Transistör, temel amacı devrelerde sinyalleri yükseltmek veya üretmek ve ayrıca elektronik anahtarlar için kullanılmak olan yarı iletken bir cihazdır.
Bir diyottan farklı olarak, bir transistörün seri bağlı iki pn bağlantısı vardır. Geçişler arasında, bağlantı terminallerinin bağlandığı farklı iletkenliğe sahip ("n" tipi veya "p tipi") bölgeler vardır. Orta bölgeden çıkan çıktıya "taban", uç bölgelerden gelen çıktıya ise "toplayıcı" ve "yayıcı" adı verilir.
"n" ve "p" bölgeleri arasındaki fark, birincisinin serbest elektronlara sahip olması ve ikincisinin "delikler" olarak adlandırılmasıdır. Fiziksel olarak "delik", kristalde elektron eksikliği olduğu anlamına gelir. Bir voltaj kaynağının yarattığı alanın etkisi altındaki elektronlar eksiden artıya doğru hareket eder ve "delikler" de tam tersi olur. Farklı iletkenliğe sahip bölgeler birbirine bağlandığında elektronlar ve “delikler” dağılır ve bağlantının sınırında p-n bağlantısı adı verilen bir bölge oluşur. Difüzyon nedeniyle "n" bölgesi pozitif yüklü, "p" bölgesi ise negatif yüklüdür ve farklı iletkenliğe sahip bölgeler arasında p-n kavşağı bölgesinde yoğunlaşan kendi elektrik alanı ortaya çıkar.
Kaynağın pozitif ucu “p” bölgesine, negatif ucu ise “n” bölgesine bağlandığında elektrik alanı, p-n ekleminin kendi alanını telafi eder ve içinden bir elektrik akımı geçer. Ters bağlandığında, güç kaynağından gelen alan kendi alanına eklenir ve artar. Bağlantı kilitlidir ve içinden hiçbir akım geçmez.
Transistörün iki bağlantısı vardır: toplayıcı ve verici. Güç kaynağını yalnızca toplayıcı ile verici arasına bağlarsanız, içinden hiçbir akım akmayacaktır. Geçitlerden birinin kilitli olduğu ortaya çıktı. Açmak için tabana potansiyel uygulanır. Bunun sonucunda kolektör-emetör bölümünde baz akımından yüzlerce kat daha büyük bir akım ortaya çıkar. Temel akım zamanla değişirse, yayıcı akım bunu tam olarak tekrarlar, ancak daha büyük bir genlikle. Takviye özelliklerini belirleyen şey budur.
Alternatif iletim bölgelerinin kombinasyonuna bağlı olarak p-n-p veya n-p-n transistörleri ayırt edilir. Baz potansiyeli pozitif olduğunda P-n-p transistörleri açılır ve baz potansiyeli negatif olduğunda n-p-n transistörleri açılır.
Bir transistörü bir multimetre ile test etmenin birkaç yoluna bakalım.
Transistörün bir ohmmetre ile kontrol edilmesi
Transistör iki p-n bağlantısı içerdiğinden, yarı iletken diyotları test etmek için kullanılan yöntem kullanılarak bunların servis kolaylığı kontrol edilebilir. Bunu yapmak için iki yarı iletken diyotun arka arkaya bağlanmasına eşdeğer düşünülebilir.
Bunlar için kullanılabilirlik kriterleri şunlardır:
- Bir DC kaynağını ileri yönde bağlarken düşük (yüzlerce Ohm) direnç;
- Bir DC kaynağı ters yönde bağlandığında sonsuz yüksek direnç.
Bir multimetre veya test cihazı, kendi yardımcı güç kaynağını (pil) kullanarak direnci ölçer. Gerilimi küçüktür ancak pn bağlantısını açmak yeterlidir. Probları multimetreden çalışan bir yarı iletken diyota bağlamanın polaritesini değiştirerek, bir konumda yüz Ohm'luk, diğerinde ise sonsuz büyüklükte bir direnç elde ederiz.
Bir yarı iletken diyot aşağıdaki durumlarda reddedilir:
- her iki yönde de cihaz bir kırılma veya sıfır gösterecektir;
- ters yönde, cihaz herhangi bir önemli direnç değeri gösterecektir, ancak sonsuz olmayacaktır;
- Cihaz okumaları kararsız olacaktır.
Bir transistörü kontrol ederken bir multimetre ile altı direnç ölçümü gerekli olacaktır:
- baz-yayıcı doğrudan;
- baz toplayıcı doğrudan;
- baz vericinin tersi;
- taban toplayıcı ters;
- yayıcı-toplayıcı doğrudan;
- yayıcı-toplayıcı ters.
Kolektör-yayıcı bölümünün direncini ölçerken servis kolaylığı kriteri her iki yönde de açık devredir (sonsuz).
Transistör Kazancı
Bir transistörü amplifikatör aşamalarına bağlamak için üç şema vardır:
- ortak bir yayıcı ile;
- ortak bir koleksiyoncuyla;
- ortak bir tabana sahip.
Hepsinin kendine has özellikleri vardır ve en yaygın olanı ortak verici devresidir. Herhangi bir transistör, yükseltme özelliklerini - kazancını belirleyen bir parametre ile karakterize edilir. Devrenin çıkışındaki akımın girişteki akımın kaç katı olacağını gösterir. Anahtarlama şemalarının her biri için, aynı eleman için farklı olan kendi katsayısı vardır.
Referans kitapları, ortak yayıcıya sahip bir devre için kazanç faktörü olan h21e katsayısını verir.
Kazanç Ölçülerek Bir Transistörün Test Edilmesi
Bir transistörün sağlığını kontrol etmenin yöntemlerinden biri, h21e kazancını ölçmek ve bunu pasaport verileriyle karşılaştırmaktır. Referans kitapları, belirli bir yarı iletken cihaz tipi için ölçülen değerin olabileceği aralığı verir. Ölçülen değer aralık dahilindeyse normaldir.
Kazanç aynı parametrelere sahip bileşenleri seçmek için de ölçülür. Bu, bazı amplifikatör ve osilatör devrelerini oluşturmak için gereklidir.
H21e katsayısını ölçmek için multimetrenin hFE olarak belirlenmiş özel bir ölçüm sınırı vardır. F harfi "ileri" (düz kutupluluk) anlamına gelir ve "E" ortak yayıcı devre anlamına gelir.
Transistörü multimetreye bağlamak için, ön paneline kontakları “EVSE” harfleriyle işaretlenmiş evrensel bir konektör takılmıştır. Bu işarete göre, belirli bir parçadaki konumlarına bağlı olarak transistörün “verici-baz-kollektör” veya “baz-kollektör-verici” terminalleri bağlanır. Pimlerin doğru konumunu belirlemek için kazanç faktörünü de bulabileceğiniz bir referans kitabı kullanmanız gerekecektir.
Daha sonra transistörü konnektöre bağlayarak multimetre hFE'nin ölçüm limitini seçiyoruz. Okumaları referans değerlerine uygunsa, test edilen elektronik bileşen çalışır durumda demektir. Değilse veya cihaz anlaşılmaz bir şey gösteriyorsa, transistör arızalanmıştır.
Alan etkili transistör
Alan etkili bir transistör, çalışma prensibi bakımından iki kutuplu bir transistörden farklıdır. Bir iletkenliğin (“p” veya “n”) kristal plakasının içine, ortasına kapı adı verilen farklı iletkenliğe sahip bir bölüm yerleştirilir. Kristalin kenarlarında kaynak ve drenaj adı verilen pinler bağlanır. Geçit potansiyeli değiştiğinde, drenaj ile kaynak arasındaki akım taşıyan kanalın boyutu ve içinden geçen akım değişir.
Alan etkili transistörün giriş direnci çok yüksektir ve bunun sonucunda büyük bir voltaj kazancına sahiptir.
Alan etkili transistör nasıl test edilir
N-kanallı alan etkili transistör örneğini kullanarak test yapmayı düşünelim. Prosedür aşağıdaki gibi olacaktır:
- Multimetreyi diyot test moduna geçiriyoruz.
- Multimetrenin pozitif terminalini kaynağa, negatif terminali ise drenaja bağlarız. Cihaz 0,5-0,7 V gösterecektir.
- Bağlantının polaritesini ters yönde değiştirin. Cihaz bir ara verecektir.
- Negatif kabloyu kaynağa bağlayıp pozitif kabloyu geçide dokundurarak transistörü açıyoruz. Giriş kapasitansının varlığı nedeniyle eleman bir süre açık kalır; bu özellik test için kullanılır.
- Pozitif kabloyu drenaja taşıyoruz. Multimetre 0-800 mV'yi gösterecektir.
- Bağlantının polaritesini değiştirin. Cihaz okumaları değişmemelidir.
- Alan etkili transistörü kapatıyoruz: pozitif kablo kaynağa, negatif kablo geçide.
- 2. ve 3. maddeleri tekrarlıyoruz, hiçbir şey değişmemeli.
h Bir transistörün FE'si, bir transistörün mevcut kazancı veya yükseltme faktörüdür.
h FE (ayrıca β olarak da adlandırılır), transistörün yükseltilmiş akımını üretmek için baz akımın yükseltildiği faktördür. Yükseltilmemiş akım, daha sonra kollektör ve verici terminallerinden akan yükseltilmiş bir akım üretmek için h FE faktörü kadar yükseltilmeye tabi tutulan temel akımdır.
Bir transistör, transistörün tabanına bir akım besleyerek çalışır. Temel akım daha sonra h FE ile yükseltilerek yükseltilmiş akımını verir. Formül aşağıdadır:
ben C = h FE I B =βI B
Yani bir transistörün tabanına 1mA beslenirse ve h FE'si 100 ise, kolektör akımı 100mA olacaktır.
Her transistörün kendine özgü bir h FE'si vardır. h FE'nin normalde 10 ila 500 civarında sabit bir değer olduğu görülür, ancak sıcaklıkla ve kollektörden emitöre voltajdaki değişikliklerle biraz değişebilir.
Teknik özelliklerdeki h FE değeri için transistörün veri sayfasını kontrol edin.
h FE'nin DC veya AC akım kazancını ifade edebileceğini unutmayın. Çoğu veri sayfası, DC kazancı gibi yalnızca bir değeri belirtebilir. Veri sayfaları normalde h FE değerinin DC veya AC akım kazancı için olup olmadığını belirtecektir.
Ayrıca, h FE değeri oldukça değişken olduğundan, birçok veri sayfasının transistör için minimum ve maksimum h FE'yi belirteceğini unutmayın. Transistörlerin imalat aşamasında kesin bir h FE değeri ile üretilmesi oldukça zordur. Bu nedenle üreticiler genellikle h FE'nin içinde olabileceği bir aralık belirtirler.
h FE doğası gereği çok değişken ve öngörülemez olduğundan, iyi transistör devre tasarımı, bu öngörülemezliği hesaba katacak transistör devreleri için kararlı, öngörülebilir amplifikasyon sağlamak açısından önemlidir.
Transistör, modern mikroelektronikte her yerde bulunan ve önemli bir bileşendir. Amacı basittir: Zayıf bir sinyal kullanarak çok daha güçlü olanı kontrol etmenizi sağlar.
Özellikle kontrollü bir "damper" olarak kullanılabilir: "kapıda" bir sinyalin bulunmaması nedeniyle akım akışını bloke edin ve onu besleyerek buna izin verin. Başka bir deyişle: bu, parmakla değil, voltaj uygulanarak basılan bir düğmedir. Bu dijital elektronikte en yaygın uygulamadır.
Transistörler farklı paketlerde mevcuttur: aynı transistörün görünümü tamamen farklı görünebilir. Prototip oluşturmada en yaygın durumlar şunlardır:
TO-92 - hafif yükler için kompakt
TO-220AB - ağır yükler için muazzam, iyi ısı dağılımı
Diyagramlardaki gösterim aynı zamanda transistörün tipine ve derlemede kullanılan tanımlama standardına bağlı olarak da değişir. Ancak varyasyon ne olursa olsun sembolü tanınabilir durumda.
Bipolar transistörler
Bipolar bağlantı transistörlerinin (BJT, Bipolar Bağlantı Transistörleri) üç kontağı vardır:
Kolektör - kontrol etmek istediğiniz yüksek voltaj uygulanır
Baz - içinden küçük bir miktar sağlanır akım büyük kilidi açmak için; taban bunu engellemek için topraklandı
Verici - transistör “açık” olduğunda akım kolektörden ve tabandan akar
Bipolar transistörün temel özelliği göstergedir. h fe kazanç olarak da bilinir. Transistörün kollektör-emetör kısmından baz-emetör akımına göre kaç kat daha fazla akım geçebileceğini yansıtır.
Örneğin, eğer h fe= 100 ve tabandan 0,1 mA geçiyorsa, transistör kendi içinden maksimum 10 mA geçecektir. Bu durumda, yüksek akım bölümünde örneğin 8 mA tüketen bir bileşen varsa, ona 8 mA sağlanacak ve transistörde bir "yedek" bulunacaktır. 20 mA çeken bir bileşen varsa yalnızca maksimum 10 mA ile sağlanacaktır.
Ayrıca, her transistörün dokümantasyonu kontaklarda izin verilen maksimum voltaj ve akımları gösterir. Bu değerlerin aşılması aşırı ısınmaya ve servis ömrünün kısalmasına yol açar, aşırı fazlalık ise yıkıma yol açabilir.
NPN ve PNP
Yukarıda açıklanan transistör, NPN transistörü olarak adlandırılan bir transistördür. Negatif-Pozitif-Negatif sırasına göre bağlanan üç silikon katmanından oluştuğu için bu adı almıştır. Negatif, fazla miktarda negatif yük taşıyıcısına (n-katkılı) sahip bir silikon alaşımı olduğunda ve pozitif, fazla miktarda pozitif yük taşıyıcısına (p-katkılı) sahip bir alaşımdır.
NPN'ler endüstride daha etkili ve yaygındır.
PNP transistörlerini belirlerken ok yönünde farklılık gösterirler. Ok her zaman P'den N'ye işaret eder. PNP transistörleri "tersine çevrilmiş" bir davranışa sahiptir: taban topraklandığında akım bloke edilmez ve içinden akım geçtiğinde bloke edilir.
Alan Etkili Transistörler
Alan etkili transistörler (FET, Alan Etkili Transistör) aynı amaca sahiptir ancak iç yapıları farklıdır. Bu bileşenlerin özel bir türü MOSFET (Metal-Oksit-Yarı İletken Alan Etkili Transistör) transistörleridir. Aynı boyutlarda çok daha büyük güçle çalışmanıza olanak sağlar. Ve "damperin" kontrolü yalnızca gerçekleştirilir voltaj kullanma: Bipolar transistörlerin aksine geçitten hiçbir akım geçmez.
Alan etkili transistörlerin üç kontağı vardır:
Tahliye - kontrol etmek istediğiniz yüksek voltaj uygulanır
Kapı - akımın akmasına izin vermek için ona voltaj uygulanır; Kapı akımı engellemek için topraklanmıştır.
Kaynak - transistör "açık" olduğunda akım drenajdan akar
N-Kanal ve P-Kanal
Bipolar transistörlere benzer şekilde, alan transistörlerinin polaritesi farklıdır. N-Kanal transistörü yukarıda açıklanmıştır. Bunlar en yaygın olanlardır.
P-Kanalı belirlendiğinde ok yönünde farklılık gösterir ve yine "tersine çevrilmiş" bir davranışa sahiptir.
Yüksek güçlü bileşenleri çalıştırmak için transistörlerin bağlanması
Bir mikro denetleyicinin tipik bir görevi, belirli bir devre bileşenini açıp kapatmaktır. Mikrodenetleyicinin kendisi genellikle mütevazı güç kullanma özelliklerine sahiptir. Yani pin başına 5 V çıkışa sahip Arduino, 40 mA akıma dayanabilir. Güçlü motorlar veya ultra parlak LED'ler yüzlerce miliamper çekebilir. Bu tür yükleri doğrudan bağlarken çip hızla arızalanabilir. Ayrıca bazı bileşenlerin çalışması için 5 V'tan daha büyük bir voltaja ihtiyaç vardır ve Arduino dijital çıkış pininden 5 V'tan daha fazlasını üretemez.
Ancak bir transistörü kontrol etmek oldukça kolaydır, bu da büyük bir akımı kontrol edecektir. Diyelim ki 12 V gerektiren ve 100 mA tüketen uzun bir LED şerit bağlamamız gerekiyor:
Şimdi, çıkış mantıksal (yüksek) olarak ayarlandığında, tabana giren 5 V transistörü açacak ve banttan akım akacak - parlayacak. Çıkış lojik sıfıra (düşük) ayarlandığında, baz mikrodenetleyici üzerinden topraklanacak ve akım akışı engellenecektir.
Akım sınırlama direncine dikkat edin R. Kontrol voltajı uygulandığında mikrodenetleyici - transistör - toprak yolu boyunca kısa devre oluşmaması için gereklidir. Önemli olan, 40 mA'lık Arduino kontağı üzerinden izin verilen akımı aşmamaktır, bu nedenle en az değere sahip bir direnç kullanmanız gerekir:
Burada sen- bu, transistörün kendisindeki voltaj düşüşüdür. Yapıldığı malzemeye bağlıdır ve genellikle 0,3 – 0,6 V'tur.
Ancak akımı izin verilen sınırda tutmak kesinlikle gerekli değildir. Sadece transistörün kazancının gerekli akımı kontrol etmenize izin vermesi gerekir. Bizim durumumuzda 100 mA'dır. Kullanılan transistör için kabul edilebilir h fe= 100 ise 1 mA kontrol akımı bizim için yeterli olacaktır
118 Ohm'dan 4,7 kOhm'a kadar değeri olan bir direnç bizim için uygundur. Bir tarafta kararlı çalışma ve diğer tarafta çip üzerindeki hafif yük için 2,2 kOhm iyi bir seçimdir.
Bipolar transistör yerine alan etkili transistör kullanırsanız direnç olmadan yapabilirsiniz:
Bunun nedeni, bu tür transistörlerdeki geçidin yalnızca voltajla kontrol edilmesidir: mikrodenetleyici - geçit - kaynak bölümünde akım yoktur. Ve yüksek özellikleri nedeniyle MOSFET'leri kullanan bir devre, çok güçlü bileşenleri sürmenize olanak tanır.
Herkese selam! Bugün yine multimetre gibi bir cihazdan bahsedeceğiz. Test cihazı olarak da adlandırılan bu cihaz, bir elektrik devresinin, elektrikli cihazların, arabalardaki - genel olarak elektriğin olduğu her yerde - temel özelliklerini ölçmek için tasarlanmıştır. Multimetrelerden zaten biraz bahsetmiştik, bugün neyi ve nasıl ölçebileceklerine daha detaylı değineceğiz. Bir zamanlar multimetre yalnızca elektrikçilerin alanıydı. Ancak artık pek çok kişi bunu kullanıyor.
Multimetrelerin birçok farklı modeli vardır. Yalnızca belirli özellikleri ölçmek için kullanılan bir alet sınıfı vardır. Multimetreler geleneksel olarak iki türe indirgenir:
- analog multimetreler - veriler bir okla görüntülenir. Bunlar eski tarz insanlar tarafından hala kullanılan multimetrelerdir, çoğu zaman modern aletlerle çalışamazlar veya çalışmak istemezler;
- dijital multimetreler – veriler sayılarla görüntülenir. Bu tür test cihazı işaretçi test cihazının yerini aldı; örneğin ben böyle bir cihazı kullanmayı tercih ediyorum.
Dijital cihazlar artık en yaygın olanı olduğundan, bu cihazın açıklamasını örneğini kullanarak ele alacağız. Aşağıda hemen hemen her multimetre modelinde bulunan ana semboller bulunmaktadır.
Multimetrenin ön panelini incelerseniz farklı sembollere sahip sekiz blok görebilirsiniz:
Farklı çalışma modlarını seçerken multimetre ne gösteriyor?
İstediğiniz modu ayarlayabileceğiniz yuvarlak bir anahtarın etrafında bulunurlar. Anahtarda temas noktası bir nokta veya yükseltilmiş bir üçgenle gösterilir. Tanımlamalar sektörlere ayrılmıştır. Hemen hemen tüm modern multimetreler benzer bir düzene ve yuvarlak bir anahtara sahiptir.
sektör KAPALI. Anahtarı bu konuma ayarlarsanız cihaz kapatılır. Bir süre sonra otomatik olarak kapanan modeller de vardır. Bu çok kullanışlı, çünkü örneğin çalışırken kapatmayı unutuyorum ve ölçtüğünüzde, sonra lehimlediğinizde, her zaman kapatmanız uygun değil. Pil uzun süre dayanır.
2 ve 8– atamaya sahip iki sektör V, bu sembol volt cinsinden voltajı gösterir. Eğer sadece bir sembolse V– daha sonra DC gerilimi ölçülür, eğer V~, AC voltajı ölçülür. Yanlarındaki sayılar ölçülen voltajın aralığını gösterir. Ayrıca sabit 200m (milivolt) ile 1000 volt arasında, değişken ise 100 ile 750 volt arasında ölçülür.
3 ve 4– doğru akımı ölçmek için iki sektör. 10 ampere kadar akımı ölçmek için yalnızca bir aralık kırmızıyla vurgulanmıştır. Geri kalan aralıklar şunlardır: 0 ila 200, 2000 mikroamper, 0 ila 20, 200 miliamper. Sıradan yaşamda on amper yeterlidir; akımı ölçerken, multimetre, akımı ölçmek için özel olarak tasarlanmış istenen sokete probları bağlayarak devreye bağlanır. Bir gün ilk basit test cihazı modelim ile ilk kez bir prizdeki akımı ölçmeye çalıştım. Probları yenileriyle değiştirmek zorunda kaldım - standart olanlar yanmıştı.
5 (beşinci) sektör. Simge şuna benziyor Wifi. 🙂 Anahtarın bu konuma ayarlanması, ısıtma elemanı gibi bir devrenin sesli testini yapmanıza olanak tanır.
6 (altıncı) sektör - anahtarın bu konuma ayarlanması diyotların servis edilebilirliğini kontrol eder. Diyotların kontrol edilmesi sürücüler arasında çok popüler bir konudur. Örneğin bir araba jeneratörünün diyot köprüsünün servis edilebilirliğini kontrol edebilirsiniz:
7 - sembol Ω . Burada direnç 0 ila 200, 2000 Ohm, 0 ila 20, 200 veya 2000 kOhm arasında ölçülür. Bu aynı zamanda çok popüler bir moddur. Herhangi bir elektrik devresinde en fazla direnç elemanı vardır. Direnci ölçerek hızlı bir şekilde bir hata bulursunuz:
Multimetrede HFE modu nedir?
Daha gelişmiş işlevlere geçelim Multimetre aşağıdaki ölçüm türlerine sahiptir: HFE. Bu, transistörlerin veya bir transistörün akım transfer katsayısının testidir. Bu ölçüm için özel bir konektör bulunmaktadır. Transistörler önemli bir unsurdur; belki sadece ampulde yoktur ama orada bile muhtemelen yakında ortaya çıkacaklar. Transistör en savunmasız unsurlardan biridir. Çoğu zaman güç dalgalanmaları vb. nedeniyle yanarlar. Yakın zamanda araba akü şarj cihazımdaki iki transistörü değiştirdim. Kontrol etmek için bir test cihazı kullandım ve transistörleri lehimledim.
Konektör pinleri "E, B ve C" gibi harflerle işaretlenmiştir. Bu şu anlama gelir: "E" emitör, "B" baz ve "C" kollektördür. Tipik olarak tüm modeller her iki transistör tipini de ölçme yeteneğine sahiptir. Ucuz multimetre modelleriyle lehimli transistörlerin kısa, kesik bacakları nedeniyle kontrol edilmesi çok zahmetli olabilir. Ve yenileri en iyisidir :) :). Bir test cihazı kullanarak bir transistörün servis edilebilirliğinin nasıl kontrol edileceğine dair bir video izleyelim:
Transistör, tipine (PNP veya NPN) bağlı olarak ilgili konektörlere takılır ve ekrandaki okumalara göre çalışıp çalışmadığı belirlenir. Bir arıza varsa ekranda gösterilir 0 . Test edilen transistörün akım aktarım katsayısını biliyorsanız bunu kontrol edebilirsiniz. HFE test cihazı okumalarını ve transistör veri sayfasını kontrol ederek
Multimetrelerde direnç nasıl gösterilir?
Multimetre tarafından alınan ana ölçümlerden biri dirençtir. At nalı sembolüyle gösterilir: Ω, Yunan Omegası. Multimetre gövdesinde sadece böyle bir simge varsa cihaz direnci otomatik olarak ölçer. Ancak daha sıklıkla yakınlarda bir dizi sayı bulunur: 200, 2000, 20k, 200k, 2000k. Mektup " k" sayıdan sonra ölçüm sisteminde "kilo" öneki gösterilir Sİ 1000 sayısına karşılık gelir.
Multimetrede neden bir tutma düğmesi var ve bu ne için?
Düğme Veri tutma Bazıları tarafından multimetrenin işe yaramaz olduğu düşünülürken, diğerleri ise tam tersine onu sıklıkla kullanıyor. Veri saklama anlamına gelir. Tutma tuşuna basarsanız ekranda görüntülenen veriler sabitlenecek ve sürekli olarak görüntülenecektir. Tekrar basıldığında multimetre çalışma moduna dönecektir.
Bu işlev, örneğin iki cihazı dönüşümlü olarak kullandığınız bir durum söz konusu olduğunda yararlı olabilir. Bir tür standart ölçüm yaptınız, bunu ekranda görüntülediniz ve başka bir cihazla sürekli olarak standardı kontrol ederek ölçüm yapmaya devam ettiniz. Bu düğme tüm modellerde mevcut değildir; kolaylık sağlamak amacıyla tasarlanmıştır.
Doğru akımın (DC) ve alternatif akımın (AC) tanımları
Direnç ölçümü gibi, multimetre ile doğru ve alternatif akımın ölçülmesi de ana işlevidir. Cihazda sıklıkla aşağıdaki sembolleri bulabilirsiniz: V Ve V~ — Sırasıyla DC ve AC voltajı. Bazı cihazlarda sabit voltaj DCV ve alternatif voltaj ACV olarak adlandırılır.
Yine, cihazın kendisi kaç volt belirlediğinde akımı otomatik modda ölçmek daha uygundur, ancak bu işlev daha pahalı modellerde mevcuttur. Basit modellerde, ölçümler sırasında doğru ve alternatif gerilimin, ölçülen aralığa bağlı olarak bir anahtarla ölçülmesi gerekir. Bu konuyu aşağıda ayrıntılı olarak okuyun.
Multimetrede 20k ve 20m sembollerinin kodunun çözülmesi
Ölçüm aralığını belirten sayıların yanında gibi harfleri görebilirsiniz. µ, m, k, M. Bunlar, ölçü birimlerinin çokluğunu ve kesirliliğini gösteren öneklerdir.
- 1μ (mikro) – (1*10-6 = 0,000001 birimden);
- 1m (milyon) – (1*10-3 = 0,001 birimden);
- 1k (kilo) – (1*103 = 1000 birim);
- 1M (mega) – (1*106 = 1.000.000 birim);
Örneğin, aynı ısıtma elemanlarını kontrol etmek için megometre işlevine sahip bir test cihazı almak daha iyidir. Bulaşık makinesindeki ısıtma elemanındaki arızanın yalnızca bu fonksiyonla tespit edildiği bir durumla karşılaştım. Radyo amatörleri için elbette frekansları, kapasitör kapasitesini vb. Ölçme işlevine sahip daha karmaşık cihazlar uygundur. Günümüzde bu cihazların çok geniş bir yelpazesi var, Çinliler hiçbir şey yapmıyor.
Bipolar transistör, en eski ama en ünlü transistör türlerinden biridir ve modern elektronikte hala kullanılmaktadır. Kontrol cihazının yeterli akımı sağlayamadığı oldukça güçlü bir yükü kontrol etmeniz gerektiğinde bir transistör vazgeçilmezdir. Gerçekleştirilen görevlere bağlı olarak farklı tip ve kapasitelerde gelirler. Transistörler hakkında temel bilgi ve formülleri bu yazıda bulabilirsiniz.
giriiş
Derse başlamadan önce, bir transistörü açmanın yalnızca bir tür yolunu tartıştığımızı kabul edelim. Bir transistör, bir amplifikatörde veya alıcıda kullanılabilir ve tipik olarak her transistör modeli, belirli bir uygulamada daha iyi performans göstermesini sağlamak için belirli özelliklerle üretilir.
Transistörün 3 terminali vardır: taban, toplayıcı ve verici. Bunların hangisinin girdi, hangisinin çıktı olduğunu kesin olarak söylemek imkansızdır çünkü hepsi birbiriyle bağlantılıdır ve birbirlerini bir şekilde etkilemektedir. Bir transistör anahtar modunda açıldığında (yük kontrolü), şu şekilde davranır: temel akım, transistörün tipine bağlı olarak kollektörden yayıcıya veya tam tersi akımı kontrol eder.
İki ana transistör türü vardır: NPN ve PNP. Bunu anlamak için bu iki tip arasındaki temel farkın elektrik akımının yönü olduğunu söyleyebiliriz. Bu, akımın yönünün belirtildiği Şekil 1.A'da görülebilir. Bir NPN transistöründe, bir akım tabandan transistöre akar ve diğer akım toplayıcıdan yayıcıya akar, ancak bir PNP transistöründe bunun tersi doğrudur. İşlevsel açıdan bakıldığında, bu iki tip transistör arasındaki fark, yük üzerindeki voltajdır. Resimde gördüğünüz gibi NPN transistörü açıldığında 0V, PNP ise 12V sağlıyor. Bunun transistör seçimini neden etkilediğini daha sonra anlayacaksınız.
Basit olması açısından, yalnızca NPN transistörlerini inceleyeceğiz, ancak tüm bunlar, tüm akımların ters olduğu dikkate alınarak PNP için geçerlidir.
Aşağıdaki şekil, bir anahtar (S1) ile bir transistör anahtarı arasındaki analojiyi göstermektedir; burada temel akımın, kolektörden yayıcıya giden akımın yolunu kapattığı veya açtığı görülebilir:
Bir transistörün özelliklerini tam olarak bilerek ondan en iyi şekilde yararlanabilirsiniz. Ana parametre, genellikle H fe veya β ile gösterilen transistörün DC kazancıdır. Transistörün maksimum akımını, gücünü ve voltajını bilmek de önemlidir. Bu parametreler transistörün belgelerinde bulunabilir ve aşağıda açıklanan temel direncin değerini belirlememize yardımcı olacaktır.
NPN transistörünün anahtar olarak kullanılması
Şekil bir NPN transistörünün anahtar olarak dahil edilmesini göstermektedir. Çeşitli elektronik devreleri analiz ederken bu katılımla çok sık karşılaşacaksınız. Bir transistörün seçilen modda nasıl çalıştırılacağını, temel direnci, transistörün akım kazancını ve yük direncini nasıl hesaplayacağımızı inceleyeceğiz. Bunu yapmanın en basit ve en doğru yolunu öneriyorum.
1. Transistörün doyum modunda olduğunu varsayalım: Bu durumda transistörün matematiksel modeli çok basit hale gelir ve Vc noktasındaki voltajı biliriz. Her şeyin doğru olacağı temel direncin değerini bulacağız.
2. Kolektör doyma akımının belirlenmesi: Kollektör ve verici arasındaki voltaj (V ce) transistör belgelerinden alınmıştır. Verici GND'ye bağlanır, sırasıyla V ce = V c - 0 = V c. Bu değeri bildiğimizde kolektör doyma akımını aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabiliriz:
Bazen yük direnci (RL) bilinmez veya röle bobini direnci kadar doğru olamaz; Bu durumda röleyi çalıştırmak için gereken akımı bilmek yeterlidir.
Yük akımının transistörün maksimum kollektör akımını aşmadığından emin olun.
3. Gerekli baz akımının hesaplanması: Kolektör akımını bilerek, aşağıdaki formülü kullanarak bu kolektör akımını elde etmek için gereken minimum temel akımı hesaplayabilirsiniz:
Bundan şu sonuç çıkıyor:
4. İzin verilen değerlerin aşılması: Temel akımı hesapladıktan sonra ve belgelerde belirtilenden daha düşük olduğu ortaya çıkarsa, hesaplanan temel akımı örneğin 10 katla çarparak transistörü aşırı yükleyebilirsiniz. Böylece transistörlü anahtar çok daha kararlı olacaktır. Yani yük artarsa transistörün performansı düşecektir. Dokümantasyonda belirtilen maksimum taban akımını aşmamaya dikkat edin.
5. Gerekli Rb değerinin hesaplanması: 10 kat aşırı yük dikkate alındığında Rb direnci aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
burada V 1 transistör kontrol voltajıdır (bkz. Şekil 2.a)
Ancak emitör toprağa bağlıysa ve baz emitör voltajı biliniyorsa (çoğu transistör için yaklaşık 0,7V) ve V1 = 5V olduğu varsayılırsa formül aşağıdaki şekilde basitleştirilebilir: 
Aşırı yük dikkate alınarak baz akımın 10 ile çarpıldığı görülmektedir.
Rb'nin değeri bilindiğinde, transistör bir anahtar olarak çalışacak şekilde "ayarlanır", aynı zamanda "doygunluk ve kesme modu" olarak da adlandırılır; burada "doygunluk", transistörün tamamen açık olduğu ve akımı ilettiği zamandır ve "kesme", transistörün tamamen açık olduğu ve akımı ilettiği zamandır. kapalıdır ve akım iletmez.
Not: derken kolektör akımının eşit olması gerektiğini söylemiyoruz. Bu basitçe transistörün kollektör akımının bu seviyeye yükselebileceği anlamına gelir. Akım, herhangi bir elektrik akımı gibi Ohm kanunlarına uyacaktır.
Yük hesaplaması
Transistörün doyum modunda olduğunu düşündüğümüzde bazı parametrelerinin değişmediğini varsaydık. Bu tamamen doğru değil. Aslında bu parametreler esas olarak kolektör akımının arttırılmasıyla değiştirildi ve bu nedenle aşırı yük için daha güvenlidir. Dokümantasyon, aşırı yük sırasında transistör parametrelerinde bir değişiklik olduğunu gösterir. Örneğin, Şekil 2.B'deki tablo önemli ölçüde değişen iki parametreyi göstermektedir:
H FE (β), kollektör akımına ve V CEsat voltajına göre değişir. Ancak V CEsat'ın kendisi aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi kollektöre ve baz akımına bağlı olarak değişir.
Tüm parametreler birbiriyle yakından ve karmaşık bir şekilde ilişkili olduğundan hesaplama çok karmaşık olabilir, bu nedenle en kötü değerleri almak daha iyidir. Onlar. en küçük H FE, en büyük V CEsat ve V CEsat.
Bir transistör anahtarının tipik uygulaması
Modern elektronikte, 200 mA'ya kadar tüketen elektromanyetik röleleri kontrol etmek için bir transistör anahtarı kullanılır. Bir röleyi bir mantık çipi veya mikrodenetleyici ile kontrol etmek istiyorsanız, bir transistör vazgeçilmezdir. Şekil 3.A'da rölenin ihtiyaç duyduğu akıma bağlı olarak baz direncinin direnci hesaplanmaktadır. Diyot D1, transistörü bobinin kapatıldığında ürettiği darbelerden korur.
2. Açık kolektör transistörünün bağlanması:
8051 mikrodenetleyici ailesi gibi birçok cihazda açık toplayıcı bağlantı noktaları bulunur. Harici transistörün baz direnç direnci bu makalede anlatıldığı gibi hesaplanır. Bağlantı noktalarının daha karmaşık olabileceğini ve genellikle iki kutuplu olanlar yerine FET'leri kullandığını ve açık drenaj çıkışları olarak adlandırıldığını unutmayın, ancak her şey Şekil 3.B'dekiyle tamamen aynı kalır.
3. Mantıksal bir öğenin OR-NOT (NOR) oluşturulması:
Bazen bir devrede tek bir kapı kullanmanız gerekir ve maliyet veya kart alanı nedeniyle 14 pinli 4 kapılı çip kullanmak istemezsiniz. Bir çift transistörle değiştirilebilir. Bu tür elemanların frekans özelliklerinin transistörlerin özelliklerine ve tipine bağlı olduğunu ancak genellikle 100 kHz'in altında olduğunu unutmayın. Çıkış direncinin (Ro) azaltılması güç tüketimini artıracak ancak çıkış akımını artıracaktır.
Bu parametreler arasında bir uzlaşma bulmanız gerekir.
Yukarıdaki şekilde 2 adet 2N2222 transistör kullanılarak oluşturulmuş bir NOR geçidi gösterilmektedir. Bu, küçük değişikliklerle PNP 2N2907 transistörleriyle yapılabilir. Sadece tüm elektrik akımlarının ters yönde aktığını düşünmeniz gerekir.
Transistör devrelerindeki hataları bulma
Çok sayıda transistör içeren devrelerde sorun oluştuğunda, özellikle hepsi lehimlendiğinde hangisinin bozuk olduğunu bilmek oldukça zor olabilir. Böyle bir şemada sorunu hızlı bir şekilde bulmanıza yardımcı olacak bazı ipuçları veriyorum:
1. Sıcaklık: Transistör çok ısınıyorsa muhtemelen bir yerde sorun vardır. Sorunun sıcak bir transistör olması gerekli değildir. Genellikle arızalı transistör ısınmaz bile. Bu sıcaklık artışı ona bağlı başka bir transistörden kaynaklanabilir.
2. Transistörlerin V CE'sinin ölçülmesi: Hepsi aynı türdeyse ve çalışıyorsa, yaklaşık olarak aynı VCE'ye sahip olmaları gerekir. Farklı V CE'ye sahip transistörleri bulmak, arızalı transistörleri tespit etmenin hızlı bir yoludur.
3. Baz direnç üzerindeki voltajın ölçülmesi: Baz direnci üzerindeki voltaj oldukça önemlidir (eğer transistör açıksa). 5V NPN transistör sürücüsü için direnç üzerindeki voltaj düşüşü 3V'tan fazla olmalıdır. Dirençte voltaj düşüşü yoksa, ya transistör ya da transistör kontrol cihazı arızalıdır. Her iki durumda da temel akım 0'dır.
