R out (десятки сотен).

Основные схемы на операционном усилителе.

Операционные усилители обычно используются с глубокой отрицательной обратной связью, так как они имеют значительный коэффициент усиления по напряжению.При этом результирующие параметры усилителя зависят от элементов цепи обратной связи.

В зависимости от того, как входной сигнал связан с входным сигналом, различают две основные схемы включения (рис. 11). При подаче входного напряжения на несогласованный ввод (рис. 11, а) коэффициент усиления определяется выражением

. (1)

Такое включение ОУ используется, когда требуется высокое входное сопротивление. Если на схеме рис. 11 убрать сопротивление R 1 и сдвинуть сопротивление R 2, то получится повторитель напряжения ( К мкА). = 1), который используется для согласования высокого сопротивления источника сигнала и низкого сопротивления приемника.

Рис. 11. Схемы усилителей на ОУ: А — безвинтовой усилитель; б — инвертирующий усилитель

При подаче входного напряжения на инвертирующий вход (рис. 11, б) коэффициент усиления равен

. (2)

Как видно из выражения (2), при таком включении входное напряжение инвертируется.

В рассмотренных схемах к одному из входов подключено сопротивление R e.Он не влияет на коэффициент усиления и вводится, когда необходимо уменьшить изменения выходного напряжения, вызванные временными или температурными колебаниями входных токов. Сопротивление R e выбрано таким, чтобы эквивалентное сопротивление, подключенное к входам OU, было таким же. Для схем. 10
.

Изменив схему рис. 11, б, можно получить суммирующее устройство (рис. 12, а), в котором

. (3)

При одновременной подаче напряжения на оба входа ОС получается вычитающим устройством (рис.12, б) для которых

. (4)

Это выражение действительно при выполнении условия
.

Рис. 12. Схемы включения ОУ: А — сумматор напряжения; б — вычитающее устройство

Мультивибратор.

Первая схема — простейший мультивибратор. Несмотря на не простоту, сфера его использования очень широка. Ни одно электронное устройство без него не обходится.

На первом рисунке показана его принципиальная схема.

светодиода используются в качестве нагрузки.Когда мультивибратор работает — светодиоды переключаются.

Для сборки потребуется минимум деталей:

1. Резисторы 500 Ом — 2 штуки

2. Резисторы 10 ком — 2 штуки

3. Электролитический конденсатор 47 мкФ 16 Вольт — 2 штуки

4 .ТРАНЗИСТОР КТ972А — 2 штуки

5. Светодиод — 2 штуки

Транзисторы СТ972А — составные транзисторы то есть в их корпусе два транзистора, и он имеет высокую чувствительность и выдерживает значительный ток без радиатора.

Когда купишь все детали, стрелкой паяльником берись за сборку. Для экспериментов не обязательно делать печатную плату, можно все собрать с насадками. Проведите пальцем, как показано на картинках.

А как применять собранный девайс пусть расскажет свою фантазию! Например, вместо светодиодов можно поставить реле, и это реле коммутирует более мощную нагрузку. Если поменять номиналы резисторов или конденсаторов — изменится частота коммутации.Изменением частоты можно добиться очень интересных эффектов, от писка в динамике до многосекундной паузы ..

Photorele.

А это схема простого фотоейлера. Это устройство может успешно применяться где угодно — для автоматической подсветки лотка DVD, для включения света или для сигнализации о проникновении в темный шкаф. Возможны два варианта схемы. В одном варианте схема активируется светом, а в другом — его отсутствием.

Это работает так: Когда свет светодиода падает на фотодиод, транзистор открывается и светодиод-2 начинает светиться. Триггерный резистор регулируется чувствительностью устройства. В качестве фотодиума можно применить фотодиод от старой шариковой мышки. LED — любой инфракрасный светодиод. Использование инфракрасного фотодиода и светодиода позволит избежать помех от видимого света. В качестве LED-2 подойдет любой светодиод или цепочка из нескольких светодиодов. Можно применить лампу накаливания.А если вместо светодиода поставить электромагнитное реле, то можно управлять мощными лампами накаливания или какими-то механизмами.

На рисунках представлены обе схемы, база (расположение ножек) транзистора и светодиода, а также схема сборки.

При отсутствии фотодиода можно взять старый транзистор MP39 или MP42 и разрезать корпус перед коллектором, как это:

Вместо фотодиода на схеме необходимо будет включить pN Transition транзистор.Что именно будет работать лучше — предстоит определить экспериментальным путем.

Усилитель мощности на микросхеме TDA1558Q.

Этот усилитель имеет выходную мощность 2 х 22 Вт и его довольно легко повторить начинающим радиолюбителям. Такую схему вы примените и для самодельных колонок, или для самодельного музыкального центра, который можно сделать из старого MP3-плеера.

Для его сборки потребуется пять деталей:

1. Микросхема — TDA1558Q

2. Конденсатор 0.22 мкФ

3. Конденсатор 0,33 мкФ — 2 штуки

4. Конденсатор электролитический 6800 мкФ на 16 вольт

Микросхема имеет довольно большую выходную мощность и радиатор потребуется для ее охлаждения. Можно применить радиатор от процессора.

Вся сборка может быть установлена ​​без применения печатной платы. Сначала с микросхемы нужно снять выводы 4, 9 и 15. Они не используются. Подсчет выводов идет слева направо, если вы держите его вместе со своими выводами и помечаете.Затем аккуратно расправляйте выводы. Далее снимаем выводы 5, 13 и 14 вверх, все эти выводы подключаем к плюсу питания. Следующий шаг Загните выводы 3, 7 и 11 вниз — это минус питания, или «земля». После этих манипуляций прикрутите микросхему к радиатору с помощью теплопроводной пасты. На чертежах видна установка с разных сторон, но я все же объясню. Выводы 1 и 2 спаяны между собой — это вход правого канала, надо испарить 0.Конденсатор 33 мкФ. Аналогично нужно пройти с выводами 16 и 17. Общий провод на ввод — минус питание или «земля».

Мультивибраторы — это еще одна разновидность генераторов. Генератор представляет собой электронную схему, способную поддерживать сигнал переменного тока на выходе. Он может генерировать прямоугольные, линейные или импульсные сигналы. Для колебаний генератор должен удовлетворять двум условиям Баркгаузена:

Т Коэффициент увеличения контура должен быть немного больше единиц.

Фазовый сдвиг цикла должен составлять 0 или 360 градусов.

Для выполнения обоих условий генератор должен иметь форму усилителя, и часть его выхода должна регенерироваться на входе. Если коэффициент усиления усилителя меньше единицы, схема не будет колебаться, а если больше единицы, схема будет перегружена и будет давать искаженную форму волны. Простой генератор может генерировать синусоидальную волну, но не может генерировать прямоугольную волну. Прямоугольную волну можно сформировать с помощью мультивибратора.

Мультивибратор — это форма генератора с двумя ступенями, благодаря которым мы можем выйти из любого из состояний. По сути, это две схемы усилителя, состоящие из регенеративной обратной связи. В этом случае ни один из транзисторов не выполняется одновременно. При этом проводит только один транзистор, а другой находится в выключенном состоянии. Некоторые схемы имеют определенные состояния; Состояние С. быстрым переходом Его называют коммутационными процессами, при которых происходит быстрое изменение силы тока и напряжения.Этот переключатель называется триггером. Следовательно, мы можем запустить цепочку внутри или снаружи.

Схемы имеют два состояния.

Одно из них — стабильное состояние, в котором цепочка остается навсегда без запуска.
Другое состояние нестабильно: в этом состоянии схема остается в течение ограниченного периода времени без какого-либо внешнего запуска и переключается в другое состояние. Следовательно, использование мультиплексоров осуществляется в двух состояниях цепочек, таких как таймеры и триггеры.

Мультивибратор нестабильный на транзисторе

Это свободно работающий генератор, который постоянно переключается между двумя нестабильными состояниями.При отсутствии внешнего сигнала транзисторы поочередно переключаются из состояния останова в состояние насыщения с частотой, определяемой постоянным временем RC цепей связи. Если эти постоянные времени равны (R и C равны), будет генерироваться прямоугольная волна с частотой 1 / 1,4 Rc. Поэтому нестабильный мультивибратор называют генератором импульсов или генератором прямоугольных импульсов. Чем больше значение базовой нагрузки R2 и R3 по отношению к нагрузке коллектора R1 и R4, тем больше коэффициент усиления по току и резче будет край сигнала.

Основной принцип работы нестабильного мультивибратора — небольшое изменение электрических свойств или характеристик транзистора. Эта разница приводит к тому, что один транзистор включается быстрее другого при первой подаче питания, что вызывает колебания.

Описание схемы

нестабильный мультивибратор состоит из двух кросс-линейных соединений RC-усилителей.
Схема имеет два нестабильных состояния
Когда V1 = low и v2 = high, то Q1 вкл и Q2 выключен
Когда V1 = High и V2 = Low, Q1 Off.и Q2 вкл.
В этом случае R1 = R4, R2 = R3, R1 должно быть больше R2
C1 = C2.
При первом включении цепи ни один из транзисторов не включается.
Базовое напряжение обоих транзисторов начинает расти. Любой из транзисторов включается первым из-за разницы в легирующих и электрических характеристиках транзистора.

Рис.1: Принципиальная схема транзисторного нестабильного мультивибратора

Мы не можем сказать, какой транзистор используется первым, поэтому мы предполагаем, что Q1 выполняется первым, а Q2 выключен (C2 полностью заряжен).

Q1 проводится, а Q2 отключен, следовательно, VC1 = 0 В, как весь ток на Землю из-за короткого замыкания Q1, и VC2 = VCC, так как все напряжение на VC2 падает из-за разрыва цепи TR2 (равно напряжению питания).
из-за высокого напряжения VC2 КОНДЕР C2 начинает заряжаться через Q1 через R4, а C1 начинает заряжаться через R2 через Q1. Время, необходимое для зарядки C1 (T1 = R2C1), больше, чем время, необходимое для зарядки C2 (T2 = R4C2).
Поскольку правая пластина C1 подключена к базе Q2 и заряжается, это означает, что эта пластина имеет высокий потенциал, и когда он превышает напряжение 0.65 В, он включает Q2.
Поскольку C2 полностью заряжен, его левая пластина имеет напряжение -VCC или -5V и подключена к базе Q1. Следовательно, отключает Q2
TR Теперь TR1 выключен, а Q2 расходует, следовательно, VC1 = 5 В и VC2 = 0 В. Левая пластина C1 ранее находилась под напряжением -0,65 В, которое начинает подниматься до 5 В и подключается к коллектору Q1. C1 сначала разряжается от 0 до 0,65 В, а затем начинает заряжаться через R1 через Q2. Во время зарядки правая пластина C1 имеет низкий потенциал, который отключает Q2.
Правая пластина С2 подключена к коллектору Q2 и предварительному включению + 5В. Таким образом, C2 сначала разряжается с 5 В до 0 В, а затем начинает заряжаться через сопротивление R3. Левая пластина C2 во время зарядки находится под высоким потенциалом, который включает Q1 при достижении напряжения 0,65 В.

Рис. 2: Принципиальная схема транзисторного нестабильного мультивибратора

Сейчас Q1 тратит, а Q2 выключен. Вышеупомянутая последовательность повторяется, и мы получаем сигнал на обоих коллекторах транзистора, который не совпадает по фазе друг с другом.Чтобы получить идеальную прямоугольную волну любым коллектором транзистора, примем за сопротивление резервуара транзистора сопротивление базы, то есть (R1 = R4), (R2 = R3), а также такое же конденсатора, что и делает нашу схему симметричной. Следовательно, рабочий цикл для низкого и высокого значения Выходного сигнала такой же, как при генерации прямоугольной волны.
Константа Постоянная времени формы сигнала зависит от сопротивления базы и резервуара транзистора. Мы можем вычислить его временной период по формуле: постоянная времени = 0.693rc

Принцип работы мультивибратора на видео с пояснением

В этом видеоуроке канала ТВ паяльник покажет, как между собой соединяются элементы электрической схемы, и познакомится с процессами, происходящими в ней. Первая схема, на основе которой будет рассмотрен принцип работы, — это схема мультивибратора на транзисторах. Схема может находиться в одном из двух состояний и периодически переходить из одного в другое.

Анализ 2-х состояний мультивибратора.

Все, что мы сейчас видим, — это два попеременно мигающих светодиода. Почему это происходит? Рассмотрим первое состояние .

Первый транзистор VT1 закрыт, а второй транзистор полностью открыт и не препятствует протеканию тока коллектора. Транзистор в этот момент находится в режиме насыщения, что снижает падение напряжения на нем. И поэтому правый светодиод полон энергии. Конденсатор С1 в первый раз разряжен, и ток на базе транзистора VT2 беспрепятственно открывался полностью.Но через мгновение конденсатор начинает быстро заряжать основной ток второго транзистора через резистор R1. После того, как он полностью зарядится (а что известно, полностью заряженный конденсатор не пропускает ток), то транзистор VT2 закрывается и светодиод гаснет.

Напряжение на конденсаторе C1 равно произведению тока базы на резистор R2. Мы возвращаемся в прошлое. Пока транзистор VT2 был открыт и правый светодиод горел, конденсатор С2, заряженный ранее в предыдущем состоянии, начинает медленно разряжаться через открытый транзистор VT2 и резистор R3.Пока он не разрядился, напряжение базы VT1 будет отрицательным, что полностью запирает транзистор. Первый светодиод не горит. Получается, что к моменту затухания второго светодиода конденсатор С2 успевает разрядиться и оказывается готовым пропустить ток в базу первого транзистора VT1. К тому времени, когда перестанет гореть второй светодиод, загорится первый светодиод.

НО во втором состоянии Бывает все так же, но наоборот транзистор VT1 открыт, VT2 закрыт.Переход в другое состояние происходит при разряде конденсатора С2, напряжение на нем снижается. Полностью опустившись, он начинает заряжаться в обратном направлении. Когда напряжение на переходной базе транзистора VT1 достигнет напряжения, достаточного для его открытия, около 0,7 В, этот транзистор начнет открываться и первый светодиод включится.

Обратитесь к схеме еще раз.

Через резисторы R1 и R4 идет заряд конденсаторов, а через R3 и R2 — разряд.Резисторы R1 и R4 ограничивают ток первого и второго светодиода. От их сопротивления зависит не только яркость свечения светодиодов. Они также определяют время зарядки конденсаторов. Сопротивление R1 и R4 выбрано намного меньше, чем R2 и R3, чтобы заряд конденсаторов происходил быстрее, чем их разряд. Мультивибратор используется для создания прямоугольных импульсов, которые снимаются с коллектора транзистора. В этом случае нагрузка подключается параллельно одному из коллекторных резисторов R1 или R4.

На графике показаны прямоугольные импульсы, генерируемые этой схемой. Одна из областей называется фронтом импульса. Фронт имеет наклон, и чем больше будет время зарядки конденсаторов, тем больше будет.


Если в мультивибраторе используются одинаковые транзисторы, конденсаторы одного контейнера, а резисторы имеют симметричное сопротивление, то такой мультивибратор называется симметричным. У него одинаковая длительность импульса и паузы. А если есть отличия в параметрах, мультивибратор будет несимметричным.Когда мы подключаем мультивибратор к источнику питания, в первый момент времени оба конденсатора разряжены, что означает, что ток обоих конденсаторов получит ток и появится неопознанный режим работы, при котором должен быть только один из транзисторов. быть открытыми. Поскольку эти элементы схемы имеют некоторые погрешности номинала и параметров, первым откроется один из транзисторов и запустится мультивибратор.

Если вы хотите смоделировать эту схему в программе Multisim, то необходимо установить номиналы резисторов R2 и R3 так, чтобы их сопротивления отличались хотя бы на десятую часть Ом.То же самое проделайте с емкостной емкостью, иначе мультивибратор может не запуститься. При практической реализации данной схемы рекомендую осуществлять блок питания от 3 до 10 вольт, а параметры самих элементов сейчас вы узнаете. При условии, что используется транзистор CT315. Резисторы R1 и R4 не влияют на частоту импульсов. В нашем случае они ограничивают ток светодиода. Сопротивления резисторов R1 и R4 можно принять от 300 Ом до 1. Сопротивления резисторов R2 и R3 от 15 кОм до 200 кОм.Емкость от 10 до 100 мкФ. Представим таблицу со значениями сопротивлений и емкостей, в которой дана примерная ожидаемая частота импульсов. То есть для получения импульса длительностью 7 секунд, то есть длительностью свечения одного светодиода, равной 7 секундам, нужно использовать резисторы R2 и R3 сопротивлением 100 кОм и конденсатор емкостью 100 мкФ.

Выход.

Текущими элементами этой цепи являются резисторы R2, R3 и конденсаторы C1 и C2.Чем меньше их номинал, тем чаще будут переключаться транзисторы, и тем чаще будут светиться светодиоды.

Мультивибратор может быть реализован не только на транзисторах, но и на базе микросхемы. Оставляйте свои комментарии, не забудьте подписаться на «ТВ паяльник» на YouTube, чтобы не пропустить новые интересные видео.

Еще интересное про радиопередатчик.

Принцип работы симметричного мультивибратора. Подборка простых и эффективных схем

Мультивибраторы ожидания после прихода короткого запускающего импульса генерируется один выходной импульс.Они относятся к классу моностабильных устройств и имеют одно долгосрочное стабильное и одно квазиустойчивое состояние равновесия. Схема простейшего ждущего мультивибратора на биполярных транзисторах, имеющего одно резистивное и одно емкостное соединение коллектор-база, представлена ​​на рис. 8. Благодаря соединительной базе VT 2 с напряжением питания + E через R b2 в цепи базы протекает ток разблокировки, достаточный для насыщения этого транзистора. В этом случае выходное напряжение, снимаемое с коллектора VT 2, близко к нулю.Транзистор VT 1 запирается отрицательным напряжением, полученным делением напряжения источника смещения — E см. Делитель R, b1 R от. Таким образом, после включения блоков питания определяется состояние схемы. В этом состоянии конденсатор ИЗ 1 заряжен до напряжения источника + Е (плюс слева, минус на правой крышке).

Рисунок: 8. Мультивибратор ожидания на транзисторах

Мультивибратор ожидания может находиться в этом состоянии сколь угодно долго — до прихода триггерного импульса.Положительный пусковой импульс (рис. 9) включает транзистор VT 1, что приводит к увеличению коллекторного тока и уменьшению коллекторного потенциала этого транзистора. Отрицательное усиление потенциала на конденсаторе ОТ 1 передается на базу VT 2, выводит этот транзистор из состояния насыщения и заставляет его перейти в активный режим. Коллекторный ток транзистора уменьшается, коллекторное напряжение получает положительное приращение, которое от коллектора VT 2 через резистор R c передается на базу VT 1, вызывая его дальнейшую разблокировку.Для сокращения времени разблокировки VT 1 параллельный R c включить ускоряющий конденсатор ОТ ускорения. Процесс переключения транзисторов происходит лавинообразно и завершается переходом мультивибратора во второе квазиустойчивое состояние равновесия. В этом состоянии конденсатор разряжен ОТ 1 через резистор R b2 и насыщенный транзистор VT 1 на блок питания + E. Положительно заряженная пластина ОТ 1 через насыщенный транзистор VT 1 подключена к общему проводу. провод, а отрицательно заряженный к базе VT 2.За счет этого транзистор VT 2 удерживается заблокированным. После разряда ОТ 1 базы потенциал VT 2 становится неотрицательным. Это приводит к лавинообразному переключению транзисторов ( VT 2 разблокирован, а VT 1 заблокирован). Формирование выходного импульса заканчивается. Таким образом, длительность выходного импульса определяется процессом разряда конденсатора ОТ 1

.

Амплитуда выходного импульса

.

По окончании формирования выходного импульса начинается этап восстановления, во время которого конденсатор заряжается ОТ 1 от истока + E через резистор R k1 и эмиттерный переход насыщенного транзистора VT 2.Время восстановления

.

Минимальный период повторения, с которым могут следовать триггерные импульсы, составляет

.


Рисунок: 9. Временные диаграммы напряжений в цепи ожидающего мультивибратора

Операционные усилители

Операционные усилители (OA) относятся к высококачественным усилителям постоянного тока (DCA), предназначенным для выполнения различных операций по аналоговым сигналам при работе в цепи отрицательной обратной связи.

Усилители постоянного тока

позволяют усиливать медленно меняющиеся сигналы, так как имеют нулевую нижнюю частоту среза полосы усиления (f n = 0).Соответственно, в таких усилителях нет реактивных компонентов (конденсаторов, трансформаторов), которые не пропускают постоянную составляющую сигнала.

На рис. 10, и показан символ OU. Показанный усилитель имеет одну выходную клемму (показано справа) и две входных клеммы (показано слева). Знак Δ или> характеризует усиление. Вход, напряжение на котором не совпадает по фазе на 180 0 с выходным напряжением, называется , инвертируя и обозначается знаком инверсии ○, а вход, напряжение на котором находится в фазе с выходом, равен не инвертирующий … Операционный усилитель усиливает дифференциальное напряжение между входами. Операционный усилитель также содержит выводы для подачи напряжения питания и может содержать выводы частотной коррекции (FC), балансировочные выводы (NC). Для облегчения понимания назначения выводов и увеличения информативности в символе допускается введение одного или двух дополнительных полей по обе стороны от основного поля, в которых указываются метки, характеризующие выходные функции (рис. 10, б).Операционные усилители теперь доступны в виде интегральных схем. Это позволяет рассматривать их как отдельные компоненты с определенными параметрами.

Параметры и характеристики операционного усилителя можно условно разделить на характеристики входа, выхода и передачи.

Входные параметры.


Рисунок: 10. Условное обозначение операционного усилителя: а — без дополнительного поля; б — с дополнительным полем; NC — балансировочные отводы; FC — выходы частотной коррекции; U — клеммы напряжения питания; 0V — общий выход

Передаточные характеристики.

    Коэффициент усиления напряжения TO U (10 3 — 10 6)

,

где U дюйм1 , U in2 — напряжение на входах ОУ.

    Коэффициент усиления синфазного сигнала TO U SF

.

    Коэффициент подавления синфазного сигнала от до os sf

.

    Частота единичного усиления f 1 — это частота, на которой усиление по напряжению равно единице (единицы — десятки МГц).

    Скорость нарастания выходного напряжения V U out — это максимально возможная скорость изменения выходного сигнала.

Выходные параметры.

    Максимальное выходное напряжение ОС U out макс. Обычно это напряжение на 2-3 В ниже, чем напряжение источника питания.

    Выходное сопротивление R out (десятки — сотни Ом).

Принципиальные схемы включения операционного усилителя.

Операционные усилители обычно используются с глубокой отрицательной обратной связью, поскольку они имеют значительное усиление по напряжению.В этом случае результирующие параметры усилителя зависят от элементов цепи обратной связи.

В зависимости от того, к какому входу операционного усилителя подключен источник входного сигнала, различают две основные схемы переключения (рис. 11). При подаче входного напряжения на неинвертирующий вход (рис. 11, а) коэффициент усиления по напряжению определяется выражением

. (1)

Такое включение операционного усилителя используется, когда требуется повышенное входное сопротивление. Если диаграмма на рис.11, и сняв сопротивление R 1 и закоротив сопротивление R 2, получится повторитель напряжения ( TO u = 1), который используется для согласования высокого сопротивления источника сигнала и низкого сопротивления приемника.

Рисунок: 11. Схема усилителя на операционном усилителе: а — неинвертирующий усилитель; б — инвертирующий усилитель

При подаче входного напряжения на инвертирующий вход (рис. 11, б) коэффициент усиления составляет

. (2)

Как видно из выражения (2), при таком включении входное напряжение инвертируется.

В рассмотренных схемах к одному из входов подключено сопротивление R e. Он не влияет на коэффициент усиления и вводится, когда необходимо уменьшить колебания выходного напряжения, вызванные временными или температурными колебаниями входных токов. Сопротивление R e выбрано таким образом, чтобы эквивалентные сопротивления, подключенные ко входам операционного усилителя, были одинаковыми. Для схем на рис. 10
.

Модифицируя схему на рис. 11, б, можно получить сумматор (рис. 12, а), в котором

.(3)

При одновременной подаче напряжения на оба входа ОУ получается вычитатель (рис. 12, б), для которого

. (4)

Это выражение действительно, если выполняется условие
.

Рисунок: 12. Схемы включения ОС: а — сумматор напряжения; б — вычитатель

Простые схемы самодельных светодиодных мигалок на базе транзисторных мультивибраторов. На рисунке 1 представлена ​​схема мультивибратора, который переключает два светодиода. Светодиоды мигают поочередно, то есть, когда HL1 горит, светодиод HL2 не горит, и наоборот.

Можно установить схему в елочное украшение. При включении питания игрушка будет мигать. Если светодиоды разного цвета, игрушка будет одновременно мигать и менять цвет свечения.

Частоту мигания можно изменить, подобрав сопротивления резисторов R2 и R3, кстати, если у этих резисторов разные сопротивления, можно добиться, чтобы один светодиод светился дольше другого.

Но, двух светодиодов даже на самую маленькую настольную елку как-то не хватило.На рисунке 2 показана схема, которая переключает две цепочки по три светодиода в каждой. Больше светодиодов, больше и напряжение, необходимое для их питания. Поэтому теперь источник не 5 вольт, а 9 вольт (или 12 вольт).

Рис. 1. Схема простейшего мигалки на светодиодах и транзисторах.

Рис. 2. Схема простого мигалки на шести светодиодах и двух транзисторах.

Рисунок: 3. Схема светодиодного мигалки с мощными выходами нагрузки.

В качестве источника питания можно использовать блок питания от старой игровой приставки типа «Денди» или купить в магазине недорогой «сетевой адаптер» с выходным напряжением 9В или 12В.

И все же даже шести светодиодов для домашней елки мало. Было бы неплохо утроить количество светодиодов. А светодиоды не простые в использовании, но суперяркие. Но, если в каждой гирлянде уже есть девять последовательно подключенных светодиодов, причем даже сверхъярких, то суммарное напряжение, необходимое для их свечения, уже будет 2,3Вх9 = 20,7В.

Кроме того, для работы мультивибратора необходимо еще несколько вольт. Причем в продаже обычно идут «сетевые адаптеры» из числа недорогих, не более 12В.

Из ситуации можно выйти, разделив светодиоды на три группы по три. И включать группы параллельно. Но это приведет к увеличению тока через транзисторы и нарушит работу мультивибратора. Однако можно сделать дополнительные усилительные каскады еще на двух транзисторах (рис. 3).

Две лампочки — это нормально, но они просто мигают попеременно. Теперь хоть три! Для такого случая существует схема так называемого «трехфазного мультивибратора». Это показано на рисунке 4.

Рис. 4. Схема мультивибратора на трех транзисторах.

Если включить светодиодные гирлянды в коллекторных цепях транзисторов (рис. 5), то получится своего рода эффект бегущего огня. Скорость воспроизведения светового эффекта можно регулировать заменой конденсаторов С1, С2 и С3 на конденсаторы другой емкости. А также замена резисторов R2, R4, R6 на резисторы разного сопротивления. По мере увеличения емкости или сопротивления скорость переключения светодиода уменьшается.

Рисунок: 5. Схема мультивибратора для получения эффекта бегущего огня.

А на рисунке 6 — мощный вариант из 27 светодиодов. В «мигалках» по схемам на рисунках 3 и 6 можно использовать практически любой светодиод, но все же желательно, чтобы он был суперярким или сверхъярким.

Рисунок: 6. Схема мощной версии прошивальщика на 27 светодиодах.

Установка может быть выполнена на макетных платах, которые можно приобрести в магазинах радиотехники.Или вообще без плат, спаяв детали вместе.

Принципиальная схема мощного транзисторного мультивибратора с управлением, построенного на транзисторах КТ972, КТ973. Многие радиолюбители начали свой творческий путь со сборки простых радиоприемников с прямым усилением, простых усилителей мощности звуковой частоты и сборки простых мультивибраторов, состоящих из пары транзисторов, двух или четырех резисторов и двух конденсаторов.

Традиционный симметричный мультивибратор имеет ряд недостатков, в том числе относительно высокий выходной импеданс, длительные фронты импульсов, ограниченное напряжение питания и низкий КПД при работе с нагрузкой с низким импедансом.

Принципиальная схема

На рис. 1 представлена ​​схема управляемого симметричного двухфазного мультивибратора, работающего на звуковых частотах, нагрузка к которому подключена по мостовой схеме, благодаря чему амплитуда сигнала на нагрузке почти вдвое превышает напряжение питания мультивибратора. , что позволяет получить гораздо большую громкость, чем если бы нагрузка была включена в одно из плеч мультивибратора.

Кроме того, на нагрузку подается «реальное» переменное напряжение, что значительно улучшает условия работы динамической головки, подключенной в качестве нагрузки — отсутствует эффект прижатия или выступа диффузора (в зависимости от полярности динамика) .Также нет щелчков при включении и выключении мультивибратора.

Рисунок: 1. Принципиальная схема мощного мультивибратора на транзисторах КТ972, КТ973.

Симметричный двухфазный мультивибратор состоит из двух двухтактных рычагов, напряжение на которых попеременно меняется с низкого на высокое. Допустим, при включении питания первым открывается составной транзистор VT2.

Тогда напряжение на выводах коллекторов транзисторов VT1, VT2 станет близким к нулю (VT1 открыт, VT2 закрыт).Составной pnp-транзистор VT5 подключен к точке соединения своих коллекторов через токоограничивающий резистор R12, который откроется. На нагрузку будет подаваться напряжение около 8 В при напряжении питания мультивибратора 9 В. При перезарядке конденсаторов С2, С4 мультивибратор переключается — VT1, VT6 размыкается, VT2, VT5 замыкается.

На нагрузку будет подаваться такое же напряжение, но с обратной полярностью. Частота переключения мультивибратора зависит от емкости конденсаторов С2, С4 и, в меньшей степени, от установленного сопротивления подстроечного резистора R7.При напряжении питания 9 В частоту можно настраивать от 1,4 до 1,5 кГц.

Когда сопротивление R7 уменьшается ниже условного значения, генерация звуковых частот прерывается. Следует отметить, что после запуска мультивибратор может работать без резисторов R5, R11. Форма волны напряжения на выходе мультивибратора близка к прямоугольной.

Резисторы R6, R8 и диоды VD1, VD2 защищают эмиттерные переходы транзисторов VT2, VT6 от пробоя, что особенно важно при напряжении питания мультивибратора более 10В.Резисторы R1, R13 необходимы для стабильной генерации; при их отсутствии мультивибратор может «хрипеть». Диод VD3 защищает мощные транзисторы от перепадов напряжения питания. При его отсутствии и при достаточной мощности источника питания встроенные защитные красители транзисторов могут выйти из строя при реверсе напряжения.

Для расширения функциональных возможностей этого мультивибратора в него введена возможность включения / выключения при подаче напряжения положительной полярности на управляющий вход.Если управляющий вход нигде не подключен или напряжение на нем не более 0,5 В, транзисторы VTZ, VT4 закрыты, мультивибратор работает.

Когда на управляющий вход подается напряжение высокого уровня, например, с выхода ТТЛШ. КМОП микросхемы, датчик электрических или неэлектрических величин, например датчик влажности, транзисторы VTZ, VT4 открываются, мультивибратор тормозится. В этом состоянии мультивибратор потребляет ток менее 200 мкА, не считая тока через R2, R3, R9.

Детали и установка

Мультивибратор может быть установлен на печатной плате размером 70 * 50 мм, эскиз которой представлен на рис. 2 Постоянные резисторы можно использовать с любыми малыми размерами. Подстроечный резистор РП1-63М, СП4-1 или аналогичный импортный. Конденсаторы оксидные К50-29, К50-35 или аналоги Конденсаторы С2, С4 — К73-9, К73-17, К73-24 или любые малогабаритные пленочные.

Рисунок: 2. Печатная плата для схемы мощного транзисторного мультивибратора.

Диоды КД522А можно заменить на КД503. КД521. D223 с любым буквенным индексом или импортированные 1N914, 1N4148. Вместо диодов КД226А и КД243А подойдет любой из серий КД226, КД257, КД258, 1 N5401 … 1 N5407.

Композитные транзисторы КТ972А можно заменить любыми из этой серии или из серии КТ8131, а вместо КТ973 — любыми из серии КТ973, КТ8130. При необходимости на небольшие радиаторы устанавливаются мощные транзисторы. При отсутствии таких транзисторов их можно заменить аналогами из двух транзисторов, соединенных по схеме Дарлингтона, рис.3. Вместо маломощных p-p-p транзисторов КТ315Г подойдут любые из серий КТ312, КТ315, КТ342, КТ3102, КТ645, SS9014 и им подобных.

Рисунок: 3. Принципиальная схема эквивалентной замены транзисторов КТ972, КТ973.

Нагрузкой этого мультивибратора может быть динамическая головка, телефонная капсула, пьезокерамический излучатель звука, импульсный повышающий / понижающий трансформатор.

При использовании динамической головки с сопротивлением обмотки 8 Ом следует учитывать, что при напряжении питания 9 В на нагрузку будет подаваться 8 Вт переменного напряжения.Следовательно, динамическая головка мощностью 2 … 4 Вт может выйти из строя через 1 … 2 минуты работы.

Заведение

На рабочую частоту мультивибратора существенно влияют грузоподъемность и напряжение питания. Например, при изменении напряжения питания от 5 до 15 В частота меняется от 2850 до 1200 Гц при работе мультивибратора на нагрузку в виде телефонной капсулы с сопротивлением обмотки 56 Ом. В области низких напряжений питания изменение рабочей частоты более значимо

Выбирая сопротивления резисторов R5, R11, R6, R8, вы можете установить почти строго прямоугольную форму импульсов, когда мультивибратор работает с определенной подключенной нагрузкой при заданном напряжении питания.

Этот мультивибратор может использоваться в различных сигнальных устройствах, устройствах звуковой сигнализации, когда при небольшом доступном напряжении источника питания требуется получить значительную мощность на излучателе звука. Кроме того, его удобно использовать в преобразователях низкого напряжения в высокое, в том числе работающих на низкой частоте осветительной сети 50 Гц.

Бутов А.Л. РК-2010-04.

Мультивибраторы — это еще одна разновидность генераторов. Генератор — это электронная схема, способная поддерживать на выходе сигнал переменного тока.Он может генерировать прямоугольные, линейные или импульсные сигналы. Для генерации генератор должен удовлетворять двум условиям Баркгаузена:

Тл, коэффициент усиления схемы должен быть чуть больше единицы.

Фазовый сдвиг цикла должен составлять 0 или 360 градусов.

Для выполнения обоих условий генератор должен иметь какой-либо усилитель, и часть его выхода должна быть восстановлена ​​на входе. Если коэффициент усиления усилителя меньше единицы, схема не будет колебаться, а если оно больше единицы, схема будет перегружена и будет генерировать искаженную форму волны.Простой генератор может генерировать синусоидальную волну, но не может генерировать прямоугольную волну. Прямоугольную волну можно сформировать с помощью мультивибратора.

Мультивибратор — это форма генератора, имеющая две ступени, благодаря которым мы можем выйти из любого из состояний. По сути, это две схемы усилителя, объединенные с рекуперативной обратной связью. В этом случае ни один из транзисторов не проводит одновременно. В каждый момент времени только один транзистор является проводящим, а другой выключен. Некоторые схемы имеют определенные состояния; состояние с быстрым переходом называется процессами переключения, когда происходит быстрое изменение тока и напряжения.Этот переключатель называется пусковым переключателем. Следовательно, мы можем запустить схему внутри или снаружи.

Схемы имеют два состояния.

Одно из них — стабильное состояние, в котором цепь остается навсегда без запуска.
Другое состояние нестабильно: в этом состоянии схема остается в течение ограниченного периода времени без какого-либо внешнего запуска и переключается в другое состояние. Следовательно, использование мультивибраторов осуществляется в двух состояниях схем, таких как таймеры и триггеры.

Мультивибратор нестабильный на транзисторе

Это автономный генератор, который постоянно переключается между двумя нестабильными состояниями. При отсутствии внешнего сигнала транзисторы поочередно переключаются из выключенного состояния в состояние насыщения с частотой, определяемой постоянными времени RC цепей связи. Если эти постоянные времени равны (R и C равны), то будет генерироваться прямоугольная волна с частотой 1 / 1,4 RC. Поэтому нестабильный мультивибратор называют генератором импульсов или генератором прямоугольных импульсов.Чем больше значение базовой нагрузки R2 и R3 по отношению к нагрузке коллектора R1 и R4, тем больше усиление по току и более резкий фронт сигнала.

Основной принцип работы нестабильного мультивибратора — небольшое изменение электрических свойств или характеристик транзистора. Эта разница приводит к тому, что один транзистор включается быстрее, чем другой, когда сначала подается питание, что вызывает колебания.

Описание схемы

нестабильный мультивибратор состоит из двух сшитых RC-усилителей.
Схема имеет два нестабильных состояния
Когда V1 = LOW и V2 = HIGH, то Q1 включен, а Q2 OFF.
Когда V1 = HIGH и V2 = LOW, Q1 выключен. и Q2 ON.
В данном случае R1 = R4, R2 = R3, R1 должно быть больше R2
C1 = C2
При первом включении схемы ни один из транзисторов не включается.
Базовое напряжение обоих транзисторов начинает расти. Любой транзистор включается первым из-за разницы в легировании и электрических характеристиках транзистора.

Рисунок: 1: Принципиальная схема работы транзисторного нестабильного мультивибратора

Мы не можем сказать, какой транзистор проводит первым, поэтому мы предполагаем, что Q1 проводит первым, а Q2 выключен (C2 полностью заряжен).

Q1 проводит, а Q2 выключен, поэтому VC1 = 0 В, поскольку весь ток на землю происходит из-за короткого замыкания в Q1, и VC2 = Vcc, поскольку все напряжение на VC2 падает из-за разомкнутой цепи TR2 (равно напряжению питания) …
Из-за высокого напряжения VC2 конденсатор C2 начинает заряжаться через Q1 через R4, а C1 начинает заряжаться через R2 через Q1.Время, необходимое для зарядки C1 (T1 = R2C1), больше, чем время, необходимое для зарядки C2 (T2 = R4C2).
Поскольку правая пластина C1 подключена к базе Q2 и заряжается, это означает, что эта пластина имеет высокий потенциал, и когда он превышает напряжение 0,65 В, она включает Q2.
Поскольку C2 полностью заряжен, его левая пластина имеет напряжение -Vcc или -5V и подключена к базе Q1. Значит отключается Q2
TR Теперь TR1 выключен, а Q2 проводит, поэтому VC1 = 5V и VC2 = 0V.Левая пластина C1 ранее была на -0,65 В, которая начинает повышаться до 5 В и подключается к коллектору Q1. C1 сначала разряжается от 0 до 0,65 В, а затем начинает заряжаться через R1 через Q2. Во время зарядки правая пластина C1 находится под низким потенциалом, что отключает Q2.
Правая пластина C2 подключена к коллектору Q2 и предварительно настроена на + 5V. Таким образом, C2 сначала разряжается с 5 В до 0 В, а затем начинает заряжаться через R3. Левая пластина C2 находится под высоким потенциалом во время зарядки, который включает Q1, когда он достигает 0.65 В.

Рисунок: 2: Принципиальная схема работы транзисторного нестабильного мультивибратора

Сейчас Q1 проводит, а Q2 выключен. Вышеупомянутая последовательность повторяется, и мы получаем сигнал на обоих коллекторах транзистора, который не совпадает по фазе друг с другом. Чтобы получить идеальную прямоугольную волну любым коллектором транзистора, возьмем в качестве сопротивления коллектора транзистора сопротивление базы, то есть (R1 = R4), (R2 = R3), а также такую ​​же емкость конденсатора, которая составляет наша схема симметрична.Следовательно, рабочий цикл для низкого и высокого значения выходного сигнала такой же, как при генерации прямоугольной волны.
Константа Постоянная времени формы сигнала зависит от сопротивления базы и коллектора транзистора. Мы можем рассчитать его временной период по формуле: Постоянная времени = 0,693RC

.

Принцип работы мультивибратора на видео с пояснением

В этом видеоуроке телеканала «Паяльник» мы покажем, как между собой соединяются элементы электрической схемы и познакомимся с происходящими в ней процессами.Первая схема, на основании которой будет рассмотрен принцип работы, представляет собой схему мультивибратора на транзисторах. Схема может находиться в одном из двух состояний и периодически переходить из одного в другое.

Анализ 2-х состояний мультивибратора.

Все, что мы сейчас видим, — это два попеременно мигающих светодиода. Почему это происходит? Рассмотрим первое условие .

Первый транзистор VT1 закрыт, а второй транзистор полностью открыт и не мешает протеканию коллекторного тока.Транзистор в этот момент находится в режиме насыщения, что позволяет снизить падение напряжения на нем. И вот правый светодиод горит на полную мощность. Конденсатор С1 в первый момент времени был разряжен, и ток беспрепятственно прошел на базу транзистора VT2, полностью открыв его. Но через мгновение конденсатор начинает быстро заряжаться током базы второго транзистора через резистор R1. После того, как он полностью зарядится (а как известно, полностью заряженный конденсатор не пропускает ток), то транзистор VT2 в результате закрывается и светодиод гаснет.

Напряжение на конденсаторе C1 равно произведению тока базы и сопротивления резистора R2. Перенесемся вперед во времени. Пока транзистор VT2 был открыт и правый светодиод светился, конденсатор С2, ранее заряженный в предыдущем состоянии, начинает медленно разряжаться через открытый транзистор VT2 и резистор R3. Пока он не разряжен, напряжение на базе VT1 будет отрицательным, что полностью перекрывает транзистор. Первый светодиод не горит. Оказывается, к моменту затухания второго светодиода конденсатор C2 успевает разрядиться и становится готовым пропускать ток на базу первого транзистора VT1.Когда второй светодиод погаснет, загорится первый.

И во втором состоянии все то же самое, но наоборот, транзистор VT1 открыт, VT2 закрыт. Переход в другое состояние происходит при разряде конденсатора С2, напряжение на нем падает. После полной разрядки он начинает заряжаться в обратном направлении. Когда напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1 достигает напряжения, достаточного для его открытия, около 0.7 В этот транзистор начнет открываться и загорится первый светодиод.

Давайте еще раз посмотрим на схему.

Конденсаторы заряжаются через резисторы R1 и R4, а разряжаются через R3 и R2. Резисторы R1 и R4 ограничивают ток первого и второго светодиодов. От их сопротивления зависит не только яркость светодиодов. Они также определяют время зарядки конденсаторов. Сопротивления R1 и R4 выбраны намного ниже, чем R2 и R3, так что конденсаторы заряжаются быстрее, чем разряжаются.Мультивибратор используется для приема прямоугольных импульсов, которые снимаются с коллектора транзистора. В этом случае нагрузка подключается параллельно одному из коллекторных резисторов R1 или R4.

На графике показаны прямоугольные импульсы, производимые этой схемой. Одна из областей называется фронтом импульса. Лицевая сторона имеет наклон, и чем больше время зарядки конденсаторов, тем больше этот наклон.


Если в мультивибраторе используются одинаковые транзисторы, конденсаторы одинаковой емкости, а резисторы имеют симметричное сопротивление, то такой мультивибратор называется симметричным.У него одинаковая длительность импульса и паузы. А если будут отличия в параметрах, то мультивибратор будет несимметричным. Когда мы подключаем мультивибратор к источнику питания, то в первый момент времени оба конденсатора разряжаются, а это значит, что на базу обоих конденсаторов будет течь ток и появится нестационарный режим работы, при котором только один из транзисторы должны открыться. Поскольку эти элементы схемы имеют некоторые погрешности в номиналах и параметрах, первым откроется один из транзисторов и запустится мультивибратор.

Если вы хотите смоделировать эту схему в программе Multisim, то вам нужно выставить номиналы резисторов R2 и R3 так, чтобы их сопротивления отличались хотя бы на десятую часть Ом. То же самое проделайте с емкостью конденсаторов, иначе мультивибратор может не запуститься. При практической реализации этой схемы рекомендую подавать напряжение от 3 до 10 Вольт, а теперь вы узнаете параметры самих элементов. При условии использования транзистора КТ315.Резисторы R1 и R4 не влияют на частоту импульсов. В нашем случае они ограничивают ток светодиода. Сопротивление резисторов R1 и R4 можно принять от 300 Ом до 1 кОм. Сопротивление резисторов R2 и R3 составляет от 15 кОм до 200 кОм. Емкость конденсаторов от 10 до 100 мкФ. Представьте себе таблицу со значениями сопротивления и емкости, которая показывает приблизительную ожидаемую частоту импульсов. То есть, чтобы получить импульс длительностью 7 секунд, то есть длительность свечения одного светодиода, равную 7 секундам, нужно использовать резисторы R2 и R3 сопротивлением 100 кОм и конденсатор. емкостью 100 мкФ.

Выход.

Элементами синхронизации этой схемы являются резисторы R2, R3 и конденсаторы C1 и C2. Чем ниже их номиналы, тем чаще будут переключаться транзисторы и тем чаще будут мигать светодиоды.

Мультивибратор может быть реализован не только на транзисторах, но и на микросхемах. Оставляйте свои комментарии, не забудьте подписаться на канал «Пайка ТВ» на YouTube, чтобы не пропустить новые интересные ролики.

Еще одна интересная вещь о радиопередатчике.

Совершенство не достигается, когда нечего добавить
, а нечего удалять.
Antoine de Saint-Exupery

Многие радиолюбители, конечно, сталкивались с технологиями поверхностного монтажа (SMT), SMD (Surface mount device), поверхностным монтажом и слышали о преимуществах поверхностного монтажа, который по праву называют четвертым. революция в электронной технике после изобретения лампы, транзистора и интегральной схемы.

Некоторые люди считают, что поверхностный монтаж сложно осуществить в домашних условиях из-за небольшого размера SMD-элементов и… отсутствие отверстий под детали выводов.
Отчасти это так, но при ближайшем рассмотрении оказывается, что небольшие габариты элементов просто требуют аккуратной установки, конечно, при условии, что речь идет о простых SMD-компонентах, не требующих специального оборудования для установки. Отсутствие ориентиров, то есть отверстий для выводов деталей, только создает иллюзию сложности изготовления чертежа печатной платы.

Требуется практика в создании простых конструкций на SMD-элементах, чтобы приобрести навыки, уверенность в себе и убедиться, что поверхностный монтаж перспективен для вас.Ведь процесс изготовления печатной платы упрощается (не нужно сверлить отверстия, формовать выводы деталей), а получаемый прирост плотности монтажа заметен невооруженным глазом.

Основа наших разработок — несимметричная схема мультивибратора на транзисторах различной конструкции.

Соберем на светодиодах «мигалку», которая послужит оберегом, а также создаст задел для будущих разработок, сделав популярный у радиолюбителей, но не совсем доступный прототип микросхемы.

Асимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры

(рис. 1) — настоящий «бестселлер» в радиолюбительской литературе.


Рисунок: 1. Схема асимметричного мультивибратора


Подключив определенные внешние цепи к схеме, можно собрать более десятка конструкций. Например, звуковой зонд, генератор для изучения азбуки Морзе, средство от комаров, основа однотонного музыкального инструмента. А использование внешних датчиков или управляющих устройств в базовой схеме транзистора VT1 позволяет получить сторожевой таймер, индикатор влажности, освещенности, температуры и многие другие конструкции.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, основатель журнала «Датагор»

Список источников

1. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. — М .: СОЛОН-Пресс. — 2005, 216 с. (стр. 47 — 64).
2. Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем для радиолюбителей. Книга 1. — М .: Альтекс-А, 2001. — 352 с.
3. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Контроль и защита источников питания. Книга 4. — М .: Альтекс-А, 2002. — 176 с.
4. Низковольтная «мигалка».(За рубежом) // Радио, 1998, № 6, с. 64.
5.
6.
7.
8. Сапожник Ч. Любительские схемы управления и сигнализации на ИС. — М .: Мир, 1989 (схема 46. Простой индикатор разряда аккумулятора, стр. 104; схема 47. Маркер Фалина (мигающий), стр. 105).
9. Генератор на LM3909 // Радиосхема, 2008, № 2. Диплом по специальности — радиоинженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радиолюбителю читать с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Читать с паяльником» в издательстве «СОЛОН- Пресса », публикации в журналах« Радио »,« Приборы и экспериментальная техника »и др….

Голос читателя

Статью одобрили 66 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт под своим логином и паролем.

Детектор СФЕРА-2 для наблюдения широких атмосферных ливней в диапазоне энергий 1 ПэВ — 1 ЭэВ — arXiv Vanity

Р.А. Антонов E.A. Bonvech Д.В. Чернов Т.А. Джатдоев М. Фингер-младший М. Фингер Д.А. Подгрудков Т. Роганова СРЕДНИЙ. Широков Я. Вайман Институт ядерной физики им. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация Карлов университет, физико-математический факультет, Прага, Чешская Республика Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Российская Федерация Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация

Аннотация

Описан аэростатный детектор СФЕРА-2, предназначенный для наблюдений за широким атмосферным ливнем (ШАЛ) с использованием ШАЛ оптического излучения Вавилова-Черенкова («черенковский свет»), отраженного от заснеженной поверхности озера Байкал.Мы кратко обсудим концепцию метода отраженного черенковского света, охарактеризуем условия на экспериментальной площадке и рассмотрим конструкцию привязного аэростата, используемого для подъема телескопа СФЕРА-2 над поверхностью. Эта статья в основном посвящена подробному техническому описанию детектора, включая его оптическую систему, чувствительные элементы, электронику и систему сбора данных (DAQ). Приведены результаты некоторых лабораторных и полевых испытаний оптической системы.

ключевых слов:
детектор, ФЭУ, электроника, излучение Вавилова-Черенкова, ливни

журнал: физика астрономических частиц

1 Введение

В диапазоне энергий E> 1 ПэВ первичные космические лучи (КЛ) обычно изучаются путем наблюдения инициируемых ими каскадов в атмосфере — так называемых широких атмосферных ливней (ШАЛ). Для изучения первичного состава КЛ необходима точная оценка параметров ШАЛ.К сожалению, при E> 100 ПэВ плотные массивы наземных ШАЛ, такие как KASCADE Antoni2005 , EAS-TOP Aglietta2004 и CASA-BLANCA Fowler2001 , дают низкие статистические результаты из-за очень низкого потока первичных КЛ таких энергий. При таких энергиях ввиду ограниченного бюджета экспериментов приходится либо снижать качество данных, либо искать другие методы регистрации ШАЛ.

Наблюдение отраженного оптического излучения Вавилова-Черенкова («черенковский свет») ШАЛ — перспективный метод исследования КЛ в диапазоне энергий 1 ПэВ – 10 ЭэВ ANTONOV201924; Антонов: 2015xta .Такой подход позволяет измерить форму функции бокового распределения (ФРР) вблизи оси (R <50 м). Антонов: 2015aqa . Эта область LDF считается наиболее информативной частью LDF с точки зрения чувствительности к составу ANTONOV201924; сфера2009ФИАН-рус . Кроме того, параметры ЛДФ черенковского света обычно гораздо меньше зависят от модели взаимодействия адронов высоких энергий, чем параметры мюонной компоненты ШАЛ.

Эксперимент SPHERE — первая успешная попытка регистрации и реконструкции значительного количества ШАЛ методом отраженного черенковского света (RCL) Antonov: 2015xta .Эти наблюдения проводились детектором СФЕРА-2 на озере Байкал с помощью привязного аэростата («БАПА» — транслитерированное сокращение от русского «привязной воздушный шар Байкал»).

Концепция эксперимента СФЕРА проиллюстрирована на рис. 1. Детектор СФЕРА-2 наблюдает черенковский свет ШАЛ, просматривая часть поверхности озера Байкал площадью ≈ (3/4) ⋅h3. Направление первичной частицы восстанавливается с использованием временной информации, а ее энергия оценивается с использованием полного черенковского светового потока и формы LDF Antonov: 2015aqa .Статистическая погрешность определения энергии составляет 10–20% в зависимости от энергии и условий наблюдения. Наконец, фракция компонента CR с низкой массой может быть идентифицирована с использованием формы LDF ANTONOV201924; Антонов: 2015xta; Антонов: 2015aqa .

Рисунок 1: Концепция наблюдения отраженного черенковского света в эксперименте СФЕРА.

Данная статья в основном посвящена техническому описанию детектора СФЕРА-2. Также описаны условия наблюдения и конструкция аэростата БАПА.Обсуждается применимость подхода RCL к наблюдениям ШАЛ. Было продемонстрировано, что как полностью ядерный спектр (подраздел 6.1 Антонов: 2015xta и сфера2013JP-результатов ), так и состав Антонов: 2015aqa могут быть успешно восстановлены с помощью подхода отраженного черенковского света. В настоящее время проводится более подробный анализ с улучшенным учетом систематических эффектов, и результаты этого анализа будут опубликованы в другом месте.

Рисунок 2: Привязанный аэростат «БАПА» вместе с наземным оборудованием стартовой площадки.Воздушный шар показан во время испытательного полета при дневном свете с эквивалентной нагрузкой для регулировки угла атаки. На вставке (вверху слева) показан детектор СФЕРА-2, подвешенный под аэростатом БАПА во время ночного полета.

2 Условия на экспериментальной площадке

Все измерения детектором СФЕРА-2 проводились в Байкальском национальном парке. Этот район отличается низким уровнем атмосферного и светового загрязнения. Стартовая площадка привязного аэростата располагалась на льду Байкала на расстоянии около 1 км от берега в месте с координатами N 51∘47′49 ′ ′, E 104∘23′19 ′ ′, 455 м. над уровнем моря.Это место находится в нескольких километрах от Байкальского нейтринного телескопа GVD2018 . Место проведения эксперимента СФЕРА доступно по Кругобайкальской железной дороге, которая в настоящее время используется редко; его наличие не повлияло на измерения.

Хорошая прозрачность атмосферы и отсутствие лунного света являются критическими факторами для успешной работы эксперимента СФЕРА. Прозрачность проверялась визуально, обеспечивая отсутствие облачности и видимость Млечного Пути во время наблюдений.Достаточно толстый ледяной покров (не менее 50 см) также необходим для того, чтобы выдержать большую нагрузку сосудов, заполненных гелием (не менее 3 т), и другого оборудования, необходимого для запуска шара (более подробную информацию см. В разделе 3). Эти условия выполняются на Байкале в конце февраля и в марте.

Наконец, предлагаемый метод регистрации ШАЛ также чувствителен к свойствам снежной поверхности, подробное обсуждение которого было проведено в ANTONOV201924 , и было показано, что неопределенности, связанные с поверхностью снега, не ухудшают результаты Черенкова. световые измерения и восстановление параметров ШАЛ.Во время измерений стабильность коэффициента отражения снега периодически контролировалась люксметром.

С учетом лунного цикла и ледовых условий можно проводить один или два сеанса измерений в год продолжительностью около 10 дней каждый. В среднем около половины ночей во время этих сеансов подходят для измерений.

Рисунок 3: Телескоп СФЕРА-2 на поверхности озера Байкал (март 2013 г.).

3 Воздушный шар BAPA

Привязной аэростат БАПА (см. Рис.2) разработан компанией «Авгур-РосАэроСистемы» rosaerosystems специально для нужд эксперимента СФЕРА. BAPA — это баллон переменного объема с широким диапазоном рабочего давления. Размеры аэростата: длина — 15,57 м, диаметр — 5,75 м; его начальный / максимальный объем — 225/250 м3. Система сжатия состояла из 133 резиновых тросов, которые обеспечивали значения избыточного давления 200 Па и 585 Па (то есть давление выше внешнего давления воздуха) при минимальном и максимальном объемах баллона соответственно.Для дальнейшего контроля избыточного давления был установлен автоматический выпускной клапан, который открывается при значениях избыточного давления около 750 Па и закрывается при примерно 650 Па. Датчик перепада давления и температуры также был установлен внутри объема баллона (см. Описание ниже). Это позволило выбрать оптимальную рабочую высоту и контролировать вертикальную скорость при начальном подъеме.

Оболочка баллона «БАПА» объемом 250 м3 изготовлена ​​из ламинированной газонепроницаемой ткани на нейлоновой основе Lamcotec lamcotec .Снаряд дополнялся перевернутым трехплоскостным оперением Y-типа для стабилизации полета. По заявлению производителя, аэростат имел максимальную высоту полета 1000 м с рабочими температурами на этой высоте от -30∘C до + 20∘C и рабочей скоростью ветра до 20 м / с. Максимальная полезная нагрузка составляла 80 кг с запасом 30 кг на высоте 1 км.

Баллон удерживался стальным тросом диаметром 3,1 мм и плотностью 41,1 г / м с расчетной максимальной рабочей нагрузкой 800 кг.Такелажные стропы шара были прикреплены к тросу с помощью вертлюга, чтобы обеспечить свободное вращение шара, позволяющее ориентироваться по ветру. На другом конце трос через шкив, закрепленный на поверхности льда, направлялся к электрической лебедке.

Рисунок 4: Схема детектора СФЕРА-2.

4 Детектор СФЕРА-2

Собранный телескоп СФЕРА-2 показан на рис. 3. Принципиальная схема этого детектора представлена ​​на рис. 4. Он состоял из сферического зеркала, мозаики фотоумножителя (ФЭУ) и блока управления.У каждого ФЭУ был свой сигнальный кабель. Модули питания ФЭУ устанавливались непосредственно на каждый ФЭУ и управлялись через интерфейс I2C I2C_spec индивидуально с помощью коммутатора, расположенного на мозаике.

4.1 Оптическая система

Телескоп СФЕРА-2 (см. Рис. 5) основан на оптической системе Шмидта без корректирующей пластины. Эта упрощенная конструкция страдает сферическими аберрациями, но подходит для наших целей, поскольку площадь сфокусированного светового луча сопоставима с пространственным разрешением мозаики.

Рисунок 5: Оптическая схема телескопа СФЕРА-2.

Зеркало телескопа СФЕРА-2 имело диаметр D = 1,5 м, радиус кривизны Rc = 0,94 м и состояло из семи сегментов. Сегменты были изготовлены из многослойной углеродной ткани, покрытой отражающим слоем алюминия толщиной 120 нм и прозрачным защитным слоем SiO2 толщиной 40 нм. Интегральное представление функции рассеяния точки (PSF) зеркала, а именно доли полной энергии, приходящейся на определенный радиус (функция распределения PSF), показано на рис.6 для светового пучка, параллельного оси детектора. PSF был рассчитан с помощью общедоступного программного обеспечения OSLO EDU (версия 6.6) OSLO и представлен на рис. 6 (вставка) для трех значений угла падения. Все эти расчеты проводились для параллельных балок. Асимметрия пятна под углами 19∘ и 26∘ обусловлена ​​тенью от мозаики. Общий диаметр PSF составляет около 50 мм, что сопоставимо с расстоянием между центрами соседних ФЭУ. Следовательно, излучение от любого источника на поверхности снега внутри поля зрения (FOV) телескопа СФЕРА-2 приведет к значительному сигналу, независимо от местоположения этого источника.

Рисунок 6: Функция распределения PSF для нормальной заболеваемости. На вставке (справа) показано изображение PSF для нормального падения (внизу), а также для угла падения 19∘ (в центре) и 26∘ (вверху).

Оптические свойства зеркала проверялись с использованием источника света на основе сверхъяркого светодиода (LED) APRL-20W-EPA-3040-PW, установленного в центре экрана 100×100 мм за диафрагмой 5 мм с диффузор. Источник света был установлен на испытательном стенде, расположенном на оптической оси прибора вблизи центра кривизны зеркала.ФРТ всех сегментов были одинаковыми, диаметром около 15 мм (такое уширение отраженных изображений связано с неидеальной текстурой отражающей поверхности). Фокусные расстояния всех сегментов оказались одинаковыми. Наконец, на отраженных изображениях сегментов не было обнаружено никаких признаков механической деформации.

Перед началом наблюдений все семь сегментов были собраны и еще раз протестированы с использованием того же источника света. На полученном изображении было обнаружено единственное световое пятно диаметром 20 мм (см. Рис.7). Эта процедура проверки зеркал проводилась на открытом воздухе при температуре воздуха, близкой к той, которая была зафиксирована во время испытательных полетов.

Рисунок 7: Изображение светодиодного источника света, сформированного из 7-сегментного зеркала в сборе.

После сборки зеркала диафрагма диаметром 0,93 м была установлена ​​на 100 мм выше центра кривизны зеркала, а мозаика ФЭУ была установлена ​​на 420 мм ниже зеркала (на ∼520 мм выше центра кривизны зеркала и на ∼50 мм над его точкой фокуса). ). Сама мозаика имела форму отрезка усеченной сферы с кривизной 526 мм, внешним радиусом 250 мм и общей высотой 300 мм (см.рис.5).

4.2 Мозаика ФЭУ

Мозаика состояла из 108 ФЭУ-84-3 ФЭУ84 ФЭУ и одного ФЭУ Hamamatsu R3886 R3886 . ФЭУ-84-3 ФЭУ имеет мультищелочной (Sb-K-Na-Cs) фотокатод диаметром 25 мм с модулятором и 12-ступенчатую динодную систему с мелкоячеистой структурой. Он чувствителен в диапазоне длин волн 300–800 нм с максимумом чувствительности около 420–550 нм. Типичная пиковая квантовая эффективность ФЭУ-84-3 ФЭУ составляет около 18% Антонов2016 . ФЭУ Hamamatsu R3886, установленный в центре мозаики, имел фотокатод из двухкалиевого (Sb-K-Cs) диаметра 34 мм и 10-ступенчатую динодную систему с круглой клеткой.Он чувствителен в диапазоне длин волн 300-650 нм с максимальной чувствительностью около 25% около 420 нм Antonov2016 .

На каждом ФЭУ был установлен источник питания высокого напряжения (HVPS). ФЭУ с источником питания образовывал оптический модуль (ОМ) (см. Рис. 8). OM были плотно упакованы в мозаику, поэтому каждый OM был покрыт алюминиевой фольгой для уменьшения перекрестных помех ФЭУ. Для питания и управления ОМ использовался четырехжильный экранированный кабель длиной 30 см; два провода использовались для входа питания 15 В, а два других провода — для передачи команд и данных телеметрии через интерфейс I2C.ОМ были подключены параллельно парами (с использованием нечетных и четных адресов в паре) к плате коммутатора, расположенной непосредственно на мозаике. Аналоговые выходные сигналы от всех ФЭУ передавались на считывающую электронику в блоке управления через 3-метровые коаксиальные кабели RG-174A / U с волновым сопротивлением 50 Ом. Мозаика ФЭУ была защищена от ветра, но располагалась вне термостатического контейнера. Мозаика имела более высокую температуру, чем наружный воздух из-за тепла от высоковольтных источников энергии.

Рисунок 8: Оптический модуль с ФЭУ-84-3 и высоковольтным источником питания. Рисунок 9: Схема высоковольтного источника питания для ФЭУ.

4.3 Источники питания высокого напряжения

HVPS представлял собой компактное (62 × 25 × 25 мм) устройство с 11 выходными контактами для подключения ФЭУ-84-3. Схема HVPS показана на рис. 9. HVPS состоял из двух плат: умножителя напряжения и платы управления HVPS. Умножитель напряжения выполнен по схеме Кокрофта-Уолтона с двумя RC-цепями на каждом диноде. Эти RC-цепи позволяют отфильтровывать низкочастотные колебания напряжения и высокочастотный шум, обеспечивая тем самым стабильность динодного напряжения 2 мВ.Умножители были построены с использованием высоковольтных конденсаторов 0,47 мкФ 240 В (GRM43DR72E474KW01 murata ) и диодов SM4005PL MCC с максимальным обратным напряжением 600 В. Фильтры были построены с использованием конденсаторов той же линейки, но с разными напряжениями, соответствующими им. напряжений динодов. Все выходные контакты умножителя были напрямую подключены к контактам ФЭУ, за исключением выхода HV10, который был подключен к модулятору ФЭУ для эффективного сбора фотоэлектронов на первом диноде.Плата умножителя напряжения была покрыта толстыми слоями силиконового герметика для электрической изоляции и предотвращения утечек и разряда.

Плата управления HVPS содержит индуктивный насос MAX1847 MAX1847 для генерации импульсов высокого напряжения и 8-битную микросхему цифро-аналогового преобразователя (DAC) Analog Devices AD5245BRJ50 AD5245BRJ50 для управления высоким напряжением в диапазоне 800–1500 В. Это напряжение было установлено в соответствии со значением, записанным в выходном регистре через интерфейс I2C.Плата контролировала все напряжения относительно выходного значения HV2.

Другой 4-канальный 12-разрядный чип AD7994BRU AD7994BRU был использован для управления выходным напряжением HV1, входным напряжением +15 В, средним анодным током ФЭУ с точностью до 0,1 мкА и температурой платы источника питания с точностью до 0,1 мкА. B57621C0474J062 Термистор NTC EPCOS . Цифровой выход ALERT / BUSY микросхемы AD7994BRU использовался для включения и выключения индукционного насоса. После включения питания +15 В высокое напряжение оставалось выключенным.Высокое напряжение можно было активировать только командой через интерфейс I2C.

Напряжения на всех других выходах (HV2-HV11) не измерялись во время экспериментальных прогонов, а оценивались с использованием напряжения HV1. Зависимость напряжений HV2-HV11 от напряжения HV1 была исследована на партии случайных HVPS.

Потребляемая мощность HVPS была менее 90 мВт при усредненном по времени анодном токе ФЭУ 100 мкА. В темноте (отсутствие света на фотокатоде ФЭУ) потребляемая мощность HVPS упала до 35 мВт.

4.4 Мозаичный коммутатор

Мозаичный коммутатор был установлен под ОМ (общий вид платы коммутатора см. На рис.10) и состоял из двух плат: объединительной платы со всеми пассивными элементами (фильтры, предохранители и розетки для подключения питания и управления HVPS) и сменная основная плата, на которой размещены все микросхемы, датчики, стабилизация питания +3,3 В и т. д. Такая конструкция была использована для облегчения замены вышедших из строя активных компонентов без полной разборки мозаики.

Рисунок 10: Плата коммутатора с 64 каналами I2C, установленная на мозаике ФЭУ.

Принципиальная схема коммутатора представлена ​​на рис. 11. Коммутатор служил для доступа бортового компьютера к каждому из ОМ через интерфейс I2C. Поскольку на бортовом компьютере отсутствовала встроенная поддержка I2C, интерфейс был эмулирован с использованием сигнальных линий порта LPT. Две микросхемы Analog Device ADuM1251 ADuM1251 использовались для трансляции команд, одна для сигналов SCL и SDA, а другая для независимого сигнала RESET, который переключал коммутатор в исходное состояние (сразу после включения).

Рисунок 11: Функциональная схема платы 64-канального коммутатора I2C.

Ядро коммутатора состояло из восьми микросхем NXP Semiconductor PCA9547PW PCA9547 , каждая с восемью каналами I2C (всего 64 канала). Каналы 1–56 использовались для коммутации ОМ. Поскольку OM с нечетными и четными адресами могут быть подключены к интерфейсу I2C параллельно, всего можно было использовать 112 OM. Питание ОМ осуществлялось через плату коммутатора. Каждый ОМ был подключен к шине питания +15 В через самовосстанавливающийся предохранитель MF-R005 MF-R005 с максимальным током 50 мА.

Каналы 57–62 зарезервированы для различных датчиков. Датчик Analog Devices AD7415 AD7415 зарегистрировал температуру на мозаике. Коммутатор мозаики ФЭУ имел магнитометр и инклинометр (см. Рис. 4) для контроля ориентации мозаики (вращения и наклона соответственно). Поскольку детектор СФЕРА-2 свободно подвешивался под баллоном «БАПА», необходимо учитывать наклон мозаики для восстановления геометрических параметров ливня.

Магнитометр Honeywell HMC6352 HMC6352 (сейчас не производится) был установлен на 18 см ниже платы коммутатора для контроля ориентации мозаики в горизонтальной плоскости с точностью ± 2,5∘. 2-х осевой инклинометр NS-25 / DQL2-IXA инклинометр был установлен непосредственно на основной плате коммутатора и позволял измерять наклон детектора относительно горизонтальной плоскости с точностью 0,1 ° (0,3 ° во всем температурном диапазоне). ). Во время наблюдений наклон детектора составлял около 3∘ в штиль (система подвески детектора была не очень точной) и до 18∘ в ветреную погоду.

4.5 Блок управления

Электроника размещалась в термостабильном контейнере над оптической частью детектора СФЕРА-2. Вся электроника была смонтирована в 19-дюймовом ящике глубиной 240 мм с 21 слотом для модулей высотой 6U. Для подключения электронных плат использовалась пассивная кросс-ISA плата PCA-6120 Advantech с 20 слотами. В ящике размещались четырнадцать 8-канальных плат FADC, плата триггера, плата калибровки светодиодов (которая также содержала внешние датчики давления и температуры) и бортовой компьютер (см.рис.12). Блок управления имел два датчика температуры для измерения температуры снаружи и внутри блока. В случае перегрева электроники включалась система охлаждения. Другой датчик использовался для измерения температуры внутри оболочки баллона.

Рисунок 12: Передняя панель электроники.
4.5.1 Измерительные каналы

На рис. 13 представлена ​​логическая схема измерительного канала детектора СФЕРА / ̄2. Канал состоял из двух 10-битных АЦП Analog Devices AD9203ARU AD9203ARU с частотой дискретизации 40 МГц и двух операционных усилителей AD8011 AD8011 с коэффициентом умножения −30.0 ± 0,3 Сигнал анодного тока от ОМ разветвлялся на эти два усилителя, где он инвертировался и усиливался. Затем сигнал подавался на два АЦП, которые отправляли оцифрованные значения сигнала на микросхему FPGA каждые 25 нс. Сигналы синхронизации подавались на АЦП со сдвигом между ними на 180 °, поэтому анодный сигнал оцифровывался каждые 12,5 нс.

Микросхема XILINX FPGA Xilinx (конфигурационная микросхема потока битов) реализовала алгоритм обработки потока цифровых данных.Схема этой процедуры показана на рис. 14. Сначала входящие сигналы были разделены на линии задержки 6,4 мкс. Затем сигнал от одной из двух результирующих ветвей отправлялся интегратору, который вычислял интегральный сигнал Aint за последние 100 нс (другая ветвь на этом этапе не рассматривалась). Затем этот интегральный сигнал сравнивался с порогом Athr, который устанавливался индивидуально для каждого канала. Если Aint> Athr, на плату триггера был отправлен сигнал дискриминатора.

Когда плата триггера выдает «триггерный» сигнал, информация, собранная АЦП в течение последних 12.8 мкс было скопировано в специально разработанный буфер. Использование линий задержки и буфера позволило записывать сигнал не только вокруг и после времени триггера, но и до этого момента. Буфер способен хранить четыре события. Время, необходимое для чтения одного события из буфера и записи этой информации на твердотельный накопитель (SSD), составляло примерно 0,25 с. Поскольку каждое «триггерное» событие сопровождалось калибровочным событием, максимальная частота считывания события составляла около 2 Гц.

Рисунок 13: Функциональная схема одноканального FADC.Рисунок 14: Схема системы сбора данных (DAQ) детектора СФЕРА-2.

Сигналы дискриминатора посылались на триггер непрерывно. Если система триггера генерирует сигнал триггера, когда буфер заполнен, система сбора данных установит флаг триггера в 1 и записывает 12,8 мкс данных из канала сразу после освобождения буфера. Это привело к «мертвому времени» детектора. Такая ситуация не характерна для условий работы детектора СФЕРА-2, но все же иногда возникает из-за перекрестных помех ОМ или высокого уровня освещенности.

Плата измерительного канала, показанная на рис. 15, имела 8 входных разъемов SMA для аналоговых сигналов. Плата состояла из четырех микросхем FPGA XILINX Spartan3 XC3S200-4TQ144I XILINX_Spartan (одна микросхема на четыре АЦП или на два канала). Микросхема XILINX CoolRunner XCR3128XL-10TQ144I XCR3128XL CPLD использовалась в качестве клиентского контроллера шины ISA и загрузчика программ для FPGA.

Рисунок 15: 8-канальная плата FADC.

Каждая канальная плата флэш-АЦП имела отдельный вторичный источник питания.Напряжение шины ISA +5 В было преобразовано в четыре выходных напряжения +2,8 В, -2,8 В, +2,5 В и +1,2 В. Для положительных напряжений микросхема понижающего DC-DC преобразователя MAX1556 MAX1556 был использован КПД и максимальный ток 1,2 А. Для отрицательного напряжения использовался преобразователь напряжения на коммутируемых конденсаторах ADM8660 ADM8660 , который преобразовывал +2,8 В в -2,8 В. Общая потребляемая мощность платы в полном рабочем режиме была ниже 2 Вт. Спящий режим использовался, когда плата FADC была загрузился, но ждал начала измерений.В этом режиме все преобразователи были выключены, а потребляемая мощность составляла около 10 мВт. Только чип CPLD работал как супервизор и постоянно ждал команд. Также появилась возможность измерения температурного режима двумя датчиками и напряжения питания с помощью дополнительных микросхем AD7994BRU ADC AD7994BRU .

Рисунок 16: Плата запуска.
4.5.2 Триггер

Система запуска имела 112 входных каналов (109 основных и 3 зарезервированных), на которые поступали сигналы дискриминатора от измерительных каналов.Плата триггера показана на рис. 16. Логическая модель мозаики ФЭУ была загружена в микросхему ПЛИС XILINX Spartan XC3S400 XILINX_Spartan на этапе загрузки детектора. Система запуска детектора поддерживала несколько условий запуска, некоторые из которых могли быть активны одновременно. Два «локальных» условия L2 и L3 (требующие, чтобы по крайней мере два или три (соответственно) соседних канала генерировали сигналы дискриминатора в пределах временного окна 1 мкс) и четыре «глобальных» условия G3, G4, G5 и G7 (требующие, чтобы были доступны по крайней мере три, четыре, пять или семь (соответственно) каналов с любыми номерами для генерации сигналов дискриминатора в пределах временного окна 1 мкс).Система запуска одновременно использовала одно локальное и одно глобальное условие.

Плата триггера имела порт синхронизации для входного разъема сигнала PPS модуля GPS. Входной разъем внешнего триггера позволял генерировать принудительные внутренние триггерные сигналы, которые можно было использовать для записи кадров данных с электронным шумом и фоновой подсветкой. Кроме того, срабатывание триггера могло произойти с помощью программной команды. Выходной порт триггера использовался для отправки сигналов на калибровочную плату для создания калибровочных кадров Антонов2016 .

Рисунок 17: Калибровочная плата.
4.5.3 Калибровочная плата

Плата для калибровки светодиодов является важной частью детектора SPHERE / ̄2. Эта плата позволяла получить автоматическую оперативную относительную калибровку каждого ФЭУ в мозаике для каждого обнаруженного события. Это, в свою очередь, позволило снизить неопределенности при восстановлении ЛДФ. Подробное описание процедур калибровки СФЕРА / ̄2 приведено в Антонов2016 .

Калибровочная плата (изображена на рис.17) включает семь драйверов для светодиодов Foryard FYL-5013VC1V foryard_cite с максимальным излучением около 402–405 нм. Светодиоды устанавливались на плату (в термостабилизированном боксе), и свет передавался на мозаику по оптоволоконным кабелям. Драйверы светодиодов позволяли формировать световые импульсы с запрограммированной интенсивностью и почти прямоугольной формой. Амплитуда импульсного напряжения устанавливалась индивидуально для каждого светодиода в диапазоне 3,3–8,9 В с помощью AD5245BRJ50 DAC AD5245BRJ50 (как и в HVPS) и стабилизатора напряжения LM217 LM217 .Прямоугольная форма импульса формировалась с помощью дифференциального каскада на транзисторах KT972A Integral_972 и KT973A Integral_973 и переключателя «включено-выключено» на базе микросхемы KP1533LE1 (аналог SN74ALS02 TI_SN1274ALS02A). Длительность импульсов и порядок переключения (см. Таблицу в Antonov2016 ) контролировались прошивкой калибровочной платы, загруженной в микросхему XILINX XCR3128XL CPLD XCR3128XL .

Последовательность калибровочной флэш-памяти запускалась внешним входом с платы триггера или программной командой (используется только для целей тестирования, поскольку этот способ относительно медленный).Задержка между поступлением сигнала запуска и первой вспышкой светодиода была установлена ​​в прошивке FPGA. Драйверы светодиодов питались от линии +12 В с помощью DC-DC преобразователя TMA0512S TRACO . 8-й канал калибровочной платы был зарезервирован для лампы накаливания, имитирующей мозаичное освещение звездным фоном.

Местный датчик давления и температуры HP03S HP03S был установлен на калибровочной плате. Поскольку условия в термостатическом боксе могли отличаться от внешних условий, был использован дополнительный (внешний) датчик давления и температуры, и дополнительный разъем для этого датчика был добавлен на лицевую панель калибровочной платы.Кроме того, датчик перепада давления CPCL04DFC CPCL04DFC использовался для контроля избыточного давления внутри воздушного шара (см. Раздел 3) во время начального заполнения воздушного шара и на каждом этапе полета. Избыточное давление быстро увеличивается с высотой, но медленно уменьшается с течением времени на постоянной высоте из-за охлаждения газа в воздушном шаре. Следует помнить, что при избыточном давлении 750 Па открывается предохранительный клапан, что приводит к потере газа. Таким образом, измерения избыточного давления оказались особенно полезными во время начального всплытия, что позволило нам выбрать такую ​​скорость всплытия, когда газ достаточно остынет, чтобы избежать ненужной утечки.

4.5.4 Бортовой компьютер

В качестве бортового компьютера использовался промышленный компьютер Advantech PCA-6781VE Advantech с процессором Intel Celeron M 600 МГц, работающий под управлением ОС Slackware Linux 13.37. Slack . Компьютер был напрямую подключен к измерительным платам, триггеру и калибровочной плате через шину ISA (см. Раздел 4.5). На передней панели компьютерной платы находились выключатель питания, выключатель обогревателя, четыре порта USB 2.0 для модуля Wi-Fi D-Link DWA-126 D-link_DWA126 с подключением флеш-накопителя и внешней антенной ANT24-1201 D-link_ANT24 .Кроме того, можно было подключить клавиатуру и монитор для прямого доступа и настройки ОС.

Вторичные источники питания детектора располагались внутри модуля бортового компьютера. Эти источники питания были собраны с использованием DC-DC преобразователей XP Power XP-Power ICh20024S05 (+5 В, 20 А), JTA1024S12 (+12 В, 0,83 А) и ICH5024WS15 (+15 В, 3,33 А) на отдельная плата источника питания низкого напряжения (LVPS) с микросхемой XILINX Xilinx XCR3128XL CPLD в качестве контроллера.Этот контроллер служил мостом между портом LPT и интерфейсом I2C. Интерфейс I2C, эмулируемый на выводах порта LPT бортового компьютера, использовался для доступа и управления мозаичным коммутатором ФЭУ (см. Раздел 4.4) и вентиляторами системы охлаждения, а также для измерения напряжения и тока основных батарей питания.

Сам бортовой компьютер питался от двух источников питания: +5 В и +12 В (см. Рис. 18). Поскольку рабочая температура компьютера составляла от 0∘ до 60∘C, на задней стороне компьютерной платы был установлен электрический нагреватель мощностью 25 Вт, чтобы обеспечить нормальную загрузку при температуре окружающей среды около -20∘C.На нагрев требовалось 10-15 минут, и после успешной загрузки системы нагреватель был выключен, поскольку бортовая электроника при работе генерировала достаточно тепла для поддержания необходимого диапазона температур.

Рисунок 18: Бортовой компьютер и блок питания.

4.6 Передача данных и телеметрия

Аппарат СФЕРА-2 имел множество датчиков температуры и давления для управления как условиями полета, так и состоянием электроники, и был спроектирован как полностью автоматический. Однако в блок управления входили также USB-адаптер Wi-Fi и антенна, позволяющая управлять извещателем удаленно с земли.Для поддержания связи на расстояниях более 300 м использовалась направленная антенна, поэтому соединение Wi-Fi было нестабильным из-за изменения положения детектора СФЕРА-2 из-за ветра. Сигнал пропадал, когда детектор выходил из конуса 45 ° относительно антенны. Эта проблема была решена путем изменения направления антенны вручную.

Соединение Wi-Fi использовалось для передачи данных телеметрии, уведомлений о зарегистрированных событиях с кратким обзором этих событий, а также для отправки команд блоку управления (включая обновления состояния триггера, питание PMT, условия триггера и т. Д.). Высота и координаты детектора СФЕРА-2 контролировались Garmin 16HVS GPS GarminGPS через последовательный порт RS-232. GPS имел вывод PPS с точностью 1 мкс для привязки обнаруженных событий к мировому времени. Датчик давления HP03S HP03S измеряет атмосферное давление вне блока. Датчик перепада давления CPCL04DFC CPCL04DFC с инструментальным усилителем INA128P INA128P позволил измерить избыточное давление внутри оболочки баллона с точностью не хуже 3 Па.Мозаика ФЭУ была дополнена собственным датчиком температуры Analog Devices AD7415 AD7415 .

4.7 Система электропитания

За электроникой в ​​отдельном корпусе были установлены шесть литий-ионных аккумуляторных блоков UNB-01 (EL1901) общей мощностью около 900 Вт / ч. Система питания детектора СФЕРА-2 использовала несколько батареек в блоке и была спроектирована так, чтобы обеспечить «горячую» замену батарей в блоке без необходимости выключать детектор.При максимальной потребляемой аппаратом мощности порядка 50 Вт энергосистема гарантировала 15 часов стабильной работы. При минимальном потреблении энергии (бортовой компьютер активен, системы связи активны, контроль температуры активен, все остальные системы отключены) батареи могут обеспечивать питание извещателя около 50 часов. Второй комплект из шести батарей и возможность горячей перезагрузки системы питания позволили поддерживать устройство в рабочем состоянии в течение всего периода измерения (т.е. около 10 дней).

5 Обсуждение и выводы

В данной статье мы даем описание эксперимента СФЕРА с учетом всех изменений в конструкции детектора СФЕРА-2, которые были внесены после испытательных полетов 2008-2010 годов. Мы выполнили детальное моделирование отклика детектора СФЕРА-2, включая расчет его инструментальной чувствительности (см. ANTONOV201924 ). В 2011–2013 годах на озере Байкал было проведено три успешных цикла измерений, в результате которых было зарегистрировано более 103 событий EAS Antonov: 2015xta .Анализ и интерпретация экспериментальных данных предоставлены в Антонов: 2015xta; Антонов: 2015aqa . В этих работах было показано, что метод регистрации ШАЛ с использованием отраженного черенковского света может быть использован не только для восстановления энергии первичной частицы, но и для оценки состава КЛ. Продолжается более подробный анализ с уточнением систематики; его результаты будут опубликованы в другом месте.

К сожалению, общее количество ливней, зарегистрированных детектором СФЕРА-2, все еще довольно мало по сравнению с наземными массивами, такими как KASCADE-Grande ape12 , EAS-TOP agl89 и TALE abb18 .Это в основном связано с двумя причинами, а именно: 1) скромная чувствительность и квантовая эффективность ФЭУ-84-3, использованного в эксперименте, 2) технические трудности с поддержанием аэростата «БАПА» в эксплуатационных условиях и некоторые логистические проблемы. Использование более чувствительных ФЭУ увеличило бы количество регистрируемых событий в несколько раз. Кроме того, условия русской зимы позволяют проводить до пяти измерений в год при достаточном запасе гелия. В целом ожидаемое количество событий после этих улучшений может возрасти примерно на порядок.

Разработка аппаратной части детектора СФЕРА-2 в основном велась в период 2005-2010 годов с использованием существующих и доступных на тот момент электронных компонентов и материалов. В настоящее время, с увеличением функциональности и миниатюризации электроники, а также с появлением новых кремниевых фотоумножителей, можно достичь тех же технических целей более простыми и эффективными способами. Использование кремниевого ФЭУ и современных электронных компонентов позволило бы снизить вес оборудования как минимум в 10 раз.В свою очередь, меньшая масса детектора позволила бы отказаться от громоздкого аэростатного оборудования и перейти на использование в качестве носителя беспилотных летательных аппаратов, таких как коптер или дрон.

6 Благодарности

Мы благодарны группе С.Б. Шаулова из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН за помощь в сборке и испытании электронного оборудования и подготовке экспедиций. Мы также благодарим коллаборацию Байкал-ГВД и Г.В. Домогацкому (Институт ядерных исследований РАН) за поддержку эксперимента «СФЕРА» на научной станции «Озеро Байкал». Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований [гранты 11-02-01475-а, 12-02-10015-к] и Президиумом РАН. Работа Т.Д. была поддержана Мюнхенским институтом астро- и физики элементарных частиц (MIAPP) кластера передового опыта DFG «Происхождение и структура Вселенной».

Список литературы

  • (1) Т.Антони и др. Сотрудничество KASCADE, KASCADE измерения энергии спектры элементных групп космических лучей: результаты и открытые проблемы, Физика астрономических частиц 24 (1-2) (2005) 1–25. DOI: 10.1016 / j.astropartphys.2005.04.001.
  • (2) М. Аглиетта и др., Первичный состав космических лучей в «Коленная» область через ШАЛ электромагнитные и мюонные измерения на EAS-TOP, Astroparticle Physics 21 (6) (2004) 583–596. DOI: 10.1016 / j.astropartphys.2004.04.005.
  • (3) Дж.Фаулер и др., Измерение спектра и состава космических лучей на колено, Astroparticle Physics 15 (1) (2001) 49–64. DOI: 10.1016 / s0927-6505 (00) 00139-0.
  • (4) Р. Антонов и др., Пространственно-временная структура ШАЛ, отраженная Черенковым. световой сигнал, Astroparticle Physics 108 (2019) 24 — 39. DOI: 10.1016 / j.astropartphys.2019.01.002.
  • (5) Антонов Р.А. и др., Обнаружение отраженного черенковского света от протяженных атмосферные ливни в эксперименте СФЕРА как метод исследования сверхвысоких энергий. космические лучи, Phys.Часть. Nucl. 46 (1) (2015) 60–93. DOI: 10,1134 / S1063779615010025.
  • (6) Антонов Р.А. и др., Поэтапное исследование состава КЛ с помощью СФЕРА. эксперимент с использованием данных 2013 г., J. Phys. Конф. Сер. 632 (1) (2015) 012090. arXiv: 1503.04998, DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 632/1/012090.
  • (7) Анохина А. и др. Методика измерения спектра протонов ПКЛ в диапазон энергий> 1016 эВ, Вестник Физического института им. П.Н. Лебедева. 36 (5) (2009) 146–149. DOI: 10.3103 / s106833560

    42.
  • (8) Антонов Р. и др., Результаты по спектру и составу первичных КЛ. реконструирован детектором СФЕРА-2, Journal of Physics CS 409 (1) (2013) 012088–012091. DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 409/1/012088.
  • (9) Г. Домогацкий и др., Гигатонный объемный детектор на Байкале: состояние проект, 2018, с. 063. DOI: 10.22323 / 1.307.0063.
  • (10) Авгур РосАэроСистемы, Сайт.
    URL http://rosaerosystems.com
  • (11) L. Inc., Laminating Coating Technologies Inc., интернет сайт.
    URL http://www.lamcotec.com/
  • (12) «Спецификация интерфейса».
    URL http://www.i2c-bus.org/
  • (13) Программное обеспечение оптики для компоновки и оптимизации, Интернет сайт.
    URL https://www.lambdares.com/oslo
  • (14) П. Дунаевская, М. Подоксина, Ю. Ронкин, Фотоэлектронный умножитель ФЭУ-84, Приборы и техника эксперимента. 5 (1970) 252–255.
  • (15) Хамамацу Фотоникс К.К., Товар Спецификация. (2010).
    URL http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/etd/L11416_L11494_TACC1057E.pdf
  • (16) Антонов Р. и др. Система калибровки светодиодов детектора СФЕРА-2. Физика астрономических частиц 77 (2016) 55–65. DOI: 10.1016 / j.astropartphys.2016.01.004.
  • (17) Мурата, «Спецификация продукта».
    URL https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/capacitor/mlcc/c02e.ashx?la=en-us
  • (18) Корпорация Micro Commercial Components Corp., «Товар Спецификация».
    URL https://www.mccsemi.com/pdf/Products/SM4001PL-SM4007PL(SOD-123FL)-V3.pdf
  • (19) Максим Интегрированный, «Товар Спецификация».
    URL https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1846-MAX1847.pdf
  • (20) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD5245.pdf
  • (21) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http: //www.analog.com / media / en / Technical-Documentation / Data-Sheet / AD7993_7994.pdf
  • (22) EPCOS AG, «Товар спецификация (сейчас не в производстве) ».
    URL http://datasheetz.com/data/Sensors,%20Transducers/Thermistors%20-%20NTC/B57621C474J62-datasheetz.html
  • (23) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADUM1250_1251.pdf
  • (24) NXP Semiconductors, «Товар Спецификация».
    URL https: // www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCA9547.pdf
  • (25) Bourns, Inc., «Товар Спецификация».
    URL http://bourns.com/docs/product-datasheets/mfr.pdf?sfvrsn=bc732717_30
  • (26) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD7414_7415.pdf
  • (27) Ханиуэлл, HMC6352 Техническая спецификация.
    URL https://datasheet4u.com/datasheet-pdf/Honeywell/HMC6352/pdf.php?id=632821
  • (28) Durham Instruments, «Товар Спецификация».
    URL https://disensors.com/product/dql-dual-axis-inclinometer/
  • (29) Advantech Co., Ltd., Веб-сайт.
    URL http://www.advantech.com/
  • (30) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9203.pdf
  • (31) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8011.pdf
  • (32) Xilinx Inc., Интернет сайт.
    URL https://www.xilinx.com/
  • (33) Xilinx, «Товар Спецификация».
    URL https://www.xilinx.com/support/documentation/data_sheets/ds099.pdf
  • (34) Xilinx, «Товар Спецификация».
    URL https://www.xilinx.com/support/documentation/data_sheets/ds016.pdf
  • (35) Максим Интегрированный, «Товар Спецификация».
    URL https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1556-MAX1557.pdf
  • (36) Аналоговые устройства, «Товар Спецификация».
    URL https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADM660_8660.pdf
  • (37) Нинбо Форярд Оптоэлектроника, FYL-5013VC1C Техническая спецификация.
    URL {https://datasheet4u.com/datasheet-pdf/NingboForyard/FYL-5013VC1C/pdf.php?id=1096448}
  • (38) STMicroelectronics, «Товар Спецификация».
    URL www.st.com/resource/en/datasheet/lm217.pdf
  • (39) ЗАО «ИНТЕГРАЛ», г. «Товар спецификация ».
    URL https: //www.integral.Автор / sites / default / files / pdf / kt972.pdf
  • (40) ЗАО «ИНТЕГРАЛ», г. «Товар спецификация ».
    URL https://www.integral.by/sites/default/files/pdf/kt973.pdf
  • (41) Texas Instruments, «Продукт Спецификация».
    URL https://www.ti.com/lit/gpn/SN74ALS02A
  • (42) TRACO Electronic AG, «Товар Спецификация».
    URL https://www.tracopower.com/products/tma.pdf
  • (43) НАДЕЖДА Microelectronics CO., HP03S Техническая спецификация.
    URL https: // datasheet4u.ru / datasheet-pdf / HOPERF / HP03S / pdf.php? id = 748092.
  • (44) Honeywell International, Inc., «Товар Спецификация. Сейчас не в производстве ».
    URL https://www.elfa.se/Web/Downloads/_t/ds/CPC_eng_tds.pdf
  • (45) Slackware Linux, Inc., «Дистрибутив ОС разработчик ».
    URL http://www.slackware.com/
  • (46) D-Link (Europe) Ltd., «Товар Спецификация».
    URL http://dlink.ru/mn/products/2/1297.html
  • (47) D-Link (Europe) Ltd., «Товар Спецификация».
    URL http://www.dlink.ru/mn/products/2/229_b.html
  • (48) XP Power, веб-сайт.
    URL https://www.xppower.com/
  • (49) Garmin Ltd., «Товар Спецификация».
    URL http://static.garmin.com/pumac/470_GPS16_17TechnicalSpecification.pdf
  • (50) Texas Instruments, «Продукт Спецификация».
    URL https://www.ti.com/lit/gpn/INA128
  • (51) W. Apel, et al. (Сотрудничество KASCADE-Grande), Спектр космические лучи высоких энергий, измеренные с помощью KASCADE-Grande, APh 36 (2012) 183–194.DOI: 10.1016 / j.astropartphys.2012.05.023.
  • (52) M. Aglietta et al. (Сотрудничество EAS-TOP), Массив EAS-TOP в E0 = 1014–1016 эВ: стабильность и разрешение, NIM A 277 (1989) 23–28. DOI: 10.1016 / 0168-9002 (89)

    -7.
  • (53) Р. Аббаси и др. Сотрудничество TALE, Энергетический спектр космических лучей от 2 ПэВ до 2 ЭэВ Наблюдается детектором TALE в монокулярном режиме, ApJ 865 (2018) 74. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / aada05.
Примечания к выпуску задачи

| Компоненты до V5 | Admin Docs

Note : Обязательно ознакомьтесь с этой статьей перед загрузкой или установкой Task.

Важное примечание о версиях задач
Версия 4.2 — последняя Последние наиболее стабильные версии Kinetic Task, работающие с JRuby 9000
Версия 4.1 — 4.2 Версия 4.1.x кинетической задачи поддерживается для клиентов, которые еще не могут использовать JRuby 9000 из-за несовместимости библиотек обработчиков задач. Перед обновлением до Task 4.2+ прочтите эту статью: Что нужно учитывать при обновлении до Kinetic Task 4.2+

Скачать

.war Скачать (MD5 | SHA1 | SHA256)

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования. Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
Механизм задач отключен при запуске Опять исправляет проблему с проверкой существования одной из таблиц базы данных для всех поддерживаемых систем управления базами данных КТ-1125

Скачать

.war Скачать (MD5 | SHA1 | SHA256)

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования. Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
Исключение при запуске при использовании баз данных Oracle или Microsoft Устраняет проблему с проверкой существования одной из таблиц базы данных при использовании Oracle DB или Microsoft SQL Server КТ-1064

Скачать

.war Скачать (MD5 | SHA1 | SHA256)

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования. Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Новые возможности!

Сводка Описание Номер выпуска
Защита от перезаписи дерева Добавляет защиту от случайной перезаписи деревьев.Если несколько разработчиков работают над одним и тем же деревом, они будут предупреждены и получат возможность «сохранить как новый» вместо того, чтобы слепо перезаписывать ранее сохраненную работу. КТ-1027
Цикл с JSON Добавляет поддержку цикла по JSON в дополнение к XML. КТ-1026
Импорт дерева, подпрограммы и обработчика с URL-адреса Добавляет поддержку импорта дерева, процедуры или обработчика через URL-адрес в дополнение к предоставлению файла для загрузки. КТ-1021

Улучшенная функциональность

Сводка Описание Номер выпуска
Обновление источника CE Добавляет привязки CreatedAt / CreatedBy и UpdatedAt / UpdatedBy для формирования деревьев обновлений КТ-978
Обсуждения Источник Добавляет нового потребителя исходных текстов для кинетических дискуссий КТ-988
Согласованность экспорта дерева / процедуры При экспорте дерева или процедуры определение XML было нормализовано и будет экспортировать в согласованном формате.Раньше, даже если в дерево или процедуру не вносились изменения, пробелы и новые строки добавлялись / удалялись, и казалось, что были изменения по сравнению с предыдущей версией. КТ-1016
Повышение производительности Изменяет способ обработки работы в двигателе. Вместо «сна» движок будет обрабатывать новую работу, если она существует. Кроме того, работа, которая не является частью цикла, теперь будет иметь приоритет и завершена перед работой, которая является частью контекста цикла КТ-1016, КТ-1019
Поддержка конфигураций настроек через переменные ENV Добавляет поддержку установки пароля базы данных и системного пароля с помощью переменных среды и игнорирует пароли, установленные в файле свойств. КТ-1035

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
ZIP-файлы обработчика задач, растущие в базе данных Устраняет проблему, при которой в базе данных для одного и того же обработчика существует несколько zip-записей обработчика задач после его обновления КТ-1012
Хранилище удостоверений LDAP Исправляет хранилище идентификаторов LDAP, которое не извлекало какие-либо группы для пользователя с зарезервированными символами в их DN КТ-986
Ошибка исходного API При экспорте источников параметр запроса include = properties вызывал ошибку. КТ-1054
Триггеры застряли Работа в процессе Устранена ошибка, из-за которой триггеры могли застревать в состоянии «Работа в процессе» при выключении двигателя и не срабатывать снова. КТ-1038
Адрес электронной почты владельца процесса не сохраняется Разработчики дерева могут установить адрес электронной почты владельца процесса при построении дерева. Эта проблема устраняет ошибку, из-за которой это электронное письмо не сохранялось КТ-1039

Рекомендации по веб-серверу

Арт. Рекомендация
Сервер веб-приложений Tomcat 7.0,77+
Память кучи веб-сервера Минимум 512 МБ (-Xms512m)
Максимум 1024 МБ (-Xmx1024m)

Рекомендуемые свойства можно добавить в переменную среды JAVA OPTS для веб-сервера. Если запущен сервер Tomcat, вместо этого следует использовать переменную среды CATALINA OPTS.

  • Если сервер Tomcat запущен в среде Linux, свойства должны быть добавлены в файл / bin / setenv.sh файл. Просто создайте файл setenv.sh, если он не существует, и убедитесь, что файл имеет разрешение на выполнение (chmod + x setenv.sh).

    • экспорт CATALINA_OPTS = «- Xms512m -Xmx1024m»
  • Если сервер Tomcat запущен как служба Windows, свойства необходимо добавить в реестр Windows. Рекомендуемый способ сделать это — использовать приложение Tomcat Monitor.

    • Начальная настройка пула памяти такая же, как для свойства -Xms, поэтому установите для него значение 512 МБ.
    • Параметр максимального пула памяти такой же, как и для свойства -Xmx, поэтому установите для него значение 1024 МБ.
  • Если сервер Tomcat запускается вручную из командной строки Windows, свойства должны быть добавлены в файл /bin/setenv.bat. Просто создайте файл setenv.bat, если он не существует.

    • НАБОР CATALINA_OPTS = «- Xms512m -Xmx1024m»
  • Если вы используете какой-либо другой веб-сервер, обратитесь к документации по веб-серверу для настройки параметров Java.

Скачать

.war Скачать (MD5 | SHA1 | SHA256)

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования. Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Новые возможности!

Сводка Описание Номер выпуска
Добавить конечную точку версии в API V1 Добавить конечную точку версии в API V1 и обновить справочную документацию. КТ-972
Дополнения к V2 API Добавить маршруты API v1 в API v2: версия, выполнить отложенную задачу, обновить отложенную задачу, дерево запуска, дерево восстановления, дерево клонирования, дерево экспорта КТ-973
Добавить конечную точку API v2 / echo для тестирования Добавить конечную точку API v2 / echo для тестирования ДТСК-301

Улучшенная функциональность

Сводка Описание Номер выпуска
Обновление до CE Consumer Update Request CE Source consumer для динамической вставки пробела в URL-адрес веб-сервера, идентифицированный заполнителем $ {space}. КТ-970
Изменить сериализацию SourceRoot API Изменить формат сериализации SourceRoot API, чтобы запросы GET соответствовали POST и PUT КТ-976

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
Обновление безопасности API Прошедшие проверку пользователи не должны иметь возможность запускать подпрограмму или выводить список запусков подпрограммы КТ-974
Ссылка на документацию по API исправлений Справочная документация по API исправлений для источников КТ-974
Исправление продолжительности цикла хвоста Вычислить длительность хвоста цикла, когда цикл имеет нулевое количество итераций. КТ-977

Рекомендации по веб-серверу

Арт. Рекомендация
Сервер веб-приложений Tomcat 7.0.77+
Память кучи веб-сервера Минимум 512 МБ (-Xms512m)
Максимум 1024 МБ (-Xmx1024m)

Рекомендуемые свойства можно добавить в переменную среды JAVA OPTS для веб-сервера.Если запущен сервер Tomcat, вместо этого следует использовать переменную среды CATALINA OPTS.

  • Если сервер Tomcat запущен в среде Linux, свойства должны быть добавлены в файл /bin/setenv.sh. Просто создайте файл setenv.sh, если он не существует, и убедитесь, что файл имеет разрешение на выполнение (chmod + x setenv.sh).

    • экспорт CATALINA_OPTS = «- Xms512m -Xmx1024m»
  • Если сервер Tomcat запущен как служба Windows, свойства необходимо добавить в реестр Windows.Рекомендуемый способ сделать это — использовать приложение Tomcat Monitor.

    • Начальная настройка пула памяти такая же, как для свойства -Xms, поэтому установите для него значение 512 МБ.
    • Параметр максимального пула памяти такой же, как и для свойства -Xmx, поэтому установите для него значение 1024 МБ.
  • Если сервер Tomcat запускается вручную из командной строки Windows, свойства должны быть добавлены в файл /bin/setenv.bat. Просто создайте файл setenv.bat, если он не существует.

    • НАБОР CATALINA_OPTS = «- Xms512m -Xmx1024m»
  • Если вы используете какой-либо другой веб-сервер, обратитесь к документации по веб-серверу для настройки параметров Java.

Требования

Программное обеспечение Версия
Сервер веб-приложений Tomcat 7.0 или выше
Ява Java 1.7.0 или выше — 32-разрядная или 64-разрядная

Загрузить

.war Скачать

Kinetic Task может работать в пробном режиме без применения лицензии. Для производственного использования обратитесь в отдел продаж кинетических данных, чтобы приобрести лицензию, или в службу поддержки, чтобы создать лицензию для существующей покупки.

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования. Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
Путь загрузки иногда вызывает отсутствие неявного преобразования nil в строку Путь загрузки иногда вызывает отсутствие неявного преобразования nil в строку КТ-921

Рекомендации по веб-серверу

Арт. Рекомендация
Сервер веб-приложений Tomcat 7.0,54+
Память кучи веб-сервера Минимум 512 МБ (-Xms512m)
Максимум 1024 МБ (-Xmx1024m)
Веб-сервер PermGen Относится только к Java 1.6 или Java 1.7.
НЕ применяется при использовании Java 1.8.
Максимум 256 МБ (-XX: MaxPermSize = 256 м)

Скачать

.war Скачать

** ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ** Kinetic Task поставляется со встроенной базой данных h3, чтобы облегчить начало работы. Эта база данных не предназначена для производственного использования.Пока вы не настроите Kinetic Task для a, в верхней части каждой страницы будет отображаться предупреждающее сообщение, а в консоли «Изменить базу данных» — более подробная ошибка.

Исправленные ошибки

Сводка Описание Номер выпуска
Невозможно изменить настройки аутентификатора Невозможно изменить настройки аутентификатора на странице настройки консоли администрирования. КТ-963

Рекомендации по веб-серверу

Арт. Рекомендация
Сервер веб-приложений Tomcat 7.0,77+
Память кучи веб-сервера Минимум 512 МБ (-Xms512m)
Максимум 1024 МБ (-Xmx1024m)

Посмотреть 2SK170-BL_8028426.PDF техническое описание онлайн — IC-ON-LINE

2sk170 2007-11-01 1 полевой транзистор toshiba кремниевый канал типа 2sk170 малошумящий звуковой усилитель? рекомендуется для первых ступеней эквалайзера и м.к. головные усилители. ? высокий | y fs |: | y fs | = 22 мс (тип.) (V ds = 10 v, v gs = 0, i dss = 3 ma)? высокое напряжение пробоя: v gds =? 40 в? низкий уровень шума: e n = 0.95 nv / hz 1/2 (тип.) (V ds = 10 v, i d = 1 ma, f = 1 khz)? высокое входное сопротивление: i gss =? 1 na (max) (v gs =? 30 v) абсолютные максимальные номинальные значения (ta = 25c) характеристики символ номинал единица напряжение затвор-сток v gds? 40 v ток затвора ig 10 ма рассеиваемая мощность стока pd 400 мВт температура перехода tj 125 c диапазон температур хранения t stg? 55 ~ 125 c Примечание: непрерывное использование при высоких нагрузках (например, приложение высокой температуры / тока / напряжения, значительное изменение температуры и т. д.) может привести к значительному снижению надежности этого продукта, даже если условия эксплуатации (например, рабочая температура / ток / напряжение и т. д.) находятся в пределах абсолютных максимальных значений. Пожалуйста, разработайте подходящую надежность после изучения справочника по надежности полупроводников toshiba (? меры предосторожности? /? концепция и методы снижения характеристик?) и индивидуальных данных по надежности (т. электрические характеристики (ta = 25c) характеристики символ условия испытания мин. тип.максимальный ток отключения затвора устройства i gss v gs =? 30 v, v ds = 0? ? ? 1.0 нП напряжение пробоя затвор-сток v (br) gds v ds = 0, i g =? 100? 40? ? v ток стока i dss (примечание) v ds = 10 v, v gs = 0 2,6? 20 ма напряжение отсечки затвор-исток v gs (off) v ds = 10 v, i d = 0,1 a? 0,2? ? Допуск прямого переноса 1,5 В? y fs? v ds = 10 v, v gs = 0, f = 1 кгц? 22? входная емкость мс c iss v ds = 10 v, v gs = 0, f = 1 мГц? 30? Емкость обратной передачи pf c rss v dg = 10 В, i d = 0, f = 1 МГц? 6? pf nf (1) v ds = 10 v, i d = 1.0 мА, г г = 1 к, f = 1 кгц? 1.0 10 коэффициент шума nf (2) v ds = 10 v, i d = 1.0 ma, r g = 1 k, f = 1 khz? 0,5 2 дБ примечание: классификация i dss gr: 2,6 ~ 6,5 мА, bl: 6,0 ~ 12 мА, v: 10 ~ 20 мА единица измерения: мм jedec tc-92 jeita sc-43 toshiba 2-5f1d вес: 0,21 г (тип. )
2sk170 2007-11-01 2
2sk170 2007-11-01 3
2sk170 2007-11-01 4
2sk170 2007-11-01 5 ограничений на использование продукта? Корпорация toshiba, ее дочерние и аффилированные компании (собирательно «toshiba») оставляют за собой право вносить изменения в информацию в этом документе, а также в соответствующее оборудование, программное обеспечение и системы (вместе «продукт») без предварительного уведомления.? Воспроизведение этого документа и любой информации в нем без предварительного письменного разрешения от toshiba запрещено. даже с письменного разрешения toshiba воспроизведение разрешено только в том случае, если воспроизведение осуществляется без изменений / упущений. ? Хотя компания toshiba постоянно работает над улучшением качества и надежности продукции, она может работать со сбоями или выходить из строя. заказчики несут ответственность за соблюдение стандартов безопасности и за обеспечение надлежащего дизайна и мер безопасности для своего оборудования, программного обеспечения и систем, которые минимизируют риски и избегают ситуаций, в которых неисправность или отказ продукта могут привести к гибели людей, тяжелым травмам или повреждению. к собственности, включая потерю или повреждение данных.перед созданием и изготовлением дизайнов и использованием заказчики также должны ознакомиться с (а) последними версиями всей соответствующей информации toshiba, включая, помимо прочего, этот документ, спецификации, спецификации и указания по применению для продукт, а также меры предосторожности и условия, изложенные в справочнике по надежности? tosh iba Semiconductor Relay? и (b) инструкции по применению, с которым или для которого будет использоваться этот продукт. клиенты несут единоличную ответственность за все аспекты дизайна своего собственного продукта или приложений, включая, помимо прочего, (а) определение целесообразности использования этого продукта в таком дизайне или приложениях; (b) оценка и определение применимости любой информации, содержащейся в этом документе или в диаграммах, схемах, программах, алгоритмах, примерах схем приложений или любых других ссылочных документах; и (c) проверка всех рабочих параметров для таких конструкций и приложений.toshiba не несет ответственности за клиентов? дизайн продукта или приложения. ? Продукт предназначен для использования в общих приложениях электронной электроники (например, компьютеры, персональное оборудование, офисное оборудование, измерительное оборудование, промышленные роботы и бытовая электроника) или для конкретных приложений, как прямо указано в этом документе. продукт не предназначен и не подлежит использованию в оборудовании или системах, которые требуют чрезвычайно высокого уровня качества и / или надежности и / или неисправности или отказа которых могут привести к человеческим жертвам, телесным повреждениям, серьезному ущербу собственности или серьезному ущербу для людей. воздействие (? непреднамеренное использование?).непреднамеренное использование включает, помимо прочего, оборудование, используемое на ядерных установках, оборудование, используемое в аэрокосмической промышленности, медицинское оборудование, оборудование, используемое для автомобилей, поездов, кораблей и других транспортных средств, оборудование для зажигания дорожного движения, оборудование, используемое для контроля возгорания или взрыва, устройства безопасности льды, лифты и эскалаторы, устройства, связанные с электричеством, и оборудование, используемое в областях, связанных с финансами. не используйте продукт не по назначению, если это специально не разрешено в этом документе.? не разбирать, анализировать, реконструировать, изменять, модифицировать, переводить или копировать продукт, полностью или частично. ? продукт не должен использоваться или включаться в какие-либо продукты или системы, производство, использование или продажа которых запрещены любыми применимыми законами или нормативными актами. ? информация, содержащаяся в данном документе, представлена ​​только в качестве руководства по использованию продукта. Компания toshiba не несет ответственности за нарушение патентов или любых других прав интеллектуальной собственности третьих лиц, которое может возникнуть в результате использования продукта.Настоящий документ не дает лицензии на какие-либо права интеллектуальной собственности, будь то явные или подразумеваемые, путем эстоппеля или иным образом. ? a Если письменное подписанное соглашение, за исключением случаев, предусмотренных соответствующими условиями продажи продукта и в максимальной степени, разрешенной законом, toshiba (1) не несет никакой ответственности, включая, помимо прочего, косвенную, последовательную, особые или случайные убытки или убытки, включая, помимо прочего, упущенную выгоду, потерю возможностей, прерывание бизнеса и потерю данных, и (2) отказывается от любых и всех явных или подразумеваемых гарантий и условий, связанных с продажей, использованием продукта, или информации, включая гарантии или условия товарной пригодности, пригодности для определенной цели, точности информации или ненарушения прав.? не используйте и не предоставляйте иным образом продукт или связанное с ним программное обеспечение или технологию для каких-либо военных целей, включая, помимо прочего, проектирование, разработку, использование, накопление или производство ядерного, химического или биологического оружия или продуктов с ракетной технологией (массовая оружие уничтожения). продукт и связанное с ним программное обеспечение и технологии могут контролироваться в соответствии с японским законодательством о иностранной валюте и внешней торговле, а также в соответствии с законодательством США. правила управления экспортом. экспорт и реэкспорт продукта или связанного программного обеспечения или технологии строго запрещены, за исключением соблюдения всех применимых экспортных законов и правил.? Пожалуйста, свяжитесь с вашим торговым представителем toshiba для получения подробной информации по экологическим вопросам, например, о совместимости продукции с RoHS. Пожалуйста, используйте продукт в соответствии со всеми применимыми законами и постановлениями, которые регулируют включение или использование контролируемых веществ, включая, помимо прочего, директиву ЕС. toshiba не несет ответственности за ущерб или убытки, возникшие в результате несоблюдения применимых законов и правил.

Схема Дарлингтона на полевых транзисторах.Составной транзистор (схема Дарлингтона). Примеры применения составного транзистора

Если подключить транзисторы, как показано на рис. 2.60, то полученная схема будет работать как один транзистор, а его коэффициент β будет равна работе коэффициентов β компонентов транзисторов.

Рис. 2.60. Составной транзистор Дарлингтон .

Этот прием полезен для схем с защелкой (например, для стабилизаторов напряжения или выходных конденсаторов усилителей мощности) или для входных каскадов усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

В транзисторе Дарлингтона падение напряжения между базой и эмиттером вдвое больше, чем обычно, а напряжение насыщения равно как минимум падению напряжения на диоде (поскольку потенциал эмиттера транзистора T 1 должен превышать потенциал транзистора эмиттер Тл 2. По величине падения напряжения на диоде). Кроме того, транзисторы соединены таким образом как один транзистор с достаточно малой скоростью, так как транзистор Т 1, не может быстро выключить транзистор Т 2.. Принимая во внимание это свойство, обычно между базой и эмиттером транзистора Т 2. Включает резистор (рис. 2.61).

Рис. 2.61. Увеличьте скорость отключения в составном транзисторе Дарлингтона.

Резистор R. Предотвращает смещение транзистора Тл 2. в зоне проводимости из-за утечки тока транзисторов Тл 1, и Тл 2. . Сопротивление резистора выбирается таким образом, чтобы токи утечки (измеренные в нанопарфюмерах для небольших транзисторов и в сотнях микроампер для мощных транзисторов) создавали на нем падение напряжения, не превышающее падения напряжения на диоде, и при этом Время, чтобы ток протек, мало по сравнению с ним Ток базового транзистора Тл 2.. Обычно сопротивление Р. Это несколько сотен Ом у мощного транзистора Дарлингтона и несколько тысяч Ом у маленького транзистора Дарлингтона.

Промышленность выпускает транзисторы Дарлингтона в виде готовых модулей, включая, как правило, эмиттерный резистор. Примером такой типовой схемы является мощный N-P-N — транзистор Дарлингтона типа 2N6282, его коэффициент усиления по току составляет 4000 (типовое значение) при токе коллектора, равном 10 А.

Подключение транзисторов по схеме Шикла ( Sziklai.). Подключение транзисторов по схеме Шиклая представляет собой схему, аналогичную той, что мы только что рассмотрели. Это также обеспечивает увеличение коэффициента β . Иногда такое соединение называют дополнительным транзистором Дарлингтона (рис. 2.62).

Рис. 2.62. . Подключение транзисторов по схеме Шиклая («Дополнительный транзистор Дарлингтона»).

Схема ведет себя как транзистор n-P-N -типа с большим коэффициентом β .В схеме действует одно напряжение между базой и эмиттером, а напряжение насыщения, как и в предыдущей схеме, составляет как минимум падение на диоде. Между базой и эмиттером транзистора Тл 2. Рекомендуется включать резистор с малым сопротивлением. Разработчики применяют эту схему в мощных двухтактных выходных каскадах, когда хотят использовать выходные транзисторы только одной полярности. Пример такой схемы показан на рис. 2.63.

Фиг.2.63. Мощный двухтактный каскад, в котором используются только выходные транзисторы N-P-N — Тип.

Как и прежде, резистор является коллекторным резистором транзистора 1. . Транзистор Дарлингтона, образованный транзисторами Т 2. и Т. 3, ведет себя как один транзистор N-P-N -типа, с большим коэффициентом усиления по току. Транзисторы Т 4. и Т 5. , подключенные по схеме Шиклая, ведут себя как мощный транзистор p-N-P -типа с большим коэффициентом усиления.Как и прежде, резисторы R 3. и R 4. имеют небольшое сопротивление. Эту схему иногда называют двухтактным повторителем с квазифармацевтической симметрией. В представленном каскаде с дополнительной симметрией (комплементарными) транзисторы Т 4. и Т 5. будут подключены по схеме Дарлингтона.

Транзистор со сверхвысоким значением коэффициента усиления тока. Композитные транзисторы — транзистор Дарлингтона и им подобные — не следует путать с транзисторами со сверхвысоким значением коэффициента усиления по току, в которых очень важно значение коэффициента H 21E., полученный в технологическом процессе изготовления элемента. Примером такого элемента является транзистор типа 2N5962, для которого гарантируется минимальный коэффициент усиления по току равный 450 при изменении тока коллектора в диапазоне от 10 мкА до 10 мА; Этот транзистор относится к серии элементов 2N5961-2N5963, которая характеризуется диапазоном максимальных напряжений U CE от 30 до 60 В (если напряжение коллектора должно быть больше, то значение должно быть уменьшено β ).Промышленность производит согласованные пары транзисторов со сверхвысоким значением коэффициента β. . Они используются в усилителях слабого сигнала, для которых транзисторы должны иметь согласованные характеристики; Этому вопросу посвящен раздел. 2.18. . Примерами таких типовых схем являются схемы типа LM394 и MAT-01; Это пары транзисторов с большим коэффициентом усиления, в которых напряжение U BE, согласовано с долями Милливольт (в лучших схемах предусмотрено согласование до 50 мкВ), а коэффициент h 21E. — до 1%. Схема MAT-03 представляет собой последовательную пару транзисторов p-N-P .

Транзисторы со сверхвысоким значением коэффициента β Можно комбинировать по схеме Дарлингтона. В этом случае ток сдвига базы можно сделать равным всего 50 ПКА (примерами таких схем служат операционные усилители типа LM111 и LM316.

Взаимосвязь поездов

Когда напряжение смещения задано, например, в репитере эмиттера, делители в базовых цепях выбираются так, чтобы делитель базы данных действовал как жесткий источник напряжения, т.е.е. так что сопротивление параллельных приемным резисторам было значительно меньше входного сопротивления схемы со стороны Базы. В связи с этим входное сопротивление всей схемы определяется делителем напряжения — для сигнала, поступающего на его вход, входное сопротивление оказывается намного меньше, чем это действительно необходимо. На рис. 2.64 показывает соответствующий пример.

Рис. 2.64.

Общий входной импеданс схемы составляет примерно 9 кОм, а сопротивление делителя напряжения для входного сигнала составляет 10 Ом.Желательно, чтобы входное сопротивление всегда было большим, и в любом случае неразумно нагружать источник входного сигнала делителем, который в конечном итоге нужен только для обеспечения смещения транзистора. Сложность выхода позволяет использовать метод следящей связи (рис. 2.65).

Рис. 2.65. Увеличить входной импеданс эмиттера-повторителя на частотах сигнала за счет включения в схему связи образца делителя, обеспечивающего смещение базы данных.

Транзистор смещения обеспечивают резисторы R 1, R 2, R 3 . Конденсатор С 2 выбран так, чтобы его полного сопротивления на частотах сигнала было недостаточно по сравнению с сопротивлением резисторов смещения. Как всегда, смещение будет стабильным, если сопротивление его источника по dC, заданное в базе данных (в данном случае 9,7 кОм), значительно меньше сопротивления для постоянного тока от базы (в данном случае ~ 100 кОм). Но здесь входное сопротивление для частот сигнала не равно сопротивлению постоянного тока.

Рассмотрим путь прохождения: входной сигнал U Vh генерирует сигнал на эмиттере U E. ~ = u Vh , поэтому приращение тока, протекающего через резистор смещения R 3. , будет I . = ( u Vh u E. ) / R 3. ~ = 0, т.е. Z. Vh =. u Vh / i Vh ) ~ =

Получили, что входное (шунтирующее) сопротивление схемы вытеснения очень велико для частот сигнала .

Другой подход к анализу схемы основан на том, что падение напряжения на резисторе R 3. Для всех частот сигнал одинаково (так как напряжение между его выводами меняется одинаково), т.е. он является источником тока. Но сопротивление источника тока бесконечно. На самом деле фактическое значение сопротивления не бесконечно, так как коэффициент реабилитации немного меньше 1. Последнее вызвано тем, что падение напряжения между базой и эмиттером зависит от тока коллектора, который изменяется при изменении уровня сигнала. изменения.Тот же результат может быть получен, если мы рассмотрим делитель, образованный выходным сопротивлением эмиттера [ r E. = 25/ I K. (MA) OM] и резистором эмиттера. Если коэффициент усиления повторителя напряжения обозначить А ( А ~ = 1), то значение активного сопротивления R 3. На частотах сигнала равно R 3. / (1 — НО ). На практике значение активного сопротивления R 3. Оно более чем в 100 раз превышает его номинальное значение, и входное сопротивление транзистора от базы преобладает над входным сопротивлением.В инвертирующем усилителе с общим эмиттером может быть выполнено аналогичное отслеживающее соединение, поскольку сигнал на эмиттере повторяет сигнал на базе. Обратите внимание, что схема делителя напряжения смещения питается переменным током (на частотах сигнала) с выходом эмиттера низкого уровня, поэтому входной сигнал не должен этого делать.

Из-за нагрузки коллектора. Принцип трекинговой связи может быть использован для увеличения активного (эффективного) сопротивления резистора нагрузки коллектора, если каскад загружен на повторитель.Это значительно увеличит коэффициент усиления каскада напряжений [Напомним, что K U. = — gmrk , но g M. = 1 / ( R 3. + r E. )] ·

На рис. 2.66 показан пример двухтактного выходного каскада с последующим соединением, построенного аналогично рассмотренной выше схеме двухтактного повторителя.

Рис. 2.66. Следующее подключение в коллекторе нагрузки усилителя мощности, которое представляет собой каскад нагрузки.

Так как на выходе повторяется сигнал на основе транзистора Т 2. , конденсатор ОТ Создает дополнительное соединение с коллекторной нагрузкой транзистора Т 1 и поддерживает постоянное падение напряжения на резисторе R 2. При наличии сигнала (импеданс конденсатора ОТ должен быть мал по сравнению с R 1, и R 2. во всей полосе частот). Благодаря этому резистору R 2. Становится похожим на источник тока, возрастающий коэффициент транзистора увеличивается Тл 1, по напряжению и достаточному напряжению на основе транзистора Тл 2. Даже при пиковых значениях сигнала. Когда сигнал становится близким к силовому напряжению U QK Потенциал в точке соединения резисторов R 1, и R 2. становится больше U QK , благодаря заряду, накопленному конденсатору ОТ .В этом случае R 1, = R 2. (хороший вариант подбора резисторов), потенциал в точке их подключения превысит U QK в 1,5 раза в тот момент, когда на выходе будет равен U QK . Эта схема приобрела большую популярность при разработке низкочастотных бытовых усилителей, хотя простой источник тока имеет преимущества перед схемой с последующей связью, поскольку устраняет необходимость в использовании нежелательного элемента — электролитического конденсатора — и лучшие характеристики обеспечиваются на низких частотах.

Составной транзистор (транзистор Дарлингтона) представляет собой комбинацию двух или более биполярных транзисторов для увеличения коэффициента усиления по току. Такой транзистор используется в схемах, работающих с большими токами (например, в схемах стабилизаторов напряжения, выходных конденсаторах усилителей мощности) и во входных каскадах усилителей, если необходимо обеспечить большой входной импеданс.

Обычный транзистор

Составной транзистор имеет три выхода (база, эмиттер и коллектор), которые эквивалентны выводам обычного одиночного транзистора.Коэффициент усиления типичного составного транзистора (иногда ошибочно называемого «супербет») в мощных транзисторах ≈ 1000, а в маломощных транзисторах ≈ 50000. Это означает, что для открытия составного транзистора достаточно небольшого тока базы.

В отличие от биполярных, полевые транзисторы в составном включении не используются. Комбинировать полевые транзисторы нет необходимости, так как они уже имеют крайне малый входной ток. Однако есть схемы (например, биполярный транзистор с изолированной заслонкой), где полевые и биполярные транзисторы используются совместно.В известном смысле такие схемы также можно рассматривать как составные транзисторы. Также для композитного транзистора можно добиться увеличения значения усиления за счет уменьшения толщины базы, но это представляет определенные технологические трудности.

Примером superBet (супер-β) транзисторов могут служить серии КТ3102, КТ3107. Однако их можно комбинировать и по схеме Дарлингтона. В этом случае базовый ток смещения можно сделать равным всего 50 ПКА (примерами таких схем являются операционные усилители типа LM111 и LM316).

Фотография типового усилителя на композитных транзисторах

Схема Дарлингтона

Один из видов такого транзистора изобрел инженер-электрик Сидни Дарлингтон (Sidney Darlington).

Концепция составного транзистора

Составной транзистор представляет собой каскадное соединение нескольких транзисторов, включенных таким образом, что нагрузка в эмиттере предыдущего каскада является базой-эмиттером транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединены коллекторами, а эмиттер входного транзистора подключен к выходной базе.Кроме того, резистивная нагрузка первого транзистора может использоваться как часть схемы ускорения закрытия. Такое соединение обычно рассматривается как один транзистор, коэффициент усиления которого при переходе транзисторов в активный режим приблизительно равен произведению коэффициентов усиления первого и второго транзисторов:

β c = β 1 ∙ β 2

Покажем, что составной транзистор действительно имеет коэффициент β , намного больше, чем его компоненты.Подходит инкремент d. л. Б. = Д. л. В1. Получаем:

г. л. e1 = (1 + β 1) ∙ D л. Б. = Д. л. B2.

г. л. по = Д. л. К1. + Д. л. К2. = β 1 ∙ D л. Б. + β 2 ∙ ((1 + β 1) ∙ D л. Б. )

Обмен г. l K. на dL B. , находим результирующий коэффициент дифференциальной передачи:

β σ = β 1 + β 2 + β 1 ∙ β 2

Так как всегда β > 1 , можно было считать:

β Σ = β 1 β 1

Следует подчеркнуть, что коэффициенты β 1 и β 1 может отличаться даже в случае однотипных транзисторов, так как ток эмиттера I E2. в 1 + β 2 в раза больше тока эмиттера I E1 (это следует из очевидного равенства I B2 = I E1 ).

Схема Шиклая

Пара Дарлингтона аналогична соединению транзисторов по схеме Шиклая, названной так в честь своего изобретателя Джорджа Шиклая, также иногда называемого комплементарным транзистором Дарлингтона. В отличие от схемы Дарлингтона, состоящей из двух транзисторов одного типа проводимости, схема ЧИКЛАИ содержит транзисторы разной полярности (p — n — p и n — p — n).Пара Шиклай ведет себя аналогично — П — Н — транзистору с большим коэффициентом усиления. Входное напряжение — это напряжение между базой и эмиттером транзистора Q1, а напряжение насыщения — это, по крайней мере, падение напряжения на диоде. Между базой и эмиттером транзистора Q2 рекомендуется включать резистор с небольшим сопротивлением. Такая схема используется в мощных двухтактных выходных каскадах при использовании выходных транзисторов одной полярности.

Каскад Шиклай, аналог транзистора с переходом n — P — n

Схема Каско

Составной транзистор, выполненный по так называемой каскадной схеме, отличается тем, что транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 — по схеме с общей базой.Такой составной транзистор эквивалентен одиночному транзистору, включенному по схеме с общим эмиттером, но он имеет гораздо лучшие частотные свойства и большую неразряженную мощность в нагрузке, а также позволяет значительно снизить влияние Миллера (увеличение в эквивалентном контейнере инвертирующего усилительного элемента за счет обратной связи с выхода On вход этого элемента при его выключении).

Преимущества и недостатки составных транзисторов

Высокие значения коэффициента усиления в составных транзисторах реализуются только в статическом режиме, поэтому составные транзисторы получили широкое распространение во входных каскадах операционных усилителей.В схемах на высоких частотах составные транзисторы уже не имеют таких преимуществ — граничная частота усиления по току и быстродействие составных транзисторов меньше одинаковых параметров для каждого из транзисторов VT1 и VT2.

Преимущества:

а) Высокий коэффициент усиления.

б) Darlington CHEMA изготавливается в виде интегральных схем и при том же токе рабочая поверхность кремния меньше, чем у биполярных транзисторов.Эти схемы представляют большой интерес при высоких напряжениях.

Недостатки:

а) Низкая скорость, особенно переход из открытого состояния в закрытое. По этой причине составные транзисторы используются в основном в низкочастотных ключевых и усилительных схемах, на высоких частотах их параметры хуже, чем у одиночного транзистора.

б) Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер в схеме Дарлингтона почти вдвое больше, чем в обычном транзисторе, и составляет около 1.2 — кремниевые транзисторы 1,4 В (не менее двойного падения напряжения на p-N переходе).

дюйм) Большое напряжение насыщения коллектор-эмиттер, для кремниевого транзистора около 0,9 В (по сравнению с 0,2 В в обычных транзисторах) для маломощных транзисторов и около 2 В для транзисторов большой мощности (оно не может быть меньше падение напряжения на переходе PN плюс падение напряжения на насыщенном входном транзисторе).

Использование нагрузочного резистора R1 позволяет улучшить некоторые характеристики составного транзистора.Размер резистора подбирается с таким расчетом, чтобы коллектор-эмиттер транзистора VT1 в закрытом состоянии создавал на резисторе падение напряжения, недостаточное для открытия транзистора VT2. Таким образом, ток утечки транзистора VT1 не усиливается транзистором VT2, тем самым уменьшая общий ток коллектор-эмиттер составного транзистора в закрытом состоянии. Кроме того, использование резистора R1 способствует увеличению быстродействия составного транзистора за счет замыкания транзистора VT2 замыканием.Обычно сопротивление R1 составляет сотни Ом в мощном транзисторе Дарлингтона и несколько Ом в неподключенном транзисторе Дарлингтона. Примером схемы с эмиттерным резистором служит мощный транзистор N-P-N — Darlington Type CT825, его коэффициент усиления по току 10000 (типовое значение) при токе коллектора, равном 10 А.

Дарлингтон), часто представляют собой составные элементы любительских построек. Как известно, при таком включении коэффициент усиления по току, как правило, увеличивается в десять раз. Однако не всегда удается добиться значительного запаса работоспособности по напряжению, влияющему на каскад.Усилители потока, состоящие из двух биполярных транзисторов (рис. 1.23), часто выходят из строя под воздействием импульсного напряжения, даже если оно не превышает значения электрических параметров, указанных в справочнике.

С этим неприятным эффектом можно бороться разными способами. Один из них — самый простой — это наличие транзистора с большим (в несколько раз) запасом ресурса на коллектор-эмиттер напряжения. О высокой цене Такие «высоковольтные» транзисторы приводят к удорожанию конструкции.Можно, конечно, приобрести специальный композитный кремний в одном корпусе, например: KT712, CT829, KT834, KT848, KT852, KT853, KT894, KT897, KT898, KT973 и др. В этот список входят мощные и средние по мощности, устройства разработаны практически для всего спектра радиотехнических устройств. А можно использовать классический с двумя параллельно включенными полевыми транзисторами типа KP501B — или использовать устройства KP501A … B, KP540 и другие с аналогичными электрическими характеристиками (рис. 1.24). При этом выход затвора подключен вместо базы VT1, а выход истока — вместо эмиттера VT2, выход потока — вместо объединенных коллекторов VT1, VT2.

Рис. 1.24. Замена полевых транзисторов составного транзистора

После такой несложной доработки, т.е. замены узлов Б. электрические схемы универсального применения, ток на транзисторах VT1, VT2 не выходит из строя даже при 10-кратной и более перегрузке по напряжению. Причем ограничительный резистор в цепи затвора VT1 тоже увеличен в несколько раз. Это приводит к тому, что они имеют более высокую входную мощность и, как следствие, выдерживают перегрузки с импульсным характером управления этим электронным узлом.

Полученный коэффициент усиления токового каскада составляет не менее 50. Увеличивается прямо пропорционально увеличению напряжения питания узла.

ВТ1, ВТ2. При отсутствии дискретных транзисторов типа КП501А … в можно использовать без потери качества устройства, используйте микросхему 1014ct1B. В отличие, например, от 1014ct1A и 1014ct1B, он может выдерживать более высокие перегрузки по приложенному импульсному напряжению — до 200 В постоянного напряжения. COFCOLOGE Включение транзисторов микросхемы 1014ct1a… 1014K1V показан на рис. 1.25.

Как и в предыдущем варианте (рис. 1.24), включать параллельно.

Полевые транзисторы Codolve в микросхеме 1014ct1a … в

Автор опробовал десятки электронных узлов, включенных программно. Такие узлы используются в любительских структурах в качестве ключей тока точно так же, как программное обеспечение для композитных транзисторов. К перечисленным выше особенностям полевых транзисторов можно добавить их энергоэффективность, так как в закрытом состоянии из-за высокого входа они практически не потребляют ток.Что касается стоимости таких транзисторов, то сегодня она почти равна стоимости транзисторов средиземноморского типа (и аналогичных им), которые используются в качестве усилителя тока для управления нагрузочными устройствами.


Если взять, например, транзистор MJE3055T. Он имеет максимальный ток 10а, а коэффициент усиления всего около 50 соответственно, так что он открывается полностью, ему нужно прокачать около двухсот перм по базе. Обычный вывод МК не так сильно потянет, а если между транзистором встанет с вызовом (какой-то BC337), который может эти 200мА перетащить, то запросто.Но это так, что я знал. Вдруг придется взяться за девичью ловушку — это пригодится.

На практике готово транзисторных сборок . Внешне транзистор от обычного ничем не отличается. Такое же тело, те же три ноги. Вот только мощность в нем мучительно дофига, а управляющий ток микроскопический 🙂 В ценах обычно не заморачиваются и пишут просто — транзистор Дарлигнтона или композитный транзистор.

Например, пункт BDW93C. (NPN) и BDW94S. (PNP) Вот их внутренняя структура из таблицы.


Кроме того, существует сборка Дарлингтон . Когда в один ящик упаковывают сразу несколько. Незаменимая вещь, когда нужно управлять каким-нибудь мощным светодиодным столом или шаговым двигателем (). Отличный пример такой сборки — очень популярный и легкодоступный ULN2003. может тянуть вверх 500 мА для каждой из семи его сборок. Выходы можно включить параллельно Для увеличения лимита.Итого один ULN можно перетащить через себя 3.5a, если выложить все его входы и выходы. Что меня радует — ставить напротив входа, очень удобно заводить плату за это. Straight

В даташите указано внутреннее устройство этой микросхемы. Как видите, здесь тоже есть защитные диоды. Несмотря на то, что операционные усилители нарисованы, здесь вывод с открытым коллектором. То есть он умеет приближаться только к Земле. Что становится ясно из того же даташета, если посмотреть на структуру одного клапана.

При проектировании радиоэлектронных схем часто возникают ситуации, когда желательно иметь транзисторы с лучшими параметрами, которые предлагают производители радиоэлементов. В некоторых случаях нам может потребоваться большее усиление тока в токе H 21, в другом — большее значение входного сопротивления H 11, а в третьем — меньшее значение выходной проводимости H 22. Для решения перечисленных Проблемы, вариант использования идеального электронного компонента, о котором мы поговорим ниже.

Устройство составного транзистора и обозначение на схемах

Следующая схема эквивалентна одиночному полупроводнику N-P-N. В этой схеме ток эмиттера VT1 — это ток базы VT2. Коллекторный ток составного транзистора определяется в основном током VT2.

Это два отдельных биполярных транзистора, выполненных на одном кристалле и в одном корпусе.Также имеется нагрузочный резистор в эмиттерной цепи первого биполярного транзистора. У транзистора Дарлингтона те же выводы, что и у стандартного биполярного транзистора — база, коллектор и эмиттер.

Как видно из рисунка выше, стандартный составной транзистор представляет собой комбинацию нескольких транзисторов. В зависимости от уровня сложности и рассеянной мощности в составе транзистора Дарлингтона их может быть больше двух.

Главный плюс составного транзистора — значительно больший коэффициент усиления по току H 21, который можно приблизительно рассчитать по формуле как произведение параметров H 21, включенных в схему транзистора.

ч 21 = H 21VT1 × h31VT2 (1)

Значит, если коэффициент усиления первого равен 120, а второго 60, то общий коэффициент усиления схемы Дарлингтона равен произведению этих значений — 7200.

Но учтите, что параметр h31 сильно зависит от тока коллектора. В случае, когда базовый ток транзистора VT2 достаточно мал, коллектора VT1 может не хватить для обеспечения желаемого значения коэффициента усиления H 21.Тогда увеличения h31 и соответственно уменьшения тока составного транзистора можно добиться током коллектора RT1. Для этого между эмиттером и базой VT2 есть дополнительное сопротивление, как показано на схеме ниже.

Рассчитаем элементы по схеме Дарлингтона, собранные, например, на биполярных транзисторах BC846A, ток VT2 равен 1 мА. Тогда его базовый ток определяется из выражения:

i KVT1 = I BVT2 = I KVT2 / H 21VT2 = 1 × 10-3 А / 200 = 5 × 10-6 А

При таком небольшом токе в 5 мкА коэффициент H 21 резко уменьшается и суммарный коэффициент может быть на порядок меньше расчетного.Увеличив ток резервуара первого транзистора с помощью дополнительного резистора, можно значительно выиграть в цене. общий параметр H 21. Поскольку напряжение базы данных является постоянным (для типичного кремния с тремя выходами полупроводника U BE = 0,7 В), то сопротивление можно рассчитать по формуле:

R = U BEVT2 / I EVT1 — I BVT2 = 0,7 Вольта / 0,1 Ма — 0,005МА = 7к

При этом можно рассчитывать на коэффициент усиления по току до 40000. Именно по такой схеме строятся многие супербетские транзисторы.

Добавляя нацеливание, что эта схема Дарлингтона имеет такой существенный недостаток, как повышенное напряжение U CE. Если в обычных транзисторах напряжение составляет 0,2 В, то в составном транзисторе оно увеличивается до уровня 0,9 В. Это связано с необходимостью открытия VT1, а для этого необходимо подать на него напряжение 0,7 В. база (если при изготовлении полупроводника используется кремний).

В результате для исключения указанного недостатка в классическую схему были внесены незначительные изменения и получен комплементарный транзистор Дарлингтона.Такой составной транзистор состоит из биполярных устройств, но уже разной проводимости: П-Н-П и Н-П-Н.

Российские, а многие зарубежные радиолюбители такое соединение называют схемой Шиклая, хотя эту схему назвали парадоксальной парой.

Типичный минус составных транзисторов, ограничивающий их применение, — низкая скорость, поэтому они нашли широкое применение только в низкочастотных схемах. Они отлично работают в каскадах мощных УНГ выходного дня, в устройствах управления и автоматики двигателя, в схемах зажигания автомобилей.

О принципиальных схемах Составной транзистор обозначается как обычный биполярный. Хотя, редко, используется условно графическое изображение составного транзистора в схеме.

Одним из самых распространенных считается интегральная сборка L293D — это четыре усилителя тока в одном корпусе. Кроме того, микросайт L293 можно определить как четыре транзисторных электронных ключа.

Выходной каскад микросхемы состоит из комбинации схем Дарлингтона и Шиклая.

Кроме того, уважение радиолюбителей получили специализированные микропилы по схеме Дарлингтона. Например . Эта интегральная схема по своей сути представляет собой матрицу из семи транзисторов Дарлингтона. Такие универсальные сборки прекрасно декорируются. Radio Affective Schemes И сделать их более функциональными.

Микросхема представляет собой семиканальный переключатель мощных нагрузок на композитных транзисторах Дарлингтона с открытым коллектором. Выключатели содержат защитные диоды, что позволяет переключать индуктивные нагрузки, например обмотку реле.Коммутатор ULN2004 необходим при отображении мощных нагрузок с помощью логических микросхем CMOS.

Зарядный ток через батарею в зависимости от напряжения на ней (приложенного к переходу VT1 Bt) регулируется транзистором VT1, напряжение коллектора которого контролируется индикатором заряда на светодиоде (по мере зарядки ток заряда Светодиод постепенно гаснет) и мощный составной транзистор, содержащий VT2, VT3, VT4.


Сигнал, требующий усиления через предварительный СВУ, подается на предварительный дифференциальный усилительный каскад, построенный на соединении VT1 ​​и VT2.Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде снижает шумовые эффекты и обеспечивает отрицательную работу. Обратная связь. Напряжение ОС поступает в базу данных транзисторов VT2 с выходного усилителя мощности. ОС по постоянному току реализована через резистор R6.

В момент включения генератора конденсатор С1 начинает заряжаться, затем размыкается стабилизация и сработает реле К1.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.