цифровой транзистор что это
«Цифровые» транзисторы
В биполярных транзисторных ключах, как ни старайся, но приходится ставить резисторы, ограничивающие базовый ток. Напрашивается идея — имплантировать миниатюрные резисторы внутрь корпуса транзистора и получить трёхвыводной компонент, не требующий внешней «обвязки». Первыми идею реализовали специалисты японской фирмы ROHM, затем появились аналогичные изделия фирм Motorola и Siemens. Новые ЭРИ назвали «цифровыми» транзисторами (англ. «digital transistor»), поскольку на их входы можно подавать сигналы непосредственно с выходов цифровых логических микросхем.
На Рис. 2.73, а, б показаны типовые схемы внутреннего устройства «цифровых» транзисторов. Другие разновидности встречаются реже. Например, отсутствует один из резисторов или в одном корпусе размещается несколько транзисторов, которые соединяются между собой сложными резисторными связями. Известны пят шестивыводные «цифровые» транзисторные сборки, в том числе гибриды из полевых и биполярных транзисторов и т.д.
Рис. 2.73. Схемы внутреннего устройства «цифровых» транзисторов: а) со структурой n-p-n\ б) со структурой р—п—р.
Типовые параметры биполярных «цифровых» транзисторов: f/KMAX = 20…50 В, /КМАх = 50…500 мА, А21Э = 20…120, Рк = 0.25…0.5 Вт. Технологический диапазон реализуемых сопротивлений 1…200 кОм. Отношение сопротивлений резисторов Я,:Д2подчиняетсяряду— 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:10; 1:20; 2:1;4:1 (Табл. 2.12). Ценно то, что резисторы в сборках «настоящие», которые можно прозвонить извне омметром, а не полупроводниковые, имеющие значительную нелинейность.
Таблица 2.12. Сопротивления резисторов в базовых делителях «цифровых» транзисторов
Транзисторы: принцип работы и чем они отличаются
Транзистор — повсеместный и важный компонент в современной микроэлектронике. Его назначение простое: он позволяет с помощью слабого сигнала управлять гораздо более сильным.
В частноти, его можно использовать как управляемую «заслонку»: отсутствием сигнала на «воротах» блокировать течение тока, подачей — разрешать. Иными словами: это кнопка, которая нажимается не пальцем, а подачей напряжения. В цифровой электронике такое применение наиболее распространено.
Транзисторы выпускаются в различных корпусах: один и тот же транзистор может внешне выглядеть совершенно по разному. В прототипировании чаще остальных встречаются корпусы:
Обозначение на схемах также варьируется в зависимости от типа транзистора и стандарта обозначений, который использовался при составлении. Но вне зависимости от вариации, его символ остаётся узнаваемым.
Биполярные транзисторы
Биполярные транзисторы (BJT, Bipolar Junction Transistors) имеют три контакта:
Основной характеристикой биполярного транзистора является показатель hfe также известный, как gain. Он отражает во сколько раз больший ток по участку коллектор–эмиттер способен пропустить транзистор по отношению к току база–эмиттер.
Например, если hfe = 100, и через базу проходит 0.1 мА, то транзистор пропустит через себя как максимум 10 мА. Если в этом случае на участке с большим током находится компонент, который потребляет, например 8 мА, ему будет предоставлено 8 мА, а у транзистора останется «запас». Если же имеется компонент, который потребляет 20 мА, ему будут предоставлены только максимальные 10 мА.
Также в документации к каждому транзистору указаны максимально допустимые напряжения и токи на контактах. Превышение этих величин ведёт к избыточному нагреву и сокращению службы, а сильное превышение может привести к разрушению.
NPN и PNP
Описанный выше транзистор — это так называемый NPN-транзистор. Называется он так из-за того, что состоит из трёх слоёв кремния, соединённых в порядке: Negative-Positive-Negative. Где negative — это сплав кремния, обладающий избытком отрицательных переносчиков заряда (n-doped), а positive — с избытком положительных (p-doped).
NPN более эффективны и распространены в промышленности.
PNP-транзисторы при обозначении отличаются направлением стрелки. Стрелка всегда указывает от P к N. PNP-транзисторы отличаются «перевёрнутым» поведением: ток не блокируется, когда база заземлена и блокируется, когда через неё идёт ток.
Полевые транзисторы
Полевые транзисторы (FET, Field Effect Transistor) имеют то же назначение, но отличаются внутренним устройством. Частным видом этих компонентов являются транзисторы MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). Они позволяют оперировать гораздо большими мощностями при тех же размерах. А управление самой «заслонкой» осуществляется исключительно при помощи напряжения: ток через затвор, в отличие от биполярных транзисторов, не идёт.
Полевые транзисторы обладают тремя контактами:
N-Channel и P-Channel
По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены.
P-Channel при обозначении отличается направлением стрелки и, опять же, обладает «перевёрнутым» поведением.
Подключение транзисторов для управления мощными компонентами
Типичной задачей микроконтроллера является включение и выключение определённого компонента схемы. Сам микроконтроллер обычно имеет скромные характеристики в отношении выдерживаемой мощности. Так Ардуино, при выдаваемых на контакт 5 В выдерживает ток в 40 мА. Мощные моторы или сверхъяркие светодиоды могут потреблять сотни миллиампер. При подключении таких нагрузок напрямую чип может быстро выйти из строя. Кроме того для работоспособности некоторых компонентов требуется напряжение большее, чем 5 В, а Ардуино с выходного контакта (digital output pin) больше 5 В не может выдать впринципе.
Зато, его с лёгкостью хватит для управления транзистором, который в свою очередь будет управлять большим током. Допустим, нам нужно подключить длинную светодиодную ленту, которая требует 12 В и при этом потребляет 100 мА:
Теперь при установке выхода в логическую единицу (high), поступающие на базу 5 В откроют транзистор и через ленту потечёт ток — она будет светиться. При установке выхода в логический ноль (low), база будет заземлена через микроконтроллер, а течение тока заблокированно.
Обратите внимание на токоограничивающий резистор R. Он необходим, чтобы при подаче управляющего напряжения не образовалось короткое замыкание по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля. Главное — не превысить допустимый ток через контакт Ардуино в 40 мА, поэтому нужно использовать резистор номиналом не менее:
здесь Ud — это падение напряжения на самом транзисторе. Оно зависит от материала из которого он изготовлен и обычно составляет 0.3 – 0.6 В.
Но совершенно не обязательно держать ток на пределе допустимого. Необходимо лишь, чтобы показатель gain транзистора позволил управлять необходимым током. В нашем случае — это 100 мА. Допустим для используемого транзистора hfe = 100, тогда нам будет достаточно управляющего тока в 1 мА
Нам подойдёт резистор номиналом от 118 Ом до 4.7 кОм. Для устойчивой работы с одной стороны и небольшой нагрузки на чип с другой, 2.2 кОм — хороший выбор.
Если вместо биполярного транзистора использовать полевой, можно обойтись без резистора:
это связано с тем, что затвор в таких транзисторах управляется исключительно напряжением: ток на участке микроконтроллер — затвор — исток отсутствует. А благодаря своим высоким характеристикам схема с использованием MOSFET позволяет управлять очень мощными компонентами.
Цифровые транзисторы
В видео показывается и рассказывается про цифровой транзистор на примере dtc143 и dta143. Рассказано чем отличается цифровой транзистор от обычного, как его проверить и для чего он вообще нужен. Рассказанно всё максимально просто, чтоб было понятно всем.
TECHNO BROTHER
829 постов 7.7K подписчиков
Правила сообщества
1-Мы А-политическое сообщество. 2-Запрещено оскорбление: Администрации Пикабу, сообщества, участников сообщества а также родных, близких выше указанных.
в принципе этой картинки достаточно, но я лично почти везде ставлю 2N7002
ps вот вам не лень морочиться видосом по любому чиху. нам тут на али надо предъяву накатать и вроде бы надо отснять хоть что нибудь по теме присланного, ну тааак лень
Сборка на тему помигать тремя диодиками за раз? Транзистор в ключевом режиме, но мааахонький, собака.
«Сонькины» хитрости-учитесь продавать у фирмы SONY
Мы все свято верим, что учебниками можно научить специалиста в любой области. Однако история показывает, что неожиданные и хитрые решения приносят гораздо больший успех, нежели скрупулёзное следования общепринятым стандартам.
Очень поучителен опыт монстра радиопромышленности- японской фирмы SONY. Нынешний непотопляемый гигант в начале бизнеса несколько раз оказывался на грани краха, но нестандартные решения каждый раз вытаскивали бизнес из «ямы».
Первое детище Масару Ибука и Акио Морита, фирма «Компания точных приборов», разорилась. Это не остудило пыл молодых японцев и они вскоре открыли новую фирму: «Токийская телекоммуникационная инженерная компания» («Tokyo Tsushin Kenkyujo», а сокращённо Totsuko). Сокращенное название, сразу скажем, неблагозвучное для нашего уха. Производство бытовых приборов, а позже и катушечных ламповых магнитофонов, позволяли фирме только перебиваться с хлеба на воду.
Узнав о первых успехах недавно изобретенных транзисторов, Масару Ибука понял: на этом можно сделать прорыв на рынке радиоаппаратуры. У фирмы Totsuko не было денег для покупки лицензии на производство транзисторов у американской фирмы Bell, а нужна была просто астрономическая сумма для тех времен-25000 долларов.
Банки такую сумму не давали без залога. Ибука решил обратиться к родителям, у которых был бизнес по продаже саке. Одному японскому богу известно, сколько сил понадобилось ему, чтобы убедить родителей отдать все сбережения, хоть и в долг.
Лицензия была куплена и в 1954 году появился первый транзистор фирмы Totsuko. Тогда и была придумана торговая марка SONY.
Через год, в августе 1955 года, фирма выпустила первый транзисторный радиоприемник TR-55.
Однако вместо успеха революционный радиоприемник принес одни разочарования: качество звучания транзисторного радиоприемника был хуже лампового. Покупатель не понимал, почему радиоприемник с худшим качеством стоит 18900 йен (55 долларов), в то время как хороший пятиламповый радиоприёмник стоил всего 5400 йен (15 долларов)
Стало понятно, что волшебным словом «транзистор» покупателя не привлечь. Низкой ценой так же подкупить нет возможности-надо возвращать «сакешные инвестиции». Остался только один козырь-компактные размеры. Следующую модель TR-63, изначально создают как «карманный радиоприемник». Для улучшения качества звучания пришлось схему усложнить до 7 транзисторов. Инженеры создали изумительный приемник:
Но этот приемник не влезал в карман. как продавать «карманный» радиоприемник, который не влезает в карман? Решение нашлось простое и неординарное: вместе с радиоприемником в магазины поставляли и рубашки для продавцов с увеличенными под радиоприемник нагрудным карманом.
Карманный радиоприемник хоть и стоил 69 долларов и 50 центов (еще 11, 25$ за батарейку, чехол и наушник), но сразу стал пользовался огромным спросом. Маркетинговый ход оказался блестящим. Чтобы было с чем сравнить: средняя зарплата японского рабочего тогда была около 40 долларов.
Успех с миниатюрным радиоприемником подхлестнул руководство SONY провести аналогичную революцию и с телевизором. Взяв за основу американский ламповый мини телевизор RCA 8-PT-7012 (1956 года) инженеры SONY создали его транзисторный аналог.
Вот как убедить покупателя, что этот телевизор вершина миниатюризации? Ну естественно на всех рекламных проспектах только хрупкие женщины, шутя держащие восьмикилограммовый телевизор в полусогнутой руке.
А для пущей убедительности выпустили рекламные коробки спичек по форме телевизора. Ну как тут язык повернется сказать, что телевизор SONY не миниатюрный, если каждый день таскаешь его в кармане.
Для Японии телевизор был очень дорогой, а вот в США 250 долларов было вполне адекватной ценой за такой компактный телевизор, что и способствовало успешным продажам.
Ради справедливости стоит заметить, что первый блин мини телевизор получился комом и часто ломался. За это и получил прозвище «хрупкий маленький ребенок». Через полтора года модель сняли с производства.
Зачем в транзисторы СССР запаивали белый порошок?
Глядя на аккуратно запаянные бочоночки транзисторов невольно возникает мысль-ведь не придумать более лучшего потайного места, никто же не догадается ковырять мощный корпус транзистора. Взрослый не догадается, а вот любопытные детишки.
У начинающего провинциального радиолюбителя 70х годов с транзисторами был страшный напряг-их негде было достать. Я был очень рад, когда при очередной поездке в город удалось купить несколько наборов маломощных транзисторов-это максимум, что появлялось на прилавках.
Однажды, сиреневым вечером, ко мне заявился одноклассник и заявил, что он в металлоломе за автопарком нашел «кучу больших транзисторов»!
В те годы наш народ не знал, что такое «колоться» или «ширяться», поэтому неадекватное поведение собеседника мог списать только на тяжелую травму головы от падения. Именно эти опасения я и высказал однокласснику. В ответ он вытащил штук пять черных металлических штучек. Открываем корпус и точно, там стоит мощный транзистор!
Наверно слитку золота я бы меньше радовался в тот момент. Снял все транзисторы и отмыл от грязи. Оказалось, это были транзисторы П214. Покопавшись в журналах нахожу интересную схему: мощный усилитель до 15 Вт! Да и схема очень простая!
Собрали мы усилитель, а он у нас отказывается работать. Только тогда догадались проверить найденные мощные транзисторы-все они были неисправны. Не зря значит выкинули их в металлолом, но как истинный хозяйственный человек, я их отложил до лучших времен.
«Лучшие времена» наступили быстро: вспомнил где то вычитанный совет, как сделать из обычного транзистора фотоэлемент. Надо отпилить «окошечко» в корпусе и при попадании света транзистор будет вырабатывать электричество.
Достаю сгоревшие мощные транзисторы и отпиливаю крышку полностью. При вскрытии корпуса изнутри посыпался белый порошок.
Про методы контрабанды товара наркобаронов я тогда не знал, «яндексов-шмандексов» для поиска информации не было, поэтому решил, что это разновидность силикагеля для впитывания влаги.
Солнечную батарею на 4х транзисторах тогда я собрал, но вырабатываемого напряжения было мало для питания радиоприемника. Других «лишних» транзисторов не ожидалось и я забросил эту тему.
Незаметно пролетело полвека и в разговоре с юными вундеркиндами я вспомнил про самодельную солнечную батарею. Детишки не поверили в такую возможность. Так легко же проверить! Не долго думая, достаю из запасников транзистор П214, вскрываю корпус и оттуда так же высыпается белый порошок.
Реакция детишек была мгновенной: «О! кока! Транзистор из Мексики! Мы богаты!«.
Что не нужно они знают слишком даже хорошо. Пришлось поискать информацию в интернете, дабы юным вундеркиндам выбить дурь из башки:
Вот такая разгадка загадочного порошка. Мексиканцы тут не при делах.
Как сделать самому из диодов и транзисторов солнечную батарею была хорошая статья в журнале » Юный Техник», но нам тогда это уже было не интересно. Там и таблица есть, сколько электричества может вырабатывать каждый тип транзистора.
Мы проверили под настольной лампой, у нас П214 выдавал до 0,5 Вольт без нагрузки. Вот интересно: сколько будет выдавать КТ809?
Сделал маску, которая изменяет голос
Звук будем оцифровывать бортовым АЦП, а воспроизводить при помощи широтной модуляции: например зададимся частотой 16 кГц, текущая ширина импульса будет пропорциональна значению с АЦП
На выходе получится жутко свистящий цифровой сигнал, что ожидаемо
Добавим простейший RC фильтр
И звук, и форма сигнала станут гораздо лучше!
Далее нужно понизить тон. Здесь всё просто: задаёмся окном выборки и начинаем «пропускать» каждый N-ный сэмпл на выход, таким образом растягивая звук по времени
Для сглаживания между выборками будем миксовать громкость при помощи средневзвешенной суммы
Я сделал плату и разместил всё это безобразие внутри респиратора-полумаски
Собсно получилось отлично, результат можно наблюдать на видео в начале поста.
Как проверить транзисторы (полевые и биполярные)
Повтор видео из старых постов, скомпилировал в один пост специально для сообщества) Одно из этих видео было просто дополнением к моей истории о том, как я в начале своего пути электронщика пришел к пониманию, как работает транзистор, потому хотел только одно это видео вынести в отдельный пост, потом решил, что лучше собрать оба видео в один пост.
Не всегда есть у начинающих электронщиков транзист-тестер, да и в стандартный hfe разъем мультиметра не все корпуса влезают, потому постарался рассказать так, чтоб можно было любым мультиметром проверить фактически любой транзистор.
Как проверить оптопару
Показано и рассказано как проверить оптопару. Прозвонка мультиметром, открытие фототранзистора подачей напряжения на светодиод. Стоит ли проверять не выпаивая? В общем, немного про оптроны)
Немного позолоты вам в ленту)
И да, это не на аффинаж) Детальки еще послужат)
Уроки Ардуино. Управление переменным током
В этом уроке разберём управление нагрузкой переменного тока при помощи Ардуино. Как релейное, так и плавное при помощи симистора и твердотельного реле при помощи различных алгоритмов и костылей =)
Ответ на пост «20 способов помигать светодиодом на Arduino»
Регулировать будем без использования библиотеке и модулей – максимально понятными командами.
Немного теории о ШИМ-регулировании.
1. Если часто мигать светодиодом, то глаз человека не сможет заметить мерцания, картинка станет непрерывной, как кино с плёнки. У гомо сапиенс этот предел равен 24 картинки в секунду. Опытным путем я установил, что при существующей инерции кристалла светодиода и скорости Ардуины, если мигать светодиодом с паузой 23 мс, то уже мерцания не видно.
2. Изменять яркость светодиода можно зажигая его не НЕНАДОЛГО. Например, если быстро-быстро включать и выключать светодиод с равными паузами, то в него «вольётся» половина мощности (по сравнению с постоянно включенным), а за счет быстрой-быстрой смены состояний глаз не заметит мерцания, но увидит уменьшение яркости.
3. Изменяя длину паузы в выключенном состоянии и длину паузы во включенном можно менять и вкачиваемую мощность, например, 1 «тик» светодиод включен и 99 «тиков» выключено итого вкачается 1% мощности. Кстати, соотношение паузы «ОТКЛ» к паузе «ВКЛ» характеризуется скважностью импульсов.
4. Регулировать мощность (не только светодиодов) можно аналоговым способом (например, меняя уровень напряжения на выходе) или цифровым – быстро-быстро подавая в нагрузку либо полный ток, либо полное отсутствие тока. Второй метод намного экономичнее – так как на закрытом транзисторе не теряется мощность, а на открытом теряется минимально.
Теперь, описание скетча.
В блоке «setup» мы просто задаём режим работы пина – как выход.
Наконец, в блоке «loop» сначала запускаем цикл, где от меняем паузу включения от 0 до 22 мс, одновременно рассчитываем паузу включения от 23 до 1 мс – суммарно каждый период составляет всегда 23 мс. На последнем шаге этого цикла светодиод мы зажигаем на 22 мс, а гасим на 1 мс – то есть максимальная ШИМ-яркость.
Для удобства группирования участков кода в этом «уроке» я позволил себе разместить по два оператора в строке.
После завершения первого цикла светодиод погаснет на 1 мс и уже не включится, так как цикл закончился, поэтому зажигаем его принудительно и оставляем в таком состоянии на 200 мс (подобрано опытным путём – это приятная пауза на пике максимальной яркости).
Затем запускаем аналогичный цикл, но уже, наоборот, с уменьшением времени зажигания – это будет видно, как плавное выключение.
20 способов помигать светодиодом на Arduino
Шуточный первоапрельский урок про различные способы мигания светодиодом на Arduino: от стандартных примеров до костылей с перезагрузкой и ассемблером!
Большой урок по цифровой фильтрации данных
В уроке разобраны самые простые и популярные цифровые фильтры данных применительно к C++ и Ардуино:
— Линеаризация наименьшими квадратами
Фильтры протестированы на синтетическом «шумном» сигнале
Строим графики в Arduino IDE
В этом уроке покажу как пользоваться встроенным в Arduino IDE плоттером. Он поддерживает вывод нескольких графиков, вывод подписей, а также ввод данных обратно в программу!
Алгоритмы релейного управления
Релейное управление используется в большинстве простых устройств, где требуется поддержание какой-то величины. Например температура в утюге, мультиварке, и т.д. и т.п.
Объясняю, как работает ПИД регулятор
В видео рассмотрена и подробно разобрана реализация ПИД регулятора на C++ применительно к Ардуино. Далее применяем полученные знания на практике и управляем температурой, частотой оборотов вентилятора и другими физическими штуками!
Мой деревенский гугл двухтысячных
Я много читал. Как ни странно, читать я любил (и сейчас люблю). Читал в основном научную фантастику. И читать я начал рано. Жизнь была сильно сурова и я сбегал от нее в книжки, там мне было комфортнее.
Со временем, будучи в гостях у дяди Валеры, я увидел у него пару-тройку тетрадей, в которые были вклеены вырезки из книг. Он тогда честно сказал, что это он вырывал листы из библиотечных книг. На моё полное отчаяния «Зачееем. » он ответил «Ну а что, их все равно больше никто не читает, а так вся нужная мне информация всегда при мне». Что ему ответить я не нашел, ибо был в состоянии легкого шока, потому просто промолчал.