Site Loader

Содержание

Обозначение транзисторов на принципиальных схемах. Маркировка транзисторов. Классификация транзисторов.

Различают транзисторы биполярные и полевые. Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают n-p-n и p-n-p транзисторы, n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный. В биполярном транзисторе основными носителями являются и электроны, и дырки. Схематическое устройство транзистора показано на рисунке 6.
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, элек-троды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмитте-ром. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. Главное отличие коллектора — большая площадь p-n перехода. Для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.

Рис. 6


Рис. 7
Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы часто включают в более широкий класс униполярных электронных приборов (в отличие от биполярных).

Полевые транзисторы имеют большое входное сопротивление. Подразделяются на полевые транзисторы 1) с управляющим p-n переходом (рис. 7а) и 2) с изолированным затвором (рис. 7б).
Полевые транзисторы с изолированным затвором в свою очередь подразделяются на транзисторы 1) со встроенным каналом и 2) с индуцированным каналом.
Транзисторы, как правило, имеют три вывода. Вывод, от которого в канал приходят основные носители заряда, называется истоком. Вывод, к которому носители заряда приходят из канала, называется стоком. Вывод, на который подается управляющее напряжение относительно истока или стока, называется затвором. Полевыми транзисторы называют потому, что управление током в выходной цепи транзистора осуществляется электрическим полем во входной цепи. Канальными транзисторы называют потому, что ток в выходной цепи транзистора протекает через его канал. Униполярными транзисторы называют потому, что в работе транзистора принимают носители одной полярности. В условных обозначениях полевых транзисторов на принципиальных схемах стрелка направлена к каналу n-типа, или от канала p-типа. Индуцированный (наведенный электрическим полем) канал, обозначается пунктиром (рис. 7в).


Рис. 8 Цветовая маркировка транзисторов

Рис. 9. Условное графическое обозначение биполярного транзистора струк-туры n-p-n

Рис. 10.Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры p-n-p

Рис. 11. Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа

Рис.12. Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом p-типа

Рис.13. Условное графическое обозначение полевого транзистора со встро-енным p-каналом обедненного типа.

Рис. 14. Условное графическое обозначение полевого транзистора со встро-енным n-каналом обогащенного типа.

Рис. 15. Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным p-каналом обогащенного типа.

Рис. 16 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным n-каналом обогащенного типа.

Рис. 17. Обозначение транзистора с барьером Шотки (транзистор Шотки).

Рис. 18. Обозначение многоэмиттерного транзистора.
Транзистор с барьером Шотки и многоэмиттерный транзистор встречаются лишь в микроэлектронике.

Рис. 19. Условное графическое обозначение фототранзистора

ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.730-73

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ
В СХЕМАХ.
ПРИБОРЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Unified system for design documentation.

Graphical symbols in diagrams.
Semiconductor devices

ГОСТ
2.730-73

Дата введения 1974-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование

Обозначение

1. (Исключен, Изм. № 2).

2. Электроды:

база с одним выводом

база с двумя выводами

Р -эмиттер с N -областью

N -эмиттер с Р-областью

несколько Р-эмиттеров с N -областью

несколько N -эмиттеров с Р-областью

коллектор с базой

несколько коллекторов, например, четыре коллектора на базе

3. Области: область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью. Переход от Р-области к N -области и наоборот

область собственной электропроводности ( I -область):

l) между областями с электропроводностью разного типа  PIN или NIP

2) между областями с электропроводностью одного типа  PIP или NIN

3) между коллектором и областью с противоположной электропроводностью  PIN или NIP

4) между коллектором и областью с электропроводностью того же типа  PIP или NIN

4. Канал проводимости для полевых транзисторов: обогащенного типа

обедненного типа

5. Переход PN

6. Переход NP

7. Р-канал на подложке N -типа, обогащенный тип

8. N -канал на подложке Р-типа, обедненный тип

9. Затвор изолированный

10. Исток и сток

Примечание . Линия истока должна быть изображена на продолжении линии затвора, например:

11. Выводы полупроводниковых приборов:

электрически, не соединенные с корпусом

электрически соединенные с корпусом

12. Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать точку

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. № 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Таблица 4

Наименование

Обозначение

1. Эффект туннельный

а) прямой

б) обращенный

2. Эффект лавинного пробоя:

а) односторонний

б) двухсторонний 3-8. (Исключены, Изм. № 2).

9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование

Обозначение

1. Диод

Общее обозначение

2. Диод туннельный

3. Диод обращенный

4. Стабилитрон (диод лавинный выпрямительный)

а) односторонний

б) двухсторонний

5. Диод теплоэлектрический

6. Варикап (диод емкостный)

7. Диод двунаправленный

8. Модуль с несколькими (например, тремя) одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами

8a. Модуль с несколькими одинаковыми диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами

9. Диод Шотки

10. Диод светоизлучающий

7. Обозначения тиристоров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование

Обозначение

1. Тиристор диодный, запираемый в обратном направлении

2. Тиристор диодный, проводящий в обратном направлении

3. Тиристор диодный симметричный

4. Тиристор триодный. Общее обозначение

5. Тиристор триодный, запираемый в обратном направлении с управлением: по аноду

по катоду

6. Тиристор триодный выключаемый: общее обозначение

запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду

запираемый в обратном направлении, с управлением по катоду

7. Тиристор триодный, проводящий в обратном направлении:

общее обозначение

с управлением по аноду

с управлением по катоду

8. Тиристор триодный симметричный (двунаправленный) — триак

9. Тиристор тетроидный, запираемый в обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с Р- N -переходами приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование

Обозначение

1. Транзистор

а) типа PNP

б) типа NPN с выводом от внутреннего экрана

2. Транзистор типа NPN, коллектор соединен с корпусом

3. Транзистор лавинный типа NPN

4. Транзистор однопереходный с N-базой

5. Транзистор однопереходный с Р-базой

6. Транзистор двухбазовый типа NPN

7. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от i-области

8. Транзистор двухразовый типа P NIN с выводом от I -области

9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN

Примечание. При выполнении схем допускается:

а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например,

б) изображать корпус транзистора.

Таблица 8

Наименование

Обозначение

1. Транзистор полевой с каналом типа N

2. Транзистор полевой с каналом типа Р

3. Транзистор полевой с изолированным затвором баз вывода от подложки:

а) обогащенного типа с Р-каналом

б) обогащенного типа с N-каналом

в) обедненного типа с Р-каналом

г) обедненного типа с N-каналом

4. Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с N-каналом, с внутренним соединением истока и подложки

5. Транзистор полевой с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р-каналом

6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р-каналом с выводом от подложки

7. Транзистор полевой с затвором Шоттки

8. Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки

Примечание . Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Наименование

Обозначение

1. Фоторезистор:

а) общее обозначение

б) дифференциальный

2. Фотодиод

З. Фототиристор

4. Фототранзистор:

а) типа PNP

б) типа NPN

5. Фотоэлемент

6. Фотобатарея

Таблица 10

Наименование

Обозначение

1. Оптрон диодный

2. Оптрон тиристорный

3. Оптрон резисторный

4. Прибор оптоэлектронный с фотодиодом и усилителем:

а) совмещенно

б) разнесенно

5. Прибор оптоэлектронный с фототранзистором:

а) с выводом от базы

б) без вывода от базы

Примечания:

1. Допускается изображать оптоэлектронные приборы разнесенным способом. При этом знак оптического взаимодействия должен быть заменен знаками оптического излучения и поглощения по ГОСТ 2.721-74,

например:

2. Взаимная ориентация обозначений источника и приемника не устанавливается, а определяется удобством вычерчивания схемы, например:

12. Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов приведены в табл. 11.

Таблица 11

Наименование

Обозначение

1. Датчик Холла

Токовые выводы датчика изображены линиями, отходящими от коротких сторон прямоугольника

2. Резистор магниточувствительный

3. Магнитный разветвитель

13. Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах приведены в табл. 12.

Таблица 12

Наименование

Обозначение

1. Однофазная мостовая выпрямительная схема:

а) развернутое изображение

б) упрощенное изображение (условное графическое обозначение)

Примечание. К выводам 1-2 подключается напряжение переменного тока; выводы 3-4 — выпрямленное напряжение; вывод 3 имеет положительную полярность. Цифры 1, 2, 3 и 4 указаны для пояснения.

Пример применения условного графического обозначения на схеме

2. Трехфазная мостовая выпрямительная схема

3. Диодная матрица (фрагмент)

Примечание. Если все диоды в узлах матрицы включены идентично, то допускается применять упрощенный способ изображения. При этом на схеме должны быть приведены пояснения о способе включения диодов

14. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ предусмотрено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены в табл. 13.

Таблица 13

Наименование

Обозначение

Отпечатанное обозначение

1. Диод

2. Транзистор типа PNР

3. Транзистор типа NPN

4. Транзистор типа PNIP с выводом от I -области

5. Многоэмиттерный транзистор типа NPN

Примечание к пп. 2-5. Звездочкой отмечают вывод базы, знаком «больше» или «меньше» — вывод эмиттера.

15. Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

Приложение 1. (Исключено, Изм. № 4).

Наименование

Обозначение

1. Диод

2.. Тиристор диодный

3. Тиристор триодный

4. Транзистор

5. Транзистор полевой

6. Транзистор полевой с изолированным затвором

(Введено дополнительно, Изм. № 3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Р. Верченко, Ю. И. Степанов, Э. Я. Акопян, Ю. П. Широкий, В. П. Пармешин, И. К. Виноградова

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 № 2002

3 Соответствует СТ СЭВ 661-88

4 ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп. 33 и 34 таблицы

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1995 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91)

Радио для всех — Условные обозначения транзисторов

 

 

Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе, то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база— типа п, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная. Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа п, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р-п-р. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения  соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки. В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.

 

Обозначение                                                                                    Реальный вид

 

Поскольку буквенный код VT преду­смотрен для обозначения транзисторов, вы­полненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на схеме помещают такую, например, запись:

КЛ-КГ4 К159НТ1, либо используют код ана­логовых микросхем (DA) и указывают принад­лежность транзисторов в сборке в позицион­ном обозначении. У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена мат­рица.

Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис показаны транзисторы структуры п-р-п с тремя и че­тырьмя эмиттерами).

 

Обозначение                                                                                    Реальный вид

 

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзи­сторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и кол­лектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (VTl, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.Иначе построено УГО однопереходного транзистора: у него один р-п- переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в УГО этого водят к середине символа базы. Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое приме­нение находят фототранзисторы. Условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (РТ1, VT2) и без него (К73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисто­ры могут входить в состав оптронов. УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

 

Обозначение                                                                                    Реальный вид

 

Для примера на рис. 8.5 изображена одна из оптопар сдвоенного оп­трона (об этом говорит позиционное обозначение 1/1.1). Аналогично строит­ся УГО оптрона с составным транзистором (U2).

На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с pn-переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n или p-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса, символы истока и стока присоединяют к нему с одной сторо­ны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропро­водность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис услов­ное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 с каналом p-типа).

 

Обозначение                                                                                    Реальный вид

 

В условном графическом обозначе­нии полевых транзисторов с изолирован­ным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в про­тивоположную сторону —    с каналом p-типа. Аналогично посту­пают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым ин­дуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это пока­зывают внутри УГО без точки (VT7, VT8).

В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обя­зательно помещают на продолжении линии истока (VT9).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на не­котором расстоянии от символа корпуса (VT1). В некоторых ти­пах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электро­дов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КПЗОЗ).

 

 

 

описание, типы, устройство, маркировка, применение.

В  этой статье рассказывается об важно элементе радиоэлектронике — транзисторах. Про принцип действия диодов и их характеристики читайте по ссылке — http://www.radioingener.ru/diody-i-ix-primenenie/

Что такое транзистор.

Термин «транзистор» образован из двух английских слов: transfer — преобразователь и resistor — сопротивление.

В большую «семью» полупроводниковых приборов, называемых транзисторами, входят два вида: биполярные и полевые. Первые из них, чтобы как — то отличить их от вторых, часто называют обычными транзисторами.

Биполярный (обычный) транзистор

Биполярные транзисторы используются наиболее широко. Именно с них мы пожалуй и начнем.  В упрощенном виде биполярный транзистор представляет собой пластину полупроводника с тремя (как в слоеном пироге) чередующимися областями разной электропроводности (рис. 1), которые образуют два р — n перехода.

Две крайние области обладают электропроводностью одного типа, средняя — электропроводностью другого типа. У каждой области свой контактный вывод. Если в крайних областях преобладает дырочная электропроводность, а в средней электронная (рис. 1, а), то такой прибор называют транзистором структуры p — n — р. У транзистора структуры n — p — n, наоборот, по краям расположены области с электронной электропроводностью, а между ними — область с дырочной электропроводностью (рис. 1, б).

Рис. 1 Схематическое устройство и графическое обозначение на схемах транзисторов структуры p — n — p и n — p — n.

Устройство и структура.

Если мысленно прикрыть любую из крайних областей транзисторов, изображенных схематически на (рис.1). Что получилось? Оставшиеся две области есть не что иное, как плоскостной диод. Если прикрыть другую крайнюю область, то тоже получится диод. Значит, транзистор можно представить себе как два плоскостных диода с одной общей областью, включенных навстречу друг другу.

Общую (среднюю) область транзистора называют базой, одну крайнюю область — эмиттером, вторую крайнюю область — коллектором.

Это три электрода транзистора. Во время работы эмиттер вводит (эмитирует) в базу дырки (в структуре p — n — р) или электроны (в структуре n — p — n), коллектор собирает эти электрические заряды, вводимые в базу эмиттером.

Различие в обозначениях транзисторов разных структур на схемах заключается лишь в направлении стрелки эмиттера: в p — n — р транзисторах она обращена в сторону базы, а в n — p — n — от базы.

Электронно — дырочные переходы в транзисторе могут быть получены так же, как в плоскостных диодах. Например, чтобы изготовить транзистор структуры p — n — р, берут тонкую пластину германия с электронной электропроводностью и наплавляют на ее поверхность кусочки индия. Атомы индия диффундируют (проникают) в тело пластины, образуя в ней две области типа р — эмиттер и коллектор, а между ними остается очень тонкая (несколько микрон) прослойка полупроводника типа n — база. Транзисторы, изготовляемые по такой технологии, называют сплавными.

Запомни наименования р — n переходов транзистора: между коллектором и базой — коллекторный, между эмиттером и базой — эмиттерный.

Схематическое устройство и конструкция сплавного транзистора показаны на (рис. 2).

Изготовление транзисторов.

Прибор собран на металлическом диске диаметром менее 10 мм. Сверху к этому диску приварен кристаллодержатель, являющийся внутренним выводом базы, а снизу — ее наружный проволочный вывод. Внутренние выводы коллектора и эмиттера приварены к проволочкам, которые впаяны в стеклянные изоляторы и служат внешними выводами этих электродов. Цельнометаллический колпак защищает прибор от механических повреждений и влияния света. Так устроены наиболее распространенные маломощные низкочастотные транзисторы серий МП39, МП40, МП41, МП42 и их разновидности. Буква (М) в обозначении говорит о том, что корпус прибора холодносварной, буква (П)- первоначальная буква слов «плоскостной», а цифры — порядковые заводские номера приборов. В конце обозначения могут быть буквы А, Б, В (например, МП39Б), указывающие разницу в параметрах данной серии. Существуют другие способы изготовления, например, диффузионно — сплавной (рис. 3). Коллектором транзистора, изготовленного по такой технологии, служит пластина исходного полупроводника. На поверхность пластины наплавляют очень близко один от другого два маленьких шарика примесных элементов. Во время нагрева до строго определенной температуры происходит диффузия примесных элементов в пластинку полупроводника. При этом один шарик (на рис. 3 — правый) образует в коллекторе тонкую базовую область, а второй (на рис. 3 — левый) эмиттерную область.

Рис. 2 — Устройство и конструкция сплавного слева и диффузионно — сплавного справа транзистора структуры p — n — p.

В результате в пластине исходного полупроводника получаются два р — n перехода, образующие транзистор структуры р — n — р. По такой технологии изготовляют, в частности, наиболее массовые маломощные высокочастотные транзисторы серий П401-П403, П422, П423, ГТ308. В настоящее время действует система обозначения, по которой выпускаемые серийно приборы имеют обозначения, состоящие из четырех элементов, например: ГТ109А, КТ315В, ГТ403И.

  • Первый элемент этой системы обозначения — буква Г, К или А (или цифра 1, 2 и 3) — характеризует полупроводниковый материал и температурные условия работы прибора. Буква Г (или цифра 1) присваивается германиевым транзисторам, буква К (или цифра 2) — кремниевым, буква А (или цифра 3) — транзисторам, полупроводниковым материалом которых служит арсенид галлия. Цифра, стоящая вместо буквы, указывает на то, что данный транзистор может работать при повышенных температурах (германиевый — выше 4- 60°С, кремниевый — выше +85°С).
  • Второй элемент — буква Т — начальная буква слова «транзистор».
  • Третий элемент — трехзначное число от 101 до 999 — указывает порядковый номер разработки и назначение прибора. Это число присваивается транзистору по признакам, приведенным в таблице.
  • Четвертый элемент обозначения — буква, указывающая разновидность прибора данной серии.

Вот некоторые примеры расшифровки обозначений по этой системе :

ГТ109А — германиевый маломощный низкочастотный транзистор, разновидность А;

ГТ404Г — германиевый средней мощности низкочастотный транзистор, разновидность Г;

КТЗ15В — кремниевый маломощный высокочастотный транзистор, разновидность В.

Применение транзисторов

Наряду с такой системой продолжает действовать и прежняя система обозначения, например П27, П401, П213, МП39 и т.д. Объясняется это тем, что такие или подобные транзисторы были разработаны до введения современной маркировки полупроводниковых приборов. Внешний вид некоторых биполярных транзисторов, наиболее широко используемых радиолюбителями, показан на (рис. 4). Маломощный низкочастотный транзистор ГТ109 (структуры р — n — р) имеет в диаметре всего 3, 4 мм. Транзисторы этой серии предназначены для миниатюрных радиовещательных приемников. Их используют также в слуховых аппаратах, в электронных медицинских приборах т.д.

Диаметр транзисторов ГТ309 (р — n — р) 7,4 мм. Такие транзисторы применяют в различных малогабаритных электронных устройствах для усиления и генерирования колебаний высокой частоты.

Транзисторы КТЗ15 (n — p — n) выпускают в пластмассовых корпусах. Эти маломощные приборы предназначены для усиления и генерирования колебаний высокой частоты. Транзисторы МП39 — МП42 (р — n — р) — самые массовые среди маломощных низкочастотных транзисторов. Точно так выглядят и аналогичные им, но структуры n — p — n, транзисторы МП35 — МП38. Диаметр корпуса любого из этих транзисторов 11,5 мм. Наиболее широко их используют в усилителях звуковой частоты.

Так выглядят и маломощные высокочастотные р — n — р транзисторы серий П401 — П403, П416, П423, используемые для усиления высокочастотных сигналов как в промышленных, так и любительских радиовещательных приемниках. Транзистор ГТ402 (р — n — р) — представитель низкочастотных транзисторов средней мощности. Такую же конструкцию имеет его «близнец» ГТ404, но он структуры (n — p — n). Их, обычно используют в паре, в каскадах усиления мощности колебаний звуковой частоты.

Транзистор П213 (германиевый структуры р — n — р) — один из мощных низкочастотных транзисторов, широко используемых в оконечных каскадах усилителей звуковой частоты. Диаметр этого, а также аналогичных ему транзисторов П214 — П216 и некоторых других, 24 мм. Такие транзисторы крепят на шасси или панелях при помощи фланцев. Во время работы они нагреваются, поэтому их обычно ставят на специальные теплоотводящие радиаторы, увеличивающие поверхности охлаждения.

КТ904 — сверхвысокочастотный кремниевый n — p — n транзистор большой мощности. Корпус металлокерамический с жесткими выводами и винтом М5, с помощью которого транзистор крепят на теплопроводящем радиаторе. Функцию радиатора может выполнять массивная металлическая пластина или металлическое шасси радиотехнического устройства. Высота транзистора вместе с выводами и крепежным винтом чуть больше 20 мм. Транзисторы этой серии предназначаются для генераторов и усилителей мощности радиоаппаратуры, работающей на частотах выше 100 МГц, например диапазона УКВ.

Рис. 4 Внешний вид некоторых транзисторов.

Советую просмотреть обучающий фильм:

Схемы включения и основные параметры биполярных транзисторов

 

Итак, биполярный транзистор, независимо от его структуры, является трехэлектродным прибором. Его электроды — эмиттер, коллектор и база. Для использования транзистора в качестве усилителя напряжения, тока или мощности входной сигнал, который надо усилить, можно подавать на два каких — либо электрода и с двух электродов снимать усиленный сигнал. При этом один из электродов обязательно будет общим. Он — то и определяет название способа включения транзистора: по схеме общего эмиттера (ОЭ), по схеме общего коллектора (ОК), по схеме общей базы (ОБ).

 

  • Включение p-n-р транзистора по схеме ОЭ показано на (рис. 5, а). Напряжение источника питания на коллекторе V подается через резистор Rк, являющийся нагрузкой, на эмиттер — через общий «заземленный» проводник, обозначаемый на схемах специальным знаком. Входной сигнал через конденсатор связи Ссв. подается к выводам базы и эмиттера, т.е. к участку база — эмиттер, а усиленный сигнал снимается с выводов эмиттера и коллектора. Эмиттер, следовательно, при таком включении является общим для входной и выходной цепей. Транзистор, по схеме с ОЭ, в зависимости от его усилительных свойств может дать 10 — 200 — кратное усиление сигнала по напряжению и 20 — 100 — кратное усиление сигнала по току. Такой способ включения по схеме с ОЭ пользуется у радиолюбителей наибольшей популярностью. Существенным недостатком усилительного каскада, включенном по такой схеме, является его сравнительно малое входное сопротивление — всего 500-1000 Ом, что усложняет согласование усилительных каскадов, транзисторы которых включают по такой же схеме. Объясняется это тем, что в данном случае эмиттерный р — n переход транзистора включен в прямом, т.е. пропускном, направлении. А сопротивление пропускного перехода, зависящее от прикладываемого к нему напряжения, всегда мало. Что же касается выходного сопротивления такого каскада, то оно достаточно большое (2-20 кОм) и зависит от сопротивления нагрузки Rк и усилительных свойств.

  • Включение прибора схеме ОК показано на (рис. 5, б). Входной сигнал подается на базу и эмиттер через эмиттерный резистор Rэ, который является частью коллекторной цепи. С этого же резистора, выполняющего функцию нагрузки транзистора, снимается и выходной сигнал. Таким образом, этот участок коллекторной цепи является общим для входной и выходной цепей, поэтому и название способа включения транзистора — ОК. Каскад с полупроводником, включенным по такой схеме, по напряжению дает усиление меньше единицы. Усиление же по току получается примерно такое же, как если бы транзистор был включен по схеме ОЭ. Но зато входное сопротивление такого каскада может составлять 10 — 500 кОм, что хорошо согласуется с большим выходным сопротивлением каскада на транзисторе, включенном по схеме ОЭ. По существу, каскад не дает усиления по напряжению, а лишь как бы повторяет подведенный к нему сигнал. Поэтому транзисторы, включаемые по такой схеме, называют также эмиттерными повторителями. Почему эмиттерными? Потому что выходное напряжение на эмиттере практически полностью повторяет входное напряжение. Почему каскад не усиливает напряжение? Давайте мысленно соединим резистором цепь базы с нижним (по схеме) выводом эмиттерного резистора Rэ, как показано на (рис. 5, б) штриховыми линиями. Этот резистор — эквивалент внутреннего сопротивления источника входного сигнала Rвх., например микрофона или звукоснимателя. Таким образом, эмиттерная цепь оказывается связанной через резистор Rвх. с базой. Когда на вход усилителя подается напряжение сигнала, на резисторе Rэ, являющемся нагрузкой транзистора, выделяется напряжение усиленного сигнала, которое через резистор Rвх. оказывается приложенным к базе в противофазе. При этом между эмиттерной и базовой цепями возникает очень сильная отрицательная обратная связь, сводящая на нет усиление каскада. Это по напряжению. А по току усиления получается такое же, как и при включении транзистора по схеме с ОЭ.
  • Теперь о включении транзистора по схеме с ОБ (рис. 5, в). В этом случае база через конденсатор Сб по переменному току заземлена, т. е. соединена с общим проводником питания. Входной сигнал через конденсатор Ссв. подают на эмиттер и базу, а усиленный сигнал снимают с коллектора и с заземленной базы. База, таким образом, является общим электродом входной и выходной цепей каскада. Такой каскад дает усиление по току меньше единицы, а по напряжению — такое же, как транзистор, включенный по схеме с ОЭ (10 — 200). Из — за очень малого входного сопротивления, БК превышающего нескольких десятковом (30-100) Ом, включение транзистора по схеме ОБ используют главным образом в генераторах электрических колебаний, в сверхгенеративных каскадах, применяемых, например, в аппаратуре радиоуправления моделями.

Чаще всего как я уже говорил применяются схемы с включением транзистора с ОЭ, реже с ОК. Но это только способы включения. А режим работы транзистора как усилителя определяется напряжениями на его электродах, токами в его цепях и, конечно, параметрами самого транзистора. Качество и усилительные свойства биполярных транзисторов оценивают по нескольким электрическим параметрам, которые измеряют с помощью специальных приборов. Вас же, с практической точки зрения, в первую очередь должны интересовать три основных параметра: обратный ток коллектора Iкбо, статический коэффициент передачи тока h313 (читают так: аш два один э) и граничная частота коэффициента передачи тока Fгр.

  • Обратный ток коллектора Iкбо — это неуправляемый ток через коллекторный р — n переход, создающийся неосновными носителями тока транзистора. Он характеризует качество транзистора: чем численное значение параметра Iкбо меньше, тем выше качество. У маломощных низкочастотных транзисторов, например, серий МП39 — МП42, Iкбо не должен превышать 30 мкА, а у маломощных высокочастотных 5 мкА. Транзисторы с большими значениями Iкбо в работе неустойчивы.
  • Статический коэффициент передачи тока h31э характеризует усилительные свойства транзистора. Статическим его называют потому, что этот параметр измеряют при неизменных напряжениях на его электродах и неизменных токах в его цепях. Буква «Э» в этом выражении указывает на то, что при измерении полупроводник включают по схеме ОЭ. Коэффициент h31э характеризуется отношением постоянного тока коллектора к постоянному току базы при заданных постоянном обратном напряжении коллектор — эмиттер и токе эмиттера. Чем больше численное значение коэффициента h31э, тем большее усиление сигнала может обеспечить данный прибор.
  • Граничная частота коэффициента передачи тока Fгр, выраженная в килогерцах или мегагерцах, позволяет судить о возможности использования транзистора для усиления колебаний тех или иных частот. Граничная частота Fгр транзистора МП39, например, 500 кГц, а транзисторов П401 — П403 — больше 30 МГц. Практически транзисторы используют для усиления частот значительно меньше граничных, так как с повышением частоты коэффициент h31э уменьшается.

При конструировании радиотехнических устройств надо учитывать и такие параметры, как максимально допустимое напряжение коллектор — эмиттер Uкэ max, максимально допустимый ток коллектора Iк.max а также максимально допустимую рассеиваемую мощность коллектора Рк.max — мощность, превращающуюся в тепло.

 

Полевой транзистор

В этом полупроводниковом приборе управление рабочим током осуществляется не током во входной (базовой) цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на носители тока электрического поля. Отсюда и название «полевой». Схематическое устройство и конструкция полевого транзистора с р — n переходом показаны на (рис. 6). Основой такого транзистора служит пластина кремния с электропроводностью типа n, в которой имеется тонкая область с электропроводностью типа р. Пластину прибора называют затвором, а область типа р в ней — каналом. С одной стороны канал заканчивается истоком, с другой стоком — тоже областью типа р, но с повышенной концентрацией дырок. Между затвором и каналом создается р — n переход. От затвора, истока и стока сделаны контактные выводы. Если к истоку подключить положительный, а к стоку — отрицательный полюсы батареи питания (на рис. 6 — батарея GB), то в канале появится ток, создающийся движением дырок от истока к стоку. Этот ток, называемый током стока Iс, зависит не только от напряжения этой батареи, но и от напряжения, действующего между источником и затвором (на рис. 6 — элемент G).

И вот почему. Когда на затворе относительно истока действует положительное закрывающее напряжение, обедненная область р — n перехода расширяется (на рис. 6 показано штриховыми линиями). От этого канал сужается, его сопротивление увеличивается, из — за чего ток стока уменьшается. С уменьшением положительного напряжения на затворе обедненная область р — n перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, и ток снова увеличивается. Если на затвор вместе с положительным напряжением смещения подавать низкочастотный или высокочастотный сигнал, в цепи стока возникнет пульсирующий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, — напряжение усиленного сигнала. Так, в упрощенном виде устроены и работают полевые транзисторы с каналом типа р, например — КП102, КП103 (буквы К и П означают «кремниевый полевой»). Принципиально так же устроен и работает полевой транзистор с каналом типа n. Затвор транзистора такой структуры обладает дырочной электропроводностью, поэтому на него относительно истока должно подаваться отрицательное напряжение смещения, а на сток (тоже относительно истока) — положительное напряжение источника питания. На условном графическом изображении полевого транзистора с каналом типа n стрелка на линии затвора направлена в сторону истока, а не от истока, как в обозначении транзистора с каналом типа р. Полевой транзистор — тоже трехэлектродный прибор. Поэтому его, как и биполярный транзистор, включать в усилительный каскад можно тремя способами: по схеме общего стока (ОС), по схеме общего истока (ОИ) и по схеме общего затвора (ОЗ). В радиолюбительской практике применяют в основном только первые два способа включения, позволяющие с наибольшей эффективностью использовать полевые транзисторы.

Усилительный каскад на полевом транзисторе обладает очень большим, исчисляемым мегаомами, входным сопротивлением.

Это позволяет подавать на его вход высокочастотные и низкочастотные сигналы от источников с большим внутренним сопротивлением, например от пьезокерамическрго звукоснимателя, не опасаясь искажения или ухудшения усиления входного сигнала.

В этом главное преимущество полевых транзисторов по сравнению с биполярными. Усилительные свойства полевого транзистора характеризуют крутизной характеристики S — отношением изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора, включенного по схеме ОИ. Численное значение параметра S выражают в миллиамперах на вольт; для различных транзисторов оно может составлять от 0,1 — 0,2 до 10 — 15 мА/В и больше. Чем больше крутизна, тем большее усиление сигнала может дать транзистор.

Рис. 6 Конструкция и графическое изображение полевого транзистора с каналом типа (p).

Другой параметр полевого транзистора — напряжение отсечки Uзи.отс. — Это обратное напряжение на р — n переходе затвор — канал, при котором ток через этот переход уменьшается до нуля. У различных транзисторов напряжение отсечки может составлять от 0,5 до 10 В. О полевых транзисторах и их уникальных свойствах можно говорить еще много, я попытался рассказать о наиболее существенных.

Кодовая и цветовая маркировка транзисторов

Все картинки кликабельны. Вы можете нажать и сохранить их себе на ПК, чтобы в дальнейшем пользоваться. Или просто сохраните данную страницу нажав в браузере добавить в закладки.

 

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5 — КТ315, КТ361

И так сказать на закуску классификацию корпусов, чтобы при заказе или обозначении на схеме иметь представление о внешнем виде транзистора

 

IGBT транзисторы — определение, схематическое обозначение, упрощенная эквивалентная схема и основные применения

Биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ) или IGBT от английского Insulated-gate bipolar transistor — прибор совмещающий в одном корпусе два электронных компонента — полевой и биполярный транзисторы.

Рис. 2 Схематическое обозначение IGBT и упрощенная эквивалентная схема

По своей структуре igbt представляет собой составной транзистор включенный по каскадной схеме. Схематическое обозначение IGBT показано на рисунке 2 справа. Транзистор имеет три вывода: G – «затвор», C – «коллектор», E – «эмиттер». Входная часть транзистора изображается как вход МОП — транзистора с индуцированным каналом, выходная часть как выход биполярного p-n-p транзистора. Упрощенная эквивалентная схема IGBT показана на рисунке 2 слева. Интересно, что «коллектору» IGBT соответствует «эмиттер» выходного биполярного p-n-p транзистора, а «эмиттеру» наоборот «коллектору».

Такое составное включение двух электронных ключей: входной ключ на низковольтном полевом транзисторе управляет мощным оконечным ключом на высоковольтном биполярном транзисторе, позволило объединить преимущества обеих типов полупроводниковых приборов в одном корпусе.

IGBT сочетает преимущества полевых и биполярных транзисторов:

  • высокое входное сопротивление, малый ток управления — от полевых транзисторов с изолированным затвором (МОП)
  • низкое значение остаточного напряжения во включенном состоянии — от биполярных транзисторов.
  • малые потери в открытом состоянии при больших токах и высоких напряжениях;
  • характеристики переключения и проводимость биполярного транзистора;
  • управление не током, а напряжением как у МОП.

Основное применение IGBT транзисторов

IGBT применяют при работе с высокими напряжениями — более 1000 Вольт, высокой температурой — более 100 °C и высокой выходной мощностью — более 5 кВт.

Основное применение IGBT транзисторов — это импульсные регуляторы тока, частотно-регулируемые приводы, инверторы.

Широкое применение igbt транзисторы нашли в схемах управления импульсной лампы во внешних вспышках для зеркальных фотоаппаратов, управлении мощным электроприводом, в источниках сварочного тока, источниках бесперебойного питания и т.д.

Пример реализации схемы управления импульсной лампой во внешней вспышке Nissin Di 866 на igbt транзисторе RJP4301 купить который можно в нашем магазине.

Буквенные обозначения параметров полевых транзисторов — DataSheet

Буквенное обозначение Параметр
Отечественное Международное
 IЗ IG  Ток затвора (постоянный).
Iз отс IGSX  Ток отсечки затвора.
IЗ пр  IGF  Прямой ток затвора.
IЗ ут IGSS  Ток утечки затвора.
IЗИО IGSO  Обратный ток перехода затвор-исток.
IЗСО IGDO  Обратный ток перехода затвор-сток.
IИ IS  Ток истока (постоянный).
 IИ нач ISDS  Начальный ток истока.
 IИ ост  ISDX  Остаточный ток истока.
IС ID  Ток стока (постоянный).
 IС нагр IDSR  Ток стока при нагруженном затворе.
  IС нач IDSS  Начальный ток стока.
 IС ост IDSX  Остаточный ток стока.
 IП IB, IU  Ток подложки.
UЗИ  UGS  Напряжение затвор-исток (постоянное).
 UЗИ обр  UGSR  Обратное напряжение затвор-исток (постоянное).
 UЗИ отс  UGS(OFF),  UGS(off)  Напряжение отсечки транзистора — напряжение между затвором
и истоком (полевого транзистора с p-n-переходом и с изолированным затвором).
UЗИ пор  UGST, UGS(th), UGS(TO)  Пороговое напряжение транзистора — напряжение между затвором и истоком (у полевого транзистора с изолированным затвором).
 UЗИ пр UGSF  Прямое напряжение затвор-исток (постоянное).
UЗ проб U(BR) GSS  Пробивное напряжение затвора — напряжение пробоя затвор-исток при замкнутых стоке и истоке.
UЗП UGB, UGU  Напряжение затвор-подложка (постоянное).
UЗС UGD  Напряжение затвор-сток (постоянное).
UИП USB, USU  Напряжение исток-подложка (постоянное).
 UСИ UDS  Напряжение сток-исток (постоянное).
  UСП UDB, UDU  Напряжение сток-подложка (постоянное).
  U31— U32 UG1— UG2  Напряжение затвор-затвор (для приборов с двумя затворами).
PСИ PDS  Рассеиваемая мощность сток-исток (постоянная).
PСИ, т max  Максимальная рассеиваемая мощность сток-исток с теплоотводом
(постоянная).
S gms  Крутизна характеристики.
RЗИ rGS, rgs  Сопротивление затвор-исток.
RЗС rGD, rgd  Сопротивление затвор-сток.
RЗСО rGSS, rgss  Сопротивление затвора (при UDS = 0 или Uds = 0).
RСИ отк rDS(ON), rds(on), rDS on  Сопротивление сток-исток в открытом состоянии — сопротивление между стоком и истоком в открытом состоянии транзистора
при заданном напряжении сток-исток.
RСИ закр rDS(OFF), rds(off), rDS off  Сопротивление сток-исток в закрытом состоянии — сопротивление между стоком и истоком в закрытом состоянии транзистора при заданном напряжении сток-исток.
Сзио Cgso  Емкость затвор-исток — емкость между затвором и истоком при
разомкнутых по переменному току остальных выводах.
Сзсо Cgdo  Емкость затвор-сток — емкость между затвором и стоком при разомкнутых по переменному току остальных выводах.
Ссио Cdso  Емкость сток-исток — емкость между стоком и истоком при разомкнутых по переменному току остальных выводах.
C11и, Свх, и Ciss, C11ss Входная емкость транзистора — емкость между затвором и истоком.
С12и Crss, C12ss  Емкость обратной связи в схеме с общим истоком при коротком
замыкании на входе по переменному току.
С22и Coss, C22ss  Выходная емкость транзистора — емкость между стоком
и истоком.
С22с  Cods, C22ds  Выходная емкость в схеме с общим стоком при коротком замыкании на входе (при коротком замыкании цепи затвор-сток по переменному току).
g11и giss, g11s  Активная составляющая входной проводимости транзистора (в схеме с общим истоком при коротком замыкании на выходе).
g22и goss, g22s  Активная составляющая выходной проводимости транзистора (в схеме с общим истоком при коротком замыкании на входе).
Y11и Yis, Y11s  Полная входная проводимость транзистора (в схеме с общим истоком при коротком замыкании на выходе).
Y12и Yrs, Y12s  Полная проводимость обратной передачи транзистора (в схеме с общим истоком при коротком замыкании на входе).
Y21и Yfs, Y21s  Полная проводимость прямой передачи транзистора (в схеме с общим истоком при коротком замыкании на выходе;
Yfs = gfs + gbfs = Id / Ugs ; на низких частотах |Yfs| = gfs).
Y22и Yos, Y22s  Полная выходная проводимость транзистора (при коротком замыкании на входе).
Kу. P GP  Коэффициент усиления по мощности.
fY21и fYfs  Частота отсечки в схеме с общим истоком.
Uш Un  Шумовое напряжение транзистора.
Eш en  Электродвижущая сила шума
 Kш F  Коэффициент шума транзистора.
αID  Температурный коэффициент тока стока.
αrds  Температурный коэффициент сопротивления сток-исток.
tвкл ton  Время включения транзистора.
tвыкл toff  Время выключения транзистора.
tзд, вкл td(on)  Время задержки включения.
tзд, выкл td(off)  Время задержки выключения.
tнр tr  Время нарастания.
tсп tf  Время спада.
Для сдвоенных полевых транзисторов:
IЗ(ут)1-IЗ(ут)2 IGSS1-IGSS2  Разность токов утечки затвора (для полевых транзисторов с изолированным затвором) и разность токов отсечки затвора (для полевых транзисторов с р-n-переходом).
IC нач1/IC нач1 IDSS1/IDSS2  Отношение токов стока при нулевом напряжении затвор-исток.
UЗИ1-UЗИ2 UGS1-UGS2  Разность напряжений затвор-исток.
|Δ(UЗИ1-UЗИ2 )|/ΔT |Δ(UGS1-UGS2 )|/ΔT  Изменение разности напряжений затвор-исток между двумя значениями температуры.
g22и1-g22и2 gos1-gos2  Разность выходных проводимостей в режиме малого сигнала в схеме с общим истоком.
 g21и1/g21и2 gos1/gos2  Отношение полных проводимостей прямой передачи в режиме малого сигнала в схеме с общим истоком.

Полевой транзистор обозначение на схеме

В современной цифровой электронике, транзисторы работают, как правило — в ключевом (импульсном) режиме: открыт-закрыт. Для таких режимов оптимально подходят – полевые транзисторы. Название «полевой» происходит от «электрическое поле». Это значит, что они управляются полем, которое образует напряжение, приложенное к управляющему электроду. Другое их название – униполярный транзистор. Так подчеркивается, что используются только одного типа носители заряда (электроны или дырки), в отличии от классического биполярного транзистора. «Полевики» по типу проводимости канала и типу носителей бывают двух видов: n-канальный – носители электроны и p-канальный – носители дырки. Транзистор имеет три вывода: исток, сток, затвор.

исток (source) — электрод, из которого в канал входят (истекают) носители заряда, источник носителей. В традиционной схеме включения, цепь истока n-канального транзистора подключается к минусу питания, p-канального — к плюсу питания.

сток (drain) — электрод, через который из канала выходят (стекают) носители заряда. В традиционной схеме включения, цепь стока n-канального транзистора подключается к плюсу питания, p-канального — к минусу питания.

затвор (gate) — управляющий электрод, регулирует поперечное сечения канала и соответственно ток протекающий через канал. Управление происходит напряжением между затвором и истоком – Vgs.

Полевые транзисторы бывают двух основных видов: с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором. С изолированным затвором делятся на: с встроенным и индуцированным каналом. На рис.1 изображены типы полевых транзисторов и их обозначения на схемах.

Рис.1. Типы полевых транзисторов и их схематическое обозначение.

«Полевик» с изолированным затвором и индуцированным каналом

Нас интересуют транзисторы Q5 и Q6. Именно они используются в цифровой и силовой электронике. Это полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом. Их называют МОП (метал-оксид-полупроводник) или МДП (метал-диэлектрик-полупроводник) транзисторами. Английское название MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Таким названием подчеркивается, что затвор отделен слоем диэлектрика от проводящего канала. Жаргонные названия: «полевик», «мосфет», «ключ».

Индуцированный канал — означает, что проводимость в нем появляется, канал индуцируется носителями (открывается транзистор) только при подаче напряжения на затвор. В отличии от транзисторов Q3 и Q4 которые тоже МОП транзисторы, но со встроеным каналом, канал всегда открыт, даже при нулевом напряжении на затворе. Схематически, разница между этими двумя типами транзисторов на схемах обозначается сплошной (встроенный) или пунктирной (индуцированный) линией канала. Другое название индуцированного канала – обогащенный, встроенного – обеднённый.

Обратный диод

Технология изготовления МОП транзисторов такова, что образуются некоторые паразитные элементы, в частности биполярный транзистор, включенный параллельно силовым выводам. См. рис.2. Он оказывает негативное влияние на характеристики транзистора, поэтому технологической перемычкой замыкают вывод истока с подложкой (замыкают переход: база-эмиттер, паразитного транзистора), а оставшийся переход: коллектор-база, образует диод, включенный параллельно стоку-истоку, в направлении обратном протеканию тока (в классической схеме включения). Параметры этого диода производители уже могут контролировать, поэтому он не оказывает существенного влияния на работу транзистора. И даже наоборот, его наличие специально используется в некоторых схематических решениях.

Именно этот диод (стабилитрон) обозначается на схематическом изображении МОП транзистора, а технологическая перемычка показана стрелкой соединенной с истоком. Существуют и транзисторы без технологической перемычки, на их условном обозначения нет стрелкой.

В зависимости от модели транзистора, диод может быть, как и штатный – паразитный, низкочастотный, так и специально добавленный, с заданными характеристиками (высокочастотный или стабилитрон). Это указывается в документации к транзистору.

Рис.2. Паразитные элементы в составе полевого транзистора.

Основные преимущества MOSFET

  • меньшее потребление, высокий КПД. Транзисторы управляются напряжением, и в статике не потребляют ток управления.
  • простая схема управления.Схемы управления напряжением более просты, чем схемы управления током.
  • высокая скорость переключения.Отсутствуют неосновные носители. Следовательно не тратится время на их рассасывание. Частота работы сотни и тысячи килогерц
  • повышеная теплоустойчивость. С ростом температуры растет сопротивление канала, следовательно понижается ток, а это приводит к понижению температуры. Происходит саморегуляция.

Основные характеристики MOSFET

  • Vds(max) – максимальное напряжение сток-исток в закрытом состоянии транзистора
  • Rds(on) – активное сопротивление канала в открытом состоянии транзистора. Этот параметр указывают для определенных значений Vgs 10В или 4.5В или 2.5 В при которых сопротивление становится минимальным.
  • Vgs(th) – пороговое напряжение при котором транзистор начнет открываться.
  • Ids – максимальный постоянный ток через транзистор.
  • Ids(Imp) – импульсный (кратковременный) ток, который выдерживает транзистор.
  • Ciss, Crss, Coss – емкость затвор-исток (input), затвор-сток (reverse), сток-исток(output).
  • Qg – заряд который необходимо передать затвору для переключения.
  • Vgs(max) – максимальное допустимое напряжение затвор-исток.
  • t(on), t(of) – время переключения транзистора.
  • характеристики обратного диода сток-исток ( максимальный ток, падение напряжения, время восстановление)

Что еще нужно знать про полевой транзистор?

P-канальные транзисторы имеют хуже характеристики чем N-канальные. Меньше рабочая частота, больше сопротивление, больше площадь кристалла. Они реже используются и выпускаются в меньшем ассортименте.

МОП транзистор — потенциальный прибор и управляется напряжением (потенциалом), затвор отделен слоем диэлектрика , по сути это конденсатор и через него не протекает постоянный ток, поэтому он не потребляет ток управления в статике, но во время переключения требуется приличный ток для заряда-разряда емкости.

МОП транзистор имеет хоть и не большое, но активное сопротивление в открытом состоянии Rds. Это сопротивление уменьшается с ростом отпирающего напряжения и становится минимальным при определенном напряжении затвор-исток, 4.5В или 10В. По сути – это резистор, сопротивление которого управляется напряжением Vgs.

Vgs – управляющее напряжение, Vg-Vs. Если измерять относительно общего минуса, то: для n канального Vgs>0, для p канального Vgs

Схема включения MOSFET

Традиционная, классическая схема включения «мосфет», работающего в режиме ключа (открыт-закрыт), приведена на рис 3. Это схема, с общим истоком. Она наиболее распространена, легка в реализации и имеет самый простой способ управления транзистором.

Нагрузку включают в цепь стока. Встроенный диод, оказывается включенным в обратном направлении и ток через него не протекает.

Для n-канального: исток на землю, сток через нагрузку к плюсу. Тогда для его открытия, на затвор нужно подать положительное напряжение, подтянуть к плюсу питания. При работе от ШИМ (широтно импульсный модулятор), открывать его будет положительный импульс.

Для p-канального: исток на плюс питания, сток через нагрузку на землю. Тогда для его открытия, на затвор нужно подать отрицательное напряжение, подтянуть к минусу питания (земле). При управлении от ШИМ, открывающим будет – отрицательный импульс (отсутствие импульса).

Рис. 3. Классическая схема включения MOSFET в ключевом режиме.

МОП транзистор, в открытом состоянии, будет пропускать ток как от истока к стоку, так и от стока к истоку. Также и нагрузку можно включать как в цепь стока, так и истока. Но при «нестандартном» включении, усложняется управление транзистором, так для n-канального может потребоваться, напряжение выше питания, а для p-канального – отрицательное напряжение ниже земли (двухполярное питание).

МОП транзис торы, используемые в цифровой электронике, делятся на два типа.

  1. Мощные силовые – используются в импульсных преобразователях напряжения и в цепях питания.
  2. Транзисторы логического уровня – используются как ключи, коммутируют различные сигналы и управляются микросхемами.

Транзисторы бывают в разных корпусах, с разным количеством выводов, часто в одном корпусе объединяют два транзистора.

Другие популярные статьи

MacBook не включается. Что делать?

Читателей за год: 8417

Пожалуй одна из самых распространенных неисправностей, заявленная клиентами при сдаче в ремонт своего MacBook – «не включается». В этой заметке рассмотрим следующие вопросы.

Типовые неисправности MacBook Pro A1398

Читателей за год: 7796

МасBook Pro Retina A1398 появился в середине 2012 года.С 2012 года было выпущено 5 платформ A1398 и с десяток комплектаций.К сожалению, все модели имеют типовые неисправности.

Проблемы с видео в MacBook и их лечение

Читателей за год: 6857

В нашу мастерскую часто попадают MacBook’и с неисправностью графического процессора (он же видеокарта, видеоускоритель, видеочип). Некоторые проблемы решаются софтовым путем – настройка или переустановка системы. В большинство же случаев требуются вмешательство на уровне «железа» – компонентный ремонт – замена чипа на паяльной станции.

Оставить комментарий

Что делать если Mac не включается? (видео) Новое в блоге MacBook не грузится дальше «яблока» после обновления macOS Mojave 10.14.5 7 июня 2019 г. Может ли небольшая мастерская назвать себя международной ?:) 2 апреля 2019 г. 5 сайтов распродаж программ для MacOS 21 марта 2019 г. Какие игры идут на MacBook и iMac? 18 февраля 2019 г. Что ломается в Макбуке при его залитии? 7 февраля 2019 г. Поверить статус заказа

Введите номер телефона, указанный в заказе:

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

Unified system for design documentation. Graphical symbols in diagrams. Semiconductor devices

Дата введения 1974-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 N 2002

3. Соответствует СТ СЭВ 661-88

4. ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп.33 и 34 таблицы

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91), Поправкой (ИУС 3-91)

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл.1.

В электронике полевым транзистором называется электронный компонент, в котором ток проходящий через канал регулируется электрическим полем, образующимся в результате подачи напряжения между его истоком и затвором. Основным отличием полевого транзистора от транзистора биполярного является то, что выходное и входное сопротивление у него существенно выше.

Плевые транзисторы нередко именуют униполярными, поскольку основным принципом их действия является перемещение при помощи поля носителей зарядов одного и того же типа. Конструктивно эти приборы представляют собой изготовленные из полупроводниковых материалов пластинки одного типа проводимости, на противоположных сторонах которых способом диффузии создается область другого типа проводимости. На их границах образуется обладающий большим сопротивлением p – n -переход.

В полевых транзисторах существуют области полупроводника которые называют каналами. Их поперечное сечение, а вместе с ним и ток носителей заряда изменяются под воздействием электрического поля.

Структура полевого транзистора
с управляющим p – n -переходом и каналом n -типа

В случае, если между p -областью и n -областью приложить некоторое напряжение Uзи ., как показано на рисунке выше, то p – n -переход окажется включенным в обратном направлении, следовательно его толщина увеличится, а толщины канала уменьшается. При этом принято p -область называть затвором полевого транзистора, или же его управляющим электродом. Если к этому каналу подключить еще один источник напряжения U ., то через него начнёт протекать ток в направлении от нижнего к верхнему участку n -области. Часть этой области, от которой основные носители зарядов начинают свое движение, называется истоком, а та часть, по направлению к которой они перемещаются – стоком.

Что касается величины тока, который протекает через канал, то определяющим для нее является сопротивление. Оно, в свою очередь, напрямую зависит от толщины канала. Таким образом, если изменяется величина приложенного к каналу напряжения, то вслед за этим происходит изменение величины тока.

В тех случаях, когда для производства этого электронного компонента в качестве основы берут полупроводник p -типа, то получается полевой транзистор, имеющий канал р -типа и управляющий p – n -переход. Канал в нем образуется n -областью.

Структура и схема подключения МДП -транзистора
с индуцированным каналом

Помимо тех полевых транзисторов, которые имеют в своей конструкции управляющий затвор, имеются и такие, у которых он изолирован. В электронике для обозначения таких транзисторов используют аббревиатуры МОП (металл-оксид-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводник). Соответственно, такие приборы называют МОП -транзисторами или МДП -транзисторами.

Для МДП –транзистора характерно то, что в нем между истоком и стоком располагается n -область, представляющая собой подложку. Поэтому образуется два p – n -перехода, которые включены навстречу друг другу. При этом вне зависимости от того, какую именно полярность имеет питающее напряжение, один из этих переходов всегда закрыт, так что в в направлении «исток-сток» ток равен нулю.

Если на затвор подается отрицательное напряжение, то ток в цепи начинает течь. Дело в том, что на расположенные в подложке электроны действует электрическое поле, и они начинают передвигаться вглубь нее.

Существует некоторое пороговое значение напряжения, при котором количество дырок, расположенных у самой поверхности подложки, становится существенно больше, чем электронов. В результате этого происходит так называемая инверсия типа электроповодности: она обретает p-тип. В результате этого между стоком и истоком получается канал, связывающий их. Его толщина зависит от того, какое именно значение имеет приложенное напряжение. Если изменять его, то можно регулировать и толщину канала, поскольку сопротивление участка, располагающегося между истоком и стоком, также будет изменяться.

Условные обозначения для электронных компонентов: транзисторы

В этой серии из двух статей представлен обзор условных обозначений схем, а также предоставлена ​​некоторая информация о самих компонентах.

В предыдущей статье мы рассмотрели символы пассивных компонентов и диодов, которые представляют собой полупроводниковые устройства, не обеспечивающие усиления. Мы также рассмотрели два устройства — SCR и TRIAC — которые больше похожи на усилители, потому что они позволяют сигналу с малой амплитудой управлять сигналом с большей амплитудой.

Полупроводниковые устройства, которые обеспечивают как коммутационное действие, так и усиление сигнала, называются транзисторами, но в настоящее время этот термин довольно неинформативен, поскольку существует очень много различных типов транзисторов.

В этой статье мы рассмотрим обозначения различных транзисторов.

Связанная информация

Обозначения для биполярных переходных транзисторов

Транзисторы с биполярным переходом (BJT) состоят из трех слоев полупроводникового материала.Они могут быть организованы как транзисторы NPN или PNP, а символ схемы (а также функциональность) изменяется в зависимости от расположения слоев:

Биполярные переходные транзисторы

Горизонтальный вывод называется базой, диагональный вывод без стрелки — коллектором, а диагональный вывод со стрелкой — эмиттером.

Символы для полевых МОП-транзисторов

BJT все еще используются, но на рынке транзисторов в настоящее время преобладают MOSFET.Это полевые транзисторы (FET), которые имеют изолирующий слой между проводящим управляющим выводом (называемым затвором) и полупроводниковой структурой, которая соединяет два других вывода (называемых истоком и стоком).

«МОП» означает «металлооксидный полупроводник», но, к сожалению, сейчас это неточно, поскольку затвор типичного полевого МОП-транзистора сделан из поликремния, а не из металла.

Однако есть более точный термин для этих устройств: IGFET, что означает полевой транзистор с изолированным затвором.Однако, по моему опыту, это имя почти никогда не используется.

NMOS против PMOS

Как и BJT, полевые МОП-транзисторы можно разделить на две большие категории: N-канальные и P-канальные. Удобный способ обсуждения полевых МОП-транзисторов — называть N-канальное устройство NMOS, а P-канальное устройство — PMOS.

МОП-транзисторы
, версия 1. Клемма слева — это затвор, стрелка указывает на исток, а оставшаяся клемма — на сток.

Физическая структура полевого МОП-транзистора приводит к появлению четвертого вывода, называемого корпусом.В большинстве ситуаций терминал тела можно игнорировать, потому что его влияние незначительно.

Символы версии 1 выше отражают тот факт, что вывод на корпусе обычно не имеет отношения к работе цепи. Однако в случаях, когда важно соединение тела, у нас есть следующие символы:

МОП-транзисторы
, версия 2. Вывод на корпусе находится между истоком и стоком.

Если по какой-то причине вам не нравятся символы версии 1, вам повезло:

МОП-транзисторы
версии 3.

В этом случае у вас нет стрелки, которая отделяет источник от стока. В символах версии 3 источником является терминал, подключенный к терминалу на корпусе. Это легко запомнить, если вы знаете, что в реальных схемах тело полевого транзистора часто замыкается на источник.

При переключении между версией 1 и версией 3 будьте осторожны со стрелками. В версии 1 стрелка, указывающая на ворота, указывает на PMOS; в Версии 3 стрелка, указывающая на ворота, указывает на NMOS.

Поклонники символа

MOSFET будут рады узнать, что существует еще один способ представления этих компонентов. Когда мы анализируем или проектируем КМОП-схемы, мы часто думаем о МОП-транзисторах как о переключателях включения / выключения, управляемых напряжением, без какой-либо конкретной ссылки на клеммы истока и стока. В этом контексте единственная разница между NMOS и PMOS состоит в том, что PMOS активируется низким логическим напряжением, а NMOS активируется высоким логическим напряжением.

Таким образом, мы можем использовать следующие упрощенные символы:

МОП-транзисторы
версии 4.Круг, обозначающий поведение входа «активный низкий», отличает PMOS от NMOS.

Другие типы транзисторов

БТИЗ

IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) объединяет свойства MOSFET и BJT в одном устройстве. Он используется в основном в коммутационных приложениях.

Символ, показанный ниже, кажется наиболее распространенной версией; если вы хотите увидеть альтернативное представление, обратитесь к странице учебника AAC по IGBT.

N-канальный IGBT.Обратите внимание, как вертикальное пустое пространство указывает на то, что вывод затвора изолирован от остальной части устройства.

полевые транзисторы

JFET (соединительный полевой транзистор) похож на полевой МОП-транзистор, но затвор не изолирован. В настоящее время эти устройства редкость. Если вам известно современное приложение, в котором JFET-транзисторы являются предпочтительным типом транзисторов, сообщите нам об этом в комментариях.

полевые транзисторы

Дарлингтонские пары

Пара Дарлингтона объединяет два BJT таким образом, что ток эмиттера первого становится базовым током второго.Результат — очень высокий коэффициент усиления по току.

Пара Дарлингтона NPN

Пара Дарлингтона считается расширением концепции усилителя с общим коллектором.


Существует множество электронных компонентов, и мы, конечно, не рассмотрели их все. Однако я попытался представить символы для некоторых наиболее важных и распространенных устройств. Я надеюсь, что эта информация и прилагаемые к ней диаграммы помогут сделать ваши схемы более точными и, возможно, даже немного приятнее на вид.

Транзисторы — робототехника

Когда люди говорят о «транзисторах», они, вероятно, имеют в виду биполярный переходной транзистор (BJT). Другие типы включают MOSFET, JFET и IGBT.

Биполярный переходной транзистор (BJT) — это источник тока с регулируемым током . Когда от базы к эмиттеру протекает небольшой ток, транзистор допускает больший ток, определяемый потоком hFE от коллектора к эмиттеру.

БЮТ транзисторы

Есть два человеческих обозначения БЮТ-транзисторов PNP и NPN, которые относятся к порядку полупроводников p-типа и n-типа внутри самого транзистора.Наиболее важное различие между PNP и NPN заключается в том, что транзистор PNP имеет низкий активный уровень, что означает, что транзистор находится в состоянии «включено», когда он получает сигнал 0 В, тогда как NPN активен на высоком уровне. Транзистор BJT также имеет три контакта, обозначенных как база (B), коллектор (C) и эмиттер (E), которые контролируют фактическую функцию транзистора. База получает сигнал для включения или выключения транзистора, а коллектор и эмиттер обеспечивают два вывода для взаимодействия схемы. Другие спецификации для вашего конкретного транзистора, такие как требуемый им коммутируемый ток и ограничения напряжения, можно найти в их техническом описании.

Разработка схемы транзисторного переключателя с BJT

Одна из основных функций транзистора — действовать как электронный переключатель. Мы хотим, чтобы транзистор позволял как можно меньше тока течь от коллектора к эмиттеру в «выключенном» состоянии, и пропускал как можно больший ток в состоянии «включено». Как мы это делаем?

Краткая информация

Если вы хотите переключить некоторые схемы с помощью NPN-транзистора:

  • Убедитесь, что ваш транзистор может выдерживать нагрузку и имеет достаточно высокий hFE (выходной ток == входной ток * hFE).
  • Подключите транзистор вот так

Это нормально, что:

  • Переключаемая цепь не получает полного напряжения (поскольку транзистор имеет падение напряжения на коллектор-эмиттер)
  • Транзистор не эффективно работает на высокой частоте переключения

Выбираем транзистор

Чтобы выбрать транзистор для конкретного коммутационного приложения, нам необходимо знать:

  • Максимальное напряжение и ток нагрузки, которую мы пытаемся переключить
  • Величина тока, который у нас есть для управления базой транзистора.
  • Как быстро нам нужно переключить транзистор
  • (самое главное) Сколько у нас бюджета
NPN или PNP

Первое, что нам нужно решить, это использовать транзистор NPN или PNP. Обычный выбор — использовать транзистор NPN для переключения стороны низкого напряжения (подключение / отключение заземления) или использование PNP для переключения стороны высокого напряжения. NPN имеет лучшую физическую структуру и, как следствие, обычно имеет лучшие характеристики по той же цене. Мы решили использовать транзистор NPN.

Напряжение и ток нагрузки

Затем определите, какие напряжение и ток нужно переключить с помощью транзистора.Если мы управляем базой с помощью Arduino, у нас есть максимум 5 В и 20 мА для управления базой. В этой лаборатории нас не волнует скорость транзистора.

Убедитесь, что максимальное напряжение и ток, которые вы переключаете, не превышают номинальное напряжение и ток коллектор-эмиттер. Вы можете найти эти числа в таблице данных. Цифры в таблице под «абсолютным максимальным рейтингом» означают, что если вы его превысите, вы, скорее всего, сломаете что-нибудь. Чтобы найти таблицу для конкретной детали, Google «PART_NUMBER datasheet».

hFE

Допустим, мы хотим использовать 10 мА от Arduino для переключения нагрузки 140 мА, нам нужен hFE не менее 140 мА / 10 мА = 14. Ищите транзистор с hFE, по крайней мере, вдвое больше. Не повредит, если у нас слишком высокий hFE, потому что мы хотим, чтобы транзистор насыщался. Но если hFE слишком низкое, транзистор будет работать в прямой активной области, что ограничивает ток нагрузки и выделяет много тепла. Причина удвоения необходимого hFE заключается в том, что hFE сильно варьируется в разных условиях.Даже изменение базового тока (вашего управляющего сигнала) изменит hFE. Например, PN2222, который мы используем в этой лаборатории, имеет hFE в диапазоне от 35 до 300.

Где найти транзисторы

Если вы собираетесь купить транзистор, воспользуйтесь параметрическим поиском на сайте дистрибьютора (Digikey, Mouser и т. Д.), Чтобы найти детали, которые подойдут для ваших условий. У нас оказался PN2222, который допускает ток коллектора 1 А и напряжение коллектор-эмиттер 40 В. Для наших целей этого более чем достаточно.

Расчет номинала базового резистора

Рассчитайте базовый резистор на основе уравнений в этой ветке или на этом веб-сайте, если у вас резистивная нагрузка.

Переключение с полевыми МОП-транзисторами

Полевые МОП-транзисторы

управляются напряжением затвора, а не базовым током. Затвор изолирован и может быть охарактеризован как очень маленький конденсатор. Для N-канального MOSFET, если вы поместите затвор выше Vgs (th) (вы можете найти этот номер в таблице данных), он включит MOSFET.

Чтобы использовать Arduino и MOSFET для переключения нагрузки:

  • Приобретите полевой МОП-транзистор с характеристиками, достаточными для вашего напряжения и тока
  • Убедитесь, что Vgs (th) ниже, чем вы можете предоставить с вывода Arduino (5V)
  • Подключите цепь следующим образом.Затвор идет на выходной контакт Arduino. Понижающий резистор на затворе отключает полевой МОП-транзистор, когда затвор находится в плавающем состоянии. Оно может составлять от 10 кОм до 200 кОм.

Ничего рассчитывать не нужно. МОП-транзистор не потребляет ток от затвора в установившемся режиме, что экономит нам немного энергии и позволяет управлять микроконтроллерами с очень слабыми выходными драйверами.

Старые инженеры-электрики любят использовать BJT для переключения, потому что полевые МОП-транзисторы были дорогими и имели плохие характеристики двадцать лет назад.Современные полевые МОП-транзисторы имеют очень хорошие характеристики (сотни ампер в корпусе TO-220) и по цене аналогичны BJT. Гомпей Козел рекомендует использовать полевые МОП-транзисторы для большинства приложений переключения.

Какие плюсы и минусы у BJT по сравнению с полевым транзистором?

Интересные факты

Почему «мощность» часто обозначается как Vcc или Vdd, а «земля» — как Vee или Vss? Они происходят от названий клемм транзисторов.


Сравнение L298N (драйвер двигателя за 2 доллара с ebay) и драйвера двигателя DRV8833.У них похожие характеристики. Почему драйверы двигателя L298N неэффективны и требуют больших радиаторов? L298N — очень старый чип, использующий BJT для построения моста H. DRV8833 использует MOSFET.

Полезные ссылки

Если вам интересно, как работают транзисторы на физическом уровне, посмотрите это видео.

Это руководство от Sparkfun очень полезно для ответов на вопросы в этой лабораторной работе.

Лист данных для PN2222A

Обозначение транзистора МП39 на схемах.Транзисторы МП39, МП40, МП41, МП42

Транзисторы МП39, МП40, МП41, МП42.

Транзисторы МП39, МП40, МП41, МП42 — германий, маломощный усилитель низкой частоты, p-n-p структуры.
Металлический корпус с гибкими выводами. Вес — около 2 г. Буквенно-цифровая маркировка на боковой поверхности корпуса.

Существуют следующие зарубежные аналоги:
MP39 -2N1413
MP40 — 2N104
MP41 возможный аналог — 2N44A
MP42 возможный аналог — 2SB288

Важнейшие параметры.

Коэффициент текущей передачи для транзисторов MP39 редко превышает 12 , для MP39B — от 20 перед 60 .
Для транзисторов МП40, МП40А — из 20 перед 40 .
Для транзисторов МП41 — из 30 перед 60 , МП41А — из 50 перед 100 .
для транзисторов МП42 — из 20 перед 35 , МП42А — с 30 перед 50 , МП42Б — с 45 перед 100 .

Максимальное напряжение коллектор-эмиттер. Для транзисторов МП39, МП40 — 15 v.
Для транзисторов МП40А — 30 v.
Для транзисторов MP41, MP41A, MP42, MP42A, MP42B — 15 v.

Предельная частота коэффициента передачи тока Транзистор (fh31e) для схем с общим эмиттером:
До 0,5 МГц для транзисторов МП39, МП39А.
Перед 1 МГц для транзисторов МП40, МП40А, МП41, МП42Б.
Перед 1,5 МГц для транзисторов MP42A.
Перед 2 МГц для транзисторов МП42.

Максимальный ток коллектора. 20 мА постоянная, 150 мА — пульсирующий.

Коллектор обратного тока при напряжении коллектор-база 5В и температуре окружающей среды от -60 до +25 Цельсия, не более — 15 мкА.

Обратный эмиттерный ток с напряжением эмиттер-база 5В и температурой окружающей среды до +25 Цельсия, не более — 30 мкА.

Емкость коллекторного перехода при напряжении коллектор-база 5В на частоте 1МГц — не более 60 пФ.

Коэффициент собственного шума — для МП39Б с напряжением коллектор-база 1,5 В и током эмиттера 0,5 мА на частоте 1 кГц — не более 12 дБ.

Рассеиваемая мощность коллектора. U MP39, MP40, MP41 — 150 мВт.
МП42 — 200 мВт.

Когда-то транзисторы этой серии дополняли широко распространенные радиоконструкторы для начинающих.MP39-MP42 с их довольно большими габаритами, длинными гибкими выводами и простой распиновкой (распиновкой) идеально подошли для этого. Кроме того, относительно большой обратный ток позволял им работать в схеме с общим эмиттером без дополнительного смещения. Те. — собирался действительно самый простой усилитель, на одном транзисторе , без резисторов. Это позволило значительно упростить схемы на начальных этапах проектирования.

Распиновка транзистора МП41

Обозначение транзистора МП41 на схемах

На схематических диаграммах транзистор обозначен как буквенным кодом, так и обычным графическим изображением.Буквенный код состоит из латинских букв VT и числа (порядковый номер на схеме). Условное графическое обозначение транзистора MP41 обычно помещается в кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией посередине символизирует основание, две наклонные линии, проведенные к его краям под углом 60 ° — эмиттер и коллектор. На эмиттере есть стрелка, указывающая в сторону базы.

Характеристики транзистора МП41

  • Конструкция п-н-п
  • 15 * (10к) B
  • 20 (150 *) мА
  • 0.15 Вт
  • 30 … 60 (5 В; 1 мА)
  • Коллектор обратного тока
  • > 1 * МГц
  • Конструкция п-н-п
  • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 15 * (Зк) В
  • Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектора 150 * мА
  • Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без радиатора (с радиатором) 0,2 ​​Вт
  • Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в цепи с общим эмиттером 20… 35 * (1 В; 10 мА)
  • Коллектор обратного тока — мкА
  • Частота среза коэффициента передачи тока в цепи с общим эмиттером > 2 * МГц

Распиновка транзистора МП42

Обозначение транзистора МП42 на схемах

На схематических диаграммах транзистор обозначен как буквенным кодом, так и обычным графическим изображением. Буквенный код состоит из латинских букв VT и числа (порядковый номер на схеме).Условное графическое обозначение транзистора MP42 обычно помещается в кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией посередине символизирует основание, две наклонные линии, проведенные к его краям под углом 60 ° — эмиттер и коллектор. На эмиттере есть стрелка, указывающая в сторону базы.

Характеристики транзистора биполярного МП42

    • Конструкция п-н-п
    • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 15 * (Зк) В
    • Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектора 150 * мА
    • Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без радиатора (с радиатором) 0.2 Вт
    • Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в цепи с общим эмиттером 20 … 35 * (1 В; 10 мА)
    • Коллектор обратного тока — мкА
    • Частота среза коэффициента передачи тока в цепи с общим эмиттером > 2 * МГц

Транзисторы МП39, МП40, МП41, МП42.

Транзисторы МП39, МП40, МП41, МП42 — германий, маломощный усилитель низкой частоты, p-n-p структуры.
Металлический корпус с гибкими выводами. Вес — около 2 г. Буквенно-цифровая маркировка на боковой поверхности корпуса.

Существуют следующие зарубежные аналоги:
MP39 -2N1413
MP40 — 2N104
MP41 возможный аналог — 2N44A
MP42 возможный аналог — 2SB288

Важнейшие параметры.

Коэффициент текущей передачи для транзисторов MP39 редко превышает 12 , для MP39B — от 20 перед 60 .
Для транзисторов МП40, МП40А — из 20 перед 40 .
Для транзисторов МП41 — из 30 перед 60 , МП41А — из 50 перед 100 .
для транзисторов МП42 — из 20 перед 35 , МП42А — с 30 перед 50 , МП42Б — с 45 перед 100 .

Максимальное напряжение коллектор-эмиттер. Для транзисторов МП39, МП40 — 15 v.
Для транзисторов МП40А — 30 v.
Для транзисторов MP41, MP41A, MP42, MP42A, MP42B — 15 v.

Предельная частота коэффициента передачи тока Транзистор (fh31e) для схем с общим эмиттером:
До 0,5 МГц для транзисторов МП39, МП39А.
Перед 1 МГц для транзисторов МП40, МП40А, МП41, МП42Б.
Перед 1,5 МГц для транзисторов MP42A.
Перед 2 МГц для транзисторов МП42.

Максимальный ток коллектора. 20 мА постоянная, 150 мА — пульсирующий.

Коллектор обратного тока при напряжении коллектор-база 5В и температуре окружающей среды от -60 до +25 Цельсия, не более — 15 мкА.

Обратный эмиттерный ток с напряжением эмиттер-база 5В и температурой окружающей среды до +25 Цельсия, не более — 30 мкА.

Емкость коллекторного перехода при напряжении коллектор-база 5В на частоте 1МГц — не более 60 пФ.

Коэффициент собственного шума — для МП39Б с напряжением коллектор-база 1,5 В и током эмиттера 0,5 мА на частоте 1 кГц — не более 12 дБ.

Рассеиваемая мощность коллектора. U MP39, MP40, MP41 — 150 мВт.
МП42 — 200 мВт.

Когда-то транзисторы этой серии дополняли широко распространенные радиоконструкторы для начинающих. MP39-MP42 с их довольно большими габаритами, длинными гибкими выводами и простой распиновкой (распиновкой) идеально подошли для этого.Кроме того, относительно большой обратный ток позволял им работать в схеме с общим эмиттером без дополнительного смещения. Те. — собирался действительно самый простой усилитель, на одном транзисторе , без резисторов. Это позволило значительно упростить схемы на начальных этапах проектирования.

Распиновка транзистора МП41

Обозначение транзистора МП41 на схемах

На схематических диаграммах транзистор обозначен как буквенным кодом, так и обычным графическим изображением.Буквенный код состоит из латинских букв VT и числа (порядковый номер на схеме). Условное графическое обозначение транзистора MP41 обычно помещается в кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией посередине символизирует основание, две наклонные линии, проведенные к его краям под углом 60 ° — эмиттер и коллектор. На эмиттере есть стрелка, указывающая в сторону базы.

Характеристики транзистора МП41

  • Конструкция п-н-п
  • 15 * (10к) B
  • 20 (150 *) мА
  • 0.15 Вт
  • 30 … 60 (5 В; 1 мА)
  • Коллектор обратного тока
  • > 1 * МГц
  • Конструкция п-н-п
  • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 15 * (Зк) В
  • Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектора 150 * мА
  • Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без радиатора (с радиатором) 0,2 ​​Вт
  • Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в цепи с общим эмиттером 20… 35 * (1 В; 10 мА)
  • Коллектор обратного тока — мкА
  • Частота среза коэффициента передачи тока в цепи с общим эмиттером > 2 * МГц

Распиновка транзистора МП42

Обозначение транзистора МП42 на схемах

На схематических диаграммах транзистор обозначен как буквенным кодом, так и обычным графическим изображением. Буквенный код состоит из латинских букв VT и числа (порядковый номер на схеме).Условное графическое обозначение транзистора MP42 обычно помещается в кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией посередине символизирует основание, две наклонные линии, проведенные к его краям под углом 60 ° — эмиттер и коллектор. На эмиттере есть стрелка, указывающая в сторону базы.

Характеристики транзистора биполярного МП42

    • Конструкция п-н-п
    • Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 15 * (Зк) В
    • Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектора 150 * мА
    • Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без радиатора (с радиатором) 0.2 Вт
    • Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в цепи с общим эмиттером 20 … 35 * (1 В; 10 мА)
    • Коллектор обратного тока — мкА
    • Частота среза коэффициента передачи тока в цепи с общим эмиттером > 2 * МГц

Усилитель мощности низкочастотный на германиевых транзисторах П213, принципиальная схема которого приведена на рис. ), а также для усиления сигналов с датчиков адаптированных музыкальных инструментов (с разъемов Gn1, Gn2).

  • Чувствительность усилителя от розеток GnI, Gn2 — 20 мВ, от розеток Gn3, Gn4 — не хуже 250 мВ;
  • Выходная мощность при нагрузке 6,5 Ом -2 Вт;
  • коэффициент нелинейных искажений — 3%;
  • Воспроизводимая полоса частот 60–12000 Гц;
  • В бесшумном режиме усилитель потребляет ток около 8 мА, а в режиме максимальной мощности — 210 мА.
  • Усилитель может питаться как от аккумуляторов, так и от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В.

Принципиальная схема

Как видно из принципиальной схемы, первый каскад усиления собран на малошумящем транзисторе MP39B (T1) по схеме с общим эмиттером. Усиленный сигнал поступает на потенциометр R1, с ползунка которого через резистор R2 и блокирующий конденсатор С1 низкочастотный сигнал поступает на базу транзистора. Первый каскад усилителя нагружен резистором R5.

Делитель напряжения R3, R4 и резистор R6 являются элементами стабилизации температуры.Наличие делителя R3, R4 делает напряжение на базе транзистора T1 мало зависимым от температуры. Резистор R6 в цепи эмиттера обеспечивает отрицательную обратную связь по постоянному току.

При повышении температуры ток в цепи эмиттера увеличивается, а падение напряжения на резисторе R6 увеличивается. В результате напряжение между базой и эмиттером становится менее отрицательным, что предотвращает дальнейшее увеличение тока эмиттера. Второй каскад усиления также собран по схеме с общим эмиттером на транзисторе MP39B (T2).

Для уменьшения зависимости параметров этого каскада от температуры используется комбинированная отрицательная обратная связь, определяемая резисторами R8, R9 и R10. Напряжение, усиленное первым каскадом, подается на вход второго каскада через блокирующий конденсатор С2. Нагрузкой транзистора Т2 является резистор R7.

Третий каскад усиления собран на транзисторе Т3. Каскад нагружен резистором RI8. Связь между второй и третьей каскадами осуществляется с помощью конденсатора С3.

Выходной каскад усилителя работает в режиме класса B по последовательно-параллельной схеме. Главное преимущество усилителей этого класса перед усилителями класса А — их высокий КПД.

При проектировании обычных усилителей низкой частоты перед радиолюбителями стоит задача изготовления переходных и выходных трансформаторов. Малогабаритные трансформаторы с сердечником из пермаллоя изготовить довольно сложно. Кроме того, трансформаторы снижают общий КПД и во многих случаях являются источником гармонических искажений.

Недавно были разработаны выходные каскады без трансформаторов — с квазидополнительной симметрией, то есть с использованием транзисторов, которые имеют разные типы переходов и дополняют друг друга для возбуждения двухтактного усилителя.

Бестрансформаторный каскад собран на двух мощных транзисторах Т6, Т7 с возбуждением от пары комплементарных симметричных транзисторов Т4 и Т5, работающих в предварительном каскаде усиления. В зависимости от полярности сигнала, поступающего с коллектора транзистора Т3, то один (Т4), затем другой (Т5) транзистор разблокируется.При этом открываются попутные транзисторы Т6, Т7. Если на коллекторе транзистора Т3 усиленный сигнал имеет отрицательную полярность, транзисторы Т4, Т6 открываются, если сигнал имеет положительную полярность, открываются транзисторы Т5 и Т7.

Постоянная составляющая тока коллектора, проходящая через термостабилизирующий диод D1 и резистор R19, создает смещение на базах транзисторов T4, T5, которые функционируют как фазоинверторы. Это смещение устраняет собственные искажения, вызванные нелинейностью входных характеристик при низких базовых токах.

Резисторы R22, R23 снижают влияние разброса параметров транзисторов Т4, Т3 на режим работы выходного каскада. Разделительный конденсатор С9.

Для уменьшения нелинейных искажений каскады усиления на транзисторах Т3 — Т7 покрываются отрицательной обратной связью по переменному току, напряжение которой снимается с выхода оконечного усилителя и через цепочку R17, C8, R16, R15, C6, R14 подается на базу транзистора Т3. В этом случае переменный резистор R17 обеспечивает регулировку тембра в области низких частот, а потенциометр R15 — в области высоких частот.

Если регулировка тембра не требуется, то детали R14 — R17. C6, C8 исключены из схемы. Цепная обратная связь в данном случае образована резистором R0 (на рис. 1 эта схема показана пунктирной линией).

Для нормальной работы выходного каскада напряжение в точке «а» (напряжение покоя) должно быть равно половине напряжения источника питания. Это достигается соответствующим подбором резистора RI8. Стабилизация напряжения покоя обеспечивается цепью отрицательной обратной связи постоянного тока.

Как видно из схемы, точка «а» на выходе усилителя подключена к цепи базы транзистора Т3 с помощью резистора R12. Наличие этого соединения автоматически поддерживает напряжение в точке «а», равное половине напряжения источника питания (в данном случае равному ba).

Для нормальной работы усилителя также необходимо, чтобы транзисторы Т4, Т5 и Т6, Т7 имели как можно меньший обратный ток. Значение коэффициента усиления (5 транзисторов Т4-Т7 должно находиться в диапазоне 40-60, причем транзисторы могут иметь разное усиление h.Необходимо только, чтобы выполнялось равенство h5 * hb = h5 * h7.

Детали и установка

Усилитель монтируется на гетинакс-панели толщиной 1 — 1,5 мм. Размеры платы сильно зависят от объема усилителя. Для обеспечения хорошего теплоотвода транзисторы P213B комплектуются радиаторами с общей охлаждающей поверхностью не менее 100 см2.

Усилитель может питаться от батареи на 12 В, собранной из элементов Сатурна, или от батареек для фонарика.Питание усилителя от сети переменного тока осуществляется выпрямителем, собранным по мостовой схеме на четырех диодах D1-D4 с емкостным фильтром через стабилизатор напряжения (рис. 2).

Как упоминалось выше, при работе усилителя потребляемый им ток изменяется в довольно широком диапазоне. Внезапные колебания тока неизбежно вызовут изменение напряжения питания, что может привести к нежелательным муфтам в усилителе и искажению сигнала. Для предотвращения подобных явлений предусмотрена стабилизация выпрямленного напряжения.

В состав стабилизатора входят транзисторы Т7, Т2 и стабилитрон D5. Этот стабилизатор при изменении тока нагрузки от 5 до 400 мА обеспечивает стабильное напряжение 12 В, а амплитуда пульсаций не превышает 5 мВ. Стабилизация питающего напряжения происходит за счет падения напряжения на транзисторе Т2.

Эта разница зависит от смещения на базе транзистора T2, которое, в свою очередь, зависит от значения опорного напряжения на резисторе R2 и напряжения на нагрузке (Rload).

Транзистор Т2 установлен на радиаторе. Выпрямитель размещен в ящике размером 60X90X130 мм, который изготовлен из листовой стали толщиной 1 мм.

Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ш12, толщина комплекта 25 мм. Обмотка I (127 В) содержит 2650 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II (220 В) — 2190 витков ПЭЛ 0,12, обмотка III — 420 витков ПЭЛ 0,55.

Регулировка

Усилитель, собранный из проверенных деталей и транзисторов, обычно сразу начинает работать.Подключив блок питания (12 В), резисторы R3, R8, R12, R18 устанавливают рекомендуемый режим. Затем через блокировочный конденсатор С3, предварительно отключенный от коллектора транзистора Т2, на вход усилителя подается напряжение от звукового генератора (0,2 В, частота 1000 Гц).

Цепь обратной связи в точке «b» должна быть разорвана. Контроль формы выходного напряжения наблюдается с помощью осциллографа, подключенного параллельно громкоговорителю. Если есть большие «ступеньки» на переходах полуволн, номинал резистора R19 необходимо уточнить.

Выбрано для минимальных искажений, которые почти полностью исчезают при включении петли обратной связи. Создание других каскадов ничем не отличается. В случаях, когда от усилителя требуется чувствительность порядка 250 мВ, первые два каскада на транзисторах T1, T2 могут быть исключены из схемы.

Низкая частота. Транзисторы из сплава германия p — n — R MP39B, MP40A, MP41A предназначены для работы в схемах НЧ-усиления и выпускаются в металлическом корпусе (рис.56, а — в) со стеклянными изоляторами и гибкими выводами массой 2,5 г, с диапазоном рабочих температур от -60 до +70 ° С. Электрические параметры приведены в табл. 109.

Кремниевые pnp-транзисторы МП 114, МП 115, МП116 выпускаются в металлическом корпусе со стеклянными изоляторами и гибкими выводами (рис. 57), массой 1,7 г, с диапазоном рабочих температур от -55 до + 100 ° С. Электрические параметры приведены в таблице. 110.

Рис. 56. Распиновка и размеры транзисторов МП39В, МП40А, МП41А (а) и их входные (6) и выходные (в) характеристики в схеме с общей базой

.

Рис.57. Распиновка и габаритные размеры транзисторов МП114 — МП116

.

Стол 109

Обратный ток коллектора, мкА, при U K b = — 5 В и температуре ° C:

20 …………… 15

70 …………… 300

Обратный ток эмиттера, мкА, при U Eb = — 5 В 30

Наибольший постоянный ток коллектора, мА 20

Емкость коллектора, пФ, при U К6 = 5 В и

f = 500 кГц………….. 60

Наибольший импульсный ток коллектора,

мА, при I ESr

Выходная проводимость, мкСм, при I e = 1 мА,

U „b = 5 В и f = 1 кГц ………. 3,3

Сопротивление базы, Ом, при I е = 1 мА,

U kb = 5 В и f = 500 кГц ……… 220

Рассеиваемая мощность коллектора, мВт, при температуре, ° С:

55 …………… 150

70 ……………. 75

Отрицательное напряжение U э в, В…. 5

Стол 110

Обратный ток коллектора, мА, при U к = — 30 В и температуре 20 и 100 ° С соответственно … 10 и 400

Обратный ток эмиттера, мкА, при U eb = — 10 В и температуре 20 и 100 ° C соответственно. … … — 10 и 200

Входное сопротивление, Ом, в цепи с ОВ при LU = — 50 В, I е = 1 мА, f = 1 кГц ……. 300

Рассеиваемая мощность коллектора, мВт, при 70 ° С …………….. 150

Средняя частота. Pnp транзисторы КТ203 (A, B, C) предназначены для усиления и генерации колебаний в диапазоне до 5 МГц, для работы в схемах переключения и стабилизации и выпускаются в металлическом корпусе с гибкими выводами (рис. 58), массой 0,5 г, с рабочим диапазоном температур от — 60 до + 125 ° С. Электрические параметры транзисторов приведены в таблице. 111.

Рис. 58. Распиновка и габаритные размеры транзисторов КТ203А — Б

.

Стол 111

Обратный ток коллектора, мкА, при максимальном обратном напряжении и температуре 25 и 125 ° С соответственно…………… 1 и 15

Обратный ток эмиттера, мкА, при U э 6 = — 30 В. 10

Емкость коллекторного перехода, пФ, при U K b = 5 В и f = 10 МГц …………. 10

Ток коллектора, мА: постоянный ………….. 10

импульс ………….. 50.

Среднее значение тока эмиттера в импульсном режиме, мА …………….. 10

Мощность, рассеиваемая коллектором, МВт, при температуре до 70 ° С ……… В. … 150

* Для транзисторов КТ203А — К.T203V напряжение u k q соответственно равно 50, 30 при 15 В,

Высокая частота . Транзисторы преобразования Pnp GT321

(А — Д) выпускаются в металлическом корпусе с гибкими выводами (рис. 59, а), массой 2 г, с диапазоном рабочих температур от -55 до +60 ° С. Электрические параметры транзисторов приведены в стол. 112.

4.3: Коммутационные усилители, классы D, E и F

Коммутационные усилители являются наиболее эффективными РЧ-усилителями, но их сложнее всего спроектировать.В линейных усилителях, таких как усилители классов A, B, AB и C, на транзисторе присутствует заметное одновременное напряжение и ток, протекающий через него. Таким образом, в таком усилителе мощность рассеивается на транзисторе. Линии нагрузки постоянного и переменного тока на выходе транзистора линейного усилителя по существу совпадают, как это видно на выходной характеристике транзистора, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) (a). Линия нагрузки постоянного тока представляет собой прямую линию, а линия нагрузки переменного тока точно следует за линейной линией нагрузки постоянного тока; Отсюда линейно-линейный усилитель.Даже когда из-за реактивных воздействий линия нагрузки переменного тока замыкается (а на Рисунке \ (\ PageIndex {1} \) (a)) видна небольшая петля, термин линейный усилитель все еще используется.

4.3.1 Динамические формы волны

В коммутирующем усилителе небольшое напряжение на выходе транзистора, когда через него протекает ток, и небольшое напряжение, когда есть ток. Это видно на линии нагрузки переменного тока , также называемой динамической линией нагрузки , коммутирующего усилителя, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) (b).Эта линия нагрузки достигается за счет внимательного отношения к нагрузке транзистора по гармоникам.

Динамическая линия нагрузки переключающего усилителя получается путем подачи соответствующих гармонических сопротивлений на транзисторный выход. Конкретная схема согласования гармоник (например, короткие или разомкнутые цепи на четных и нечетных гармониках) приводит к обозначению переключающего усилителя как классов D, E, F и т. Д. Ключевой характеристикой всех переключающих усилителей является то, что когда есть тока через транзистор, на выходе имеется пренебрежимо малое напряжение [14, 15, 16, 17, 18, 19, 20].Кроме того, когда на транзисторе есть напряжение, через него проходит небольшой ток (см. Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) (b)).

Коммутационные усилители

являются концептуальным отходом от линейных усилителей классов A, AB, B и C. Формы сигналов транзисторного выхода переключающего усилителя и усилителей классов A, AB, B и C показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) снова видно, что для переключающего усилителя формы сигналов напряжения и тока сдвинуты, а напряжение на транзисторе и ток через него не возникают одновременно.Мощность, рассеиваемая транзистором, представляет собой среднее произведение протекающего через него тока и напряжения на выходе. Таким образом, идеальный коммутирующий усилитель потребляет очень мало энергии постоянного тока, передавая почти всю мощность постоянного тока на выходной радиочастотный сигнал. Полосовая фильтрация на выходе усилителя приводит к окончательному высокочастотному выходу с небольшими искажениями. Коммутационные усилители являются предпочтительными усилителями как в телефонных трубках, так и в базовых станциях сотовых систем.

Теоретические максимальные значения эффективности добавленной мощности, достигаемые различными классами усилителей с синусоидальным входным сигналом, приведены в таблице \ (\ PageIndex {1} \).С модулированными сигналами максимальная эффективность не может быть достигнута, так как обычно средняя входная мощность усилителя должна поддерживаться отношением пиковой мощности огибающей (PMEPR) сигнала, чтобы пиковая несущая часть сигнала имела ограниченное искажение. Обычно приемлемое искажение пикового сигнала происходит в точке сжатия усилителя \ (1 \ text {dB} \). Это только приблизительное руководство, но оно полезно. PMEPR нескольких сигналов с цифровой модуляцией приведены в таблице \ (\ PageIndex {2} \) вместе с их влиянием на эффективность.Если есть две несущие, то PMEPR

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): линии нагрузки постоянного и радиочастотного сигналов. Линия нагрузки переменного тока также называется динамической линией нагрузки.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): формы входных и выходных сигналов транзистора для различных классов усилителей. Выходное напряжение измеряется на транзисторах, а ток проходит через транзисторы.

Класс усилителя Максимальная эффективность
Класс A (резистивное смещение) \ (25 \% \)
Класс A (индуктивное смещение) \ (50 \% \)
Класс B \ (78.53 \% \)
Класс C \ (100 \% \)
Класс D \ (100 \% \), но обычно \ (75 \% \)
Класс E \ (96 \% \)
Класс F \ (88,36 \% \)

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Максимальные теоретические значения КПД для классов усилителей с синусоидальным возбуждением.

Комбинированный сигнал

будет выше, что потребует еще большей задержки усилителя [21]. На практике достигнутый КПД будет отличаться от этих теоретических значений. Это связано с тем, что PMEPR не полностью отражает статистическую природу сигналов, а также из-за кодирования и других технологий, которые могут использоваться для уменьшения PMEPR схемы цифровой модуляции. {\ circ} \), что указывает на то, что усилительное устройство всегда включено.{\ circ} \). Усилитель класса B смещен так, что на

выдается только половина синусоиды.
Сигнал PMEPR
\ ((\ text {dB} \))
Коэффициент снижения эффективности Класс A (смещение L)
PAE
Класс E
PAE
FSK (идеальный) \ (0 \) \ (1.0 \) \ (50 \% \) \ (96 \% \)
GMSK \ (3,0 \) \ (0,501 \) \ (25,1 \% \) \ (48,1 \% \)
QPSK \ (3,6 \) \ (0,437 \) \ (21,9 \% \) \ (42 \% \)
\ (\ pi / 4 \) DQPSK \ (3.0 \) \ (0,501 \) \ (25,1 \% \) \ (48,1 \% \)
OQPSK \ (3.3 \) \ (0,467 \) \ (23,4 \% \) \ (44,8 \% \)
\ (8 \) — ПСК \ (3.3 \) \ (0,467 \) \ (23,4 \% \) \ (44,8 \% \)
\ (64 \) — КАМ \ (7.8 \) \ (0,166 \) \ (8,3 \% \) \ (15,9 \% \)

Таблица \ (\ PageIndex {2} \): снижение эффективности из-за типа модуляции для одиночной модулированной несущей. Усилитель класса A использует индуктивное смещение стока. Увеличение PMEPR предназначено для нескольких несущих. Например. для GMSK PMEPR \ (= 3.01 \ text {dB} \), \ (6.02 \ text {dB} \), \ (9.01 \ text {dB} \), \ (11.40 \ text {dB} \), \ ( 14.26 \ text {dB} \) и \ (17.39 \ text {dB} \) для несущих \ (1, \: 2, \: 4, \: 8, \: 16, \) и \ (32 \). соответственно.{\ circ} \).

4.3.3 Класс D

Усилитель класса D был первым типом разработанного переключающего усилителя. Основная концепция усилителя класса D заключается в использовании транзистора в качестве переключателя, чтобы при наличии напряжения через транзистор протекал незначительный ток. Аудио форма усилителя класса D показана на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (a) [14]. На два транзисторных входа подается один и тот же РЧ-сигнал, но они смещены по уровню (но схема для этого опущена, как и соответствующая схема смещения).Каждый транзистор соответствует работе класса C, поэтому одновременно может быть включен только один транзистор. Осциллограммы тока и напряжения показаны на Рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (c). Транзисторы управляют резонансным контуром с \ (L_ {1} \) и \ (C_ {1} \), действующим как полосовой фильтр. Фильтр уменьшает искажение форм сигналов напряжения и тока, подаваемых на выходную нагрузку, но в результате усилитель становится узкополосным. Этот усилитель класса D очень хорошо работает на частотах до нескольких мегагерц. Кроме того, транзисторы противоположной полярности не согласованы.Для RF более подходящий усилитель класса D показан на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) (b) [14, 15, 19, 22], где в этом случае используются два nMOS-транзистора, поскольку они обладают большей мобильностью. чем транзисторы pMOS. Паразитные реактивные сопротивления приводят к значительному перекрытию переходных областей тока и напряжения и, следовательно, потери ВЧ-мощности в

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Усилитель класса D: (а) низкочастотная форма; (б) микроволновая форма; и (c) формы сигналов тока и напряжения (где \ (v_ {x} \) — напряжение сток-исток, а \ (i_ {x} \) — ток стока), указывающие, какой транзистор включен.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Усилитель класса E.

транзистора. Эти потери можно уменьшить, используя альтернативную форму усилителя класса D, называемую усилителем класса D с токовым режимом, который переключает ток, а не напряжение [23]. Достигнута эффективность около \ (75 \% \).

4.3.4 Класс E

Усилитель класса E [15, 17] основан на концепции усилителя класса D, в которой транзистор используется в качестве переключателя, а не в качестве линейного усилителя.Усилитель РЧ класса E показан на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). В показанной схеме используются два полевых МОП-транзистора, причем \ (M_ {1} \) является переключающим транзистором, а \ (M_ {2} \) частично выступает в качестве активной нагрузки. Основная функция \ (M_ {2} \) — переводить ток стока \ (M_ {1} \) в напряжение на выходе. Смещение обеспечивается через \ (L _ {\ text {CHOKE}} \), что обеспечивает высокий РЧ-импеданс. \ (L_ {1} \) и \ (C_ {1} \) обеспечивают функцию полосовой фильтрации, а \ (L_ {2} \) и \ (C_ {2} \) обеспечивают согласование с нагрузкой, так что полное сопротивление изучение сетей \ (L_ {2} \), \ (C_ {2} \) и \ (R_ {L} \) является оптимальным сопротивлением, \ (R _ {\ text {opt}} \).Схема разработана таким образом, что \ (L _ {\ text {CHOKE}} \), паразитная выходная емкость транзисторов, \ (L_ {1} \), \ (C_ {1} \) и \ (R_ { \ text {opt}} \) образуют затухающий колебательный контур. Два полевых МОП-транзистора также можно заменить одним транзистором, обычно транзистором HBT, как показано вставкой на рисунке \ (\ PageIndex {4} \), и иногда конденсатор добавляется сверху транзистора на землю, если паразитная емкость транзистора недостаточна. Так на выходе транзисторов есть параллельная \ (LC \) цепь на массу

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Усилитель класса F.

(\ (L _ {\ text {CHOKE}} \) и паразитная емкость \ (M_ {2} \)) и последовательной цепи \ (LC \) (\ (L_ {1} \) и \ (C_ {1} \)). Когда транзисторы выключены (и на них имеется высокое напряжение), последовательная цепь \ (LC \) подает ток в параллельную цепь \ (LC \), а также в \ (R _ {\ text {opt}} \ ), вместо того, чтобы пропускать ток через транзисторы. Когда транзисторы включены (и имеют небольшое напряжение на них), колебание продолжается в противоположном направлении, и ток передается в \ (R _ {\ text {opt}} \) через транзисторы.Это колебательный механизм с сопротивлением \ (R _ {\ text {opt}} \), обеспечивающий демпфирование. Конструкция согласовывает частоту собственных колебаний с частотой радиосигнала.

4.3.5 Класс F

В усилителе класса E напряжение на стоке / коллекторе транзистора имеет форму прямоугольной формы, а ток транзистора — половину синусоиды. Усилитель класса F делает еще один шаг вперед и реализует приблизительно прямоугольную волну тока через транзисторы, а также противофазную прямоугольную волну напряжения [14, 15, 19].Это достигается с помощью гармонического резонанса.

Усилитель класса F показан на рисунке \ (\ PageIndex {5} \), где узкополосный радиочастотный сигнал имеет центральную частоту \ (f_ {0} \). И снова \ (M_ {1} \) работает как переключатель, генерирующий прямоугольную волну напряжения на выходе транзисторов. Параллельная схема \ (L_ {1} C_ {1} \) настроена на третью гармонику радиочастотного сигнала (т. Е. \ (3f_ {0} \)), и эта параллельная схема обеспечивает ток третьей гармоники, когда транзисторы выключены. Схема \ (L_ {1} C_ {1} \) представляет собой примерное короткое замыкание в \ (f_ {0} \), а параллельная цепь \ (L_ {2} C_ {2} \) настроена так, чтобы быть резонансной. в \ (f_ {0} \), представляет собой обрыв цепи в \ (f_ {0} \) и короткое замыкание на гармониках.Конечный результат состоит в том, что форма волны тока, проходящего через транзисторы, представляет собой разумную прямоугольную волну с первой и третьей гармониками и без второй гармоники (обратите внимание, что прямоугольная волна состоит только из нечетных частотных компонентов). Также обратите внимание, что ток третьей гармоники не проходит через нагрузку. Эта концепция может быть продолжена для обеспечения аналогичного поведения и на пятой гармонике, но тогда становится все труднее настроить дизайн для работы, как задумано. Поскольку волны как напряжения, так и тока имеют прямоугольную форму, тем меньше перекрытие и меньше мощность, рассеиваемая в транзисторах.

4.3.6 Инвертированные усилители

Переключающие усилители классов D и F, описанные выше, предназначены для переключения напряжения между двумя состояниями. Двойными из них являются инвертированный усилитель класса D [20, 23, 24, 25] и инвертированный усилитель класса F [26, 27, 28, 29]. По замыслу, транзисторы в этих усилителях переключают ток, а не напряжение. Их также называют усилителями токового режима .

4.3.7 Резюме

Преимущества эффективности импульсных усилителей значительны и часто оправдывают более высокую стоимость конструкции. Они используются в усилителях мощности на большинстве базовых станций и начинают использоваться в мобильных телефонах. На высоких частотах микроволн и миллиметровых волн проблемы со стабильностью и высокая стоимость конструкции означают, что многие усилители еще какое-то время останутся линейными усилителями.

AMZ Многоцелевой бустер и буфер

БАЗОВАЯ ПЛАТА ПК

Это полная схема цепи, которая содержится на универсальной печатной плате AMZ.Ни в одной из приведенных в качестве примеров схем не будет использоваться каждая деталь, размещенная на плате. Дополнительные детали были включены, чтобы сделать платы гибкими и разнообразными. Основная идея состоит в том, чтобы создать единую печатную плату, которую можно использовать для создания нескольких проектов, включая ускорители, буферы и многое другое.

Если деталь не показана на схеме или в списке деталей для одной из схем, то она не требуется для этого проекта и может быть оставлена ​​пустой на плате.

Он разработан для использования с кремниевыми или германиевыми транзисторами и с полярностью NPN или PNP.Эта доска — максимальная универсальность!

Размер печатной платы составляет 1,5 x 1,3 дюйма. На схеме слева показаны основные подключения к многоцелевой плате.

Круглый объект непосредственно над обозначением «Gr» — это расположение транзистора (Q1). Он достаточно большой, чтобы вместить даже пакет ТО-5. Маленькая метка в нижнем левом углу — это индикатор вывода эмиттера.

При использовании биполярного транзистора TO-92 (E-B-C) он должен быть ориентирован плоской стороной вправо.Это поместит эмиттер внизу, а коллектор вверху. Основание необходимо слегка согнуть, чтобы он вошел в среднее отверстие.

Обратите внимание на , что транзистор типа BC108 является C-B-E и должен иметь плоскую сторону, обращенную влево. Всегда проверяйте техническое описание транзистора, чтобы найти правильные обозначения контактов.

На печатной плате есть еще несколько особых элементов, на которые следует обратить внимание. Во-первых, есть небольшая круглая площадка прямо над печатным обозначением R3 на плате.Эта площадка используется только для пары контуров и в остальное время игнорируется.

Во-вторых, позиция R5 имеет три контактных площадки посередине между контактными площадками резистора. Они предназначены для дополнительного подстроечного резистора, который используется в качестве резистора R5 для некоторых вариантов схемы. Если подстроечный резистор не указан, контактные площадки игнорируются, а резистор припаивается к контактным площадкам выше и ниже блока R5.

Также добавлены знаки полярности для C2, C3 и C4; их нет на плате. Положительная сторона электротехники должна быть сориентирована на положительные знаки по мере необходимости.Эти обозначения верны для версий NPN и схем n-fet или n-mos.


СИЛИКОНОВЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ БУСТЕР

Показанная здесь схема представляет собой базовый усилитель на биполярных транзисторах, точно такой же, как древний LPB-1. Это простой дизайн с большим выигрышем. Потенциометр R10 установлен на печатной плате.

Список деталей

R3 — 470 кОм
R4 — 47 кОм
R5 — 10 кОм
R6 — 390 Ом
R9 — перемычка
R10 — конус звука 100 кОм
C1 — 0.22 мкФ
C2 — 1 мкФ
Q1 — кремниевый транзистор NPN (2N5088, 2N3904 или аналогичный)

Все резисторы — 1/4 Вт, конденсаторы — мкФ.


Многие другие схемы подробно описаны в ссылке, которая отправляется, когда вы заказываете многоцелевую печатную плату AMZ, и вы можете построить любой из усилителей или буферов для получения отличного звука.


ЦЕПИ ДЛЯ ДАННОЙ ПЛАТЫ ВКЛЮЧАЮТ:

  • Усилитель кремниевых транзисторов
  • Глушитель АМЗ
  • AMZ Muffmaster
  • Грязное усиление
  • AC128 Усилитель германиевых транзисторов
  • Высокочастотный усилитель PNP Rangemaster
  • Германиевый транзисторный буфер
  • Jfet транзисторный усилитель
  • Jfet транзисторный буфер / линейный драйвер
  • Mosfet Transistor Booster (не AMZ Mosfet Booster)
  • Mosfet буфер
  • Фильтр блока питания
  • ,
  • и БОЛЬШЕ!

Примечание. Одновременно на каждой печатной плате может быть построена только одна схема, т.е.е. для усилителя и буфера потребуется две платы.

Разместите заказ на одну из этих универсальных плат для ПК.

Списки электронных компонентов и условные обозначения

При создании новой электроники дизайнеры и инженеры должны иметь общий язык для описания компонентов, которые входят в их новый проект. Этот язык представлен в виде схематических символов электронных компонентов, которые однозначно описывают положение, тип и функцию компонента в проекте.

Опытным конструкторам может не потребоваться даже текстовое описание компонентов, если у них есть надежная память для схематических символов электронных компонентов. Схематические символы могут незначительно отличаться в зависимости от области мира, в которой они находятся, поэтому дизайнерам иногда необходимо знать, что несколько символов могут означать одно и то же. Существует широкий спектр условных обозначений электронных компонентов, и в этой статье рассматриваются только 50 наиболее распространенных символов.

Что такое схематический символ электронного компонента?

Схематическое обозначение электронного компонента — это графическое изображение электронного компонента, обычно стандартизованное международным органом электронной промышленности.К таким организациям по стандартизации относятся:

Исторически сложилось так, что библиотекарям САПР приходилось запоминать многие из этих символов или обращаться к отраслевой справочной литературе при создании или каталогизации компонентов. Сегодня они широко доступны на многих авторитетных веб-сайтах вместе с чертежами и схемами дизайна.

Схематические символы включают в себя широкий спектр типов компонентов и схем. Большинство людей, которые видели простые электрические схемы, знакомы с символами резисторов, переключателей, предохранителей и других пассивных элементов.Однако символы электронных компонентов могут включать в себя более сложные элементы схемы, такие как батареи с одним или несколькими элементами, катушки индуктивности, конденсаторы и трансформаторы.

Есть даже схематические символы для некоторых простых машин, которые могут быть интегрированы в цепь, например, зуммеров, громкоговорителей, реле и двигателей. На чрезвычайно сложных машинах может оказаться ненужным, отнимать слишком много времени или слишком сложно изобразить все компоненты, которые они содержат, в схеме. Таким образом, условные обозначения могут упростить проект за счет использования одного символа для сложных машин.

Таблица условных обозначений

Разработчикам важно знать многие из этих старых схематических символов, если они обновляют или анализируют старую технологию. Если дизайнер или инженер создает только совершенно новые проекты электроники, знание старых символов не так важно (но может быть полезно время от времени). Поскольку использование технологий быстро растет, новый стандарт IPC, который регулирует создание новых схематических символов, может быть особенно полезным для дизайнеров.

Если для данного компонента присутствуют два символа, первый символ — это международный вариант, а второй — вариант для США.Приведенные ниже символы соответствуют спецификациям IEEE / ANSI, поскольку они чаще всего используются в схемных редакторах в программном обеспечении ECAD. Однако многие разработчики и некоторые программы ECAD с открытым исходным кодом используют символы IEC или смесь символов IEEE / ANSI. Из-за популярности символов IEEE / ANSI на основных платформах ECAD они перечислены ниже для справки.

Разработчикам печатных плат нужны полные библиотеки со схематическими обозначениями

Современные инструменты ECAD обычно включают большинство или все символы, показанные выше, в свои встроенные библиотеки.Кроме того, большинство дизайнеров не ссылаются ни на один из перечисленных выше стандартов при добавлении условных обозначений в библиотеку компонентов. Вместо этого наиболее распространенные компоненты обозначаются специальным префиксом обозначения (R = резистор, C = конденсатор, L = индуктор, U = интегральная схема). Часто схематический символ будет сопровождаться примечанием, описывающим номер детали или тип компонента. Пока схематический символ содержит соответствующий префикс позиционного обозначения или не требует пояснений, многие дизайнеры не будут беспокоиться о том, какому стандарту следует этот символ.

Для интегральных схем и соединителей схематический символ должен соответствовать распиновке, показанной в спецификации компонентов. Затем его нужно добавить в библиотеку компонентов с посадочными местами печатной платы и 3D-моделями. Вместо того, чтобы создавать каждый компонент с нуля, разработчики печатных плат могут использовать поисковую систему электронных компонентов, чтобы найти необходимые им данные о компонентах, включая данные о поставщиках, спецификации и таблицы данных для компонентов.

Если вам нужно найти схематические символы электронных компонентов, посадочные места на печатной плате, данные о поставщиках и таблицы данных, вам следует использовать функции поисковой системы, предоставляемые Ultra Librarian .Работа с Ultra Librarian избавит вас от лишних догадок при подготовке к следующему отличному устройству и направит ваши идеи на путь успеха. Зарегистрируйтесь сегодня бесплатно.

Введение и объяснение типов переключателей

Выключатель

— это электрический компонент, который может включать или отключать электрическую цепь автоматически или вручную. Переключатель в основном работает с механизмом включения (разомкнут) и выключен (замкнут). Многочисленные схемы содержат переключатели, которые управляют работой схемы или активируют различные характеристики схемы.Классификация переключателей зависит от выполняемого ими подключения. Два важных компонента, которые подтверждают, какие типы соединений выполняет переключатель, — это полюс и бросок.

Они классифицируются на основе выполняемых ими соединений. Если у вас создалось впечатление, что переключатели просто включают и выключают цепи, угадайте еще раз.

Термины «полюс» и «бросок» также используются для описания вариаций контактов переключателя. Количество «полюсов» — это количество отдельных цепей, которые управляются переключателем.Количество «бросков» — это количество отдельных положений, которые может принимать переключатель. Однопозиционный переключатель имеет одну пару контактов, которые могут быть замкнутыми или разомкнутыми. Двухпозиционный переключатель имеет контакт, который может быть подключен к любому из двух других контактов; тройник имеет контакт, который можно подключить к одному из трех других контактов и т. д.

Полюс: Количество цепей, управляемых переключателем, указано полюсами. Однополюсный переключатель (SP) управляет только одной электрической цепью.Двухполюсный переключатель (DP) управляет двумя независимыми цепями.

Бросок: Количество бросков показывает, сколько различных выходных соединений каждый полюс переключателя может подключить к своему входу. Однопозиционный переключатель (ST) — это простой переключатель включения / выключения. Когда переключатель находится в положении ON, два контакта переключателя соединены, и между ними течет ток. Когда переключатель находится в положении ВЫКЛ, клеммы не подключены, поэтому ток не течет.

4 типа переключателей

Основные типы переключателей: SPST, SPDT, DPST и DPDT.Они кратко обсуждаются ниже.

Работа переключателя SPST

Однополюсный однопроходной (SPST) — это базовый двухполюсный выключатель, который просто соединяет или разрывает соединение между двумя клеммами. Электропитание цепи переключается переключателем SPST. На рисунке ниже показан простой переключатель SPST.

Эти типы переключателей также называются тумблерами. Этот переключатель имеет два контакта: один входной, а другой выходной. Согласно типовой схеме выключателя света, он управляет одним проводом (полюсом) и выполняет одно соединение (бросок).Это переключатель включения / выключения, когда переключатель замкнут или включен, ток течет через клеммы, и лампочка в цепи будет гореть. Когда переключатель разомкнут или выключен, в цепи нет тока.

Схема SPST

Работа переключателя SPDT

Однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) представляет собой трехконтактный переключатель, один для входа, а два других — для выходов. Он соединяет общий вывод с одним или другим из двух выводов.

Для использования SPDT в качестве переключателя SPST просто используйте терминал COM вместо других терминалов.Например, мы можем использовать COM и A или COM и B.

SPDT

Схема ясно демонстрирует, что происходит, когда переключатель SPDT перемещается вперед и назад. Эти переключатели используются в трехсторонней схеме для включения / выключения света из двух мест, например, сверху и снизу лестницы. Когда переключатель A замкнут, ток течет через клемму, и загорается только свет A, а свет B гаснет. Когда переключатель B замкнут, ток течет через клемму, и только индикатор B горит, а индикатор A гаснет.Здесь мы управляем двумя цепями или путями через один путь или источник.

Схема SPDT

Работа переключателя DPST

DPST — это сокращение от двухполюсного, одноходового. Двойной полюс означает, что устройство содержит два идентичных переключателя, расположенных рядом и управляемых одним переключателем или рычагом. Это означает, что две отдельные цепи одновременно управляются одним нажатием.

DPST

Переключатель DPST включает или выключает две цепи. Переключатель DPST имеет четыре контакта: два входа и два выхода.Чаще всего переключатель DPST используется для управления устройством на 240 вольт, где обе линии питания должны быть переключены, а нейтральный провод может быть подключен постоянно. Здесь, когда этот переключатель включен, ток начинает течь по двум цепям и прерывается, когда он выключается.

Работа переключателя DPDT

DPDT — двухполюсный двухпозиционный переключатель; это эквивалентно двум переключателям SPDT. Он направляет две отдельные цепи, соединяя каждый из двух входов с одним из двух выходов.Положение переключателя определяет количество способов прокладки каждого из двух контактов.

DPDT

Независимо от того, находится ли он в режиме ВКЛ-ВКЛ или ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ, они работают как два отдельных переключателя SPDT, управляемых одним и тем же приводом. Одновременно могут быть включены только две нагрузки. DPDT можно использовать в любом приложении, которое требует открытой и закрытой системы проводки, примером которой является моделирование железных дорог, в котором используются небольшие поезда и железные дороги, мосты и автомобили. Закрытый позволяет системе быть включенным все время, в то время как открытый позволяет включить или активировать другой элемент через реле.

На схеме ниже соединения A, B и C образуют один полюс переключателя, а соединения D, E и F — другой. Подключения B и E общие на каждом из полюсов.

Если положительный источник питания (Vs) поступает на соединение B и переключатель установлен в крайнее верхнее положение, соединение A становится положительным, и двигатель будет вращаться в одном направлении. Если переключатель установлен в крайнее нижнее положение, питание меняется на противоположное и соединение D становится положительным, тогда двигатель будет вращаться в противоположном направлении.В центральном положении источник питания не подключен к двигателю, и он не вращается. Этот тип переключателей в основном используется в различных контроллерах двигателей, где скорость этого двигателя должна быть изменена.

DPDT-Circuit

Наряду с этими переключателями, геркон также обсуждается в этой статье ниже

Геркон

Геркон получил свое название от использования двух или трех небольших металлических частей, называемых язычками, с металлическими контактами на концах и немного разнесенными друг от друга.Геркон обычно представляет собой неподвижную стеклянную трубку, заполненную инертным газом. Поле от магнита или электромагнита избегает язычков, замыкая или размыкая контакт переключателя.

Герконовый переключатель

Контакты герконового переключателя замыкаются переносом небольшого магнита рядом с переключателем. Два язычковых устройства имеют нормально разомкнутые контакты, которые замыкаются при активации. Три версии язычка имеют пару открытых и закрытых контактов. При срабатывании переключателя эти части переходят в противоположное состояние.Типичные герконовые переключатели коммерческого класса работают с токами в миллиамперном диапазоне до примерно 1 ампера постоянного или переменного тока. Тем не менее, специальные конструкции могут достигать 10 ампер и более. Герконовые переключатели часто встраиваются в датчики и реле. Одним из важных качеств переключателя является его чувствительность, количество магнитной энергии, необходимое для его приведения в действие.

Герконы используются в системах безопасности, например, для проверки того, закрыты ли двери или нет. А также у него много приложений; это бытовая электроника, автоматические измерительные приборы, клавишный выключатель и герконовые реле.Стандартные герконовые переключатели — это SPST (простое включение-выключение), однако также доступны версии SPDT (переключаемые).

Характеристики геркона:

  • Герметично закрепленные в стеклянной трубке с инертным газом, язычковые контакты не подвержены влиянию внешней среды
  • Герконы, состоящие из рабочих и электрических частей, расположенных коаксиально, подходят для высокочастотных приложений
  • Компактный и легкий
  • Низкое и стабильное контактное сопротивление
  • Герконы экономично и легко превращаются в бесконтактные переключатели.

Применение геркона:

Точка, в которой геркон должен быть подключен к индуктивной нагрузке или нагрузке, в которой протекает прямой ток или большой ток (например, емкостная нагрузка, лампа, длинный кабель и т. Д.).

Цепь герконового переключателя

В случае, если электромагнитное реле с индуктивностью используется в качестве нагрузки в цепи, энергия, накопленная в индуктивности, вызовет обратное напряжение при размыкании герконовых контактов. Напряжение, хотя и зависит от значения индуктивности, иногда достигает нескольких сотен вольт и становится основным фактором ухудшения состояния контактов.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *