Elektronik Elemen Dijelaskan

Elektronik Elemen Dijelaskan

Untuk pemula untuk elektronik, membina projek elektronik asas dari gambarajah litar boleh menjadi luar biasa. Panduan ringkas ini bertujuan untuk membantu pemula dengan memberi mereka perincian berguna mengenai bahagian elektronik dan juga mengenai teknik membina litar. Kami akan memeriksa bahagian asas seperti perintang, kapasitor, induktor, transformer dan potensiometer.



RESISTOR

Perintang adalah bahagian yang menghilangkan daya, biasanya melalui haba. Pelaksanaannya ditakrifkan oleh hubungan yang dikenali sebagai hukum Ohm: V = I X R di mana V adalah voltan atas perintang dalam volt, saya merujuk kepada arus melalui perintang dalam amp dan R adalah nilai perintang dalam ohm. Perwakilan untuk perintang ditunjukkan dalam Rajah 1.1.

Sama ada kita mampu gunakan perintang untuk mengubah voltan di lokasi tertentu di litar, atau kita dapat menerapkannya untuk mengubah arus di lokasi litar yang diinginkan.





Nilai perintang dapat dikenal pasti melalui cincin berwarna di sekelilingnya. Anda akan menemui 3 cincin asas atau tali yang memberikan maklumat ini kepada kami (Gamb. 1.2).

Jalur dicat dengan warna tertentu dan setiap jalur berwarna mewakili nombor seperti yang dinyatakan dalam Jadual 1.1. Sebagai contoh apabila jalur berwarna coklat, merah dan oren, maka nilai perintang akan 12 X 1,00.0 atau 12.000 ohm 1.000 ohm biasanya dikenal pasti sebagai kilohm atau k, sementara 1.000.000 dinamakan megohm atau MOhm.



Cincin atau jalur berwarna terakhir menandakan magnitud toleransi perintang, untuk nilai perintang tertentu. Emas menunjukkan toleransi + atau - 5 peratus (± 5%), perak menandakan bahawa ia adalah + atau - 10 peratus (± 10%). Sekiranya anda tidak menemukan band tolrance biasanya bermaksud bahawa toleransi adalah ± 20 peratus.

Secara amnya, semakin besar perintangnya, semakin besar daya yang boleh dikendalikan. Peringkat kuasa dalam watt mungkin berbeza dari 1/8 W hingga banyak watt. Kuasa ini pada dasarnya adalah hasil voltan (V) dan arus (I) yang melalui perintang.

Mengaplikasikan hukum Ohm kita dapat menentukan daya (P) yang dihamburkan oleh perintang sebagai P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R di mana R adalah nilai perintang. Anda tidak akan menemui aspek negatif elektrik semasa bekerja dengan perintang yang mungkin lebih besar daripada spesifikasi yang diperlukan.

Satu-satunya kelemahan mungkin dalam bentuk dimensi mekanikal yang meningkat dan mungkin kos yang lebih tinggi.

MODAL

Nama sebelumnya untuk kapasitor mana pun adalah kondensor, walaupun nama sekarang kelihatan lebih berkaitan dengan fungsi sebenarnya. Kapasitor direka dengan 'kapasiti' untuk menyimpan tenaga elektrik.

Fungsi asas kapasitor adalah untuk membenarkan laluan arus ulang-alik (a.c.) melaluinya tetapi menyekat arus terus (d.c.).

Pertimbangan penting lain adalah bahawa sekiranya d.c. voltan, dari contoh melalui bateri, disambungkan merentasi kapasitor sejenak, pada dasarnya DC ini akan terus berada di seberang plumbum kapasitor sehingga sama ada unsur seperti perintang bergabung di atasnya, atau mungkin anda akhirnya memendekkan terminal kapasitor antara satu sama lain menyebabkan tenaga yang tersimpan habis.

PEMBINAAN

Umumnya, kapasitor terbuat dari sepasang plat yang dipisahkan oleh kandungan penebat yang dikenali sebagai dielektrik.

Dielektrik dapat dibentuk melalui udara, kertas, seramik, polistirena atau jenis bahan lain yang sesuai. Untuk nilai kapasitansi yang lebih besar, elektrolit digunakan untuk pemisahan dielektrik. Bahan elektrolitik ini mempunyai keupayaan untuk menyimpan tenaga elektrik dengan kecekapan yang tinggi.

DC tetap biasanya diperlukan untuk fungsi kapasitif. Inilah sebabnya mengapa dalam diagram litar kita dapati plumbum positif kapasitor ditunjukkan sebagai blok putih manakala sisi negatif sebagai blok hitam.

Kapasitor boleh ubah atau boleh laras termasuk membaling baling yang dipisahkan oleh jurang udara atau penebat seperti mika. Berapa banyak van ini bertindih antara satu sama lain, menentukan besaran kapasitans , dan ini dapat diubah atau disesuaikan dengan menggerakkan gelendong kapasitor berubah.

Kapasiti diukur di Farads. Walau bagaimanapun, satu kapasitor Farad sangat besar untuk penggunaan praktikal. Oleh itu, kapasitor ditetapkan sama ada dalam mikrofarad (uF), nanofarad (nF) atau dalam picofarads (pF).

Sejuta picofarad sepadan dengan mikrofarad tunggal, dan sejuta mikrofarad sama dengan satu Farad dalam skala besar. Walaupun nanofarad (nF) tidak sering digunakan, satu nanofarad mewakili seribu picofarads.

Kadang-kadang anda mungkin menemui kapasitor yang lebih kecil dengan kod warna yang ditandakan di atasnya, sama seperti perintang.

jadual dan contoh kod warna kapasitor

Untuk ini, nilai dapat ditentukan dalam pF seperti yang ditunjukkan dalam carta warna bersebelahan. Pasangan jalur di bahagian bawah memberikan toleransi dan voltan maksimum kapasitor yang boleh berfungsi.

Perlu diperhatikan dengan tegas bahawa kadaran voltan yang dicetak pada badan kapasitor mewakili had voltan maksimum kapasitor maksimum yang tidak boleh dilebihi. Apabila kapasitor elektrolitik terlibat, kekutuban mesti diperiksa dan dipateri dengan betul.

INDUKTOR

Dalam litar elektronik Induktor ciri kerja adalah kebalikan dari kapasitor. Induktor menunjukkan kecenderungan untuk melewati arus terus melaluinya tetapi cuba menentang atau menentang arus bergantian. Mereka biasanya berbentuk gegelung kawat tembaga super enamel, biasanya melilit bekas.

Untuk mencipta nilai tinggi induktor , bahan besi biasanya diperkenalkan sebagai inti, atau dapat dipasang seperti penutup yang mengelilingi gegelung secara luaran.

Ciri penting induktor adalah keupayaannya untuk menghasilkan 'back e.m.f.' sebaik sahaja voltan terpakai dikeluarkan melintasi induktor. Ini biasanya berlaku kerana ciri induktor yang wujud untuk mengimbangi kehilangan arus asal sepanjang arus.

Simbol skematik induktor dapat dilihat pada Rajah 1.5. Unit induktansi adalah Henry, walaupun millihenrys atau microhenrys (mH dan masing-masing) biasanya digunakan untuk mengukur induktor dalam aplikasi praktikal.

Satu millihenry mempunyai 1000 microhenryry manakala seribu millihenry sama dengan satu Henry. Induktor adalah salah satu komponen yang tidak mudah diukur terutamanya jika nilai sebenar tidak dicetak. Ini juga menjadi lebih rumit untuk diukur apabila ia dibina di rumah menggunakan parameter bukan standard.

Apabila induktor digunakan untuk menyekat isyarat AC, mereka disebut penyedot frekuensi radio atau tercekik RF (RFC). Induktor digunakan dengan kapasitor untuk membentuk litar yang diselaraskan, yang hanya membenarkan jalur frekuensi yang dikira, dan menyekat yang lain.

LITAR YANG DITETAPKAN

Litar yang diselaraskan (Rajah 1.6), yang melibatkan induktor L dan kapasitor C, pada dasarnya, akan membenarkan frekuensi tertentu bergerak melintasi dan menyekat semua frekuensi lain, atau menyekat nilai frekuensi tertentu dan membiarkan semua yang lain berlalu melalui.

Ukuran selektiviti litar yang diselaraskan yang memastikan nilai frekuensi menjadi faktor Q (untuk kualiti).

Nilai frekuensi yang diselaraskan ini juga disebut sebagai frekuensi resonan (f0) dan diukur dalam hertz atau kitaran sesaat.

Kapasitor dan induktor boleh digunakan secara bersiri atau selari untuk membentuk a litar penala resonan (Gamb. 1.6.a). Litar yang diselaraskan siri mungkin mempunyai kerugian yang rendah berbanding dengan litar yang diselaraskan selari (Rajah 1.6.b) mempunyai kerugian yang tinggi.

Apabila kita menyebutkan kerugian di sini, biasanya merujuk kepada nisbah voltan di seluruh rangkaian, hingga arus yang mengalir melalui rangkaian. Ini juga dikenali sebagai impedansinya (Z).

Nama alternatif untuk impedans ini untuk komponen tertentu mungkin dalam bentuk mis. rintangan (R) untuk perintang dan reaktansi (X) untuk induktor dan kapasitor.

TRANSFORMER

Transformer digunakan untuk menaikkan voltan / arus bolak input ke tahap output yang lebih tinggi atau untuk menurunkan yang sama ke tahap output yang lebih rendah. Kerja ini juga secara serentak memastikan pengasingan elektrik yang lengkap di seluruh AC input dan AC output. Beberapa transformer dapat dilihat pada Rajah 1.7.

Pembuatan menandakan semua butiran di sisi utama, atau input melalui akhiran '1'. Bahagian sekunder, atau output, ditandakan dengan akhiran '2' T1 dan T2 menunjukkan jumlah putaran pada primer dan sekunder yang sesuai. Kemudian:

Apabila a pengubah dirancang untuk menurunkan arus elektrik 240 V ke voltan yang lebih rendah, katakanlah 6 V, sisi utama melibatkan bilangan lilitan yang lebih tinggi dengan menggunakan wayar tolok yang lebih nipis sementara bahagian kedua dibina menggunakan bilangan putaran yang lebih rendah tetapi menggunakan wayar tolok yang lebih tebal.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa voltan yang lebih tinggi melibatkan arus yang lebih rendah secara berkadar dan oleh itu wayar lebih tipis, sementara voltan yang lebih rendah melibatkan arus yang lebih tinggi dan dengan itu wayar lebih tebal. Nilai watt primer dan sekunder bersih (V x I) hampir sama dalam pengubah ideal.

Apabila belitan pengubah mempunyai penyadapan kawat yang diekstrak dari salah satu putaran (Gbr. 1.7.b), mengakibatkan pembahagian voltan belitan melintasi penyadapan yang sebanding dengan jumlah putaran pada belitan yang dipisahkan oleh wayar yang diketuk tengah.

Magnitud voltan bersih melintasi penggulungan sekunder hujung hingga akhir masih mengikut formula yang ditunjukkan di atas

Seberapa besar pengubah mungkin bergantung pada besarnya spesifikasi arus sekundernya. Sekiranya spesifikasi semasa lebih besar, dimensi pengubah juga bertambah besar secara berkadar.

Terdapat juga pengubah miniatur yang direka untuk litar frekuensi tinggi , seperti radio, pemancar dan lain-lain dan mereka mempunyai kapasitor terpasang yang melekat di lilitan.

Cara Menggunakan Semikonduktor dalam Projek Elektronik

Oleh: Hutan M. Mims

Membangun dan bereksperimen dengan projek elektronik boleh bermanfaat, tetapi sangat mencabar. Ia menjadi lebih memuaskan, apabila anda sebagai penggemar hobi selesai membina projek litar, hidupkannya, dan cari model kerja berguna yang dibangunkan dari segelintir komponen sampah. Ini, membuat anda merasa seperti pencipta, sementara projek yang berjaya menunjukkan usaha dan pengetahuan anda yang luar biasa dalam bidang masing-masing.

Ini mungkin hanya untuk bersenang-senang di masa lapang. Beberapa orang lain mungkin ingin menyelesaikan projek yang belum dibuat, atau mungkin menyesuaikan produk elektronik pasaran menjadi versi yang lebih inovatif.

Untuk mencapai kejayaan atau menyelesaikan masalah litar, anda harus berpengalaman mengenai cara kerja pelbagai komponen dan cara melaksanakan dengan betul dalam litar praktikal. OK, jadi mari kita nyatakan.

Dalam tutorial ini kita akan memulakan semikonduktor.

Bagaimana Semikonduktor Dicipta menggunakan Silicon

Anda akan menemui pelbagai komponen semikonduktor, tetapi silikon, yang merupakan elemen asas pasir, adalah antara elemen yang paling terkenal. Atom silikon terdiri daripada hanya 4 elektron di dalam cangkang terluarnya.

Walau bagaimanapun mungkin senang mendapat 8 daripadanya. Akibatnya, atom silikon bekerjasama dengan atom jirannya untuk berkongsi elektron dengan cara berikut:

Apabila sekumpulan atom silikon berkongsi elektron luarnya, ia menghasilkan pembentukan susunan yang dikenali sebagai kristal.

Lukisan di bawah menunjukkan kristal silikon yang hanya mempunyai elektron luarnya. Dalam bentuk tulen silikon tidak memberikan tujuan yang berguna.

Kerana pengeluar ini meningkatkan item berasaskan silikon ini dengan fosfor, boron, dan bahan tambahan. Proses ini dipanggil 'doping' silikon. Setelah doping dilaksanakan silikon, ia akan bertambah baik dengan sifat elektrik yang berguna.

P dan N Doped Silicon : Unsur-unsur seperti Boron, fosfor, dapat digunakan secara efektif untuk menggabungkan dengan atom silikon hingga pembuatan kristal. Inilah muslihatnya: Atom boron merangkumi hanya 3 elektron di kulit luarnya, sementara atom fosforus merangkumi 5 elektron.

Apabila Silikon digabungkan atau didoping dengan beberapa elektron fosforus ia berubah menjadi silikon jenis-n (n = negatif). Apabila Silikon menyatu dengan atom boron yang tidak mempunyai elektron, silikon berubah menjadi silikon p-jenis (p = positif).

S-Jenis Silikon. Apabila atom boron didoping dengan sekumpulan atom silikon, ia menimbulkan rongga elektron kosong yang disebut 'lubang.'

Lubang ini memungkinkan elektron dari atom jiran untuk 'jatuh' ke dalam slot (lubang). Ini bermaksud, satu 'lubang' telah menukar kedudukannya ke lokasi baru. Perlu diingat, lubang dengan mudah melayang di atas silikon (dengan cara yang sama gelembung bergerak di atas air).

N-Jenis Silikon. Apabila atom fosfor digabungkan atau didoping dengan sekumpulan atom silikon, sistem memberikan elektron tambahan yang dibenarkan memindahkan melintasi kristal silikon dengan relatif selesa.

Dari penjelasan di atas kita memahami bahawa silikon jenis-n akan memudahkan laluan elektron dengan menyebabkan elektron melompat dari satu atom ke atom yang lain.

Sebaliknya silikon jenis-p juga akan membolehkan laluan elektron tetapi berlawanan arah. Kerana dalam jenis p, lubang atau cengkerang elektron kosong yang menyebabkan penempatan semula elektron.

Ia seperti membandingkan orang yang berlari di atas tanah, dan orang yang berlari di jalan treadmill . Apabila seseorang berjalan di tanah, tanah tetap menjadi alat tulis, dan orang itu bergerak ke depan, sementara di treadmill orang itu tetap alat tulis, tanah bergerak ke belakang. Dalam kedua-dua situasi tersebut, orang tersebut mengalami pergerakan ke depan yang relatif.

Memahami Diod

Diod boleh dibandingkan dengan injap, dan dengan demikian memainkan peranan penting dalam projek elektronik untuk mengawal arah aliran elektrik dalam konfigurasi litar.

Kita tahu bahawa silikon n- dan p-jenis mempunyai keupayaan untuk mengalirkan elektrik. Rintangan kedua-dua varian bergantung pada peratusan lubang atau elektron tambahan yang dimilikinya. Akibatnya, kedua-dua jenis itu mungkin juga boleh berperilaku seperti perintang, menyekat arus dan membiarkannya mengalir hanya pada arah tertentu.

Dengan membuat banyak silikon p-jenis di dalam pangkalan silikon jenis-n, elektron dapat dibatasi untuk bergerak melintasi silikon hanya dalam satu arah. Ini adalah keadaan kerja yang tepat yang dapat dilihat dalam dioda, dibuat dengan doping silikon persimpangan p-n.

Bagaimana Diod Berfungsi

Ilustrasi berikut membantu kita mendapatkan penjelasan yang mudah mengenai bagaimana diod bertindak balas terhadap elektrik dalam satu arah (ke hadapan) dan memastikan menyekat elektrik ke arah yang bertentangan (terbalik).

Pada rajah pertama, perbezaan potensi bateri menyebabkan lubang dan elektron bertolak ke persimpangan p-n. Sekiranya tahap voltan melebihi 0.6 V (untuk dioda silikon), elektron menjadi terangsang untuk melompat melintasi persimpangan dan menyatu dengan lubang-lubang, sehingga memungkinkan untuk arus mengalir.

Pada rajah kedua, perbezaan potensi bateri menyebabkan lubang dan elektron ditarik keluar dari persimpangan. Keadaan ini menghalang aliran cas atau arus menyekat jalannya. Diod biasanya dikemas dalam casing kaca silinder kecil.

Jalur lingkaran gelap atau keputihan yang ditandakan di sekitar satu hujung badan dioda mengenal pasti terminal katodnya. Terminal yang lain secara semula jadi menjadi terminal anod. Gambar di atas menunjukkan kedua-dua penutup fizikal dioda dan juga simbol skematiknya.

Kita sekarang telah memahami bahawa diod boleh dibandingkan dengan suis sehala elektronik. Anda masih perlu memahami sepenuhnya beberapa faktor fungsi dioda.

Berikut adalah beberapa perkara penting:

1. Diod tidak boleh mengalirkan elektrik sehingga voltan hadapan yang digunakan mencapai tahap ambang tertentu.

Untuk diod silikon, kira-kira 0.7 volt.

2. Apabila arus maju menjadi terlalu tinggi atau melebihi nilai yang ditentukan, diod semikonduktor mungkin pecah atau terbakar! Dan kenalan terminal dalaman boleh hancur.

Sekiranya unit terbakar, diod mungkin secara tiba-tiba menunjukkan konduksi di kedua-dua arah terminal. Haba yang dihasilkan kerana kerosakan ini akhirnya dapat mengewap unit!

3. Voltan terbalik yang berlebihan boleh menyebabkan diod bertindak ke arah yang bertentangan. Kerana voltan ini cukup besar, lonjakan arus yang tidak dijangka dapat memecahkan dioda.

Jenis & Kegunaan Diod

Diod boleh didapati dalam pelbagai bentuk dan spesifikasi. Berikut adalah beberapa bentuk penting yang biasa digunakan dalam litar elektrik:

Diod Isyarat Kecil: Jenis diod ini boleh digunakan untuk penukaran arus rendah menjadi AC, untuk mengesan atau mendemodulasi isyarat RF , dalam voltan aplikasi pengganda , operasi logik, untuk meneutralkan lonjakan voltan tinggi, dll untuk membuat Power Rectifier.

Penyearah kuasa Diod : mempunyai atribut dan ciri yang serupa seperti diod isyarat kecil, tetapi ini dinilai sebagai menangani magnitud arus yang ketara . Ini dipasang di atas penutup logam besar yang membantu menyerap dan menghilangkan haba yang tidak diingini dan menyebarkannya ke atas plat heatsink yang terpasang.

Penyearah kuasa kebanyakan dapat dilihat pada unit bekalan kuasa. Varian biasa ialah 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 dll

Diod Zener : Ini adalah jenis diod khas yang dicirikan dengan voltan pemecahan terbalik tertentu. Maknanya, zener diod boleh berfungsi seperti suis had voltan. Diod Zener dinilai dengan voltan pemecahan mutlak (Vz) yang mungkin berkisar antara 2 hingga 200 volt.

Diod Pemancar Cahaya atau LED : Semua bentuk dioda mempunyai sifat memancarkan sedikit sinaran elektromagnetik apabila digunakan pada voltan bais ke hadapan.

Walau bagaimanapun, Diod yang dicipta menggunakan bahan semikonduktor seperti gallium arsenide fosfida mempunyai keupayaan untuk memancarkan lebih banyak jumlah radiasi berbanding dengan diod silikon biasa. Ini dipanggil Diod Pemancar Cahaya atau LED.

Fotodiod : Sama seperti diod memancarkan beberapa radiasi, mereka juga menunjukkan tahap pengaliran ketika diterangi oleh sumber cahaya luaran.
Walau bagaimanapun, Diod yang direka khas untuk mengesan dan bertindak balas cahaya atau pencahayaan disebut fotodioda.

Mereka memasukkan tingkap kaca atau plastik yang membolehkan cahaya memasuki kawasan sensitif cahaya dioda.

Biasanya ini mempunyai kawasan persimpangan yang besar untuk pendedahan cahaya yang diperlukan.

Silikon memudahkan pembuatan fotodioda yang cekap.

Jenis dioda yang berlainan digunakan secara meluas dalam banyak aplikasi. Buat masa ini, mari kita bincangkan beberapa fungsi penting untuk isyarat kecil diod dan penerus :

Yang pertama adalah litar penyearah gelombang tunggal di mana arus ulang-alik dengan bekalan polaritas ganda yang berbeza-beza diperbaiki menjadi isyarat atau voltan polaritas tunggal (dc).

Konfigurasi kedua adalah rangkaian penerus gelombang penuh yang terdiri daripada konfigurasi empat-diod dan juga disebut sebagai penerus jambatan . Rangkaian ini mempunyai kemampuan untuk membetulkan kedua-dua bahagian isyarat input AC.

Perhatikan perbezaan hasil akhir dari dua litar. Dalam litar gelombang separuh hanya satu kitaran input AC menghasilkan output, sementara dalam jambatan penuh kedua-dua kitaran separuh diubah menjadi DC polaritas tunggal.

Transistor

Projek elektronik hampir mustahil untuk disiapkan tanpa transistor, yang sebenarnya membentuk asas asas elektronik.

Transistor adalah peranti semikonduktor yang mempunyai tiga terminal atau plumbum. Jumlah arus atau voltan yang sangat kecil pada salah satu plumbum membolehkan kawalan aliran arus yang jauh lebih besar melintasi dua plumbum yang lain.

Ini menunjukkan transistor paling sesuai digunakan sebagai penguat dan pengatur beralih. Anda akan menemui dua kumpulan utama transistor: bipolar (BJT) dan kesan medan (FET).

Dalam perbincangan ini, kita akan memfokuskan hanya pada transistor bipolar BJT. Sederhananya, dengan menambahkan simpang pelengkap ke diod persimpangan p-n menjadi mungkin untuk membuat 'sandwich' silikon 3 petak. Pembentukan seperti sandwic ini boleh berupa n-p-n atau p-n-p.

Dalam kedua-dua keadaan, kawasan tengah berfungsi seperti sistem paip atau kawalan yang mengatur kuantiti elektron atau pengalihan cas melintasi 3 lapisan. 3 bahagian transistor bipolar adalah pemancar, asas, dan pengumpul. Kawasan dasar boleh menjadi agak tipis dan mempunyai atom doping lebih sedikit berbanding dengan pemancar dan pengumpul.

Hasilnya, arus pemancar-pemancar yang jauh berkurang menghasilkan arus pemungut pemancar yang jauh lebih besar untuk bergerak. Diod dan transistor serupa dengan banyak sifat penting:

Persimpangan pemancar asas yang menyerupai persimpangan dioda tidak akan membenarkan pemindahan elektron melainkan voltan hadapan melebihi 0.7 volt. Jumlah arus yang berlebihan menyebabkan pemanasan transistor dan berfungsi dengan cekap.

Sekiranya suhu transistor meningkat dengan ketara, mungkin diperlukan untuk mematikan litar! Akhirnya, jumlah arus atau voltan yang berlebihan boleh menyebabkan kerosakan kekal pada bahan semikonduktor yang membentuk transistor.

Pelbagai jenis transistor boleh didapati hari ini. Contoh biasa adalah:

Isyarat dan Pertukaran Kecil : Transistor ini digunakan untuk menguatkan isyarat input tahap rendah ke tahap yang lebih besar. Transistor pensuisan dicipta untuk menghidupkan sepenuhnya atau mematikan sepenuhnya. Beberapa transistor boleh digunakan sama untuk menguatkan dan menukar dengan baik.

Transistor Kuasa : Transistor ini digunakan dalam penguat kuasa tinggi dan bekalan kuasa. Transistor ini biasanya bersaiz Besar dan dengan selongsong logam yang diperpanjang untuk memudahkan penyebaran haba dan penyejukan yang lebih besar, dan juga untuk pemasangan pendingin panas dengan mudah.

Berfrekuensi tinggi : Transistor ini kebanyakannya digunakan alat berasaskan RF seperti radio, TV, dan gelombang mikro. Transistor ini dibina dengan kawasan asas yang lebih nipis, dan mempunyai dimensi badan yang berkurang. Simbol skematik untuk transistor npn dan pnp dapat dilihat di bawah:

Ingat bahawa tanda anak panah yang menunjukkan pin pemancar selalu menunjuk ke arah aliran lubang. Apabila tanda anak panah menunjukkan arah yang bertentangan dengan dasar, maka BJT mempunyai pemancar yang terdiri dari bahan jenis-n.

Tanda ini secara khusus mengenal pasti transistor sebagai peranti n-p-n dengan asas yang mempunyai bahan jenis-p. Sebaliknya, ketika tanda panah menunjuk ke arah dasar, yang menunjukkan dasar terdiri dari bahan jenis-n, dan memperincikan bahawa pemancar dan pemungut kedua-duanya terdiri dari bahan jenis-p dan, sebagai hasilnya, peranti ini pnp BJT.

Bagaimana untuk Gunakan Transistor Bipolar

Apabila potensi pembumian atau 0V diterapkan ke dasar transistor npn, ia menghalang aliran arus melintasi terminal pemungut pemancar dan transistor dihidupkan 'dimatikan.'

Sekiranya asas dipihak ke hadapan dengan menerapkan perbezaan potensi sekurang-kurangnya 0.6 volt pada pin pemancar dasar BJT, ia dengan serta-merta memulakan aliran arus dari pemancar ke terminal pemungut dan transistor dikatakan dihidupkan ' dihidupkan. '

Walaupun BJT dihidupkan hanya dalam dua kaedah ini, transistor beroperasi seperti suis ON / OFF. Sekiranya asasnya bias ke hadapan, besarnya arus pemungut pemancar menjadi bergantung pada variasi arus asas yang lebih kecil.

The transistor dalam kes sedemikian berfungsi seperti penguat . Topik khusus ini berkaitan dengan transistor di mana pemancar seharusnya menjadi terminal tanah bersama untuk input dan isyarat output keduanya, dan disebut sebagai litar pemancar biasa . Beberapa litar pemancar biasa boleh dilihat melalui rajah berikut.

Transistor sebagai Suis

Konfigurasi litar ini hanya akan menerima dua jenis isyarat input, sama ada isyarat 0V atau tanah, atau voltan positif + V di atas 0.7V. Oleh itu, dalam mod ini transistor boleh dihidupkan atau dimatikan. Perintang di pangkalan boleh menjadi antara 1K dan 10K ohm.

Penguat DC Transistor

Dalam litar ini perintang ubah mewujudkan bias ke hadapan ke transistor dan mengatur besarnya arus asas / pemancar. Meter menunjukkan jumlah arus dihantar merentasi petunjuk pemancar pemungut.

Perintang siri meter memastikan keselamatan meter daripada arus yang berlebihan, dan mencegah kerosakan pada gegelung meter.

Dalam rangkaian aplikasi sebenar potensiometer dapat ditambahkan dengan sensor resistif, yang rintangannya berbeza sebagai tindak balas terhadap faktor luaran seperti cahaya, suhu, kelembapan dll.

Namun, dalam situasi di mana isyarat input berubah dengan cepat, litar penguat AC berlaku seperti yang dijelaskan di bawah:

Penguat AC Transistor

Gambarajah litar menunjukkan litar penguat AC transistor yang sangat asas. Kapasitor yang diposisikan pada input menyekat sebarang bentuk DC dari memasuki dasar. Perintang yang digunakan untuk bias asas dikira untuk menetapkan voltan yang separuh daripada tahap bekalan.

Isyarat yang dikuatkan 'meluncur' di sepanjang voltan malar ini dan mengubah amplitudnya di atas dan di bawah tahap voltan pembiasan ini.

Sekiranya perintang biasing tidak digunakan, hanya separuh bekalan di atas tahap 0.7V yang akan bertambah besar sehingga menyebabkan banyak penyelewengan yang tidak menyenangkan.

Mengenai Arah Arus

Kita tahu bahawa apabila elektron bergerak melalui konduktor, ia menghasilkan aliran arus melalui konduktor.

Oleh kerana, secara teknikal pergerakan elektron sebenarnya dari kawasan bermuatan negatif ke kawasan bermuatan positif, maka mengapa tanda anak panah dalam simbol dioda menunjukkan aliran elektron yang berlawanan.

Ini dapat dijelaskan dengan beberapa perkara.

1) Berdasarkan teori awal oleh Benjamin Franklin, diasumsikan bahawa aliran elektrik dari positif ke kawasan bermuatan negatif. Namun, setelah elektron ditemui, ia mengungkapkan kebenaran sebenarnya.

Namun, persepsi tetap sama, dan skema terus mengikuti imaginasi konvensional di mana aliran semasa ditunjukkan dari positif ke negatif, kerana entah bagaimana memikirkan sebaliknya menjadikan kita sukar untuk mensimulasikan hasilnya.

2) Sekiranya semikonduktor, sebenarnya lubang yang bergerak bertentangan dengan elektron. Ini menjadikan elektron kelihatan beralih dari positif ke negatif.

Tepatnya, harus diperhatikan bahawa aliran arus sebenarnya adalah aliran muatan yang diciptakan oleh kehadiran atau ketiadaan elektron, tetapi sejauh mana simbol elektronik kita hanya menganggap pendekatan konvensional lebih mudah diikuti,

The Thyristor

Sama seperti transistor, thyristor juga merupakan alat semikonduktor yang mempunyai tiga terminal dan memainkan peranan penting dalam banyak projek elektronik.

Sama seperti transistor AKTIF dengan arus kecil di salah satu plumbum, thyristor juga berfungsi dengan cara yang serupa dan membolehkan arus yang lebih besar untuk dijalankan melalui dua petunjuk pelengkap yang lain.

Satu-satunya perbezaan adalah, thyristor tidak mempunyai keupayaan untuk menguatkan isyarat AC yang berayun. Mereka bertindak balas terhadap isyarat input kawalan dengan menghidupkan atau mematikan sepenuhnya. Inilah sebabnya mengapa, thyristor juga dikenali sebagai 'suis keadaan pepejal.'

Rectifier yang Dikendalikan Silikon (SCR)

SCR adalah peranti yang mewakili dua bentuk asas thyristor. Struktur mereka menyerupai transistor bipolar tetapi SCR mempunyai lapisan keempat, oleh itu tiga persimpangan, seperti yang digambarkan pada gambar berikut.

Susun atur dalaman SCR dan simbol skematik dapat dilihat dalam gambar berikut.

Biasanya, pinout SCR ditunjukkan dengan huruf tunggal sebagai: A untuk anod, K (atau C) untuk katod, dan G untuk gerbang.

Apabila pin anoda SCR digunakan dengan potensi positif yang lebih tinggi daripada pin katod (K), kedua simpang paling luar menjadi bias ke hadapan, walaupun persimpangan p-n pusat tetap terbalik membendung aliran arus melaluinya.

Namun, sebaik pin gerbang G diterapkan dengan voltan positif minimum, ia membenarkan daya yang jauh lebih besar untuk mengalir melalui pin anod / katod.

Pada ketika ini, SCR terkunci dan sisa-sisanya dihidupkan walaupun bias pintu dikeluarkan. Ini mungkin berterusan sehingga anod atau katod terputus seketika dari saluran bekalan.

Projek seterusnya di bawah menunjukkan SCR yang dikonfigurasikan seperti suis untuk mengawal lampu pijar.

Suis sebelah kiri adalah suis tekan-ke-OFF yang bermaksud ia terbuka ketika didorong, sementara suis sisi kanan adalah suis tekan-ke-ON yang berfungsi ketika ditekan. Apabila suis ini ditekan sesaat atau sesaat atau sesaat, ia akan menyalakan lampu.

Selak SCR dan lampu menyala secara kekal. Untuk mematikan lampu ke keadaan awal, suis sebelah kiri ditekan seketika.

SCR dihasilkan dengan penarafan kuasa dan kapasiti pengendalian yang berbeza, dari 1 amp, 100 volt hingga 10 amp atau lebih tinggi dan beberapa ratus volt.

Triac

Triac digunakan secara khusus dalam litar elektronik yang memerlukan pengalihan beban AC voltan tinggi.

Struktur dalaman triac sebenarnya kelihatan seperti dua SCR yang bergabung secara selari terbalik. Ini bermakna triac mendapat keupayaan untuk mengalirkan elektrik ke arah kedua-dua arah DC dan juga bekalan AC.

Untuk melaksanakan ciri ini, triac dibina menggunakan lima lapisan semikonduktor dengan wilayah jenis n tambahan. Pinac triac dihubungkan sedemikian rupa sehingga setiap pin bersentuhan dengan sepasang kawasan semikonduktor ini.

Walaupun mod kerja terminal gerbang triac mirip dengan SCR, gerbang tidak secara khusus merujuk ke terminal anod atau katod, itu kerana triac dapat melakukan kedua-dua cara sehingga pintu gerbang dapat diaktifkan dengan salah satu terminal bergantung pada sama ada isyarat positif digunakan atau isyarat negatif untuk pencetus pintu.

Kerana alasan ini dua terminal membawa muatan utama triac ditetapkan sebagai MT1 dan MT2 dan bukan A atau K. Huruf MT merujuk kepada 'terminal utama.' seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar berikut.

Apabila triac digunakan untuk menukar AC, traikanya hanya berlaku selagi pintu gerbang tetap terhubung ke input bekalan kecil. Setelah isyarat gerbang dikeluarkan, ia tetap menjadikan triac dihidupkan tetapi hanya sehingga kitaran gelombang AC mencapai garis persilangan sifar.

Setelah bekalan AC mencapai garis sifar, triac akan mematikannya sendiri dan beban yang dihubungkan secara kekal, sehingga isyarat pintu digunakan lagi.

Triac boleh digunakan untuk mengendalikan kebanyakan peralatan domestik bersama dengan motor dan pam.

Walaupun triac juga dikategorikan mengikut kemampuan pengendalian semasa atau penilaian seperti SCR, SCR umumnya tersedia dengan penilaian semasa yang jauh lebih tinggi daripada triac.

Semikonduktor Peranti Pemancar Cahaya

Apabila terkena tahap tinggi oleh cahaya, panas, elektron, dan tenaga yang serupa, kebanyakan semikonduktor menunjukkan kecenderungan memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang dapat dilihat oleh manusia atau panjang gelombang IR.

Semikonduktor yang sangat sesuai untuk ini adalah yang datang dalam keluarga diod persimpangan p-n.

Diod pemancar cahaya (LED) melakukan ini dengan menukar arus elektrik terus menjadi cahaya yang dapat dilihat. LED sangat cekap dengan arus ke cahaya berbanding bentuk sumber cahaya yang lain.

LED terang tinggi putih digunakan untuk penerangan rumah tujuan, sementara LED berwarna digunakan dalam aplikasi hiasan.

Intensiti LED dapat dikawal sama ada dengan mengurangkan input DC atau secara linear modulasi lebar nadi input juga dipanggil PWM.

Pengesan Cahaya Semikonduktor

Apabila sebarang bentuk tenaga bersentuhan dengan kristal semikonduktor, ia membawa kepada penghasilan arus dalam kristal. Ini adalah prinsip asas di sebalik penggunaan semua alat sensor cahaya semikonduktor.

Pengesan cahaya semikonduktor boleh dikategorikan kepada jenis utama:

Yang dibina menggunakan semikonduktor persimpangan pn dan yang lain yang tidak.

Dalam penjelasan ini kita hanya akan menangani varian p-n sahaja. Pengesan cahaya berasaskan persimpangan P-n adalah anggota keluarga semikonduktor fotonik yang paling banyak digunakan.

Sebilangan besar dibuat dari silikon dan dapat mengesan cahaya yang dapat dilihat dan yang dekat dengan infra.

Fotodiod:

Fotodiod direka khas untuk projek elektronik yang direka untuk merasakan cahaya. Anda boleh mendapatkannya dalam pelbagai jenis alat seperti di kamera, penggera pencuri , Langsung komunikasi, dll.

Dalam mod pengesan cahaya, dioda foto berfungsi dengan menghasilkan lubang atau perkongsian elektron di persimpangan pn. Ini menyebabkan arus bergerak sebaik sahaja terminal sisi persimpangan p dan n disambungkan ke bekalan luaran.

Apabila digunakan dalam mod fotovoltaik, fotodiod bertindak seperti sumber semasa sekiranya terdapat cahaya yang berlaku. Dalam aplikasi ini, peranti mula beroperasi dalam mod bias terbalik sebagai tindak balas terhadap pencahayaan cahaya.

Sekiranya tidak ada cahaya, arus jumlah minit masih mengalir yang dikenali sebagai 'arus gelap'.

Fotodiod umumnya dihasilkan dalam pelbagai reka bentuk pembungkusan. Kebanyakannya terdapat dalam badan plastik, lensa dan penapisan yang telah dipasang sebelumnya, dan sebagainya.

Pembezaan utama adalah dimensi semikonduktor yang digunakan untuk peranti. Fotodiod yang dimaksudkan untuk masa tindak balas berkelajuan tinggi dalam operasi fotokonduktif bias terbalik dibina menggunakan semikonduktor kawasan kecil.

Fotodiod dengan kawasan yang lebih besar cenderung bertindak balas sedikit perlahan, tetapi mungkin mempunyai kemampuan untuk memberikan tahap kepekaan yang lebih tinggi terhadap pencahayaan cahaya.

Fotodiod dan LED berkongsi simbol skematik yang sama, kecuali bahawa arah anak panah yang masuk ke dalam untuk photodiod. Fotodiod biasanya terbiasa mengenali denyut nadi yang cepat walaupun pada panjang gelombang inframerah dekat, seperti dalam komunikasi gelombang cahaya.

Litar di bawah menggambarkan cara fotodioda dapat digunakan dalam pemasangan meter cahaya. Hasil keluaran litar ini agak linear.

Phototransistors

Phototransistors digunakan dalam projek elektronik yang memerlukan tahap kepekaan yang lebih tinggi. Peranti ini dicipta secara eksklusif untuk memanfaatkan kepekaannya terhadap ciri cahaya di semua transistor. Secara amnya, fototransistor dapat dijumpai dalam peranti npn yang mempunyai bahagian dasar yang luas dan boleh terdedah kepada cahaya.

Cahaya masuk ke pangkalan menggantikan arus pemancar asas semula jadi yang wujud dalam transistor npn biasa.

Oleh kerana ciri ini, fototransistor dapat meningkatkan variasi cahaya dengan serta-merta. Biasanya terdapat dua jenis fototransistor npn yang boleh diperolehi. Salah satunya adalah dengan struktur npn standard, varian alternatif dilengkapi dengan transistor npn tambahan untuk menawarkan penguatan tambahan, dan dikenali sebagai transistor 'photodarlington'.

Ini sangat sensitif, walaupun agak lembap berbanding dengan phototransistor npn biasa. Simbol skematik yang biasanya digunakan untuk phototransistors adalah seperti di bawah:

Phototransistors sering digunakan untuk mengesan impuls cahaya bergantian (ac). Mereka juga digunakan untuk mengidentifikasi cahaya berterusan (dc), seperti litar berikut di mana fotodarlington digunakan untuk mengaktifkan geganti.

Tutorial ini akan dikemas kini secara berkala dengan spesifikasi komponen baru, jadi nantikan.




Sebelumnya: Litar Optik Serat - Pemancar dan Penerima Seterusnya: Reed Switch - Working, Circuit Aplikasi