Thể loại: Bài viết nổi bật » Thợ điện Novice
Số lượt xem: 208579
Bình luận về bài viết: 2
Hoạt động của bóng bán dẫn trong chế độ chính
Để đơn giản hóa câu chuyện, bạn có thể tưởng tượng bóng bán dẫn ở dạng điện trở thay đổi. Kết luận của cơ sở chỉ là chính tay cầm mà bạn có thể xoắn. Trong trường hợp này, điện trở của phần collector - emitter thay đổi. Tất nhiên, bạn không cần phải xoắn cơ sở, nó có thể tắt. Nhưng để áp dụng một số điện áp cho nó liên quan đến bộ phát, tất nhiên, là có thể.
Nếu điện áp hoàn toàn không được áp dụng, mà chỉ cần lấy và đóng các kết luận của cơ sở và bộ phát, ngay cả khi không ngắn, nhưng thông qua một điện trở vài KOhms. Hóa ra điện áp cơ sở (Ube) bằng không. Do đó, không có cơ sở hiện tại. Các bóng bán dẫn được đóng lại, dòng thu là không đáng kể, chỉ là cùng một dòng ban đầu. Về giống như một diode ở hướng ngược lại! Trong trường hợp này, họ nói rằng bóng bán dẫn ở vị trí TẮT, trong ngôn ngữ thông thường có nghĩa là nó bị đóng hoặc khóa.
Trạng thái ngược lại được gọi là SATURATION. Đây là khi bóng bán dẫn được mở hoàn toàn, do đó không có nơi nào để mở thêm. Với mức độ mở như vậy, điện trở của phần collector-emitter nhỏ đến mức đơn giản là không thể bật bóng bán dẫn mà không tải trong mạch collector, nó sẽ bị cháy ngay lập tức. Trong trường hợp này, điện áp dư tại bộ thu có thể chỉ 0,3 ... 0,5V.
Để đưa bóng bán dẫn về trạng thái như vậy, cần phải cung cấp một dòng cơ sở đủ lớn bằng cách đặt một điện áp Ube lớn cho nó so với bộ phát, theo thứ tự 0,6 ... 0,7V. Có, đối với đường giao nhau của cực phát, điện áp như vậy không có điện trở giới hạn là rất lớn. Xét cho cùng, đặc tính đầu vào của bóng bán dẫn, như trong Hình 1, rất giống với nhánh trực tiếp của đặc tính của diode.
Hình 1. Đặc tính đầu vào của bóng bán dẫn
Hai trạng thái này - bão hòa và cắt - được sử dụng khi bóng bán dẫn ở chế độ chính như tiếp điểm rơle thông thường. Điểm chính của chế độ này là dòng cơ sở nhỏ điều khiển dòng thu lớn, lớn hơn hàng chục lần so với dòng cơ sở. Một dòng thu lớn được lấy do một nguồn năng lượng bên ngoài, nhưng vẫn là mức tăng hiện tại, như họ nói, là rõ ràng. Một ví dụ đơn giản: một microcircuit nhỏ bật một bóng đèn lớn!
Để xác định cường độ của mức tăng như vậy của bóng bán dẫn trong chế độ khóa, "mức tăng hiện tại trong chế độ tín hiệu lớn" được sử dụng. Trong các thư mục từ được chỉ định bởi chữ cái Hy Lạp β "betta". Đối với hầu hết tất cả các bóng bán dẫn hiện đại, khi hoạt động ở chế độ chính, hệ số này không dưới 10 ... 20 được xác định là tỷ lệ của dòng thu tối đa có thể với dòng cơ sở tối thiểu có thể. Kích thước là không thứ nguyên, chỉ là "bao nhiêu lần."
β ≥ Ic / Ib
Ngay cả khi dòng cơ sở nhiều hơn mức yêu cầu, không có rắc rối cụ thể nào: bóng bán dẫn vẫn sẽ không thể mở thêm. Đó là lý do tại sao nó ở chế độ bão hòa. Ngoài các bóng bán dẫn thông thường, Darlington hoặc bóng bán dẫn composite được sử dụng để hoạt động ở chế độ chính. "Siêu cá betta" của chúng có thể đạt tới 1000 lần trở lên.
Cách tính chế độ thao tác chính
Để không hoàn toàn không có cơ sở, chúng ta hãy thử tính toán chế độ hoạt động của tầng khóa, mạch được hiển thị trong Hình 2.
Hình 2
Nhiệm vụ của dòng thác này rất đơn giản: bật và tắt bóng đèn. Tất nhiên, tải có thể là bất cứ thứ gì - cuộn dây rơle, động cơ điện, chỉ là điện trở, nhưng bạn không bao giờ biết cái gì. Các bóng đèn đã được thực hiện chỉ để làm cho thí nghiệm rõ ràng, để đơn giản hóa nó. Nhiệm vụ của chúng tôi phức tạp hơn một chút. Cần phải tính giá trị của điện trở Rb trong mạch cơ sở để bóng đèn cháy hết nhiệt.
Những bóng đèn như vậy được sử dụng để chiếu sáng bảng điều khiển trong xe hơi trong nước, vì vậy việc tìm kiếm nó rất dễ dàng. Transitor KT815 với dòng thu 1,5A khá phù hợp cho trải nghiệm như vậy.
Điều thú vị nhất trong toàn bộ câu chuyện này là các ứng suất không được tính đến trong các tính toán, miễn là điều kiện ≥ Ic / Ib được đáp ứng. Do đó, bóng đèn có thể ở điện áp hoạt động 200V, và mạch cơ sở có thể được điều khiển từ vi mạch với điện áp cung cấp 5V. Nếu bóng bán dẫn được thiết kế để hoạt động với điện áp như vậy trên bộ thu, đèn sẽ nhấp nháy mà không gặp vấn đề gì.
Nhưng trong ví dụ của chúng tôi, không có vi mạch nào được mong đợi, mạch cơ sở được điều khiển đơn giản bằng một tiếp điểm, đơn giản chỉ cung cấp 5V. Bóng đèn cho điện áp 12V, dòng tiêu thụ 100mA. Giả thiết rằng bóng bán dẫn của chúng tôi có β chính xác 10. Độ giảm điện áp tại điểm tiếp giáp cơ sở là Ube = 0,6V. Xem đặc tính đầu vào trong hình 1.
Với dữ liệu như vậy, dòng điện trong cơ sở phải là Ib = Ik / = 100/10 = 10 (mA).
Điện áp ở điện trở cơ sở Rb sẽ là (trừ điện áp ở tiếp giáp cực phát) 5V - Ube = 5V - 0.6V = 4.4V.
Chúng tôi nhớ lại định luật Ohm: R = U / I = 4,4V / 0,01A = 440ohm. Theo hệ thống SI, chúng tôi thay thế điện áp tính bằng volt, dòng điện trong ampe, kết quả là tính bằng Ohms. Từ loạt tiêu chuẩn, chúng tôi chọn một điện trở có điện trở 430 Ohms. Trên tính toán này có thể được coi là hoàn thành.
Nhưng, ai cẩn thận nhìn vào mạch điện, có thể hỏi: Tại sao không nói gì về điện trở giữa đế và bộ phát Rbe? Họ chỉ quên anh ta, hoặc anh ta thực sự cần thiết?
Mục đích của điện trở này là đóng bóng bán dẫn một cách đáng tin cậy tại thời điểm nút mở. Thực tế là nếu cơ sở cơ sở treo trong không khí, hiệu ứng của tất cả các loại nhiễu đối với nó chỉ đơn giản được đảm bảo, đặc biệt là nếu dây đến nút đủ dài. Cái gì không phải là ăng-ten? Gần giống như một máy thu phát hiện.
Để đóng bóng bán dẫn một cách đáng tin cậy, để vào nó trong chế độ cắt, điều cần thiết là các tiềm năng của bộ phát và cơ sở là bằng nhau. Sẽ dễ dàng nhất để sử dụng một liên hệ chuyển đổi trong chương trình đào tạo của chúng tôi. Cần phải bật tiếp điểm công tắc đèn lên + 5V, và khi cần phải tắt - chỉ cần đóng đầu vào của toàn bộ tầng xuống đất.
Nhưng không phải lúc nào cũng vậy và không phải nơi nào cũng có thể cho phép sự sang trọng như tiếp xúc thêm. Do đó, dễ dàng hơn để sắp xếp các tiềm năng của cơ sở và bộ phát với điện trở Rbe. Giá trị của điện trở này không cần phải tính toán. Thông thường nó được lấy bằng mười RB. Theo dữ liệu thực tế, giá trị của nó phải là 5 ... 10K.
Mạch được coi là một loại mạch có bộ phát chung. Hai tính năng có thể được lưu ý ở đây. Thứ nhất, đây là sử dụng 5V làm điện áp điều khiển. Chính điện áp này được sử dụng khi tầng chính được kết nối với các mạch kỹ thuật số hoặc, giờ đây có nhiều khả năng vi điều khiển.
Thứ hai, tín hiệu thu được đảo ngược với tín hiệu cơ sở. Nếu có điện áp ở đế, tiếp điểm được đóng ở mức + 5V, thì trên bộ thu nó giảm xuống gần như bằng không. Tất nhiên, không phải bằng không, nhưng với điện áp được chỉ ra trong thư mục. Đồng thời, bóng đèn không bị đảo ngược trực quan - có tín hiệu ở chân đế, có ánh sáng.
Đảo ngược tín hiệu đầu vào xảy ra không chỉ ở chế độ chính của bóng bán dẫn, mà còn ở chế độ khuếch đại. Nhưng điều này sẽ được thảo luận trong phần tiếp theo của bài viết.
Boris Aladyshkin
P.S. Trước khi cài đặt trong mạch, rất thường xuyên phải kiểm tra các bóng bán dẫn về khả năng hoạt động. Xem cách thực hiện ngay tại đây - Kiểm tra đơn giản các bóng bán dẫn trong thực tế.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: