Ключи на биполярных транзисторах | Основы электроакустики
Ключи на биполярных транзисторах
В линейных схемах потенциал коллектора транзистора устанавливается таким, чтобы его величина находилась в пределах между напряжением питания +Е и напряжением на коллекторе в режиме насыщения UК НАС. При этом усиление сигнала осуществляется в окрестности установленной рабочей точки.
Отличительной особенностью линейных схем является то, что величина входного сигнала остается настолько малой, что выходное напряжение линейно зависит от входного и не выходит за пределы верхней и нижней границ линейного участка характеристики, так как в противном случае появились бы заметные искажения сигнала.
В отличие от линейных схем цифровое схемы работают только в двух характерных рабочих состояниях. Эти состояния характеризуются тем, что выходное напряжение может быть либо больше некоторого заданного напряжения , либо меньше заданного напряжения причем UL < UH.
Если выходное напряжение превышает , то говорят, что схема находится в состоянии H (high – выcокий), если же оно меньше, чем говорят, что она находится в состоянии L (low – низкий).
Величины уровней и зависят только от используемой схемотехники. Чтобы можно было однозначно интерпретировать выходной сигнал, уровни, лежащие между значениями и , считаются запрещенными. Схемотехнические особенности, определяемые этими требованиями, рассмотрим на примере транзисторного ключа, представленного на рис. 15.2.
Рис. 15.2. Транзисторный ключ
В схеме должны выполняться следующие условия:
UВЫХ ≥ UH при UУПР ≤ UL, (15.1)
UВЫХ ≤ UL при UУПР ≥ UH. (15.2)
Эти условия должны выполняться даже для самого неблагоприятного случая, т.
е. UВЫХ не должно быть меньше, чем при UУПР=UL, и UВЫХ не должно быть больше, чем при UУПР=UH. Такие условия могут быть выполнены соответствующим выбором уровней и , а также величин сопротивлений RK и RБ. Передаточная характеристика транзисторного ключа показана на рис. 15.3.
Рис. 15.3. Передаточная характеристика ключа
Параллельный ключ. Применение биполярного транзистора в качестве параллельного ключа показано на рис. 15.3, а, б.
Рис. 15.3. Параллельный ключ на биполярном транзисторе:
a) прямое включение; б) инверсное включение
Чтобы транзисторная цепь была достаточно низкоомна, необходимо поддерживать ток базы в пределах нескольких миллиампер. Токи коллектора и эмиттера не должны превышать этих значений; при этом остаточные напряжения, соответствующие IК=0 или IЭ=0, будут малы.
Последовательный ключ. На рис. 15.4 представлена схема последовательного коммутатора, выполненная на биполярном транзисторе. Чтобы перевести этот транзистор в режим отсечки, необходимо приложить отрицательное управляющее напряжение. Оно должно быть по абсолютной величине большим, чем максимальное напряжение отсечки.
Рис. 15.4. Последовательный ключ на базе насыщенного эмиттерного повторителя
Чтобы открыть транзистор, на его вход надо подать управляющее напряжение большее, чем напряжение отсечки, на величину ΔU = IБRБ. При этом переход коллектор-база откроется, и транзистор будет работать как ключ в инверсном включении. Недостатком схемы является протекание базового тока IБ транзистора через цепь источника входного сигнала. Чтобы это не сказывалось на работе схемы, внутреннее сопротивление источника сигнала должно быть достаточно малым.
Если выполняется это условие, то схема оказывается пригодной и для положительного входного напряжения.
При этом ток эмиттера IЭ открытого транзистора будет положителен, что уменьшает напряжение смещения. При определенном значении тока эмиттера IЭ оно может даже равняться нулю.
В этом режиме работы схема представляет собой насыщенный эмиттерный повторитель. Для управляющего напряжения, величина которого лежит в пределах от нуля до входного напряжения (0 < UУПР < UВХ), она работает как эмиттерный повторитель сигнала управляющего сигнала. Это обстоятельство иллюстрируется передаточной характеристикой ключа для положительных входных напряжений, представленной на рис. 15.5.
Рис. 15.5. Передаточная характеристика для положительных входных напряжений
Последовательно-параллельный ключ. Если совместить насыщенный эмиттерный повторитель и параллельный ключ, получится последовательно-параллельный коммутатор, имеющий в обоих рабочих состояниях малое напряжение смещения.
Недостатком его является необходимость наличия комплементарных управляющих сигналов. Более простое управление можно обеспечить, если применить изображенный на рис. 15.6 комплементарный эмиттерный повторитель, который работает в режиме насыщения в обоих направлениях. Для этого необходимо обеспечить выполнение следующих условий UУПР МАКС>UВХ и UУПР МИН<0.
Благодаря низкому выходному сопротивлению в обоих режимах схема реализует высокую скорость коммутации выходного напряжения при 0 < UВЫХ < UВХ.
Рис. 15.6. Последовательно – параллельный ключ
Высоковольтный транзисторный ключ
Изобретение относится к области приборостроения и может использоваться для коммутации высокого напряжения. Предлагаемый транзисторный высоковольтный ключ может использоваться в цепях управления высоковольтным оборудованием, в том числе высоковольтными испытательными установками и устройствами, в цепях питания и управления лучевыми исследовательскими и технологическими установками, а также в системах электропитания СВЧ-генераторных приборов и др.
Высоковольтный транзисторный ключ содержит N последовательно соединенных транзисторов, N управляющих трансформаторов, коллектор и эмиттер каждого транзистора зашунтирован выравнивающим резистором и защитным диодом, к базе каждого транзистора подключён ограничительный резистор, второй вывод которого соединён со сглаживающей цепочкой и защитным диодом, вторые выходы сглаживающей цепочки и защитного диода соединены с эмиттером каждого транзистора, к выводам сглаживающей цепочки подключены выводы выпрямительных мостов, выводы которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора. К первичной обмотке управляющих трансформаторов подключена схема формирования управляющего сигнала. Трансформаторы включены по схеме трансформатора тока, первичная обмотка является общей для всех N трансформаторов и представляет собой отрезок высоковольтного кабеля, проходящего через сердечники всех N трансформаторов. Изобретение позволяет повысить надёжность, повысить быстродействие и снизить стоимость высоковольтного транзисторного ключа.
Изобретение относится к области приборостроения и может использоваться для коммутации высокого напряжения. Предлагаемый транзисторный высоковольтный ключ может использоваться в цепях управления высоковольтным оборудованием, в том, числе высоковольтными испытательными установками и устройствами, в цепях питания и управления лучевыми исследовательскими и технологическими установками, а также в системах электропитания СВЧ генераторных приборов и др.
Уровень техники
Из уровня техники известен высоковольтный транзисторный переключатель (см. [1] авторское свидетельство СССР №738166, МПК Н03К 17/0424, опубл. 30.05.1980), содержащий переключатель из N последовательно соединенных транзисторных ключей, управляющий транзисторный ключ подключен к источнику запускающего сигнала, а выход N-го ключа – к нагрузке, при этом входы других транзисторных ключей подключены к делителю напряжения, подсоединенного одним выводом к источнику питания, а другим – к общей шине, формирователь импульсов, вход формирователя импульсов через дифференцирующую цепочку подключен к коллектору управляющего ключа, а выход формирователя – к входу переключателя.
Из уровня техники известен высоковольтный транзисторный переключатель (см. [2] авторское свидетельство СССР №767969, МПК Н03К 17/60, опубл. 30.09.1980), содержащий N последовательно соединенных транзисторных ключей, управляющий транзисторный ключ подключен к источнику запускающего сигнала, а выход N-го ключа к нагрузке, формирователь импульсов, выход формирователя подключен к входу переключателя, а также резистивный делитель напряжения, обеспечивающий запирание транзисторных ключей, при этом вход дифференцирующего узла подключен к коллектору транзистора управляющего ключа, а вход других транзисторных ключей подключены к делителю напряжения, подсоединенному одним выводом к источнику питания, а другим к общей шине.
Из уровня техники известен высоковольтный переключатель (см. [3] авторское свидетельство СССР №1133662, МПК Н03К 17/08, опубл. 07.01.1985), содержащий N последовательно соединенных транзисторов, зашунтированных первыми резисторами, N первых диодов, включенных встречно-параллельно база-эмиттерным переходам соответствующих транзисторов и зашунтированных вторыми резисторами, N-1 третьих резисторов и источник управляющего сигнала, подключенный выходом к входу первого транзистора, при этом дополнительно введены четвертый и пятый резисторы, стабилитрон и дополнительный транзистор с проводимостью, противоположной проводимости транзисторов переключателя.
В схемах ключей, описанных в [1], [2] и [3] источниках, использованы N последовательно соединённых транзисторных ключей. Базы транзисторов соединены с делителем напряжения, имеющим N-1 отводов. Нижний транзистор своей базой соединён с источником управляющего сигнала. Таким образом один (нижний) ключ управляется по базе, а остальные — по эмиттеру.
Недостатками такой схемы являются, во-первых, гальваническая связь управляющей цепи и цепи высокого напряжения, во-вторых – трудность обеспечения высокой скорости переключения ключа, так как транзисторы в такой схеме переключаются последовательно один за другим.
Из уровня техники известен электронный ключ для высоковольтной системы электропитания (см. [4] патент РФ №2315387, МПК H01J 37/248, опубл. 20.01.2008), содержащий высокочастотный трансформатор, первый и второй транзисторы, первый диод, причем одним из выводов вторичной обмотки трансформатора подключен к истоку первого транзистора, а другой вывод к истоку второго транзистора, при этом анод первого диода соединен с истоком первого транзистора, а исток второго транзистора является входом электронного ключа, а сток второго транзистора является выходом электронного ключа, при этом в него дополнительно введены второй диод, третий диод, стабилитрон, первый и второй резисторы и конденсатор.
Из уровня техники известен электронный ключ для высоковольтного импульсного модулятора со стабилизацией амплитуды импульсов (см. [5] патент РФ №2339158, МПК H03K 3/57, H02M 3/07, опубл. 20.11.2008), содержащий первый и второй транзисторы, первый диод, при этом анод первого диода соединен с истоком первого транзистора, причем исток второго транзистора является входом электронного ключа, а сток второго транзистора является выходом электронного ключа, при этом в него введены второй диод, третий диод, стабилитрон, первый и второй резисторы и конденсатор, при этом первый транзистор, первый и второй диод и первый резистор образуют схему управления ключом.
В схемах ключей, описанных в патентах [4] и [5], также используются N транзисторных ключей, соединённых последовательно. Входы (затворы) транзисторных ключей подключены к вторичным обмоткам управляющего трансформатора через согласующие и защитные элементы. Такая схема позволяет осуществлять гальваническую развязку цепей управления и высоковольтных цепей, а также осуществлять лучшую одновременность включения и выключения транзисторов ключа.
Недостатком ключей из патентов [4] и [5] является высокая сложность и, следовательно, высокая стоимость изготовления управляющего трансформатора, так как конструкция его предусматривает наличие N вторичных обмоток, каждая из которых находится под различным по величине высоким напряжением, что требует использования большого объёма изолирующих материалов.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по совокупности признаков, принятым за прототип, является модулятор высокой мощности с трансформаторной связью (см. [6] US6900557B1, МПК H02M 1/088; H03K 17/10, опубл. 31.05.2005). Модулятор включает трансформатор, содержащий первичную и N вторичных обмоток. Модулятор также включает в себя N транзисторов, каждый из которых связан с соответствующей вторичной обмоткой и имеет входные и выходные клеммы и клемму управления. Управляющий вывод каждого транзистора электрически связан с соответствующим выходным выводом одной из вторичных обмоток.
Недостатки прототипа аналогичны недостаткам по патентам [4] и [5], заключающиеся в высокой сложности и, следовательно, высокой стоимости изготовления управляющего трансформатора. Конструкция его предусматривает наличие N вторичных обмоток, каждая из которых находится под различным по величине высоким напряжением, что требует использования в конструкции большого объёма изолирующих материалов. Кроме того, это приводит к увеличению индуктивности рассеивания для вторичных обмоток, что приводит к искажению сигналов управления на входах ключей, а это может привести к ухудшению одновременности их срабатывания. Неодновременность срабатывания ключей приводит к снижению надёжности.
Сущность изобретения
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является устранение недостатков прототипа. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надёжности, повышение быстродействия и снижению стоимости высоковольтного транзисторного ключа.
Согласно изобретению, техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что высоковольтный транзисторный ключ содержит N последовательно соединенных транзисторов, N управляющих трансформаторов, включённых о схеме трансформатора тока. Коллектор и эмиттер каждого транзистора зашунтирован выравнивающим резистором и защитным диодом. К базе (затвору) каждого транзистора подключён выход схемы управления ключом (ограничительный резистор), второй вывод которого подключён к эмиттеру каждого транзистора, через сглаживающую цепочку и защитный диод. Входы схемы управления ключом соединены с вторичной обмоткой трансформатора, к первичной обмотке управляющих трансформаторов подключена схема формирователя управляющего сигнала. Управляющие трансформаторы включены по схеме трансформаторов тока, причём первичная обмотка выполнена в виде отрезка высоковольтного кабеля общего для всех N трансформаторов. К выводам сглаживающей цепочки подключены выходы выпрямительных мостов, входы которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора.
К первичной обмотке управляющих трансформаторов, которая является общей для всех N трансформаторов, подключён ограничивающий резистор и усилитель управляющего сигнала, которые представляют собой схему формирователя управляющего сигнала.
Применение в предлагаемом высоковольтном транзисторном ключе в отличие от прототипа, N управляющих трансформаторов, включённых по схеме трансформатора тока, позволяет добиться увеличения быстродействия и одновременного открывания и закрывания транзисторов ключа, что приводит к увеличению надёжности устройства.
Кроме того, использование в качестве первичной обмотки трансформаторов тока высоковольтного кабеля, продетого последовательно через сердечники всех управляющих трансформаторов, позволяет существенно упростить конструкцию трансформатора, что приводит также к увеличению надёжности и снижению стоимости изделия.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – Схема принципиальная транзисторного ключа.
1 — усилитель управляющего сигнала;
2 — ограничивающий резистор;
3 — вторичная обмотка управляющего трансформатора;
4 — выпрямительные мосты;
5, 6 — сглаживающая R-C цепочка;
7 — защитный диод;
8 — ограничительный резистор;
9 – транзистор;
10 – выравнивающий резистор;
11 — защитный диод;
Осуществление изобретения
На Фиг.1 изображена схема высоковольтного ключа. Высоковольтный транзисторный ключ содержит N транзисторов (9) соединённых последовательно, N управляющих трансформаторов, коллектор-эмиттер каждого транзистора (9) зашунтирован выравнивающим резистором (10) и защитным диодом (11). К базе каждого транзистора подключён ограничительный резистор (8), второй вывод этого резистора соединён со сглаживающей R-C цепочкой (5,6) и защитным диодом (7).
Вторые выводы этих элементов соединены с эмиттером каждого транзистора (9). Также к выводам R-C цепочки (5,6) подключены выводы (+) и (-) выпрямительных мостов (4). Выводы (~) выпрямительных мостов (4) подключены к вторичной обмотке (3) управляющего трансформатора. К первичной обмотке управляющих трансформаторов, которая является общей для всех N трансформаторов, подключён ограничивающий резистор (2) и усилитель управляющего сигнала (1). Второй конец первичной обмотки подключён к общему проводу.
Все N управляющих трансформаторов включены по схеме трансформатора тока, что даёт возможность применения в качестве первичной обмотки всех N трансформаторов отрезка высоковольтного кабеля, проходящего через сердечники всех трансформаторов, и добиться за счёт этого повышения надёжности и снижения стоимости изделия. Это позволяет существенно упростить конструкцию трансформаторов и добиться одновременности открывания и закрывания транзисторов. При этом выпрямительный мост, сглаживающая R-C цепочка, защитный диод и ограничивающий резистор образуют схему управления ключом.
Включение в схему управления ключом выпрямительных мостов позволяет использовать для управления ключом обе полуволны управляющего напряжения с вторичной обмотки трансформатора и, за счёт этого, уменьшить постоянную времени сглаживающей цепочки, что приводит к увеличению быстродействия ключа. За счёт уменьшения длительности фронтов при включении и выключении ключа, уменьшается рассеивание энергии на транзисторах ключа, что приводит к снижению нагрева транзисторов, увеличению КПД устройства и повышению надёжности.
В качестве сигнала управления использован не синусоидальный сигнал, а прямоугольный (меандр), что позволяет уменьшить пульсацию управляющего напряжения на выходе выпрямительного моста, что позволяет уменьшить постоянную времени сглаживающей цепочки, что приводит к увеличению быстродействия ключа, увеличению КПД и повышению надёжности.
Устройство работает следующим образом.
При включении (открывании) ключа на вход усилителя управления подаётся сигнал открывания в виде последовательности импульсов со скважностью два (меандр).
На вторичных обмотках (3) управляющих трансформаторов также появляется последовательность импульсов. Эти импульсы поступают на выпрямительный мост (4) и на выходе моста появляется постоянное (пульсирующее) напряжение. Пульсации сглаживаются R-C цепочкой (5,6) и через ограничительный резистор (8) поступают на затворы транзисторов (9), что приводит к открыванию ключей и ток от клеммы ВХОД поступает в нагрузку, подключённую к клемме ВЫХОД. При выключении (закрывании) ключа сигнал на входе усилителя управления отключается. Сигнал на вторичных обмотках (3) трансформаторов управления также становится равным нулю. Напряжение на R-C цепочке (5,6) начинает снижаться с постоянной времени t=RC и при достижении порогового напряжения транзистора ключ закроется. Так как в качестве управляющего сигнала используется меандр, величина пульсаций на выходе выпрямительного моста (4) мала, что позволяет выбрать сглаживающую R-C цепочку (5,6) с малой постоянной времени, которая близка к времени закрывания транзисторов (9).
Таким образом, быстродействие описываемого высоковольтного ключа определяется, в основном, быстродействием транзисторов.
Высоковольтный транзисторный ключ, содержащий N последовательно соединенных транзисторов и N управляющих трансформаторов, к базе каждого транзистора подключен выход схемы управления ключом, второй выход схемы управления ключом подключен к эмиттеру каждого транзистора, входы схемы управления ключом соединены с вторичной обмоткой трансформатора, к первичной обмотке управляющих трансформаторов подключена схема формирователя управляющего сигнала, отличающийся тем, что с целью увеличения надежности и повышения быстродействия управляющие трансформаторы включены по схеме трансформаторов тока, причем первичная обмотка выполнена в виде отрезка высоковольтного кабеля общего для всех N трансформаторов, при этом коллектор-эмиттер каждого транзистора зашунтирован выравнивающим резистором и защитным диодом, к базе каждого транзистора подключен ограничительный резистор, второй вывод этого резистора соединен со сглаживающей R-C-цепочкой и защитным диодом, вторые выводы этих элементов соединены с эмиттером каждого транзистора, также к выводам R-C-цепочки подключены выводы (+) и (-) выпрямительных мостов, а выводы (~) выпрямительных мостов подключены к вторичной обмотке управляющего трансформатора, причем к первичной обмотке управляющих трансформаторов подключен ограничивающий резистор и усилитель управляющего сигнала, а второй конец первичной обмотки подключен к общему проводу.
Схема транзисторного переключателя — информация об электронике от PenguinTutor
Транзистор — это усилитель, который может увеличить величину тока, протекающего через цепь. Его можно использовать в качестве переключателя, используя только транзистор в выключенном состоянии или во включенном состоянии, используя область насыщения транзистора. В качестве переключателя транзистор часто используется для получения сигнала от цифровой схемы и его использования для переключения больших нагрузок, чем может обеспечить интегральная схема (ИС).
На приведенной ниже схеме показана обычная простая конфигурация схемы транзисторного переключателя. Он состоит из одного NPN-транзистора и изображает два резистора. Резистор R L не обязательно является резистором, но представляет значение сопротивления переключаемого устройства. Это может быть лампа, реле или какое-либо другое устройство, которому требуется больший ток, чем вход может напрямую управлять. Резистор может понадобиться, если переключаемое устройство не имеет собственного достаточного сопротивления (например, светодиоды).
Резистор на базе R b — это резистор, используемый для предотвращения повреждения базы транзистора. Он должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить повреждение транзистора, но при этом должен обеспечивать достаточный ток для включения транзистора. Подробности о том, как определить размер резистора, объясняются ниже.
Как работает схема
Чтобы транзистор действовал как переключатель, его необходимо активировать как область насыщения. При включении в режиме насыщения транзистор действует так, как если бы он был замкнутым переключателем, пропускающим ток через нагрузку.
Если коммутируемая нагрузка представляет собой индуктивное устройство, такое как двигатель, соленоид или реле, то диод должен быть подключен в обратном направлении к нагрузке, чтобы предотвратить повреждение транзистора противо-ЭДС.
Хотя цель этого состоит в том, чтобы свести математику к минимуму, нам нужно использовать простую формулу, чтобы определить подходящее значение для базового резистора R b .
Ключевым уравнением, используемым здесь, является закон Ома.
Расчеты
Чтобы определить соответствующий уровень резистора, вам необходимо рассчитать соответствующий входной ток для насыщения транзистора. Вход обычно управляется гораздо более высоким током, чтобы гарантировать, что он находится в этой области насыщения (например, в 10 раз больше минимального базового входного тока насыщения).
Сначала нам нужно определить ток, протекающий через резистор R L . В зависимости от типа устройства это может быть возможно взять из таблицы данных на основе тока, необходимого для активации или работы устройства. Если это неизвестно — или нам нужно ограничить этот ток для защиты устройства, тогда сопротивление можно рассчитать по закону Ома.
V cc — напряжение питания, V ce — падение напряжения между коллектором и эмиттером при насыщении. Значение В ce можно найти в паспорте транзистора.
Необходимо проверить паспорт транзистора, чтобы убедиться, что максимальный ток через транзистор.
На маломощном транзисторе он может быть довольно низким, например, 100 мА на BC546, но на высокомощном транзисторе он может достигать 15 А на TIP3055. Если значение I c max слишком низкое, то необходимо либо использовать другой транзистор, либо добавить резистор для ограничения этого тока (если остальная часть схемы может работать с уменьшенным током).
После расчета тока коллектора можно определить минимальный ток базы, взглянув на коэффициент усиления транзистора. Коэффициент усиления указан в техпаспорте как hFE или β
Формула соотношения между током коллектора и током базы:
которые мы транспонируем как:
Коэффициент усиления для транзистора не является постоянным, но для переключателя, использующего наименьшее значение, транзистор находится в области насыщения. Примеры значений усиления: от 200 до 450 для транзистора BC546 или 45 для транзистора TIP3055.
Чтобы убедиться, что транзистор полностью открыт даже при изменении нагрузки, мы обычно умножаем базовый ток на коэффициент 10.
Если базовый ток, в десять раз превышающий требуемый базовый ток, превышает максимальный базовый ток, тогда значение ниже вместо этого следует использовать максимальный базовый ток.
Чтобы получить резистор соответствующего размера, мы используем следующую формулу.
Где V I — входное напряжение на базовом резисторе.
Практический пример
См. мои примеры проектов с использованием транзисторных переключателей
- Raspberry Pi, Arduino и микросхема транзисторного переключателя micro:bit
Компоненты электроники: использование транзистора в качестве переключателя 079 Исследуйте книгу Купить на Amazon
Один из самых Обычно транзисторы в электронной схеме используются в качестве простых переключателей. Короче говоря, транзистор проводит ток по пути коллектор-эмиттер только тогда, когда к базе приложено напряжение. Когда базовое напряжение отсутствует, переключатель выключен. Когда базовое напряжение присутствует, переключатель включен.
В идеальном переключателе транзистор должен находиться только в одном из двух состояний: выключен или включен. Транзистор закрыт, когда напряжение смещения отсутствует или когда напряжение смещения меньше 0,7 В. Переключатель включен, когда база насыщена, поэтому ток коллектора может протекать без ограничений.
Это схематическая диаграмма схемы, в которой транзистор NPN используется в качестве переключателя, который включает или выключает светодиод.
Посмотрите на эту схему покомпонентно:
Светодиод: Стандартный красный светодиод диаметром 5 мм. Этот тип светодиодов имеет падение напряжения 1,8 В и рассчитан на максимальный ток 20 мА.
R1: Этот резистор 330 Ом ограничивает ток через светодиод, чтобы предотвратить его перегорание. Вы можете использовать закон Ома, чтобы рассчитать количество тока, которое позволит протекать через резистор. Поскольку напряжение питания +6 В, а на светодиоде падает 1,8 В, напряжение на резисторе R1 будет 4,2 В (6 – 1,8).
Разделив напряжение на сопротивление, вы получите силу тока в амперах, приблизительно 0,0127 А. Умножьте на 1000, чтобы получить силу тока в мА: 12,7 мА, что значительно ниже предела в 20 мА.Q1: Это обычный транзистор NPN. Здесь использовался транзистор 2N2222A, но подойдет практически любой NPN-транзистор. R1 и светодиод подключены к коллектору, а эмиттер подключен к земле. Когда транзистор открыт, ток течет через коллектор и эмиттер, зажигая светодиод. Когда транзистор выключен, транзистор действует как изолятор, и светодиод не горит.
R2: Этот резистор 1 кОм ограничивает ток, протекающий через базу транзистора. Вы можете использовать закон Ома для расчета тока в базе. Поскольку переход база-эмиттер падает примерно на 0,7 В (так же, как диод), напряжение на резисторе R2 составляет 5,3 В. Разделив 5,3 на 1000, мы получим ток 0,0053 А, или 5,3 мА. Таким образом, ток коллектора 12,7 мА (I CE ) управляется базовым током 5,3 мА (I BE ).
Разделив напряжение на сопротивление, вы получите силу тока в амперах, приблизительно 0,0127 А. Умножьте на 1000, чтобы получить силу тока в мА: 12,7 мА, что значительно ниже предела в 20 мА.
