Данное пособие подойдёт для студентов первых курсов, обучающихся по направлению "Электроника" и смежных с ним специальностей, а также для начинающих радиолюбителей и схемотехников.
В пособии будет представлена необходимая базовая теория и практические задачи для её закрепления.
Ссылки на полное оглавление пособия, на предыдущую на следующую главы.
Приятного чтения!
На рис.2.1.1. Вашему вниманию представлены простейшие схемы и пример даташитов, использующие биполярные транзисторы pnp- и npn-типа, позволяющие продемонстрировать «ключевой режим» работы биполярного транзистора.
Суть схем предельно проста. Давайте подробно рассмотрим схему для npn-транзистора. Первое, что мы видим на рисунке схемы-это Vcc-то есть, как мы уже знаем из предыдущего раздела, «плюс» питания. Он подключён к аноду (+) светодиода. Далее – к катоду (-) светодиода мы подключаем резистор (к одному из его выводов). После – к другому выводу резистора мы подключаем вывод «коллектора» транзистора. Уже половина работы сделана. Не так уж и сложно, не правда ли?)
Следующий этап – подключение вывода «базы» транзистора к питанию. Для этого мы соединяем один из выводов токоограничивающего резистора базы с питанием через провод или перемычку, а другой его вывод – с выводом «база» транзистора.
И, наконец, финал – подключение вывода «эмиттер» транзистора к «земле» - в данном случае к «минусу» питания.
Вот, собственно и всё. Поздравляю, вы собрали свою первую работающую схему!)
Переключая провод, ведущий к резистору «базы» от «плюса» к «минусу» источника питания (в данном случае - батарейки), вы будете наблюдать зажигание или затухание светодиода. Таким наглядным образом демонстрируется бинарная логика – логическая единица (транзистора «открыт» - светодиод горит) и логический ноль (транзистор «закрыт» - светодиод не горит). В данном случае транзистор выступает в роли переключателя, а не усилителя.
Для сборки схемы на pnp-транзисторе, как можете видеть из рисунка, 2.1.1, Вам всего лишь необходимо «перевернуть» схему для npn-транзистора: подключите «плюс» питания к выводу «эмиттера» pnp-транзистора, а коллектор соедините с анодом светодиода. Катод светодиода соединяете с одним из выводов резистора, а другой его вывод соедините с «землёй» - в данном случае с отрицательной полярностью вашего источника питания.
Что Мы усвоили из данного урока? Во-первых, что, в данных схемах, транзистор выступает в роли «кнопки» (ключа). Только вот на биполярную «кнопку» вы нажимаете не пальцем, а током, протекающим через его «базу». Во-вторых, пока через «базу» течёт ток, транзистор открыт, следовательно, большой ток может втекать в коллектор и вытекать из эмиттера (в случае npn биполярного транзистора, а для pnp-наоборот). В-третьих, ток, поступающий на базу, не обязательно подаётся напрямую от источника питания через резистор, он может быть подан и с микроконтроллера.
Следовательно, на основе этих выводов, мы можем составить общую схему подключения для биполярных транзисторов (поскольку npn биполярные транзисторы наиболее распространённые, то схема приведена для них, однако, на основе вышеизложенных материалов, Вы легко разберётесь, какой она должна быть для pnp транзисторов).
Напоминаю некоторые основные характеристики:
Транзистор усиливает максимально допустимый ток в hfe раз:
Если управляющий сигнал на базе транзистора с hfe и резистором номиналом 1 кОм составляет 5 вольт:
§ Какой максимальный ток сможет пропустить через себя транзистор?
Каким по величине будет управляющий ток ?
Дано:
Решение:
Вывод:
Если на базу подаётся 5 В через резистор в 1 кОм, транзистор откроется настолько, что будет способен пропустить до 250 мА. При этом управляющий ток составит всего 5 мА.
