Как правильно подключить транзистор

Начнем сразу с задачи: имеется лампочка от карманного фонаря, с номинальными параметрами 2,5В и 0,15А. Наша цель включить ее при помощи AVR микроконтроллера. Сразу вопрос — ножка AVR микроконтроллера рассчитана на ток не более 40мА, здесь же нам нужно обеспечить мА. Вариантов тут несколько, поэтому ограничимся биполярным транзистором npn — типа. Обозначается он так:. B — база, C — коллектор, E — эмиттер.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как правильно подключить транзистор

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Подключение транзистора к Ардуино
• Транзисторы: схема, принцип работы,​ чем отличаются биполярные и полевые
• Что такое транзистор и как он работает?
• Подключение транзистора для новичка.
• Как работает PNP транзистор
• Как подключить к устройству нагрузку?
• Как проверить транзистор?
• 062-Как подключить к микроконтроллеру нагрузку?
• Подключение транзистора к микроконтроллеру

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАССЧИТАТЬ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Подключение транзистора к Ардуино

Принцип полупроводникового управления электрическим током был известен ещё в начале ХХ века. Несмотря на то, что инженеры, работающие в областях радиоэлектроники, знали как работает транзистор, они продолжали конструировать устройства на основе вакуумных ламп. Причиной такого недоверия к полупроводниковым триодам было несовершенство первых точечных транзисторов. Семейство германиевых транзисторов не отличались стабильностью характеристик и сильно зависели от температурных режимов.

Серьёзную конкуренцию электронным лампам составили монолитные кремниевые транзисторы лишь в конце х годов. С этого времени электронная промышленность начала бурно развиваться, а компактные полупроводниковые триоды активно вытесняли энергоёмкие лампы со схем электронных приборов.

С появлением интегральных микросхем, где количество транзисторов может достигать миллиардов штук, полупроводниковая электроника одержала убедительную победу в борьбе за миниатюризацию устройств. В современном значении транзистором называют полупроводниковый радиоэлемент, предназначенный для изменения параметров электрического тока и управления им.

У обычного полупроводникового триода имеется три вывода: база, на которую подаются сигналы управления, эмиттер и коллектор. Существуют также составные транзисторы большой мощности.

Поражает шкала размеров полупроводниковых устройств — от нескольких нанометров бескорпусные элементы, используемые в микросхемах , до сантиметров в диаметре мощных транзисторов, предназначенных для энергетических установок и промышленного оборудования.

Обратные напряжения промышленных триодов могут достигать до В. Конструктивно триод состоит из полупроводниковых слоев, заключённых в корпусе. Полупроводниками служат материалы на основе кремния, германия, арсенида галлия и других химических элементов. Сегодня проводятся исследования, готовящие на роль полупроводниковых материалов некоторые виды полимеров, и даже углеродных нанотрубок.

Видимо в скором будущем мы узнаем о новых свойствах графеновых полевых транзисторов. Раньше кристаллы полупроводника располагались в металлических корпусах в виде шляпок с тремя ножками.

Такая конструкция была характерна для точечных транзисторов. Сегодня конструкции большинства плоских, в т. Они впрессованы в пластмассовые, металлостеклянные или металлокерамические корпуса. У некоторых из них имеются выступающие металлические пластины для отвода тепла, которые крепятся на радиаторы. Электроды современных транзисторов расположены в один ряд.

Такое расположение ножек удобно для автоматической сборки плат. Выводы не маркируются на корпусах. Тип электрода определяется по справочникам или путём измерений. Для транзисторов используют кристаллы полупроводников с разными структурами, типа p-n-p либо n-p-n. Они отличаются полярностью напряжения на электродах. Схематически строение транзистора можно представить в виде двух полупроводниковых диодов, разделённых дополнительным слоем.

Смотри рисунок 1. Именно наличие этого слоя позволяет управлять проводимостью полупроводникового триода. На рисунке 1 схематически изображено строение биполярных триодов. Существуют ещё класс полевых транзисторов, о которых речь пойдёт ниже. В состоянии покоя между коллектором и эмиттером биполярного триода ток не протекает.

Электрическому току препятствует сопротивление эмиттерного перехода, которое возникает в результате взаимодействия слоёв. Для включения транзистора требуется подать незначительное напряжение на его базу. Управляя токами базы можно включать и выключать устройство. Если на базу подать аналоговый сигнал, то он изменит амплитуду выходных токов.

При этом выходной сигнал точно повторит частоту колебаний на базовом электроде. Другими словами, произойдёт усиление поступившего на вход электрического сигнала. Таким образом, полупроводниковые триоды могут работать в режиме электронных ключей или в режиме усиления входных сигналов.

Например, VT 3. Транзистор изображается в виде символических линий обозначающих соответствующие электроды, обведённые кружком или без такового. Направление тока в эмиттере указывает стрелка. На рисунке 4 показана схема УНЧ, на которой транзисторы обозначены новым способом, а на рисунке 5 — схематические изображения разных типов полевых транзисторов.

Данный вид триодов ещё называют униполярным, из-за электрических свойств — у них протекает ток только одной полярности. По строению и типу управления эти устройства подразделяются на 3 вида:. Полевые транзисторы потребляют очень мало энергии. Они могут работать больше года от небольшой батарейки или аккумулятора. Поэтому они нашли широкое применение в современных электронных устройствах, таких как пульты дистанционного управления, мобильные гаджеты и т.

Их особенностью является низкое выходное сопротивление. Транзисторы усиливают сигналы, работают как коммутационные устройства. В цепь коллектора можно включать достаточно мощную нагрузку. Благодаря большому току коллектора можно понизить сопротивление нагрузки. С целью достижения определённых электрических параметров от применения одного дискретного элемента разработчики транзисторов изобретают комбинированные конструкции.

Среди них можно выделить:. Работа биполярных транзисторов основана на свойствах полупроводников и их сочетаний. Чтобы понять принцип действия триодов, разберёмся с поведением полупроводников в электрических цепях. Некоторые кристаллы, такие как кремний, германий и др. Но у них есть одна особенность — если добавить определённые примеси, то они становятся проводниками с особыми свойствами.

Если, например, кремний легировать фосфором донор , то получим полупроводник с избытком электронов структура n-Si.

При добавлении бора акцептор легированный кремний станет полупроводником с дырочной проводимостью p-Si , то есть в его структуре будут преобладать положительно заряженные ионы.

Проведём мысленный эксперимент: соединим два разнотипных полупроводника с источником питания и подведём ток к нашей конструкции. Произойдёт нечто неожиданное. Если соединить отрицательный провод с кристаллом n-типа, то цепь замкнётся.

Однако, когда мы поменяем полярность, то электричества в цепи не будет. Почему так происходит? В результате соединения кристаллов с разными типами проводимости, между ними образуется область с p-n переходом. Часть электронов носителей зарядов из кристалла n-типа перетечёт в кристалл с дырочной проводимостью и рекомбинирует дырки в зоне контакта. В результате возникают некомпенсированные заряды: в области n-типа — из отрицательных ионов, а в области p-типа из положительных.

Разница потенциалов достигает величины от 0,3 до 0,6 В. V T — величина термодинамического напряжения, N n и N p — концентрация соответственно электронов и дырок, а n i обозначает собственную концентрацию. При подсоединении плюса к p-проводнику, а минуса к полупроводнику n-типа, электрические заряды преодолеют барьер, так как их движение будет направлено против электрического поля внутри p-n перехода. В данном случае переход открыт. Но если полюса поменять местами, то переход будет закрыт.

Отсюда вывод: p-n переход образует одностороннюю проводимость. Это свойство используется в конструкции диодов. Усложним эксперимент. Добавим ещё одну прослойку между двумя полупроводниками с одноименными структурами.

Не трудно догадаться, что произойдёт в зонах соприкосновения. По аналогии с вышеописанным процессом образуются области с p-n переходами, которые заблокируют движение электрических зарядов между эмиттером и коллектором, причём независимо от полярности тока.

Самое интересное произойдёт тогда, когда мы приложим незначительное напряжение к прослойке базе. В нашем случае, подадим ток с отрицательным знаком. Как и в случае с диодом, образуется цепь эмиттер-база, по которой потечёт ток.

Одновременно прослойка начнёт насыщаться дырками, что приведёт к дырочной проводимости между эмиттером и коллектором. Посмотрите на рисунок 7. На нём видно, что положительные ионы заполнили всё пространство нашей условной конструкции и теперь ничто не мешает проводимости тока. Мы получили наглядную модель биполярного транзистора структуры p-n-p. При обесточивании базы транзистор очень быстро приходит в первоначальное состояние и коллекторный переход закрывается.

Если изменить величину управляющего тока, то изменится интенсивность образования дырок на базе, что повлечёт за собой пропорциональное изменение амплитуды выходного напряжения, с сохранением частоты сигнала. Этот принцип используют для усиления сигналов.

Подавая на базу слабые импульсы, на выходе мы получаем такую же частоту усиления, но со значительно большей амплитудой задаётся величиной напряжения, приложенного к цепочке коллектор эмиттер.

Аналогичным образом работают npn транзисторы. Меняется только полярность напряжений. Устройства со структурой n-p-n обладают прямой проводимостью. Обратную проводимость имеют транзисторы p-n-p типа. Остаётся добавить, что полупроводниковый кристалл подобным образом реагирует на ультрафиолетовый спектр света. Включая и отключая поток фотонов, или регулируя его интенсивность, можно управлять работой триода или менять сопротивление полупроводникового резистора.

Схемотехники используют следующие схемы подключения: с общей базой, общими электродами эмиттера и включение с общим коллектором Рис. Строение полевого транзистора отличается от биполярного тем, что ток в нём не пересекает зоны p-n перехода.

Транзисторы: схема, принцип работы,​ чем отличаются биполярные и полевые

В следующих статьях будут устройства, которые должны управлять внешней нагрузкой. Под внешней нагрузкой я понимаю все, что прицеплено к ножкам микроконтроллера — светодиоды, лампочки, реле, двигатели, исполнительные устройства … ну Вы поняли. И как бы не была заезжена данная тема, но, чтобы избежать повторений в следующих статьях, я все-же рискну быть не оригинальным — Вы уж меня простите :. Сразу договоримся, что речь идет о цифровом сигнале микроконтроллер все-таки цифровое устройство и не будем отходить от общей логики: 1 -включено, 0 -выключено. Нагрузкой постоянного тока являются: светодиоды, лампы, реле, двигатели постоянного тока, сервоприводы, различные исполнительные устройства и т. Такая нагрузка наиболее просто и наиболее часто подключается к микроконтроллеру. Самый простой и, наверно, чаще всего используемый способ, если речь идет о светодиодах.

Одной из проблем состыковки MOSFET транзистора и Подскажите, как правильно подобрать драйвер верхнего плеча под мощный мосфет? .. затвор нужно к эмиттеру подключать, и резистор под него. Как-то.

Что такое транзистор и как он работает?

Чтобы решить проблему создания необходимого постоянного напряжения смещения для входного сигнала усилителя, не прибегая к установке батареи последовательно с источником сигнала переменного напряжения, мы использовали делитель напряжения, подключенный к источнику питания постоянного напряжения. Чтобы заставить его работать в сочетании с входным сигналом переменного напряжения, мы «подключили» источник сигнала к делителю через конденсатор, который действовал как фильтр верхних частот. При такой фильтрации низкий импеданс источника сигнала переменного напряжения не может «закоротить» на корпус напряжение, падающее на нижнем резисторе делителя напряжения. Решение простое, но не без недостатков. Наиболее очевидным является тот факт, что использование конденсатора фильтра для подключения источника сигнала к усилителю означает, что усилитель может усиливать сигналы только переменного напряжения. Постоянное напряжение, подаваемое на вход, будет блокироваться конденсатором связи так же сильно, как напряжение смещения с делителя блокируется от источника входного сигнала. Кроме того, поскольку емкостное реактивное сопротивление зависит от частоты, низкочастотные сигналы переменного тока будут усиливаться не так сильно, как высокочастотные сигналы. Несинусоидальные сигналы будут искажаться, поскольку конденсатор реагирует по-разному на каждую из составляющих гармоник сигнала.

Подключение транзистора для новичка.

В этом эксперименте мы познакомимся с реле, с помощью которого с Arduino можно управлять мощной нагрузкой не только постоянного, но и переменного тока. Реле — это электрически управляемый, механический переключатель, имеет две раздельные цепи: цепь управления, представленная контактами А1, А2 , и управляемая цепь, контакты 1, 2, 3 см. Цепи никак не связаны между собой. Между контактами А1 и А2 установлен металлический сердечник, при протекании тока по которому к нему притягивается подвижный якорь 2. Контакты же 1 и 3 неподвижны.

Биполярный транзистор — трёхвыводный полупроводниковый прибор. Каджый вывод подключен к своему слою полупроводника.

Как работает PNP транзистор

Принцип полупроводникового управления электрическим током был известен ещё в начале ХХ века. Несмотря на то, что инженеры, работающие в областях радиоэлектроники, знали как работает транзистор, они продолжали конструировать устройства на основе вакуумных ламп. Причиной такого недоверия к полупроводниковым триодам было несовершенство первых точечных транзисторов. Семейство германиевых транзисторов не отличались стабильностью характеристик и сильно зависели от температурных режимов. Серьёзную конкуренцию электронным лампам составили монолитные кремниевые транзисторы лишь в конце х годов. С этого времени электронная промышленность начала бурно развиваться, а компактные полупроводниковые триоды активно вытесняли энергоёмкие лампы со схем электронных приборов.

Как подключить к устройству нагрузку?

Тема в разделе » Схемотехника, компоненты, модули «, создана пользователем Smilley , 27 янв Войти или зарегистрироваться. Искать только в заголовках Сообщения пользователя: Имена участников разделяйте запятой. Новее чем: Искать только в этой теме Искать только в этом разделе Отображать результаты в виде тем. Быстрый поиск.

Одной из проблем состыковки MOSFET транзистора и Подскажите, как правильно подобрать драйвер верхнего плеча под мощный мосфет? . . затвор нужно к эмиттеру подключать, и резистор под него. Как-то.

Как проверить транзистор?

Как правильно подключить транзистор

Транзистор — повсеместный и важный компонент в современной микроэлектронике. Его назначение простое: он позволяет с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным. Иными словами: это кнопка, которая нажимается не пальцем, а подачей напряжения.

062-Как подключить к микроконтроллеру нагрузку?

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ТРАНЗИСТОР УСИЛИВАЕТ — РадиолюбительTV 41

Первым делом давайте вспомним, какой проводимости бывают биполярные транзисторы. Кто читал предыдущие статьи, думаю помнят, что транзисторы бывают NPN проводимости:. Рассмотрим вот такой рисунок:. Здесь мы видим трубу, по которой течет вода снизу вверх под высоким давлением. В данный момент труба закрыта красной заслонкой и поэтому потока воды нет. Но вот мы снова отпускаем зеленый рычажок, и синяя пружина возвращает заслонку в исходное положение и преграждает путь воде.

Подключение полевого транзистора. Рассмотрим самый простой способ подключения мотора к Arduino — использование транзистора для управления двигателем.

Подключение транзистора к микроконтроллеру

Независимо от того, в каком режиме будет работать транзистор, подключите его эмиттер к общему проводу непосредственно, а коллектор — к шине питания через нагрузку. Если прибор имеет структуру n-p-n, на шине питания должно быть положительное напряжение, а если p-n-p — отрицательное. Убедитесь, что параметры транзистора допустимый ток в открытом состоянии, допустимое напряжение в закрытом состоянии, рассеиваемая мощность достаточны для управления той нагрузкой, которая к нему подключена. Чтобы открыть транзистор в ключевом режиме, подайте на его базу питающее напряжение через резистор. Его сопротивление подберите с таким расчетом, чтобы ток базы несколько превышал число, которое получится, если номинальный ток нагрузки поделить на коэффициент усиления транзистора. При слишком малом токе базы прибор перегреется, потому что будет не полностью открыт, а при слишком большом — от самого тока базы. Для перевода транзистора в аналоговый режим подайте на базу смещение.

Занимаясь ремонтом и конструированием электроники, частенько приходится проверять транзистор на исправность. Рассмотрим методику проверки биполярных транзисторов обычным цифровым мультиметром, который есть практически у каждого начинающего радиолюбителя. Несмотря на то, что методика проверки биполярного транзистора достаточно проста, начинающие радиолюбители порой могут столкнуться с некоторыми трудностями.

Как подключать транзистор

Кроме транзисторов и сборок Дарлингтона есть еще один хороший способ рулить мощной постоянной нагрузкой — полевые МОП транзисторы. Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением. Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Подключение транзистора к Ардуино
• Подключение транзистора к микроконтроллеру
• Схема подключения подогрева стола через транзистор IRL1404.
• Primary Menu
• Биполярный транзистор
• Подключение транзистора для новичка.
• Что такое транзистор и как он работает?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работает транзистор? Режим ТТЛ логика / Усиление. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 1

Подключение транзистора к Ардуино

Транзистор — полупроводниковый прибор позволяющий с помощью слабого сигнала управлять более сильным сигналом. Из-за такого свойства часто говорят о способности транзистора усиливать сигнал.

Хотя фактически, он ничего не усиливает, а просто позволяет включать и выключать большой ток гораздо более слабыми токами. Транзисторы весьма распространены в электронике, ведь вывод любого контроллера редко может выдавать ток более 40 мА, поэтому, даже маломощных светодиода уже не получится питать напрямую от микроконтроллера.

Тут на помощь и приходят транзисторы. В статье рассматриваются основные типы транзисторов, отличия P-N-P от N-P-N биполярных транзисторов, P-channel от N-channel полевых транзисторов, рассматриваются основные тонкости подключения транзисторов и раскрываются сферы их применения.

Не стоит путать транзистор с реле. Реле — простой выключатель. Суть его работы в замыкании и размыкании металлических контактов. Транзистор устроен сложнее и в основе его работы лежит электронно-дырочный переход.

Если вам интересно узнать об этом больше, вы можете посмотреть прекрасное видео, которое описывает работу транзистора от простого к сложному. Пусть вас не смущает год производства ролика — законы физики с тех пор не изменились, а более нового видео, в котором так качественно преподносится материал, найти не удалось:. У него всегда есть три вывода:. Биполярный транзистор управляется током. Чем больший ток подаётся на базу, тем больший ток потечёт от коллектора к эмиттеру.

Отношение тока, проходящего от эмиттера к коллектору к току на базе транзистора называется коэффициент усиления. Если подключен компонент, который потребляет 25 мА например, светодиод , ему будет предоставлено 25 мА.

Если же подключен компонент, который потребляет мА, ему будут предоставлены только максимальные 30 мА. Превышение этих значений ведёт к перегреву и выходу из строя транзистора. Отличаются они чередованием слоёв. Подробнее о электронах и дырках рассказано в видео, приведённом выше. От чередования слоёв зависит поведение транзисторов. На анимации выше представлен NPN транзистор. В PNP управление транзистором устроено наоборот — ток через транзистор течёт, когда база заземлена и блокируется, когда через базу пропускают ток.

Стрелка всегда указывает на переход от N к P :. Полевые транзисторы отличаются от биполярных внутренним устройством. Наиболее распространены в любительской электронике МОП транзисторы. МОП — это аббревиатура от металл-оксид-проводник. МОП транзисторы позволяют управлять большими мощностями при сравнительно небольших размерах самого транзистора. Управление транзистором обеспечивается напряжением, а не током.

Здесь должна быть анимация с полевым транзистором, но она ничем не будет отличаться от биполярного за исключением схематического отображения самих транзисторов, поэтому анимации не будет. Полевые транзисторы тоже делятся на 2 типа в зависимости от устройства и поведения. N канальный N channel открывается, когда на затвор подаётся напряжение и закрывается.

P канальный P channel работает наоборот: пока напряжения на затворе нет, через транзистор протекает ток. При подаче напряжения на затвор, ток прекращается. На схеме полевые транзисторы изображаются несколько иначе:. По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены. Обозначение N канальных слева и P канальных справа транзисторов на схеме.

Существует заблуждение, согласно которому полевой транзистор может управлять переменным током. Это не так. Для управления переменным током, используйте реле. Транзистора Дарлингтона не совсем корректно относить к отдельному типу транзисторов.

Однако, не упомянуть из в этой статье нельзя. Транзистор Дарлингтона чаще всего встречается в виде микросхемы, включающей в себя несколько транзисторов. Например, ULN Транзистора Дарлингтона характеризуется возможность быстро открываться и закрывать а значит, позволяет работать с ШИМ и при этом выдерживает большие токи. Он является разновидностью составного транзистора и представляет собой каскадное соединение двух или, редко, более транзисторов, включённых таким образом, что нагрузкой в эмиттере предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединяются коллекторами, а эмиттер входного транзистора соединяется с базой выходного.

Кроме того, в составе схемы для ускорения закрывания может использоваться резистивная нагрузка эмиттера предыдущего транзистора. Такое соединение в целом рассматривают как один транзистор, коэффициент усиления по току которого, при работе транзисторов в активном режиме, приблизительно равен произведению коэффициентов усиления всех транзисторов. Этого тока не хватит для подключения мощной нагрузки. Например, при попытке подключить к выводу напрямую светодиодную ленту или моторчик, вы гарантированно повредите вывод Ардуино.

Не исключено, что выйдет из строя всё плата. Кроме того, некоторые подключаемые компоненты могут требовать напряжения более 5 В для работы. Обе эти проблемы решает транзистор. Он поможет с помощью небольшого тока с вывода Ардуино управлять мощным током от отдельного блока питания или с помощью напряжения в 5 В управлять бОльшим напряжением даже самые слабые транзисторы редко имеют предельное напряжение ниже 50 В.

В качестве примера рассмотрим подключение мотора:. Подключение мощного мотора с помощью транзистора. На приведённой схеме мотор подключается к отдельному источнику питания.

Между контактом мотора и источником питания для мотора мы поместили транзистора, который будет управляться с помощью любого цифрового пина Arduino. Обратите внимание на резистор, установленный между выводом Ардуино и базой транзистора.

Он нужен для ограничения тока, протекающего по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля и предотвращения короткого замыкания. Как упоминалось ранее, максимальный ток, который можно взять с вывода Arduino — 40 мА. Можно без опаски использовать резистор на Ом. На самом деле, резистор стоит подбирать с учётом тока, который необходимо подать на базу для получения необходимого тока через транзистор.

Для правильного подбора резистора нужно учитывать коэффициент усиления h fe. Иначе управлять транзистором не получится. При использовании полевого транзистора, токоограничительный резистор на затворе не нужен. Транзистор управляется исключительно напряжением и ток через затвор не течёт. Коллектор англ. Эмиттер англ. Через него вытекает ток от коллектора и базы. Работа биполярного транзистора. Сток англ. Затвор англ. Схема составного транзистора дарлингтона. Поделиться ссылкой: Нажмите, чтобы поделиться в Вконтакте Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на Twitter Открывается в новом окне Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook.

Открывается в новом окне Ещё Нажмите для печати Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться на Reddit Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться в Skype Открывается в новом окне Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket Открывается в новом окне.

Подключение транзистора к микроконтроллеру

В следующих статьях будут устройства, которые должны управлять внешней нагрузкой. Под внешней нагрузкой я понимаю все, что прицеплено к ножкам микроконтроллера — светодиоды, лампочки, реле, двигатели, исполнительные устройства … ну Вы поняли. И как бы не была заезжена данная тема, но, чтобы избежать повторений в следующих статьях, я все-же рискну быть не оригинальным — Вы уж меня простите :. Сразу договоримся, что речь идет о цифровом сигнале микроконтроллер все-таки цифровое устройство и не будем отходить от общей логики: 1 -включено, 0 -выключено. Нагрузкой постоянного тока являются: светодиоды, лампы, реле, двигатели постоянного тока, сервоприводы, различные исполнительные устройства и т. Такая нагрузка наиболее просто и наиболее часто подключается к микроконтроллеру.

Название полупроводникового прибора транзистор образовано из двух слов : Один электрод транзистора будет подключаться к двум источникам.

Схема подключения подогрева стола через транзистор IRL1404.

Любой усилитель, независимо от частоты, содержит от одного до нескольких каскадов усиления. Для того, чтобы иметь представление по схемотехнике транзисторных усилителей, рассмотрим более подробно их принципиальные схемы. Транзисторные каскады, в зависимости от вариантов подключения транзисторов, подразделяются на:. Каскад с общим эмиттером обладает высоким усилением по напряжению и току. К недостаткам данной схемы включения можно отнести невысокое входное сопротивление каскада порядка сотен ом , высокое порядка десятков Килоом выходное сопротивление. Отличительная особенность — изменение фазы входного сигнала на градусов то есть — инвертирование. Рассмотрим работу каскада подробнее: при подаче на базу входного напряжения — входной ток протекает через переход «база-эмиттер» транзистора, что вызывает открывание транзистора и, в следствии этого, увеличение коллекторного тока. В цепи эмиттера транзистора протекает ток, равный сумме тока базы и тока коллектора. На резисторе в цепи коллектора, при прохождении через него тока, возникает некоторое напряжение, величиной значительно превышающей входное. Таким образом происходит усиление транзистора по напряжению.

Primary Menu

Перейти к содержимому. У вас отключен JavaScript. Некоторые возможности системы не будут работать. Пожалуйста, включите JavaScript для получения доступа ко всем функциям. Отправлено 06 Август —

Подключение транзистора к микроконтроллеру дело не очень хитрое. Однако у новичков, особенно не сильно знающих электронику, это может вызвать затруднения.

Биполярный транзистор

Чтобы решить проблему создания необходимого постоянного напряжения смещения для входного сигнала усилителя, не прибегая к установке батареи последовательно с источником сигнала переменного напряжения, мы использовали делитель напряжения, подключенный к источнику питания постоянного напряжения. Чтобы заставить его работать в сочетании с входным сигналом переменного напряжения, мы «подключили» источник сигнала к делителю через конденсатор, который действовал как фильтр верхних частот. При такой фильтрации низкий импеданс источника сигнала переменного напряжения не может «закоротить» на корпус напряжение, падающее на нижнем резисторе делителя напряжения. Решение простое, но не без недостатков. Наиболее очевидным является тот факт, что использование конденсатора фильтра для подключения источника сигнала к усилителю означает, что усилитель может усиливать сигналы только переменного напряжения.

Подключение транзистора для новичка.

Транзистор можно представить как электронную кнопку управляемую не нажатием пальца, а подачей слабого тока из цифрового пина микроконтроллера. В роли кнопки транзистора выступает его центральная нога «База». Направив слабый ток на центральную ногу транзистора, мы откроем движение более сильного тока, между правой и левой ногой коллектор — эмиттер , которые подключены к другому более сильному источнику питания. Рассмотрим пример подключения светодиода через биполярный транзистор. Да, конечно, мы можем без проблем напрямую к любому пину Ардуино подключить светодиод, так как сила тока, потребляемая одним светодиодом мА. Но если мы захотим подключить одновременно светодиодов, то силы тока выдаваемой пином Ардуино хватать уже не будет. В этом случае мы можем воспользоваться выходом 5V на плате Ардуино, который дает ток до мА, а управлять этим сильным током мы будем с помощью слабого тока пина микроконтроллера, подаваемого на базу транзистора. Так как статья изначально пишется для тех, кто только изучает данную тему, необходимо исключить все лишнее для большего понимания работы транзистора, поэтому сделаем очень простое подключение транзистора с минимум проводов и кода.

Здравствуйте. На многих схемах с транзистором видно, что земля БП, напряженим с которого управляет транзистор соединена.

Что такое транзистор и как он работает?

Но не знаю как его мне подключить. А на после vt2 можно поставить какой нибудь кт например, но и как его подключить я не знаю. И еще нашел какую то схему управления полевым тр-ром.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Подключение полевого транзистора. Рассмотрим самый простой способ подключения мотора к Arduino — использование транзистора для управления двигателем.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Возможна ли дружба между процессор amd phenom ii x6 t и видеокартой rx 8gb 1 ставка. Помогите подобрать видеокарту Какая RX XT лучше?

На многих схемах с транзистором видно, что земля БП, напряженим с которого управляет транзистор соединена напрямую с землёй ардуины. Такая схема абсолютно безопасна, при наличии резистора перед базой транзистора? Или есть подводные камни? А то понятие безопасности оно каждым понимается по своему.

Как подключить транзистор к arduino

Порой наступает такой момент, когда пользователь хочет управлять мощным устройством с помощью Arduino. Мы все знаем, что Arduino может выдать на каждом из своих выходов 20 мА (максимум 40 мА). Хорошо, но что делать, когда мы хотим управлять, например двигателем постоянного тока.

HILDA — электрическая дрель

Многофункциональный электрический инструмент способн…

Подробнее

В этом случае мы можем использовать , например, биполярный транзистор, если ток не слишком большой, мост L293D или MOSFET транзистор.

Устройство и принцип работы транзистора

Транзистором называется полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний. Транзисторы являются ключами (кнопками) в сетях с постоянным током. Биполярные транзисторы могут управлять электрической цепью до 50 В, полевые транзисторы могут управлять приборами до 100 В (при напряжении на затворе 5 В). В сетях с переменным током использую реле.

Фото. Устройство полевого и биполярного транзистора

При отсутствии напряжения на базе или затворе транзистора, эмиттерный и коллекторный переход находятся в равновесия, токи через них не проходят и равны нулю. Таким образом, подавая на базу биполярного транзистора напряжение в 5 В, мы можем включать электрические цепи до 50 Вольт. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти в любом устройстве (в телефоне, компьютере и т.д.).

Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти и микропроцессоров компьютеров. Транзистор — это электронный элемент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий с помощью входного сигнала управлять током высокого напряжения. Использование транзистора — это наиболее простой способ подключения к Ардуино мотора постоянного тока.

Программинг

Для наибольшей простоты воспользуемся, пожалуй, самым известным скетчем из готовых примеров — Blink.

Посмотрим, что получилось.

Цифровой пин 13 раз в секунду меняет своё состояние. Когда на выходе устанавливается значение HIGH — загорается светодиод и начинает вращаться мотор. Когда устанавливается LOW — светодиод гаснет, а мотор останавливается.

Результаты

Была получена возможность подключать к выводам Arduino мощные устройства, в частности, моторы постоянного тока.

Как подключить транзистор к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

Подключить мотор постоянного тока напрямую к цифровым или аналоговым портам Arduino не получится. Это обусловлено тем, что пины на плате Ардуино не способны выдавать ток более 40 мА. При этом мотору постоянного тока, в зависимости от нагрузки, необходимо сотни миллиампер. Потому и возникает потребность управления электрической цепью высокого напряжения транзистором или Motor Shield L293D.

Схема подключения мотора постоянного тока к Ардуино

Соберите электрическую цепь, как на рисунке выше. Если присмотреться к сборке на макетной плате, то вы заметите, что транзистор играет роль кнопки. Если кнопка замыкает электрическую цепь при нажатии на толкатель, то транзистор начинает пропускать ток при подаче напряжения на базу. Таким образом, мы можем сделать автоматическое или полуавтоматическое управление мотором на Ардуино.

Скетч. Управление мотором через транзистор

Если вы заметили, то это скетч из занятия — Включение светодиода на Ардуино. С точки зрения микропроцессора абсолютно не важно, что подключено к Pin13 — светодиод, транзистор или драйвер светодиодов для Светового меча на Ардуино. Обратите внимание на то, что резистор R1 подтягивает базу транзистора к земле, а резистор R2 служит для защиты порта микроконтроллера от перегрузки.

Скетч. Управление мотором от датчика

Скетч управления двигателем постоянного тока на Ардуино можно написать по-другому. Добавим в схему фоторезистор и сделаем автоматическое включение мотора при снижении уровня освещенности в комнате. Можно также использовать датчик уровня жидкости или любой другой датчик. В скетче мы используем операторы if и else для управлением (включением/выключением) мотора постоянного тока.

Управление двигателем постоянного тока на Arduino UNO

Важные страницы

• Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
• Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
• Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
• Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
• Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
• Поддержать автора за работу над уроками
• Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected])

В этом уроке используется:

Arduino Uno:	Купить
Инфракрасный дальномер:	Купить
Высокоточный лазерный дальномер с I2C:	Купить
Набор резисторов из 100 штук на все случаи:	Купить
Небольшой моторчик:	Купить
Слабенький сервопривод:	Купить
Мощный сервопривод:	Купить
Мосфет транзистор для управления переменным током высокого напряжения:	Купить
Набор npn транзисторов из 100 штук:	Купить

Подключение мотора к Arduino

Как уже было сказано выше, ардуино не может обеспечить мотор необходимым током и напряжением. В таких случаях используются транзисторы.

Транзистор это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет его использовать для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. Обычно у транзисторов 3 вывода: база, эмиттер и коллектор. Алгоритм действия можно сформулировать так: пропустить ток от коллектора к эмиттеру в зависимости от сигнала на базе. Транзисторы бывают разных типов и номиналов. Об этом можно подробнее почитать на википедии.

Будьте внимательны при выборе транзисторов для своих проектов. Некоторые рассчитаны на пропуск большого напряжения, или большого тока. Так же многие транзисторы не откроются от 5 вольт на базе. Всегда проверяйте характеристики транзисторов перед покупкой в datasheet. Так же обратите внимание, что для управления переменным током используются мосфет транзисторы.

Теперь давайте подключим мотор к ардуино по следующей схеме:

Подключение мотора к ардуино

Как всегда ничего сложного. Главное не перепутать выводы транзистора. Обратите внимание на резистор через который ардуино подключена к базе. Это резистор на 1 кОм и нужен он для того что бы обезопасить нашу ардуинку. В видео к схеме добавлены диод и конденсатор, но они не обязательны. Так же можно добавить резистор на 10 — 100 кОм между эмиттером и коллектором для стабильности работы нашей схемы. Так же не забудьте, что земля на всех уровнях напряжения должна быть объединена. И взглянем на наш код:

Как видите скетч очень прост. По комментариям в коде вы легко разберетесь, что к чему. Единственная конструкция, которую мы еще не использовали это цикл for.

Подключение сервопривода практически ни чем не отличается от подключения моторчика. Отличие в том что у сервы 3 вывода. Плюс, минус и логический. В видео подробно об этом рассказано.

Добавим в нашу схему инфракрасный дальномер. Просто потому, что мы можем

Как правильно подключить транзистор npn?

Спросил 6 лет, 1 месяц назад

Изменено 6 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 5к раз

\$\начало группы\$

Я начал играть с транзистором раньше, и у меня есть проблемы, я, должно быть, не понимаю транзистор.

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Моя проблема в том, что ток от базы будет течь к эмиттеру и зажигать светодиод. однако, если я уменьшу напряжение базы и проверю, что база не будет потреблять достаточный ток от коллектора к эмиттеру, или я не понимаю работу транзистора?

• транзисторы

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Ты столько всего неправильно понял.

(1) Напряжение —

Чтобы NPN (кремниевый) транзистор включился, положительное напряжение базы должно быть как минимум на 0,6 В больше, чем положительное напряжение эмиттера.

Для того, чтобы загорелся (красный) светодиод, вам нужно как минимум 1V8 на нем.

Минимальное напряжение (V2), необходимое для питания базы, составляет 0,6 + 1,8 = 2,4 В.

Напряжение на коллекторе должно быть выше, чем на базе. в этой цепи должно быть 2,6В (V1)

(2) Управляющие токи

Ваша схема не ограничивает ток. Вы не уничтожили транзистор и/или светодиод, потому что ваши напряжения слишком низки, чтобы повредить (т.е. он не работает). Это плохой дизайн.

Добавление последовательного сопротивления предотвратит повреждение из-за чрезмерного тока при увеличении напряжения.

(3) Конфигурация схемы

Схема, которую вы использовали, называется эмиттерным повторителем, в ней не используется транзистор в качестве переключателя. Напряжение на эмиттере соответствует напряжению на базе (но примерно на 0,6 В меньше).0005

Транзистор, используемый в качестве «переключателя»

Типичные значения R2 находятся в диапазоне от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом в зависимости от напряжения питания. Значение резистора зависит от необходимого тока — больше ток, меньше значение. Типичные значения R1 составляют от тысяч до десятков тысяч Ом. (обычно примерно в 100 раз больше R2, что предполагает минимальное усиление из 100 для транзистора).

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Транзистор может использоваться в различных схемах. Компоненты, которые вы используете, наводят нас на мысль, что вы хотите попробовать текущее усиление. Типичная схема для усиления постоянного тока состоит в том, чтобы соединить эмиттер с GND и поместить нагрузку в ветвь коллектора.

При нагрузке в эмиттерной ветви усиление сильно снижается.

В вашем случае вся схема не работает в нескольких аспектах.

• как сказано, нагрузка в эмиттерной ветви отрицательно сказывается на усилении.
• , питающий порт база-эмиттер напряжением, — идеальный способ разрушить транзистор. Либо используйте источник тока вместо источника напряжения, либо добавьте последовательный резистор
.
• Если вы управляете диодом с прямым напряжением (2,1 В), превышающим любое доступное напряжение в вашей системе, ваш диод навсегда останется темным, и нельзя ожидать протекания значительного тока.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я думаю, вы должны знать, как работают транзисторы NPN, я кратко объясню. каждый NPN-транзистор состоит из 3-х полупроводниковых частей N, P и N, похоже, вы подключаете два диода спина к спине, но здесь есть разница, и P является общим для обоих N. Теперь, когда вы применяете к транзистору, например: N (коллектор): 10, P (база): 2, N (эмиттер) = 0, диоды становятся смещенными в обратном направлении, как показано ниже:

электроны от эмиттера идут к базе, а затем они собирают через коллектор! для лучшего понимания того, как работает транзистор, вам следует немного почитать о физике твердого тела.

Но для использования транзистора нам эти вещи не нужны, просто вы должны знать, что транзистор подобен клапану, который управляется напряжением базового эмиттера, другими словами, ток, протекающий через коллектор и эмиттер, и напряжение базового эмиттера могут регулировать его. обратите внимание, что ток базового эмиттера значительно меньше тока эмиттерного коллектора.

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Как соединить транзисторы (BJT) и MOSFET с Arduino

Взаимодействие силовых устройств, таких как BJT и MOSFET, с выходом Arduino является важной конфигурацией, которая позволяет переключать нагрузки высокой мощности через маломощные выходы Arduino.

В этой статье мы подробно обсуждаем правильные методы использования или подключения транзисторов, таких как BJT и MOSFET, с любым микроконтроллером или Arduino.

Такие каскады также называются «Сдвиг уровня» , поскольку этот каскад изменяет уровень напряжения с более низкой точки на более высокую для соответствующего выходного параметра. Например, здесь реализован сдвиг уровня с выхода Arduino 5V на выход MOSFET 12V для выбранной нагрузки 12V.

Независимо от того, насколько хорошо запрограммирован или закодирован ваш Arduino, его неправильная интеграция с транзистором или внешним оборудованием может привести к неэффективной работе системы или даже к повреждению компонентов, задействованных в системе.

Таким образом, становится чрезвычайно важным понять и изучить правильные методы использования внешних активных компонентов, таких как MOSFET и BJT, с микроконтроллером, чтобы конечный результат был эффективным, плавным и экономичным.

Прежде чем мы обсудим методы сопряжения транзисторов с Arduino, было бы полезно изучить основные характеристики и работу биполярных транзисторов и полевых транзисторов.

Содержание

Электрические характеристики транзисторов (биполярных)

BJT означает биполярный транзистор.

Основная функция биполярного транзистора заключается в включении подключенной нагрузки в ответ на срабатывание внешнего напряжения. Нагрузка должна быть в основном более тяжелой по току по сравнению с входным триггером.

Таким образом, основной функцией биполярного транзистора является включение нагрузки с более высоким током в ответ на срабатывание триггера с более низким входным током.

Технически это также называется смещением транзистора, что означает использование тока и напряжения для работы транзистора по назначению, и это смещение должно выполняться наиболее оптимальным образом.

BJT имеют 3 вывода или 3 вывода, а именно: база, эмиттер, коллектор.

Базовый контакт используется для питания внешнего входного триггера в виде небольшого напряжения и тока.

Вывод эмиттера всегда соединен с землей или отрицательной линией питания.

Контакт коллектора подключается к нагрузке через положительный источник питания.

BJT можно найти с двумя типами полярности, NPN и PNP. Базовая конфигурация контактов одинакова как для NPN, так и для PNP, как описано выше, за исключением полярности источника постоянного тока, которая становится прямо противоположной.

Распиновку BJT можно понять по следующему изображению:

На изображении выше мы можем видеть базовую конфигурацию распиновки транзисторов NPN и PNP (BJT). Для NPN эмиттер становится линией заземления и соединяется с отрицательным источником питания.

Обычно, когда слово «земля» используется в цепи постоянного тока, мы предполагаем, что это отрицательная линия питания.
Однако для транзистора линия заземления, связанная с эмиттером, относится к напряжениям его базы и коллектора, а «земля» эмиттера не обязательно может означать отрицательную линию питания.

Да, для NPN BJT заземлением может быть отрицательная линия питания, но для PNP-транзистора «земля» всегда относится к положительной линии питания, как показано на рисунке выше.

Функция включения/выключения обоих BJT в основном одинакова, но меняется полярность.

Поскольку эмиттер BJT является «выходным» каналом для тока, проходящего через базу и коллектор, он должен быть «заземлен» на линию питания, которая должна быть противоположна напряжению, используемому на входах база/коллектор. В противном случае цепь не будет завершена.

Для NPN BJT входы базы и коллектора связаны с положительным триггерным или коммутационным напряжением, поэтому эмиттер должен быть привязан к отрицательной линии.

Это гарантирует, что положительное напряжение, поступающее на базу и коллектор, сможет достичь отрицательной линии через эмиттер и замкнуть цепь.

Для PNP BJT база и коллектор связаны с входом отрицательного напряжения, поэтому, естественно, эмиттер PNP должен быть привязан к положительной линии, чтобы положительный источник питания мог пройти через эмиттер и завершить свое путешествие от основание и штифты коллектора.

Обратите внимание, что ток для NPN течет от базы/коллектора к эмиттеру, а для PNP – от эмиттера к базе/коллектору.

В обоих случаях цель состоит в том, чтобы включить нагрузку коллектора через небольшой вход напряжения на базе биполярного транзистора, только меняется полярность и все.

Следующая симуляция показывает базовую операцию:

В приведенной выше симуляции, как только нажимается кнопка, внешнее входное напряжение поступает на базу BJT и достигает линии заземления через эмиттер.

Пока это происходит, проход коллектора/эмиттера внутри биполярного транзистора открывается и позволяет положительному питанию сверху войти в лампу и пройти через эмиттер на землю, включая лампу (нагрузку).

Оба переключения происходят почти одновременно в ответ на нажатие кнопки.

Вывод эмиттера становится здесь общей «выходной» разводкой для обоих входных каналов (базы и коллектора).

И линия питания эмиттера становится общей линией заземления для входного триггера питания, а также нагрузки.

Это означает, что линия питания, соединяющая эмиттер BJT, также должна быть строго соединена с землей внешнего источника запуска и нагрузки.

Почему мы используем резистор в основании биполярного транзистора

База биполярного транзистора рассчитана на работу с малой потребляемой мощностью, а этот вывод не может потреблять большой ток, поэтому мы используем резистор, просто чтобы убедиться чтобы на базу не пускался большой ток.

Основной функцией резистора является ограничение тока до заданного значения в соответствии со спецификацией нагрузки.

Обратите внимание на , что для BJT этот резистор должен иметь размеры, соответствующие току нагрузки на стороне коллектора.

Почему?

Поскольку биполярные транзисторы являются токозависимыми «переключателями».

Это означает, что ток базы необходимо увеличить, уменьшить или отрегулировать в соответствии со спецификациями тока нагрузки на стороне коллектора.

Но напряжение переключения, необходимое на базе биполярного транзистора, может составлять всего 0,6 В или 0,7 В. Это означает, что нагрузка коллектора BJT может быть включена при напряжении всего 1 В на базе/эмиттере BJT.
Вот основная формула для расчета базового резистора:

R = (Us — 0,6)Hfe / ток нагрузки,

Где R = базовый резистор транзистора,

Us = источник или напряжение срабатывания на базовом резисторе,

Hfe = коэффициент усиления по прямому току транзистора (можно найти в техническом описании биполярного транзистора).

Хотя формула выглядит аккуратно, не обязательно всегда так точно настраивать базовый резистор.

Это просто потому, что базовые спецификации BJT имеют широкий диапазон допусков и легко допускают большие различия в номиналах резисторов.

Например, чтобы подключить реле с сопротивлением обмотки 30 мА, формула может примерно дать значение резистора 56 кОм для BC547 при входном напряжении 12 В… но я обычно предпочитаю использовать 10 кОм, и оно работает безупречно.

Однако, если вы не следуете оптимальным правилам, результаты могут быть не очень хорошими, верно?

Технически это имеет смысл, но опять же потери настолько малы по сравнению с усилиями, затраченными на вычисления, что ими можно пренебречь.

Например, использование 10K вместо 56K может заставить транзистор работать с немного большим базовым током, заставляя его нагреваться немного больше, может быть на пару градусов выше… что вообще не имеет значения.

Хорошо, теперь давайте перейдем к сути.

Поскольку мы всесторонне изучили, как BJT должен быть смещен и настроен для его 3 выводов, мы можем быстро понять детали, касающиеся его взаимодействия с любым микроконтроллером, таким как Arduino.

Основной целью подключения BJT к Arduino обычно является включение нагрузки или какого-либо параметра на стороне коллектора в ответ на запрограммированный вывод с одного из выходных контактов Arduino.

Здесь триггерный вход для базового вывода BJT должен исходить от Arduino. Это означает, что конец базового резистора просто необходимо подключить к соответствующему выходу Arduino, а коллектор BJT — к нагрузке или любому предполагаемому внешнему параметру.

Поскольку BJT едва ли требует от 0,7 В до 1 В для эффективного переключения, 5 В с выходного контакта Arduino становится вполне достаточным для управления BJT и работы с разумными нагрузками.
Пример конфигурации можно увидеть на следующем изображении:

На этом изображении мы видим, как запрограммированный Arduino используется для управления небольшой нагрузкой в ​​виде реле через каскад драйвера BJT. Катушка реле становится нагрузкой коллектора, а сигнал с выбранного выходного контакта Arduino действует как входной сигнал переключения для базы BJT.

Несмотря на то, что реле становится лучшим вариантом для управления большими нагрузками через транзисторный драйвер, когда механическое переключение становится нежелательным фактором, модернизация биполярных транзисторов становится лучшим выбором для работы с сильноточными нагрузками постоянного тока, как показано ниже.

В приведенном выше примере можно увидеть схему транзисторов Дарлингтона, сконфигурированную для обработки указанной сильноточной нагрузки мощностью 100 Вт без зависимости от реле. Это позволяет плавно переключать светодиод с минимальными помехами, обеспечивая длительный срок службы по всем параметрам.

Теперь давайте продолжим и посмотрим, как можно настроить MOSFET с помощью Arduino

Электрические характеристики MOSFET

Цель использования MOSFET с Arduino обычно аналогична описанной выше цели использования BJT.

Однако, поскольку обычно МОП-транзисторы предназначены для эффективной работы с более высокими характеристиками тока по сравнению с биполярными транзисторами, они в основном используются для переключения нагрузок высокой мощности.

Прежде чем мы поймем взаимодействие MOSFET с Arduino, было бы интересно узнать основную разницу между BJT и MOSFET. ток нагрузки коллектора. Более высокие токи нагрузки потребуют более высокого базового тока, и наоборот.

Для мосфетов это неверно, другими словами, затвор мосфета, который эквивалентен основанию BJT, требует минимального тока для включения, независимо от тока стока (вывод стока mosfet эквивалентен выводу коллектора BJT).

Сказав это, хотя ток не является решающим фактором для переключения затвора MOSFET, напряжение.

Поэтому MOSFET считаются устройствами, зависящими от напряжения

Минимальное напряжение, необходимое для создания нормального смещения для MOSFET, составляет 5 В или 9 В.V, 12v — наиболее оптимальный диапазон для полного включения mosfet.

Таким образом, мы можем предположить, что для включения MOSFET и нагрузки на его стоке можно использовать источник питания 10 В на его затворе для достижения оптимального результата.

Эквивалентные контакты полевых МОП-транзисторов и биполярных транзисторов

На следующем рисунке показаны дополнительные контакты полевых транзисторов и биполярных транзисторов.

База соответствует Gate-Collector соответствует Drain-Emitter соответствует Source.

Какой резистор следует использовать для затвора Mosfet

Из наших предыдущих руководств мы поняли, что резистор в основании биполярного транзистора имеет решающее значение, без которого биполярный транзистор может мгновенно выйти из строя.

Для полевого МОП-транзистора это может быть не так актуально, поскольку на МОП-транзисторы не влияет разница токов на их затворах, вместо этого более высокое напряжение может считаться опасным. Обычно все, что выше 20 В, может быть плохим для затвора MOSFET, но ток может быть несущественным.

В связи с этим резистор на затворе не имеет значения, так как резисторы используются для ограничения тока, а затвор MOSFET не зависит от тока.

Тем не менее, полевые МОП-транзисторы чрезвычайно уязвимы к внезапным выбросам и переходным процессам на своих затворах по сравнению с биполярными транзисторами.

По этой причине в затворах полевых МОП-транзисторов обычно предпочтительнее использовать низкоомный резистор, просто чтобы гарантировать, что внезапный скачок напряжения не сможет пройти через затвор полевого МОП-транзистора и разорвать его изнутри.

Обычно в затворах полевых МОП-транзисторов можно использовать любой резистор сопротивлением от 10 до 50 Ом для защиты затворов от неожиданных скачков напряжения.

Взаимодействие полевого МОП-транзистора с Arduino

Как объяснялось в предыдущем абзаце, мосфету потребуется от 10 до 12 В для правильного включения, но, поскольку Arduino работает с 5 В, его выход не может быть напрямую настроен с помощью мосфета.

Поскольку Arduino работает с питанием 5 В, и все его выходы рассчитаны на выдачу 5 В в качестве сигнала высокого логического уровня питания. Хотя эти 5 В могут включать полевой МОП-транзистор, это может привести к неэффективному переключению устройств и проблемам с нагревом.

Для эффективного переключения полевых МОП-транзисторов и для преобразования выходного напряжения 5 В от Arduino в сигнал 12 В можно настроить промежуточный буферный каскад, как показано на следующем рисунке:

На рисунке видно, что MOSFET сконфигурирован с парой буферных каскадов BJT, что позволяет MOSFET использовать 12 В от источника питания и эффективно включать себя и нагрузку.

Здесь используются два биполярных транзистора, поскольку один биполярный транзистор заставит полевой МОП-транзистор работать в противоположном направлении в ответ на каждый положительный сигнал Arduino.

Предположим, что используется один BJT, тогда, когда BJT включен с положительным сигналом Arduino, MOSFET будет выключен, так как его затвор будет заземлен коллектором BJT, и нагрузка будет включена, пока Arduino включен ВЫКЛЮЧЕННЫЙ.

По сути, один BJT инвертирует сигнал Arduino для затвора MOSFET, что приводит к противоположной реакции переключения.

Чтобы исправить эту ситуацию, используются два BJT, так что второй BJT инвертирует ответ и позволяет MOSFET включаться для каждого положительного сигнала только от Arduino.

Заключительные мысли

К этому моменту вы уже должны были хорошо понимать правильный метод подключения BJT и MOSFET к микроконтроллеру или Arduino.

Вы могли заметить, что мы в основном использовали NPN BJT и N-канальные MOSFET для интеграции и избегали использования PNP и P-канальных устройств. Это связано с тем, что версии NPN идеально работают как коммутатор и их легко понять при настройке.

Это все равно, что вести машину в обычном режиме вперед, а не смотреть назад и ехать на задней передаче. В обоих случаях машина будет работать и двигаться, но движение на задней передаче очень неэффективно и не имеет смысла. Здесь применима та же аналогия, и использование NPN или N-канальных устройств становится более предпочтительным по сравнению с PNP или P-канальными MOSFET.

Если у вас есть какие-либо сомнения или вы считаете, что я что-то упустил, воспользуйтесь полем для комментариев ниже для дальнейшего обсуждения.

Транзисторные схемы в Tinkercad — журнал Digital Maestro

Alex

9 октября 2019 г.

Электроника

Алексей

9 октября 2019 г.

Электроника

Транзисторы

Транзисторы и светодиоды произвели революцию в нашем современном мире. Транзисторы сделали возможными быстрые и маленькие компьютеры. В этом уроке мы научимся использовать транзистор в качестве переключателя.

Транзисторы имеют три вывода. У каждого лида есть имя и цель. Центральный поводок называется Базой. Выводы с обеих сторон называются коллектором и эмиттером. Позже в уроке вы увидите изображение этого транзистора. Расположение эмиттера и коллектора зависит от типа используемого транзистора. Есть два типа транзисторов. Каждый транзистор называется транзистором PNP или NPN.

Различие в типе транзистора зависит от способа его изготовления. Транзистор NPN является наиболее популярным и распространенным. Каждый конец транзистора изготовлен из полупроводникового материала, насыщенного электронами. Центральный материал обеднен электронами. Этот положительно заряженный слой расположен между двумя отрицательно заряженными слоями. Именно этот транзистор мы будем использовать в нашем уроке.

Транзистор PNP встречается не так часто. Этот транзистор имеет отрицательно заряженный слой, зажатый между двумя положительно заряженными полупроводниками.

Чтобы транзистор работал как переключатель, на базу должен поступать электрический ток. Ток стимулирует базу, чтобы обеспечить протекание тока через коллектор и эмиттер. Обычно у нас есть два источника питания для схемы с транзисторами. Один источник питания активирует базу, а другой источник питает компонент. Наш первый проект будет иметь один источник питания. Первый проект поможет нам сравнить, чем отличается второй проект с двумя источниками питания и преимуществами наличия двух источников питания.

Переключатели

Для этого проекта нам понадобится макетная плата, светодиод, резисторы, кнопка и транзистор. Создайте новый проект. Поместите небольшую макетную доску на рабочую поверхность. Первый шаг знаком. Прикрепите резистор к плате. Один конец соединяется с положительной шиной. Добавьте светодиод, чтобы анод был на том же соединении, что и резистор. Ток должен течь в светодиод через вывод анода.

В этой схеме будет на несколько компонентов больше, чем в других наших схемах. Я хочу иметь много места, чтобы все было легко видно. Переместите светодиод на другую половину макетной платы. Поместите его в нижнюю часть доски.

Используйте перемычку для подключения резистора к аноду светодиода.

Возьмите 9-вольтовую батарею и прикрепите перемычки к верхней половине платы.

Мы также используем нижнюю часть платы. Проложите перемычки от каждой рейки в верхней половине платы к нижней половине.

В схеме светодиода мы поместили кнопку между катодом и отрицательной шиной. Мы собираемся сделать то же самое здесь, но мы будем использовать транзистор в качестве нашей кнопки, чтобы замкнуть цепь. Найдите NPN-транзистор на панели компонентов. Это в базовом наборе компонентов.

Поместите транзистор в верхнюю половину платы рядом с резистором. Транзистор состоит из трех частей. Он состоит из коллектора, базы и эмиттера. Транзистор на нашей плате имеет буквы C, B и E, чтобы помочь идентифицировать детали.

Соедините перемычкой катод светодиода с коллектором транзистора. Коллектор маркируется буквой C.

.

Цепи зациклены. Чтобы замкнуть петлю в этой схеме, нам нужно соединить перемычкой эмиттер с отрицательной шиной. Транзистор большой, как конденсатор в нашем предыдущем уроке. Вместо перемещения транзистора для присоединения перемычки мы прикрепим его к нижней части платы.

У нас еще нет полного соединения. Нажмите кнопку «Начать симуляцию». Светодиод не горит, потому что у нас нет замкнутой цепи. Нам нужно пропустить ток в базу светодиода, чтобы замкнуть цепь.

Давайте посмотрим, чем эта схема похожа на предыдущую. Если мы заменим транзистор переключателем, он будет выглядеть так же, как в предыдущем уроке.

Это та часть, которая заставляет все это работать. Подсоедините резистор к базе транзистора. Резистор соединится с нижней половиной платы. Подключите перемычку с другого конца резистора к положительной шине. Ток, протекающий от положительной шины через резистор и базу транзистора, активирует транзистор.

Нажмите кнопку «Играть в симулятор». Светодиод загорится.

Ток, протекающий через базу транзистора, заставляет транзистор замыкать цепь.

На этом этапе мы обсуждаем сходства и различия между транзистором, кнопкой и переключателем. Мы обсудим, чем транзистор похож на кнопку и чем он похож на переключатель.

Учащиеся обсуждают в малых группах. Они обсуждают, когда транзистор в качестве переключателя будет работать лучше, чем обычный переключатель. Каковы преимущества и недостатки использования транзистора в качестве ключа в простой схеме?

Назовите схему Базовая схема транзистора и щелкните значок Tinkercad, чтобы вернуться на страницу Tinkercad Circuits.

Эта базовая транзисторная схема использует один источник питания для активации транзистора и включения светодиода. Давайте взглянем на цепь, в которой мы используем меньший ток для передачи большего тока в цепь.

Усиление

Схема этого урока аналогична схеме предыдущего урока. Нам не нужно воссоздавать весь проект. Мы будем использовать многие из тех же компонентов.

Мы сделаем копию предыдущей схемы и используем ее для следующей. Наведите указатель мыши на предварительный просмотр схемы предыдущего проекта. Щелкните значок шестеренки, который появляется в правом верхнем углу.

Выберите опцию Дублировать.

Будет создана и открыта копия канала. Первое, что мы собираемся сделать, это заменить 9-вольтовую батарею на батарею типа АА. Нажмите один раз на 9-вольтовая батарея и нажмите клавишу удаления на клавиатуре. Найдите 1,5-вольтовую батарейку АА и поместите ее рядом с доской.

Клеммы на аккумуляторе расположены под прямым углом к ​​клеммам на макетной плате. Мне нравится поворачивать батарею так, чтобы клеммы были параллельны.

На панели кнопок рядом со значком корзины есть кнопка поворота. При нажатии на кнопку компонент будет вращаться по часовой стрелке. Убедитесь, что выбрана батарея AA, и нажмите кнопку поворота один или два раза. Нам нужно сделать много кликов, чтобы повернуть батарею в этом направлении. Удерживайте клавишу Shift на клавиатуре, когда нажимаете кнопку поворота, чтобы повернуть против часовой стрелки.

Подключите клеммы к плате с помощью перемычек. Клеммы не совпадают, поэтому провода будут пересекаться. Здесь помогает цветовое кодирование.

Мы уменьшили напряжение батареи. При этом мы уменьшили количество тока, идущего в цепь. Нажмите кнопку Start Simulation, чтобы увидеть результат на светодиоде. Свет от светодиода слабее.

Остановите симуляцию и возьмите еще одну батарейку АА на 1,5 вольта. Поместите эту батарею на противоположной стороне платы. Поверните батарею. Подсоедините одну перемычку к отрицательной шине в верхней части платы. Подсоедините другую перемычку к положительной шине в нижней части платы. Эта батарея будет служить источником для базы транзистора. Это приведет к срабатыванию переключателя, чтобы позволить току течь через транзистор и цепь.

Эта батарея обеспечивает питание базы транзистора. Нам пока не нужно питание от другой батареи. Снимите перемычку, соединяющую аккумулятор с правой стороны платы. Оставьте провод для отрицательного соединения. Нам все еще нужно заземление для эмиттера.

Мы хотим, чтобы светодиод светил ярче, поэтому нам нужен больший ток. Чтобы получить больший ток, нам нужно больше потенциальной энергии в виде вольт.