Transistori elektrooniline lüliti - tööpõhimõte ja skeem

Impulssseadmetes leiate sageli transistorlüliteid. Transistorlüliteid leidub plätudes, lülitites, multivibraatorites, blokeerivates generaatorites ja muudes elektroonilistes vooluringides. Igas vooluringis täidab oma funktsiooni transistorlüliti ja olenevalt transistori töörežiimist võib lüliti kui terviku ahel muutuda, kuid transistorlüliti põhiskeem on järgmine:

Transistorlülitil on mitu põhilist töörežiimi: tavaline aktiivne režiim, küllastusrežiim, väljalülitusrežiim ja aktiivne tagurdusrežiim. Kuigi transistorlüliti lülitusahel on põhimõtteliselt tavaline emitter-transistor-võimendiahel, erineb see ahel funktsioonilt ja režiimilt tavalisest võimendist.

Võtmerakenduses toimib transistor kiire lülitina ja peamisi staatilisi olekuid on kaks: transistor on välja lülitatud ja transistor on sees. Lukustatud olek – avatud olek, kui transistor on väljalülitusrežiimis.Suletud olek - transistori küllastusseisund või küllastuslähedane olek, milles transistor on avatud. Kui transistor lülitub ühest olekust teise, on see aktiivne režiim, milles kaskaadi protsessid on mittelineaarsed.

Staatilisi olekuid kirjeldatakse vastavalt transistori staatilistele omadustele. Karakteristikuid on kaks: väljundperekond — kollektori voolu sõltuvus kollektor-emitteri pingest ja sisendperekond — baasvoolu sõltuvus baasemitteri pingest.

Lõikerežiimi iseloomustab transistori kahe pn-siirde kallutamine vastupidises suunas ning seal on sügav ja madal katkestus. Sügav rike on siis, kui ristmitele rakendatav pinge on 3-5 korda kõrgem kui lävi ja sellel on vastupidine polaarsus töötavale. Selles olekus on transistor avatud ja selle elektroodide voolud on äärmiselt väikesed.

Madala katkestuse korral on ühele elektroodidest rakendatav pinge madalam ja elektroodide voolud suuremad kui sügaval katkemisel, mistõttu on voolud juba sõltuvad rakendatavast pingest vastavalt väljundkarakteristiku perekonna madalamale kõverale. , nimetatakse seda kõverat "piiravaks karakteristikuks" ...

Näiteks teostame takistuslikul koormusel töötava transistori võtmerežiimi lihtsustatud arvutuse. Transistor püsib pikka aega ainult ühes kahest põhiolekust: täielikult avatud (küllastus) või täielikult suletud (katkestus).

Olgu transistori koormuseks relee SRD-12VDC-SL-C mähis, mille pooli takistus nimipingel 12 V on 400 oomi.Jätame tähelepanuta releepooli induktiivsuse, laseme arendajatel varustada summuti, mis kaitseb mööduvate emissioonide eest, kuid arvutame selle põhjal, et releed lülituvad sisse üks kord ja väga pikaks ajaks. Leiame kollektori voolu järgmise valemi järgi:

Ik = (Upit-Ukenas) / Rn.

Kus: Ik — kollektori alalisvool; Usup — toitepinge (12 volti); Ukenas — bipolaarse transistori küllastuspinge (0,5 volti); Rn — koormustakistus (400 Ohm).

Saame Ik = (12-0,5) / 400 = 0,02875 A = 28,7 mA.

Truuduse huvides võtame transistor, millel on piirvoolu ja piirava pinge varu. SOT-32 pakendis BD139 sobib. Sellel transistoril on parameetrid Ikmax = 1,5 A, Ukemax = 80 V. Seal on hea varu.

Kollektorivoolu 28,7 mA tagamiseks tuleb tagada sobiv baasvool.Baasivool määratakse valemiga: Ib = Ik / h21e, kus h21e on staatiline voolu ülekandetegur.

Kaasaegsed multimeetrid võimaldavad teil seda parameetrit mõõta ja meie puhul oli see 50. Seega Ib = 0,0287 / 50 = 574 μA. Kui koefitsiendi h21e väärtus pole teada, võite usaldusväärsuse huvides võtta selle transistori dokumentatsioonist miinimumi.

Vajaliku baastakisti väärtuse määramiseks. Peaemitteri küllastuspinge on 1 volt. See tähendab, et kui juhtimine toimub signaaliga loogilise mikrolülituse väljundist, mille pinge on 5 V, siis vajaliku baasvoolu 574 μA tagamiseks saame 1 V üleminekul langusega. :

R1 = (Uin-Ubenas) / Ib = (5-1) / 0,000574 = 6968 oomi

Valime standardseeria 6,8 kOhm takisti väiksema külje (et voolust täielikult piisaks).

AGA selleks, et transistor lülituks kiiremini ja töö oleks töökindel, kasutame aluse ja emitteri vahel täiendavat takistit R2 ning sellele langeb osa võimsust, mis tähendab, et on vaja vähendada transistor takistust. takisti R1. Võtame R2 = 6,8 kΩ ja reguleerime R1 väärtust:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib + I (takisti R2 kaudu) = (Uin-Ubenas) / (Ib + Ubenas / R2)

R1 = (5-1) / (0,000574 + 1/6800) = 5547 oomi.

Olgu R1 = 5,1 kΩ ja R2 = 6,8 kΩ.

Arvutame lüliti kaod: P = Ik * Ukenas = 0,0287 * 0,5 = 0,014 W. Transistor ei vaja jahutusradiaatorit.