इलेक्ट्रॉनिक चाबियाँ.

जब साथ काम कर रहे हों जटिल सर्किटविभिन्न तकनीकी तरकीबों का उपयोग करना उपयोगी है जो आपको कम प्रयास से अपना लक्ष्य प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। उनमें से एक ट्रांजिस्टर स्विच का निर्माण है। क्या रहे हैं? उन्हें क्यों बनाया जाना चाहिए? इन्हें "इलेक्ट्रॉनिक कुंजी" भी क्यों कहा जाता है? इस प्रक्रिया की क्या विशेषताएं हैं और आपको किस पर ध्यान देना चाहिए?

ट्रांजिस्टर स्विच किससे बने होते हैं?

इन्हें फ़ील्ड का उपयोग करके निष्पादित किया जाता है या पहले वाले को एमआईएस और स्विच में विभाजित किया जाता है जिनमें नियंत्रण पी-एन जंक्शन होता है। द्विध्रुवीय लोगों में, गैर/संतृप्त लोगों को प्रतिष्ठित किया जाता है। एक 12 वोल्ट ट्रांजिस्टर स्विच एक रेडियो शौकिया की बुनियादी जरूरतों को पूरा करने में सक्षम होगा।

स्थैतिक संचालन मोड

यह कुंजी की बंद और खुली स्थिति का विश्लेषण करता है। पहले में, इनपुट में कम वोल्टेज स्तर होता है, जो तार्किक शून्य सिग्नल को इंगित करता है। इस मोड में, दोनों संक्रमण विपरीत दिशा में होते हैं (एक कटऑफ प्राप्त होता है)। लेकिन संग्राहक धारा केवल थर्मल धारा से प्रभावित हो सकती है। खुली अवस्था में, कुंजी इनपुट में तार्किक एक सिग्नल के अनुरूप उच्च वोल्टेज स्तर होता है। एक साथ दो मोड में काम करना संभव है. ऐसा ऑपरेशन संतृप्ति क्षेत्र या आउटपुट विशेषता के रैखिक क्षेत्र में हो सकता है। हम उन पर अधिक विस्तार से ध्यान देंगे।

कुंजी संतृप्ति

ऐसे मामलों में, ट्रांजिस्टर जंक्शन आगे की ओर पक्षपाती होते हैं। इसलिए, यदि आधार धारा बदलती है, तो संग्राहक पर मान नहीं बदलेगा। सिलिकॉन ट्रांजिस्टर में, बायस प्राप्त करने के लिए लगभग 0.8 V की आवश्यकता होती है, जबकि जर्मेनियम ट्रांजिस्टर के लिए वोल्टेज 0.2-0.4 V के बीच उतार-चढ़ाव करता है। सामान्य रूप से स्विच संतृप्ति कैसे प्राप्त की जाती है? ऐसा करने के लिए, बेस करंट बढ़ता है। लेकिन हर चीज़ की अपनी सीमाएं होती हैं, जैसे बढ़ती संतृप्ति की। इसलिए, जब एक निश्चित वर्तमान मूल्य तक पहुँच जाता है, तो यह बढ़ना बंद हो जाता है। आपको कुंजी को संतृप्त करने की आवश्यकता क्यों है? एक विशेष गुणांक है जो मामलों की स्थिति को दर्शाता है। जैसे-जैसे यह बढ़ता है, ट्रांजिस्टर स्विच की भार क्षमता बढ़ती है, अस्थिर करने वाले कारक कम बल के साथ प्रभावित होने लगते हैं, लेकिन प्रदर्शन बिगड़ जाता है। इसलिए, संतृप्ति गुणांक का मान समझौता विचारों से चुना जाता है, उस कार्य पर ध्यान केंद्रित करते हुए जिसे निष्पादित करने की आवश्यकता होगी।

असंतृप्त कुंजी के नुकसान

यदि इष्टतम मूल्य प्राप्त नहीं किया गया तो क्या होगा? तब निम्नलिखित नुकसान सामने आएंगे:

1. वोल्टेज सार्वजनिक कुंजीलगभग 0.5 V तक गिर जाएगा।
2. शोर प्रतिरोधक क्षमता ख़राब हो जाएगी. इसे बढ़े हुए इनपुट प्रतिरोध द्वारा समझाया गया है जो स्विचों में तब देखा जाता है जब वे खुली अवस्था में होते हैं। इसलिए, वोल्टेज वृद्धि जैसे हस्तक्षेप से ट्रांजिस्टर के मापदंडों में भी बदलाव आएगा।
3. संतृप्त कुंजी में महत्वपूर्ण तापमान स्थिरता होती है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, अंततः अधिक उन्नत उपकरण प्राप्त करने के लिए इस प्रक्रिया को अंजाम देना अभी भी बेहतर है।

प्रदर्शन

अन्य कुंजियों के साथ सहभागिता

इस प्रयोजन के लिए संचार तत्वों का उपयोग किया जाता है। इसलिए, यदि पहले स्विच के आउटपुट पर उच्च वोल्टेज स्तर है, तो दूसरा स्विच इनपुट पर खुलता है और निर्दिष्ट मोड में काम करता है। और इसके विपरीत। ऐसा संचार सर्किट स्विचिंग के दौरान होने वाली क्षणिक प्रक्रियाओं और चाबियों की गति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। इस प्रकार एक ट्रांजिस्टर स्विच काम करता है। सबसे आम वे सर्किट हैं जिनमें केवल दो ट्रांजिस्टर के बीच इंटरेक्शन होता है। लेकिन इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि इसे ऐसा उपकरण नहीं बनाया जा सकता जिसमें तीन, चार या इससे भी अधिक तत्वों का उपयोग किया जाएगा। लेकिन व्यवहार में इसके लिए एप्लिकेशन ढूंढना मुश्किल है, इसलिए इस प्रकार के ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग नहीं किया जाता है।

क्या चुनें?

किसके साथ काम करना बेहतर है? आइए कल्पना करें कि हमारे पास एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच है जिसका आपूर्ति वोल्टेज 0.5 V है। फिर एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके सभी परिवर्तनों को रिकॉर्ड करना संभव होगा। यदि कलेक्टर करंट को 0.5 mA पर सेट किया जाता है, तो वोल्टेज 40 mV तक गिर जाएगा (आधार पर यह लगभग 0.8 V होगा)। समस्या के मानकों के अनुसार, हम कह सकते हैं कि यह एक महत्वपूर्ण विचलन है, जो सर्किट की पूरी श्रृंखला में उपयोग पर एक सीमा लगाता है, उदाहरण के लिए, स्विच में, जहां नियंत्रण पी-एन होता है, वहां वे विशेष का उपयोग करते हैं जंक्शन. उनके द्विध्रुवीय समकक्षों पर उनके लाभ हैं:

1. वायरिंग की स्थिति में कुंजी पर अवशिष्ट वोल्टेज का नगण्य मान।
2. उच्च प्रतिरोध और, परिणामस्वरूप, कम धारा जो बंद तत्व से प्रवाहित होती है।
3. कम बिजली की खपत का मतलब है कि किसी महत्वपूर्ण नियंत्रण वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता नहीं है।
4. विद्युत सिग्नल स्विच कर सकते हैं कम स्तर, जो माइक्रोवोल्ट की इकाइयाँ हैं।

एक ट्रांजिस्टर रिले स्विच फ़ील्ड अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श अनुप्रयोग है। बेशक, यह संदेश यहां केवल पाठकों को उनके आवेदन का अंदाजा देने के लिए पोस्ट किया गया है। थोड़े से ज्ञान और सरलता के साथ, कार्यान्वयन के लिए बड़ी संख्या में संभावनाओं का आविष्कार किया जाएगा जिसमें ट्रांजिस्टर स्विच भी शामिल हैं।

कार्य का उदाहरण

आइए देखें कि एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच कैसे कार्य करता है। स्विच किया गया सिग्नल एक इनपुट से प्रसारित होता है और दूसरे आउटपुट से हटा दिया जाता है। कुंजी को लॉक करने के लिए, ट्रांजिस्टर गेट पर एक वोल्टेज लगाया जाता है जो स्रोत और नाली मूल्यों से 2-3 वी से अधिक की मात्रा से अधिक होता है। लेकिन ध्यान रखा जाना चाहिए कि सीमा से अधिक न हो अनुमेय सीमा. जब कुंजी बंद होती है, तो इसका प्रतिरोध अपेक्षाकृत अधिक होता है - 10 ओम से अधिक। यह मान इस तथ्य के कारण प्राप्त होता है कि विपरीत धारा भी प्रभावित करती है पी-एन ऑफसेटसंक्रमण। उसी स्थिति में, स्विच किए गए सिग्नल सर्किट और नियंत्रण इलेक्ट्रोड के बीच समाई 3-30 पीएफ की सीमा में उतार-चढ़ाव करती है। अब ट्रांजिस्टर स्विच खोलें। आरेख और अभ्यास से पता चलेगा कि तब नियंत्रण इलेक्ट्रोड का वोल्टेज शून्य तक पहुंच जाएगा, और लोड प्रतिरोध और स्विच किए गए वोल्टेज विशेषता पर दृढ़ता से निर्भर करता है। यह ट्रांजिस्टर के गेट, नाली और स्रोत के बीच बातचीत की एक पूरी प्रणाली के कारण है। यह चॉपर मोड में संचालन के लिए कुछ समस्याएं पैदा करता है।

इसी समस्या के समाधान के रूप में इनका विकास किया गया विभिन्न योजनाएँ, जो चैनल और गेट के बीच बहने वाले वोल्टेज का स्थिरीकरण प्रदान करता है। और धन्यवाद भौतिक गुणइस क्षमता में एक डायोड का भी उपयोग किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, इसे अवरुद्ध वोल्टेज की आगे की दिशा में शामिल किया जाना चाहिए। यदि आवश्यक स्थिति निर्मित होती है, तो डायोड बंद हो जाएगा और पीएन जंक्शन खुल जाएगा। ताकि जब स्विचिंग वोल्टेज बदलता है, तो यह खुला रहता है और इसके चैनल का प्रतिरोध नहीं बदलता है, स्विच के स्रोत और इनपुट के बीच एक उच्च-प्रतिरोध प्रतिरोधी जोड़ा जा सकता है। और एक संधारित्र की उपस्थिति से कंटेनरों को रिचार्ज करने की प्रक्रिया में काफी तेजी आएगी।

ट्रांजिस्टर स्विच गणना

समझने के लिए, यहां गणना का एक उदाहरण दिया गया है, आप अपना डेटा प्रतिस्थापित कर सकते हैं:

1) कलेक्टर-एमिटर - 45 वी। कुल बिजली अपव्यय - 500 मेगावाट। कलेक्टर-एमिटर - 0.2 वी। कटऑफ आवृत्ति - 100 मेगाहर्ट्ज। बेस-एमिटर - 0.9 वी। कलेक्टर करंट - 100 एमए। सांख्यिकीय वर्तमान स्थानांतरण गुणांक - 200।

2) 60 एमए करंट के लिए अवरोधक: 5-1.35-0.2 = 3.45।

3) कलेक्टर प्रतिरोध रेटिंग: 3.45\0.06=57.5 ओम।

4) सुविधा के लिए, हम 62 ओम का नाममात्र मान लेते हैं: 3.45\62=0.0556 एमए।

5) हम आधार धारा की गणना करते हैं: 56\200=0.28 एमए (0.00028 ए)।

6) बेस रेसिस्टर पर कितना होगा: 5 - 0.9 = 4.1 वी।

7) आधार अवरोधक का प्रतिरोध निर्धारित करें: 4.1\0.00028 = 14.642.9 ओम।

निष्कर्ष

और अंत में, "इलेक्ट्रॉनिक कुंजी" नाम के बारे में। सच तो यह है कि धारा के प्रभाव में अवस्था बदलती है। वह किस तरह का है? यह सही है, इलेक्ट्रॉनिक शुल्कों का संग्रह। यहीं से दूसरा नाम आता है. बस इतना ही। जैसा कि आप देख सकते हैं, ट्रांजिस्टर स्विच का संचालन सिद्धांत और डिज़ाइन कुछ जटिल नहीं है, इसलिए इसे समझना एक व्यवहार्य कार्य है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस लेख के लेखक को भी अपनी स्मृति को ताज़ा करने के लिए थोड़े से संदर्भ साहित्य का उपयोग करने की आवश्यकता है। इसलिए, यदि आपके पास शब्दावली के बारे में प्रश्न हैं, तो मेरा सुझाव है कि आप तकनीकी शब्दकोशों की उपलब्धता को याद रखें और वहां ट्रांजिस्टर स्विच के बारे में नई जानकारी खोजें।

वर्तमान में, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के व्यापक उपयोग के साथ पूरी तरह से एनालॉग सर्किट को छोड़ने और डिजिटल सर्किट की ओर बढ़ने की दिशा में एक निश्चित प्रवृत्ति है। डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग समाधानों के लचीलेपन, डिजाइनों की विनिर्माण क्षमता और ऊर्जा बचत के संदर्भ में व्यापक लाभ प्रदान करता है। सर्किट डिजाइन में, डिजिटल प्रौद्योगिकी आधारित है, साथ ही तथाकथित की एक महत्वपूर्ण संख्या भी है पल्स डिवाइसइलेक्ट्रॉनिक कुंजी हैं.

तकनीकी कार्यान्वयन डिजिटल सर्किट, जिसमें संकेतों को अलग-अलग परिमाणित वोल्टेज (वर्तमान) स्तरों द्वारा दर्शाया जाता है, इलेक्ट्रॉनिक वोल्टेज (वर्तमान) स्विच के उपयोग पर आधारित होते हैं जिन्हें इलेक्ट्रॉनिक स्विच कहा जाता है। सेमीकंडक्टर डायोड, द्विध्रुवी और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर, फोटोट्रांसिस्टर, थाइरिस्टर, ऑप्टोकॉप्लर और वैक्यूम ट्यूब का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक स्विच में नियंत्रित प्रतिरोध के साथ नॉनलाइनियर डिवाइस के रूप में किया जाता है।

यांत्रिक स्विच (स्विच) के समान, खुले और बंद राज्यों में प्रतिरोध, स्विच किए गए वर्तमान और वोल्टेज के सीमित मूल्यों और एक राज्य से दूसरे राज्य में स्विच करने की गति का वर्णन करने वाले समय मापदंडों के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच को चिह्नित करना स्वाभाविक है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इलेक्ट्रॉनिक कुंजी, यांत्रिक कुंजी के विपरीत, अक्सर द्विदिश नहीं होती हैं, अर्थात। एक ही चिन्ह का करंट और वोल्टेज स्विच करें।

भेद करना जरूरी है एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक कुंजी, प्रसारण के लिए अभिप्रेत है एनालॉग सिग्नलन्यूनतम विरूपण के साथ, और डिजिटल कुंजी, द्विआधारी संकेतों का निर्माण प्रदान करता है। एनालॉग स्विच सभी प्रकार के सिग्नल स्विच का आधार बनते हैं, जो एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण तकनीक में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। डिजिटल और एनालॉग कुंजियों के बीच कार्यक्षमता में समानता के बावजूद, बाद की आवश्यकताएं डिजिटल कुंजियों की आवश्यकताओं से काफी भिन्न होती हैं, जिसके कारण पूरी तरह से अलग-अलग विचार होते हैं जिनके लिए एनालॉग कुंजियों को डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

प्रकार के अनुसार, इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों को निम्न में विभाजित किया जा सकता है:

• कार्यात्मक, एक इनपुट लॉजिकल वेरिएबल को आउटपुट लॉजिकल वेरिएबल में परिवर्तित करना। रूपांतरण क्षीणन के साथ किया जा सकता है - एक कार्यात्मक निष्क्रिय तत्व (छवि ए) और प्रवर्धन के साथ, जब आउटपुट तार्किक चर y, z से ऊर्जा खींचता है। z – कार्यात्मक सक्रिय तत्व (छवि बी);
• तार्किक, कई इनपुट तार्किक चर को एक में बदलना (तुलना करना), जो इन इनपुट तार्किक चर का एक कार्य है (चित्र सी)।

डायोड स्विच.

डायोड स्विच में उपयोग किया जाता है लागू वोल्टेज के परिमाण और संकेत पर डायोड प्रतिरोध की निर्भरता।

यह ज्ञात है कि डायोड धारा अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है: , कहाँ 298K पर 26 mV - तापमान क्षमता, एम - सतह जर्मेनियम रिसाव धाराओं और पीढ़ी-पुनर्संयोजन के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए गुणांक पी-एन जंक्शनएक्स सिलिकॉन डायोड (- 1.2...1.5, - 1.2...2). डायोड का तापीय प्रवाह व्यावहारिक रूप से डायोड पर लागू वोल्टेज से स्वतंत्र होता है और अर्धचालक के विद्युत गुणों और उसके ताप तापमान द्वारा निर्धारित होता है, कहाँ - अर्धचालक सामग्री और अशुद्धता सांद्रता द्वारा निर्धारित स्थिरांक, यूके -संभावित अंतर से संपर्क करें. सक्रिय प्रतिरोध पी और एन क्षेत्रों को ध्यान में रखते हुए सक्रिय प्रतिरोधडायोड इसके बराबर है:

पर्याप्त उच्च वोल्टेज (दसियों से दसियों ओम) पर, रिवर्स बायस्ड जंक्शन (दसियों से सैकड़ों कोहम्स) के साथ।

डायोड का समतुल्य सर्किट चित्र 1 में दिखाया गया है। कुंजी की जड़ता अल्पसंख्यक वाहकों के संचय की प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती है पी-एन क्षेत्रसंक्रमण, क्षमता पी-एनसंक्रमण, टर्मिनलों के बीच समाई और टर्मिनलों का प्रेरण। डायोड के प्रदर्शन को निर्धारित करने वाला मुख्य संदर्भ पैरामीटर रिवर्स प्रतिरोध का पुनर्प्राप्ति समय है।

आर वाईएम - रिसाव प्रतिरोध;

0 से - डायोड टर्मिनलों के बीच समाई;

एल - टर्मिनल इंडक्शन;

एस डी - प्रसार धारिता पी-एनआगे के पूर्वाग्रह पर संक्रमण;

सी बी - रिवर्स बायस पर पी-एन जंक्शन की बाधा समाई

चित्र.1 डायोड समतुल्य सर्किट

डायोड स्विच के आधार पर, आप विभिन्न तार्किक तत्व बना सकते हैं (चित्र 2)।

चित्र 2 - डायोड स्विच पर आधारित लॉजिक सर्किट का उदाहरण

डायोड पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक स्विच निष्क्रिय संरचनाएं हैं, जिससे ऐसे स्विचों से गुजरते समय सिग्नल कमजोर हो जाता है, जो मल्टी-स्टेज संरचनाओं का निर्माण करते समय विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होता है।

डायोड स्विच की जड़ता पी-एन जंक्शन के क्षेत्र में अल्पसंख्यक वाहकों के संचय, पी-एन जंक्शन की धारिता और लीड की धारिता और प्रेरण के कारण होती है। सूचीबद्ध मापदंडों के अलावा, भार का अधिष्ठापन और समाई, साथ ही बढ़ते समाई भी महत्वपूर्ण हैं। असतत डायोड के लिए संदर्भ पुस्तकें अक्सर अल्पसंख्यक वाहकों के प्रसार आंदोलन के कारण रिवर्स रिकवरी समय (रिवर्स प्रतिरोध की वसूली) का संकेत देती हैं। इस समय को कम करने के लिए, जाल का निर्माण जो अल्पसंख्यक वाहकों के पुनर्संयोजन को बढ़ावा देता है या अशुद्धियों की एक गैर-समान सांद्रता (चार्ज स्टोरेज डायोड) के निर्माण का उपयोग किया जा सकता है। डायोड स्विच का उपयोग अक्सर डिजिटल और एनालॉग प्रौद्योगिकी में सहायक इकाइयों के रूप में किया जाता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक स्विच।

अक्सर, स्विच का उपयोग किया जाता है जो एक सामान्य उत्सर्जक के साथ एक सर्किट के अनुसार इकट्ठे होते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 3.

स्विचिंग मोड में, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड (बंद स्विच) या कटऑफ मोड (खुला स्विच) में काम करता है। यह याद रखना उपयोगी है कि संतृप्ति मोड में दोनों जंक्शन (कलेक्टर-बेस और एमिटर-बेस) खुले होते हैं, जबकि कट-ऑफ मोड में वे बंद होते हैं। संतृप्ति मोड में, ट्रांजिस्टर के आउटपुट सर्किट को एक समतुल्य वोल्टेज स्रोत द्वारा दर्शाया जा सकता है, जिसका ईएमएफ मूल्य संदर्भ पुस्तकों में दिया गया है ( उकाना -संतृप्ति वोल्टेज). कड़ाई से बोलते हुए, किसी को इस स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध को भी ध्यान में रखना चाहिए, जिसका मूल्य सीमा मोड रेखा की ढलान की स्थिरता से निर्धारित होता है, हालांकि, इंजीनियरिंग गणना के लिए सबसे व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण मामलों में कोई खुद को सीमित कर सकता है कीमत - उकाना . प्रतिरोधों आरबी और आर.के ऑपरेटिंग तापमान की पूरी श्रृंखला पर नियंत्रण सिग्नल के निम्न स्तर पर ट्रांजिस्टर का विश्वसनीय स्विचिंग और नियंत्रण सिग्नल के उच्च स्तर पर संतृप्ति सुनिश्चित करना चाहिए।

चित्र 3 - योजना इलेक्ट्रॉनिक कुंजीद्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर

गणना करते समय इसे ध्यान में रखना आवश्यक है उलटी बिजलीकलेक्टर एक अवरोधक के माध्यम से बह रहा है आरबी , और इसके पार एक वोल्टेज ड्रॉप पैदा करना। उत्सर्जक जंक्शन पर कुल वोल्टेज अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है:

अधिकतम रिवर्स कलेक्टर करंट कहां है, यू ओ - नियंत्रण सिग्नल का निम्न स्तर का वोल्टेज। जाहिर है, ट्रांजिस्टर को विश्वसनीय रूप से बंद करने के लिए यह आवश्यक है उबे< उबीओट्स . कलेक्टर रिवर्स करंट की मजबूत तापमान निर्भरता को ध्यान में रखना और गणना के लिए अधिकतम मूल्य का चयन करना आवश्यक है। अन्यथा, तापमान बदलने पर कुंजी "रिसाव" हो सकती है।

एक खुला ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड या संतृप्ति मोड में हो सकता है। इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों के लिए, सक्रिय मोड प्रतिकूल है, क्योंकि इस मोड में कलेक्टर पर महत्वपूर्ण शक्ति नष्ट हो जाती है। इसलिए, सक्रिय मोड केवल क्षणिक प्रक्रियाओं के दौरान ही स्वीकार्य है (जहां यह, सख्ती से कहें तो, अपरिहार्य है)।

संतृप्ति सुनिश्चित करने के लिए यह आवश्यक है कि संबंध संतुष्ट हो। आधार धारा को सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:। संतृप्ति धारा कलेक्टर सर्किट में अवरोधक के प्रतिरोध, ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुणों और संतृप्त अवस्था में कलेक्टर और उत्सर्जक के बीच प्रतिरोध द्वारा निर्धारित की जाती है: . गणना करते समय, सबसे खराब मान का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। ध्यान दें कि यदि संतृप्ति स्थिति का उल्लंघन किया जाता है, तो ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड में चला जाता है, जिसके साथ कलेक्टर पर वोल्टेज में वृद्धि और बिजली अपव्यय में वृद्धि होती है। कुछ मामलों में, एक अलग संतृप्ति मानदंड का उपयोग किया जाता है - ट्रांजिस्टर (बेस-एमिटर और बेस-कलेक्टर) के दोनों जंक्शनों का प्रत्यक्ष पूर्वाग्रह। सक्रिय मोड में, बेस-कलेक्टर जंक्शन विपरीत दिशा में पक्षपाती होता है।

इस मानदंड का उपयोग करके, यह समझना आसान है कि एक समग्र ट्रांजिस्टर (डार्लिंगटन सर्किट का उपयोग करके) पूरी तरह से संतृप्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि आउटपुट ट्रांजिस्टर के आधार में, सबसे अच्छे रूप में, कलेक्टर की क्षमता के बराबर क्षमता हो सकती है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों के डिज़ाइन का एक आवश्यक हिस्सा उनके गतिशील गुणों का मूल्यांकन है, जो इस स्तर पर स्विचिंग गति और ऊर्जा हानि (गतिशील हानि) निर्धारित करता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर इलेक्ट्रॉनिक स्विच में क्षणिक प्रक्रियाएंस्विचिंग चक्र की अवधि की विशेषता, जिसे कई अलग-अलग चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

देरी पर;

चालू करना (संतृप्ति के अनुरूप मूल्य में वर्तमान वृद्धि);

स्विच-ऑफ विलंब (संतृप्ति मोड से सक्रिय मोड में संक्रमण के दौरान आधार में चार्ज पुनर्वसन के कारण);

शटडाउन (कलेक्टर करंट में कटऑफ के अनुरूप मूल्य में कमी के कारण)।

इंस्टॉलेशन कैपेसिटर और लोड की चार्जिंग प्रक्रियाओं को ध्यान में रखना भी आवश्यक है, जो सीधे ट्रांजिस्टर से संबंधित नहीं हैं, लेकिन समग्र रूप से क्षणिक प्रक्रिया की अवधि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

आइए विशेषता पर विचार करें संक्रमण प्रक्रिया के अनुभागसमय रेखाचित्रों के अनुसार (चित्र 4)।

चित्र 4 - द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर स्विच में क्षणिक प्रक्रियाएं

1. ट्रांजिस्टर लॉक है, बेस करंट रिवर्स कलेक्टर करंट द्वारा निर्धारित होता है, बेस में व्यावहारिक रूप से कोई चार्ज नहीं होता है, और स्विच आउटपुट उच्च स्तर पर होता है।
2. कुंजी इनपुट पर क्षमता अचानक बढ़ जाती है, और इनपुट कैपेसिटेंस चार्ज होना शुरू हो जाता है। बेस और कलेक्टर धाराएं तब तक नहीं बदलती हैं जब तक बेस-एमिटर जंक्शन पर वोल्टेज कटऑफ वोल्टेज (टर्न-ऑन विलंब समय) से अधिक न हो जाए।
3. जब कटऑफ वोल्टेज पार हो जाता है, तो एमिटर जंक्शन खुल जाता है और ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड में चला जाता है। आधार में इंजेक्ट किए गए अल्पसंख्यक वाहक आधार की संतुलन स्थिति को बाधित करते हैं, और चार्ज संचय शुरू होता है। संग्राहक क्षेत्र में वाहकों के निष्कर्षण के कारण संग्राहक धारा आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है। संतृप्ति मोड में प्रवेश करने से पहले का समय टर्न-ऑन समय है।
4. संतृप्ति मोड में, सभी धाराएं और वोल्टेज स्थिर रहते हैं, जबकि आधार में चार्ज बढ़ता रहता है, हालांकि धीमी दर पर। संतृप्ति मोड में संक्रमण के अनुरूप मूल्य से अधिक चार्ज को अतिरिक्त कहा जाता है।
5. जब स्विच इनपुट पर क्षमता अचानक बदल जाती है, तो बेस करंट भी तेजी से कम हो जाता है, बेस चार्ज की संतुलन स्थिति बाधित हो जाती है और इसका पुनर्वसन शुरू हो जाता है। ट्रांजिस्टर तब तक संतृप्त रहता है जब तक चार्ज एक सीमा मान तक कम नहीं हो जाता, जिसके बाद यह सक्रिय मोड (टर्न-ऑफ विलंब समय) में चला जाता है।
6. सक्रिय मोड में, बेस चार्ज और कलेक्टर करंट तब तक कम हो जाता है जब तक ट्रांजिस्टर कटऑफ मोड में नहीं चला जाता। इस समय, स्विच का इनपुट प्रतिरोध बढ़ जाता है। यह चरण शटडाउन समय निर्धारित करता है।
7. ट्रांजिस्टर कटऑफ मोड में प्रवेश करने के बाद, लोड कैपेसिटेंस, माउंटिंग कैपेसिटेंस और कलेक्टर कैपेसिटेंस चार्ज होने पर आउटपुट वोल्टेज बढ़ता रहता है।

जाहिर है, ट्रांजिस्टर की संतृप्ति की डिग्री (गहराई) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

स्विचिंग मापदंडों को मापने के लिए, आप निम्नलिखित अभिव्यक्तियों का उपयोग कर सकते हैं:

स्विच की गति बढ़ाने के लिए सर्किट इंजीनियरिंग विधियां हैं: एक फोर्सिंग चेन (छवि 5 ए) और नॉनलाइनियर फीडबैक (छवि 5 बी)।

क) बल श्रृंखला के साथ कुंजी

बी) अरेखीय प्रतिक्रिया के साथ कुंजी

चित्र 5 - प्रदर्शन बढ़ाने के लिए सर्किट तकनीकें

फोर्सिंग सर्किट के संचालन का सिद्धांत स्पष्ट है: जब ट्रांजिस्टर को अनलॉक किया जाता है, तो बेस करंट को फोर्सिंग कैपेसिटेंस को चार्ज करने की प्रक्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है (खुले राज्य में संतृप्ति मोड में त्वरित संक्रमण, बेस करंट को ए द्वारा निर्धारित किया जाता है); अवरोधक, जिसका मान इस प्रकार चुना जाता है कि ट्रांजिस्टर की उथली संतृप्ति सुनिश्चित हो सके। इस प्रकार, आधार में छोटे वाहकों का पुनर्वसन समय कम हो जाता है।

नॉनलाइनियर फीडबैक का उपयोग करते समय, एक डायोड का उपयोग किया जाता है, जो ट्रांजिस्टर के आधार और कलेक्टर के बीच जुड़ा होता है। एक बंद डायोड सर्किट के संचालन को प्रभावित नहीं करता है; जब स्विच खुलता है, तो डायोड आगे की ओर झुका हुआ होता है, और ट्रांजिस्टर गहरी नकारात्मक प्रतिक्रिया में होता है। टर्न-ऑफ समय को कम करने के लिए, डायोड के रिवर्स प्रतिरोध का एक छोटा पुनर्प्राप्ति समय सुनिश्चित करना आवश्यक है, जिसके लिए शोट्की बाधा वाले डायोड का उपयोग किया जाता है। शोट्की डायोड - द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की अखंड संरचना को शोट्की ट्रांजिस्टर कहा जाता है।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर आधारित स्विचों के कई नुकसान हैं जो उनके उपयोग को सीमित करते हैं:

आधार में अल्पसंख्यक वाहकों के पुनर्वसन की सीमित दर के कारण सीमित प्रदर्शन;

स्थिर मोड में नियंत्रण सर्किट द्वारा खपत की जाने वाली महत्वपूर्ण बिजली;

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को समानांतर में कनेक्ट करते समय, उत्सर्जक सर्किट में बराबर प्रतिरोधों का उपयोग करना आवश्यक होता है, जिससे सर्किट की दक्षता में कमी आती है;

थर्मल अस्थिरता, बढ़ते ट्रांजिस्टर तापमान के साथ कलेक्टर वर्तमान में वृद्धि से निर्धारित होती है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक स्विच।

में वर्तमान में, प्रमुख उपकरणों के क्षेत्र से द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का सक्रिय विस्थापन हो रहा है। काफी हद तक, क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर एक विकल्प के रूप में काम करते हैं। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर नियंत्रण सर्किट के माध्यम से स्थैतिक शक्ति का उपभोग नहीं करते हैं, उनमें अल्पसंख्यक वाहक नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें नष्ट होने के लिए समय की आवश्यकता नहीं होती है, और अंत में, तापमान में वृद्धि से नाली प्रवाह में कमी आती है, जो वृद्धि प्रदान करती है तापीय स्थिरता।

इलेक्ट्रॉनिक स्विच के निर्माण के लिए क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की विविधता में से, सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है एमआईएस - ट्रांजिस्टरएक प्रेरित चैनल के साथ (विदेशी साहित्य में - समृद्ध प्रकार)। इस प्रकार के ट्रांजिस्टर को एक थ्रेसहोल्ड वोल्टेज की विशेषता होती है जिस पर चैनल चालन होता है। नाली और स्रोत (एक खुला ट्रांजिस्टर) के बीच कम वोल्टेज के क्षेत्र में एक समतुल्य प्रतिरोध (संतृप्त द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के विपरीत - एक वोल्टेज स्रोत) द्वारा दर्शाया जा सकता है। इस प्रकार के प्रमुख ट्रांजिस्टर के संदर्भ डेटा में पैरामीटर शामिल है रुसीओपन - खुले राज्य में नाली-स्रोत प्रतिरोध। लो-वोल्टेज ट्रांजिस्टर के लिए, इस प्रतिरोध का मान एक ओम के दसवें से सौवें हिस्से तक होता है, जो निर्धारित करता है कम बिजली, स्थिर मोड में ट्रांजिस्टर द्वारा नष्ट हो गया। दुर्भाग्य से, रुसीओपन अधिकतम अनुमेय नाली-स्रोत वोल्टेज में वृद्धि के साथ उल्लेखनीय रूप से वृद्धि होती है।

चित्र 7 - एक प्रेरित गेट के साथ एमओएस ट्रांजिस्टर पर कुंजी।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एमओएस ट्रांजिस्टर के लिए संतृप्ति मोड द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संतृप्ति मोड से मौलिक रूप से अलग है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर स्विच में क्षणिक प्रक्रियाएं चैनल के माध्यम से वाहक के स्थानांतरण और इंटरइलेक्ट्रोड कैपेसिटेंस, लोड और इंस्टॉलेशन कैपेसिटर के रिचार्ज के कारण होती हैं। चूंकि इलेक्ट्रॉनों की परिचालन गति छिद्रों की तुलना में अधिक होती है, इसलिए एन-चैनल ट्रांजिस्टर का प्रदर्शन पी-चैनल ट्रांजिस्टर की तुलना में बेहतर होता है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर आधारित प्रमुख उपकरणों की सर्किटरी में, एक सर्किट सामान्य स्रोत, चित्र 7ए में प्रस्तुत किया गया है। जब ट्रांजिस्टर बंद कर दिया जाता है, तो एक अनियंत्रित (प्रारंभिक) ड्रेन करंट इसके माध्यम से प्रवाहित होता है। जब ट्रांजिस्टर खुला होता है, तो ट्रांजिस्टर के माध्यम से धारा को लोड प्रतिरोध और आपूर्ति वोल्टेज के मूल्य से निर्धारित किया जाना चाहिए। ट्रांजिस्टर को विश्वसनीय रूप से अनलॉक करने के लिए, नियंत्रण वोल्टेज के आयाम को स्थिति से चुना जाता है:, कहाँ - भार बिजली, उओ - दहलीज वोल्टेज,इसलिए - वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का ढलान। वर्तमान में, ट्रांजिस्टर की पर्याप्त रेंज का उत्पादन किया जाता है, जिसके नियंत्रण के लिए टीटीएल-स्तरीय वोल्टेज पर्याप्त है।

एमओएस ट्रांजिस्टर पर स्विच में क्षणिक प्रक्रियाएं चित्र 8 में दिखाई गई हैं।

चित्र 8. क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर स्विच में वोल्टेज आरेख।

एमओएस ट्रांजिस्टर पर स्विच में क्षणिक प्रक्रियाएंइस तरह होता है:

एमआईएस ट्रांजिस्टर पर स्विच में क्षणिक प्रक्रियाओं की अवधि की गणना की सुविधा के लिए, पैरामीटर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है टर्न-ऑन चार्ज Qsvkl. उदाहरण के लिए, एक ट्रांजिस्टर के साथ Qsvkl = 20 एनसी को 1 एमए की धारा के साथ 20 μs में और 1 ए की धारा के साथ 20 एनएस में चालू किया जा सकता है। निर्दिष्ट पैरामीटर संदर्भ पुस्तकों में दिया गया है और निर्माता द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

पल्स कनवर्टर प्रौद्योगिकी में ट्रांजिस्टर स्विच मुख्य घटक है। सबकी योजनाओं में नाड़ी स्रोतबिजली आपूर्ति, जिसने ट्रांसफार्मर बिजली आपूर्ति को लगभग पूरी तरह से बदल दिया है, ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग किया जाता है। ऐसे शक्ति स्रोतों का एक उदाहरण हैं कंप्यूटर ब्लॉकपोषण, चार्जरफ़ोन, लैपटॉप, टैबलेट आदि। ट्रांजिस्टर कुंजियों ने विद्युत चुम्बकीय रिले का स्थान ले लिया है क्योंकि उनमें यांत्रिक गतिमान भागों की अनुपस्थिति का मुख्य लाभ है, जिसके परिणामस्वरूप कुंजी की विश्वसनीयता और स्थायित्व में वृद्धि होती है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर स्विच को चालू और बंद करने की गति विद्युत चुम्बकीय रिले की गति से बहुत अधिक है।

इसके अलावा, एक ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग अक्सर माइक्रोकंट्रोलर से सिग्नल के आधार पर महत्वपूर्ण शक्ति के लोड को चालू/बंद (स्विच) करने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक कुंजी का सार इसे प्रबंधित करना है उच्च शक्तिकम पावर सिग्नल पर.

ट्रांजिस्टर, थाइरिस्टर और ट्राईएक्स पर आधारित अर्धचालक स्विच हैं। हालाँकि, यह लेख द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक स्विच के संचालन पर चर्चा करता है। अगले लेखों में अन्य प्रकार के अर्धचालक स्विचों पर चर्चा की जाएगी।

अर्धचालक संरचना के आधार पर, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: पी — एन — पी और एन — पी — एन प्रकार ( चावल। 1 ).

चावल। 1 - द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की संरचनाएँ

सर्किट आरेखों में, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को दिखाए गए अनुसार निर्दिष्ट किया गया है चावल। 2 . मध्य पिन को आधार कहा जाता है, "तीर" वाला पिन उत्सर्जक है, और शेष पिन संग्राहक है।

चावल। 2 - सर्किट में ट्रांजिस्टर का पदनाम

इसके अलावा, ट्रांजिस्टर को पारंपरिक रूप से दो डायोड के रूप में चित्रित किया जा सकता है जो बैक-टू-बैक जुड़े हुए हैं, वह स्थान जहां वे जुड़े हुए हैं, हमेशा आधार होगा ( चित्र 3 ).

चावल। 3 - ट्रांजिस्टर को डायोड से बदलने के लिए आरेख

ट्रांजिस्टर स्विच. स्विचिंग योजनाएं.

विभिन्न अर्धचालक संरचनाओं के ट्रांजिस्टर के लिए कनेक्शन सर्किट दिखाए गए हैं चावल। 4 . बेस और एमिटर के बीच के जंक्शन को एमिटर जंक्शन कहा जाता है, और बेस और कलेक्टर के बीच के जंक्शन को कलेक्टर जंक्शन कहा जाता है। ट्रांजिस्टर को चालू (खोलने) के लिए, यह आवश्यक है कि कलेक्टर जंक्शन विपरीत दिशा में पक्षपाती हो, और उत्सर्जक - आगे की दिशा में।

चावल। 4 - ट्रांजिस्टर स्विच. कनेक्शन योजनाएं

बिजली आपूर्ति वोल्टेज यू सपा संग्राहक और उत्सर्जक टर्मिनलों पर लागू किया गया यू के लोड अवरोधक के माध्यम से आर को (सेमी। चावल। 4 ). नियंत्रण वोल्टेज (नियंत्रण संकेत) आधार और उत्सर्जक के बीच लगाया जाता है यू बीएई एक वर्तमान सीमित अवरोधक के माध्यम से आर बी .

जब एक ट्रांजिस्टर स्विचिंग मोड में काम करता है, तो यह दो अवस्थाओं में हो सकता है। पहला कटऑफ मोड है. इस मोड में, ट्रांजिस्टर पूरी तरह से बंद हो जाता है, और कलेक्टर और एमिटर के बीच वोल्टेज पावर स्रोत के वोल्टेज के बराबर होता है। दूसरी अवस्था संतृप्ति विधा है। इस मोड में, ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुला है, और कलेक्टर और एमिटर के बीच वोल्टेज वोल्टेज ड्रॉप के बराबर है पी — एन - संक्रमण और विभिन्न ट्रांजिस्टर के लिए वोल्ट के सौवें से दसवें हिस्से तक की सीमा होती है।

ट्रांजिस्टर की इनपुट स्थैतिक विशेषता की लोड लाइन पर ( चावल। 5 ) संतृप्ति क्षेत्र खंड पर है 1-2 , और खंड पर कटऑफ क्षेत्र 3-4 . इन खंडों के बीच का मध्यवर्ती क्षेत्र क्षेत्र है 2-3 सक्रिय क्षेत्र कहा जाता है। इसका उपयोग तब किया जाता है जब ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर मोड में संचालित होता है।

चावल। 5 - ट्रांजिस्टर की इनपुट स्थैतिक विशेषता

बिजली स्रोत कनेक्शन की ध्रुवीयता और नियंत्रण सिग्नल वोल्टेज को याद रखना आसान बनाने के लिए, आपको उत्सर्जक तीर पर ध्यान देना चाहिए। यह धारा प्रवाह की दिशा को इंगित करता है ( चित्र 6 ).

चावल। 6 - ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से धारा प्रवाह का पथ

ट्रांजिस्टर स्विच मापदंडों की गणना

एक कुंजी कैसे काम करती है इसके उदाहरण के लिए, हम एक एलईडी को लोड के रूप में उपयोग करेंगे। इसका कनेक्शन आरेख में दिखाया गया है चावल। 7 . विभिन्न अर्धचालक संरचनाओं के ट्रांजिस्टर में बिजली आपूर्ति और एलईडी को जोड़ने की ध्रुवीयता पर ध्यान दें।

चावल। 7 - एलईडी को ट्रांजिस्टर स्विच से जोड़ने के लिए आरेख

आइए ट्रांजिस्टर पर बने ट्रांजिस्टर स्विच के मुख्य मापदंडों की गणना करें एन — पी — एन प्रकार। आइए हमारे पास निम्नलिखित प्रारंभिक डेटा है:

- एलईडी पर वोल्टेज गिरना Δ यूवीडी = 2 वी;

— वर्तमान मूल्यांकितनेतृत्व किया मैंवीडी= 10 एमए;

- बिजली आपूर्ति वोल्टेज यूसपा(उके द्वारा चित्र पर दर्शाया गया है) = 9वी;

- इनपुट सिग्नल वोल्टेज यूसूरज= 1.6 वी.

आइए अब दिखाए गए चित्र पर एक और नज़र डालें चावल। 7 . जैसा कि हम देख सकते हैं, यह बेस और कलेक्टर सर्किट में प्रतिरोधों के प्रतिरोध को निर्धारित करने के लिए बना हुआ है। ट्रांजिस्टर को किसी भी द्विध्रुवी संगत अर्धचालक संरचना से चुना जा सकता है। आइए उदाहरण के तौर पर सोवियत ट्रांजिस्टर को लें। एन — पी — एन प्रकार एमपी111बी.

ट्रांजिस्टर कलेक्टर सर्किट में प्रतिरोध की गणना

कलेक्टर सर्किट में प्रतिरोध को एलईडी के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को सीमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है वीडी , साथ ही ट्रांजिस्टर को ओवरलोड से बचाने के लिए भी। क्योंकि जब ट्रांजिस्टर खुलता है, तो इसके सर्किट में करंट केवल एलईडी के प्रतिरोध द्वारा सीमित होगा वीडी और अवरोधक आर को .

आइए प्रतिरोध का निर्धारण करें आर को . यह इसके पार वोल्टेज पात के बराबर है Δ यू आर को कलेक्टर सर्किट में करंट से विभाजित मैं को :

इसलिए हमने शुरू में कलेक्टर सेट किया - यह एलईडी का रेटेड करंट है। इससे अधिक नहीं होना चाहिए मैं के=10एमए .

आइए अब प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप का पता लगाएं आर को . यह विद्युत आपूर्ति के वोल्टेज के बराबर है यू सपा (यू के ) एलईडी पर वोल्टेज ड्रॉप घटा Δ यू वीडी और ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज ड्रॉप घटा Δयू के :

एलईडी पर वोल्टेज ड्रॉप, साथ ही बिजली आपूर्ति का वोल्टेज, प्रारंभ में क्रमशः 0.2V और 9V के बराबर सेट किया गया है। दूसरों की तरह, ट्रांजिस्टर MP111B के लिए वोल्टेज ड्रॉप सोवियत ट्रांजिस्टर, हम बराबर लेते हैं लगभग 0.2बी. आधुनिक ट्रांजिस्टर (उदाहरण के लिए BC547, BC549, N2222 और अन्य) के लिए, वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.05 V और नीचे है।

ट्रांजिस्टर में वोल्टेज ड्रॉप को तब मापा जा सकता है जब यह कलेक्टर और एमिटर टर्मिनलों के बीच पूरी तरह से खुला हो, और गणना को बाद में समायोजित किया जा सकता है। लेकिन, जैसा कि हम बाद में देखेंगे, कलेक्टर प्रतिरोध को एक सरल विधि का उपयोग करके चुना जा सकता है।

कलेक्टर सर्किट में प्रतिरोध है:

ट्रांजिस्टर बेस सर्किट में प्रतिरोध की गणना

अब हमें केवल आधार प्रतिरोध निर्धारित करने की आवश्यकता है आर बी . यह प्रतिरोध पर वोल्टेज गिरावट के बराबर है Δयूआरबी बेस करंट से विभाजित मैं बी :

ट्रांजिस्टर के आधार पर वोल्टेज ड्रॉप इनपुट सिग्नल वोल्टेज के बराबर है उव्स बेस-एमिटर जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप को घटाकर उबे . इनपुट सिग्नल वोल्टेज स्रोत डेटा में निर्दिष्ट है और 1.6 V के बराबर है। बेस और एमिटर के बीच वोल्टेज ड्रॉप लगभग 0.6 V है।

आगे हम आधार धारा ज्ञात करते हैं आईबी . यह कलेक्टर करंट के बराबर है आईबी ट्रांजिस्टर वर्तमान लाभ से विभाजित β . प्रत्येक ट्रांजिस्टर का लाभ डेटाशीट या संदर्भ पुस्तकों में दिया गया है। इसका मतलब जानना और भी आसान है β आप मल्टीमीटर का उपयोग कर सकते हैं. यहां तक ​​कि सबसे सरल मल्टीमीटर में भी यह फ़ंक्शन होता है। किसी दिए गए ट्रांजिस्टर के लिए β=30 . आधुनिक ट्रांजिस्टर के साथ β लगभग 300...600 इकाइयों के बराबर।

अब हम आवश्यक आधार प्रतिरोध ज्ञात कर सकते हैं।

इस प्रकार, उपरोक्त विधि का उपयोग करके, आप बेस और कलेक्टर सर्किट में आवश्यक अवरोधक मान आसानी से निर्धारित कर सकते हैं। हालाँकि, आपको याद रखना चाहिए कि परिकलित डेटा हमेशा आपको प्रतिरोधक मानों को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है। इसलिए, प्रयोगात्मक रूप से कुंजी को ठीक करना बेहतर है, और गणना केवल प्रारंभिक अनुमान के लिए आवश्यक है, यानी, वे प्रतिरोधी मूल्यों की पसंद की सीमा को कम करने में मदद करते हैं।

अवरोधक मान निर्धारित करने के लिए, आपको चालू करना होगा परिवर्तनशील अवरोधकऔर इसके मान को बदलकर आधार और संग्राहक धाराओं के आवश्यक मान प्राप्त करें ( चावल। 8 ).

चावल। 8 - परिवर्तनीय प्रतिरोधों को जोड़ने की योजना

इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों के लिए ट्रांजिस्टर चुनने की अनुशंसाएँ

कलेक्टर और एमिटर के बीच नाममात्र वोल्टेज, जो निर्माता द्वारा निर्दिष्ट है, बिजली आपूर्ति के वोल्टेज से अधिक होना चाहिए।

रेटेड कलेक्टर करंट, जो निर्माता द्वारा भी निर्दिष्ट है, होना चाहिए अधिक वर्तमानभार.

यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि ट्रांजिस्टर के आधार का वर्तमान और वोल्टेज अनुमेय मूल्यों से अधिक न हो।

1. इसके अलावा, संतृप्ति मोड में आधार पर वोल्टेज न्यूनतम मूल्य से कम नहीं होना चाहिए, अन्यथा ट्रांजिस्टर स्विच अस्थिर रूप से काम करेगा।

ट्रांजिस्टर स्विच डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों और कई पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों का मुख्य तत्व है। ट्रांजिस्टर स्विच के पैरामीटर और विशेषताएं काफी हद तक संबंधित सर्किट के गुणों को निर्धारित करते हैं।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर स्विच . एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर सबसे सरल स्विच, एक सामान्य उत्सर्जक के साथ एक सर्किट में जुड़ा हुआ है, और इनपुट वोल्टेज के संबंधित समय आरेख चित्र में प्रस्तुत किए गए हैं। 14.5.

चावल। 14.5. द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर स्विच

आइए स्थिर अवस्था में ट्रांजिस्टर स्विच के संचालन पर विचार करें। समय के एक क्षण तक टी 1 ट्रांजिस्टर का एमिटर जंक्शन लॉक है और ट्रांजिस्टर कटऑफ मोड में है। इस मोड में मैं को =– मैं बी =मैं सह (मैं सह- रिवर्स कलेक्टर करंट), मैं उह≈ 0. इसके अलावा यू आर बी ≈यू आर को ≈ 0;यू बीएई ≈ –यू 2 ;यू के ≈-ई को .

अंतरिम में टी 1 …टी 2 ट्रांजिस्टर खुला है. ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज के लिए यू केन्यूनतम था, तनाव यू 1 आमतौर पर इसलिए चुना जाता है ताकि ट्रांजिस्टर या तो संतृप्ति मोड में हो या सीमा रेखा मोड में संतृप्ति मोड के बहुत करीब हो।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर स्विच कम अवशिष्ट तनाव की विशेषता। वे कमजोर सिग्नल (कुछ माइक्रोवोल्ट या उससे कम) स्विच कर सकते हैं। यह इस तथ्य का परिणाम है कि क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताएँ मूल से होकर गुजरती हैं।

उदाहरण के लिए, आइए एक नियंत्रण संक्रमण और एक चैनल के साथ ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताओं को चित्रित करें पी-निर्देशांक की उत्पत्ति से सटे क्षेत्र में टाइप करें (चित्र 14.6)।

चावल। 14.6. क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टरपी-टाइप चैनल के साथ

कृपया ध्यान दें कि तीसरे चतुर्थांश की विशेषताएं गेट और नाली के बीच निर्दिष्ट वोल्टेज के अनुरूप हैं।

स्थिर स्थिति में, क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर स्विच बहुत कम नियंत्रण धारा की खपत करता है। हालाँकि, स्विचिंग आवृत्ति बढ़ने पर यह करंट बढ़ता है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर स्विच का बहुत उच्च इनपुट प्रतिरोध वास्तव में इनपुट और आउटपुट सर्किट का गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करता है। यह आपको नियंत्रण सर्किट में ट्रांसफार्मर के बिना काम करने की अनुमति देता है।

चित्र में. चित्र 14.7 एक प्रेरित चैनल के साथ एमओएस ट्रांजिस्टर पर आधारित डिजिटल स्विच का आरेख दिखाता है एन-प्रकार और प्रतिरोधक भार और संबंधित समय आरेख।

चावल। 14.7. क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर डिजिटल कुंजी

आरेख भार क्षमता दर्शाता है साथ एन, जो ट्रांजिस्टर स्विच से जुड़े उपकरणों की धारिता को मॉडल करता है। जाहिर है, जब इनपुट सिग्नल शून्य होता है, तो ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है यू सी =ई साथ. यदि वोल्टेजुइन थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक है यू शीतकालीन दहलीजट्रांजिस्टर, फिर यह खुलता है और वोल्टेज यू सीघट जाती है.

तर्क तत्व

तार्किक तत्व (लॉजिक गेट) एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो कुछ सरल कार्य करता है तार्किक संचालन. चित्र में. 14.8 कुछ तार्किक तत्वों के पारंपरिक ग्राफिक प्रतीकों के उदाहरण दिखाता है।

चावल। 14.8. तर्क तत्व

तर्क तत्व को एक अलग एकीकृत सर्किट के रूप में कार्यान्वित किया जा सकता है। अक्सर एक एकीकृत सर्किट में कई तर्क तत्व होते हैं।

लॉजिक सिग्नलों का सरल रूपांतरण करने के लिए डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों (लॉजिक डिवाइस) में लॉजिक गेट्स का उपयोग किया जाता है।

तार्किक तत्वों का वर्गीकरण. तार्किक तत्वों (तथाकथित तर्कशास्त्र) के निम्नलिखित वर्ग प्रतिष्ठित हैं:

अवरोधक-ट्रांजिस्टर तर्क (टीआरएल);

डायोड-ट्रांजिस्टर लॉजिक (डीटीएल);

ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (टीटीएल);

एमिटर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (ईटीएल);

शोट्की डायोड (टीटीएलएस) के साथ ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क;

आर(आर- एमडीपी);

जैसे चैनलों के साथ एमओएस ट्रांजिस्टर पर आधारित तर्क एन(एन- एमडीपी);

एमओएस ट्रांजिस्टर (सीएमओएस, सीएमओएस) पर पूरक स्विच पर आधारित तर्क;

एकीकृत इंजेक्शन तर्क I 2 एल;

गैलियम आर्सेनाइड सेमीकंडक्टर GaAs पर आधारित तर्क।

वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तर्क हैं: टीटीएल, टीटीएलएसएच, सीएमओएस, ईएसएल। तर्क तत्व और अन्य डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निम्नलिखित माइक्रोसर्किट श्रृंखला के भाग के रूप में निर्मित होते हैं: टीटीएल - K155, KM155, K133, KM133; टीटीएलएसएच - 530, केआर531, केएम531, केआर1531, 533, के555, केएम555, 1533, केआर1533; ईएसएल - 100, के500, के1500; सीएमओएस - 564, के561, 1564, केआर1554; GaAs-K6500।

अधिकांश महत्वपूर्ण पैरामीटरतार्किक तत्व:

प्रदर्शन को सिग्नल प्रसार विलंब समय की विशेषता है टी एसपीऔर अधिकतम परिचालन आवृत्ति एफ अधिकतम. यू विलंब का समय आमतौर पर 0.5 के स्तर के अंतर से निर्धारित होता हैइनपुट यू और 0.5Δबाहर एफ अधिकतम.

अधिकतम परिचालन आवृत्ति - यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। भार क्षमता को इनपुट एकीकरण गुणांक द्वारा विशेषता दी जाती है को - यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। भार क्षमता को इनपुट एकीकरण गुणांक द्वारा विशेषता दी जाती हैके बारे में - यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। (कभी-कभी "आउटपुट पूलिंग गुणांक" शब्द का प्रयोग किया जाता है)।परिमाण - यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। भार क्षमता को इनपुट एकीकरण गुणांक द्वारा विशेषता दी जाती है =2…8,- यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। (कभी-कभी "आउटपुट पूलिंग गुणांक" शब्द का प्रयोग किया जाता है)।तार्किक इनपुट की संख्या, मान है - यह वह आवृत्ति है जिस पर सर्किट चालू रहता है। (कभी-कभी "आउटपुट पूलिंग गुणांक" शब्द का प्रयोग किया जाता है)। =20…30.

एक बार यू - समान तार्किक तत्वों की अधिकतम संख्या जो किसी दिए गए तार्किक तत्व के आउटपुट से जुड़ी हो सकती है। उनके विशिष्ट अर्थ हैं:=4...10. बढ़ी हुई भार क्षमता वाले तत्वों के लिएस्थैतिक मोड में शोर प्रतिरक्षा वोल्टेज द्वारा विशेषता है

बिजली की आपूर्ति से माइक्रोसर्किट द्वारा खपत की गई बिजली। यदि यह शक्ति दो तर्क राज्यों के लिए भिन्न है, तो इन राज्यों के लिए औसत बिजली खपत अक्सर रिपोर्ट की जाती है।

वोल्टेज आपूर्ति।

इनपुट उच्च और निम्न थ्रेशोल्ड वोल्टेज यू इनपुट1दहलीजऔर यू इनपुट0दहलीज, तार्किक तत्व की स्थिति में परिवर्तन के अनुरूप।

आउटपुट वोल्टेज उच्च और निम्न स्तर यू आउटपुट1और यू आउटपुट0 .

अन्य मापदंडों का भी उपयोग किया जाता है।

विभिन्न तर्कों के तार्किक तत्वों की विशेषताएं। माइक्रो-सर्किट की एक विशिष्ट श्रृंखला को एक मानक इलेक्ट्रॉनिक इकाई - एक बुनियादी तार्किक तत्व - के उपयोग की विशेषता है। यह तत्व विभिन्न प्रकार के डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण का आधार है।

मूल टीटीएल तत्व इसमें एक मल्टी-एमिटर ट्रांजिस्टर होता है जो तार्किक और ऑपरेशन करता है और एक जटिल इन्वर्टर होता है (चित्र 14.9)।

चावल। 14.9. मूल टीटीएल तत्व

यदि कम वोल्टेज स्तर एक या दोनों इनपुट पर एक साथ लागू किया जाता है, तो मल्टी-एमिटर ट्रांजिस्टर संतृप्ति स्थिति में होता है और ट्रांजिस्टर टी 2 बंद हो जाता है, और इसलिए ट्रांजिस्टर टी 4 भी बंद हो जाता है, यानी आउटपुट में उच्च वोल्टेज स्तर होगा . यदि दोनों इनपुट पर एक उच्च वोल्टेज स्तर एक साथ लागू किया जाता है, तो ट्रांजिस्टर टी 2 खुलता है और संतृप्ति मोड में प्रवेश करता है, जिससे ट्रांजिस्टर टी 4 खुलता है और संतृप्त होता है और ट्रांजिस्टर टी 3 बंद हो जाता है, यानी। AND-NOT फ़ंक्शन कार्यान्वित किया गया है. टीटीएल तत्वों की गति बढ़ाने के लिए डायोड या शोट्की ट्रांजिस्टर वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है।

मूल तार्किक तत्व TTLSH (K555 श्रृंखला के उदाहरण का उपयोग करके)। जैसा आधार तत्व K555 श्रृंखला के चिप्स में प्रयुक्त तत्व

तथा-नहीं (चित्र 14.10, ए), और चित्र में। 14.10, बीशोट्की ट्रांजिस्टर का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व दिखाया गया है।

चावल। 14.10. तर्क तत्व टीटीएलएसएच

ट्रांजिस्टर VT4 एक नियमित द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर है। यदि दोनों इनपुट वोल्टेज यू इनपुट1और यू vx2 उच्च स्तर पर हैं, तो डायोड VD3 और VD4 बंद हैं, ट्रांजिस्टर VT1, VT5 खुले हैं और आउटपुट पर निम्न स्तर का वोल्टेज है। यदि कम से कम एक इनपुट में निम्न स्तर का वोल्टेज है, तो ट्रांजिस्टर VT1 और VT5 बंद हैं, और ट्रांजिस्टर VT3 और VT4 खुले हैं, और इनपुट पर निम्न स्तर का वोल्टेज है। K555 श्रृंखला के TTLSh माइक्रो-सर्किट निम्नलिखित मापदंडों द्वारा विशेषता हैं:

आपूर्ति वोल्टेज +5 में;

निम्न स्तर का आउटपुट वोल्टेज 0.4 से अधिक नहीं में;

आउटपुट वोल्टेज उच्च स्तर 2.5 से कम नहीं में;

शोर प्रतिरक्षा - 0.3 वी से कम नहीं;

औसत सिग्नल प्रसार विलंब समय 20 एन एस;

अधिकतम परिचालन आवृत्ति 25 मेगाहर्टज.

अन्य तर्कों की विशेषताएं. ईएसएल के मूल तार्किक तत्व का आधार एक वर्तमान स्विच है, जिसका सर्किट एक अंतर एम्पलीफायर के समान है। ईएसएल माइक्रोक्रिकिट नकारात्मक वोल्टेज (-4) द्वारा संचालित होता है में K1500 श्रृंखला के लिए)। इस माइक्रोक्रिकिट के ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड में प्रवेश नहीं करते हैं, जो ईएसएल तत्वों के उच्च प्रदर्शन का एक कारण है।

माइक्रो सर्किट में एन-एमओएस और पी-एमओएस स्विच का उपयोग क्रमशः एमओएस ट्रांजिस्टर पर किया जाता है एन-चैनल और गतिशील लोड और एमओएस ट्रांजिस्टर पर पी-चैनल. स्थिर अवस्था में किसी तर्क तत्व द्वारा बिजली की खपत को खत्म करने के लिए, पूरक एमआईएस तर्क तत्वों (सीएमडीपी या सीएमओएस तर्क) का उपयोग किया जाता है।

गैलियम आर्सेनाइड GaAs से बने अर्धचालक पर आधारित तर्क को उच्चतम प्रदर्शन की विशेषता है, जो उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता (सिलिकॉन की तुलना में 3...6 गुना अधिक) का परिणाम है। GaAs-आधारित माइक्रो सर्किट 10 के क्रम की आवृत्तियों पर काम कर सकते हैं गीगा.

हम किस प्रकार के भार की बात कर रहे हैं? हां, किसी के बारे में - रिले, लाइट बल्ब, सोलनॉइड, मोटर, एक साथ कई एलईडी या हेवी-ड्यूटी पावर एलईडी स्पॉटलाइट। संक्षेप में, कोई भी चीज़ जो 15mA से अधिक की खपत करती है और/या 5 वोल्ट से अधिक की आपूर्ति वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए, एक रिले लें। इसे BS-115C होने दें। वाइंडिंग करंट लगभग 80mA है, वाइंडिंग वोल्टेज 12 वोल्ट है। अधिकतम वोल्टेजसंपर्क 250V और 10A।

रिले को माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करना एक ऐसा कार्य है जो लगभग सभी के लिए उत्पन्न होता है। एक समस्या यह है कि माइक्रोकंट्रोलर कॉइल के सामान्य संचालन के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान नहीं कर सकता है। अधिकतम धारानियंत्रक आउटपुट शायद ही कभी 20mA से अधिक हो सकता है और इसे अभी भी अच्छा माना जाता है - एक शक्तिशाली आउटपुट। आमतौर पर 10mA से अधिक नहीं. हां, यहां हमारा वोल्टेज 5 वोल्ट से अधिक नहीं है, और रिले को 12 वोल्ट तक की आवश्यकता होती है। बेशक, पांच वोल्ट वाले रिले हैं, लेकिन वे दोगुने से अधिक करंट की खपत करते हैं। सामान्य तौर पर, जहां भी आप रिले को चूमते हैं, वह गधा होता है। क्या करें?

पहली बात जो दिमाग में आती है वह है ट्रांजिस्टर स्थापित करना। सही समाधान यह है कि ट्रांजिस्टर को सैकड़ों मिलीएम्प्स या यहां तक ​​कि एम्पीयर के लिए भी चुना जा सकता है। यदि एक ट्रांजिस्टर गायब है, तो उन्हें कैस्केड में चालू किया जा सकता है, जब कमजोर ट्रांजिस्टर मजबूत ट्रांजिस्टर खोलता है।

चूंकि हमने स्वीकार कर लिया है कि 1 चालू है और 0 बंद है (यह तर्कसंगत है, हालांकि यह मेरी लंबे समय से चली आ रही आदत का खंडन करता है जो AT89C51 आर्किटेक्चर से आई है), तो 1 बिजली की आपूर्ति करेगा, और 0 लोड को हटा देगा। आइए एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर लें। रिले के लिए 80mA की आवश्यकता होती है, इसलिए हम एक ट्रांजिस्टर की तलाश कर रहे हैं कलेक्टर वर्तमान 80mA से अधिक. आयातित डेटाशीट में इस पैरामीटर को Ic कहा जाता है, हमारे यहां Ic, पहली चीज़ जो दिमाग में आई वह KT315 थी - एक उत्कृष्ट सोवियत ट्रांजिस्टर जिसका उपयोग लगभग हर जगह किया जाता था :) ऐसा नारंगी। इसकी कीमत एक रूबल से अधिक नहीं है। यह KT3107 को किसी भी अक्षर सूचकांक या आयातित BC546 (साथ ही BC547, BC548, BC549) के साथ किराए पर देगा। ट्रांजिस्टर के लिए सबसे पहले टर्मिनलों का उद्देश्य निर्धारित करना आवश्यक है। संग्राहक कहां है, आधार कहां है, और उत्सर्जक कहां है। यह डेटाशीट या संदर्भ पुस्तक का उपयोग करके सबसे अच्छा किया जाता है। उदाहरण के लिए, यहां डेटाशीट का एक अंश दिया गया है:

यदि आप उसे देखें सामने की ओर, शिलालेखों वाला, और पैरों को नीचे करके पकड़ें, फिर निष्कर्ष, बाएं से दाएं: उत्सर्जक, संग्राहक, आधार।

हम ट्रांजिस्टर लेते हैं और इसे इस आरेख के अनुसार जोड़ते हैं:

संग्राहक को भार से, उत्सर्जक को, तीर वाले को, भूमि को। और नियंत्रक आउटपुट का आधार।

एक ट्रांजिस्टर एक करंट एम्पलीफायर है, अर्थात, यदि हम बेस-एमिटर सर्किट के माध्यम से करंट पास करते हैं, तो इनपुट के बराबर करंट कलेक्टर-एमिटर सर्किट से गुजर सकता है, जो कि लाभ h fe से गुणा होता है।
इस ट्रांजिस्टर के लिए h fe कई सौ है। 300 जैसा कुछ, मुझे ठीक से याद नहीं है।

यूनिट पोर्ट पर आपूर्ति किए जाने पर माइक्रोकंट्रोलर का अधिकतम आउटपुट वोल्टेज = 5 वोल्ट (बेस-एमिटर जंक्शन पर 0.7 वोल्ट की वोल्टेज ड्रॉप को यहां उपेक्षित किया जा सकता है)। बेस सर्किट में प्रतिरोध 10,000 ओम है। इसका मतलब यह है कि ओम के नियम के अनुसार करंट, 5/10000 = 0.0005A या 0.5mA के बराबर होगा - एक पूरी तरह से नगण्य करंट जिससे नियंत्रक को पसीना भी नहीं आएगा। और इस समय आउटपुट I c =I be *h fe =0.0005*300 = 0.150A होगा। 150mA, 100mA से अधिक है, लेकिन इसका मतलब यह है कि ट्रांजिस्टर पूरी तरह से खुलेगा और अधिकतम आउटपुट देगा। इसका मतलब है कि हमारे रिलेउहा को पूरा पोषण मिलेगा।

क्या हर कोई खुश है, क्या हर कोई संतुष्ट है? लेकिन नहीं, यहाँ एक गड़बड़ है। रिले में, एक कॉइल का उपयोग एक्चुएटर के रूप में किया जाता है। और कुंडल में एक मजबूत प्रेरकत्व है, इसलिए इसमें वर्तमान को अचानक से काटना असंभव है। यदि आप ऐसा करने का प्रयास करेंगे तो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में संचित स्थितिज ऊर्जा दूसरी जगह निकल जायेगी। शून्य ब्रेक करंट पर, यह स्थान वोल्टेज होगा - करंट के तेज रुकावट के साथ, कॉइल में वोल्टेज का एक शक्तिशाली उछाल होगा, सैकड़ों वोल्ट। यदि किसी यांत्रिक संपर्क से धारा बाधित होती है, तो हवा का टूटना होगा - एक चिंगारी। और यदि आप इसे ट्रांजिस्टर से काट देंगे, तो यह आसानी से नष्ट हो जाएगा।

हमें कुछ करने की ज़रूरत है, कुंडल की ऊर्जा को कहीं न कहीं लगाने की। कोई बात नहीं, हम डायोड लगाकर इसे अपने पास बंद कर लेंगे। सामान्य ऑपरेशन के दौरान, डायोड को वोल्टेज के विपरीत चालू किया जाता है और इसमें कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है। और जब बंद कर दिया जाता है, तो इंडक्शन पर वोल्टेज दूसरी दिशा में होगा और डायोड से होकर गुजरेगा।

सच है, वोल्टेज सर्ज वाले ये गेम डिवाइस के बिजली आपूर्ति नेटवर्क की स्थिरता पर बुरा प्रभाव डालते हैं, इसलिए बिजली आपूर्ति के प्लस और माइनस के बीच कॉइल के पास एक और सौ माइक्रोफ़ारड के इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को पेंच करना समझ में आता है। वह कार्यभार संभालेंगे के सबसेस्पंदन.

सुंदरता! लेकिन आप और भी बेहतर कर सकते हैं - अपनी खपत कम करें। रिले में काफी बड़ा ब्रेकिंग करंट होता है, लेकिन आर्मेचर होल्डिंग करंट तीन गुना कम होता है। यह आप पर निर्भर करता है, लेकिन टॉड द्वारा मुझ पर दबाव डाला जाता है कि मैं रील को उसकी आवश्यकता से अधिक खिलाऊं। इसका मतलब है हीटिंग और ऊर्जा की खपत और भी बहुत कुछ। हम एक अवरोधक के साथ दस माइक्रोफ़ारड का एक ध्रुवीय संधारित्र भी लेते हैं और सर्किट में डालते हैं। अब क्या होता है:

जब ट्रांजिस्टर खुलता है, तो कैपेसिटर C2 अभी तक चार्ज नहीं हुआ है, जिसका अर्थ है कि इसके चार्ज के समय यह लगभग प्रतिनिधित्व करता है शार्ट सर्किटऔर धारा बिना किसी प्रतिबंध के कुंडली के माध्यम से प्रवाहित होती है। लंबे समय के लिए नहीं, लेकिन यह रिले आर्मेचर को उसके स्थान से तोड़ने के लिए पर्याप्त है। फिर कैपेसिटर चार्ज हो जाएगा और एक खुले सर्किट में बदल जाएगा। और रिले को एक वर्तमान सीमित अवरोधक के माध्यम से संचालित किया जाएगा। अवरोधक और संधारित्र का चयन इस प्रकार किया जाना चाहिए कि रिले स्पष्ट रूप से संचालित हो।
ट्रांजिस्टर बंद होने के बाद, संधारित्र अवरोधक के माध्यम से डिस्चार्ज हो जाता है। इससे विपरीत समस्या उत्पन्न होती है - यदि आप तुरंत रिले को चालू करने का प्रयास करते हैं जब संधारित्र अभी तक डिस्चार्ज नहीं हुआ है, तो झटके के लिए पर्याप्त करंट नहीं हो सकता है। इसलिए यहां हमें यह सोचने की जरूरत है कि रिले किस गति से क्लिक करेगी। बेशक, कॉन्डर एक सेकंड में डिस्चार्ज हो जाएगा, लेकिन कभी-कभी यह बहुत ज्यादा होता है।

आइए एक और अपग्रेड जोड़ें।
जब रिले खुलता है, तो ऊर्जा चुंबकीय क्षेत्रडायोड के माध्यम से जारी किया जाता है, केवल उसी समय कॉइल में करंट प्रवाहित होता रहता है, जिसका अर्थ है कि यह आर्मेचर को पकड़कर रखता है। नियंत्रण सिग्नल को हटाने और संपर्क समूह के नष्ट होने के बीच का समय बढ़ जाता है। जैपाडलो. धारा के प्रवाह में बाधा डालना आवश्यक है, लेकिन ऐसा कि यह ट्रांजिस्टर को न मारे। आइए ट्रांजिस्टर के सीमित ब्रेकडाउन वोल्टेज के नीचे एक ओपनिंग वोल्टेज वाले जेनर डायोड को प्लग करें।
डेटाशीट के एक टुकड़े से यह देखा जा सकता है कि BC549 के लिए अधिकतम कलेक्टर-बेस वोल्टेज 30 वोल्ट है। हमने 27 वोल्ट के लिए जेनर डायोड में पेंच लगाया - लाभ!

परिणामस्वरूप, हम कॉइल पर वोल्टेज उछाल प्रदान करते हैं, लेकिन यह नियंत्रित होता है और महत्वपूर्ण ब्रेकडाउन बिंदु से नीचे होता है। इस प्रकार, हम शटडाउन विलंब को महत्वपूर्ण रूप से (कई गुना!) कम कर देते हैं।

अब आप अपने आप को संतुष्ट रूप से फैला सकते हैं और अपने शलजम को दर्द से खरोंचना शुरू कर सकते हैं ताकि यह पता चल सके कि इस सारे कचरे को कैसे रखा जाए मुद्रित सर्किट बोर्ड... हमें समझौतों की तलाश करनी होगी और किसी दी गई योजना में केवल वही छोड़ना होगा जो आवश्यक है। लेकिन यह एक इंजीनियरिंग प्रवृत्ति है और अनुभव के साथ आती है।

बेशक, एक रिले के बजाय, आप एक प्रकाश बल्ब और एक सोलनॉइड, और यहां तक ​​​​कि एक मोटर भी प्लग कर सकते हैं, अगर करंट प्रवाहित होता है। रिले को एक उदाहरण के रूप में लिया गया है। बेशक, प्रकाश बल्ब को संपूर्ण डायोड-कैपेसिटर किट की आवश्यकता नहीं होती है।

अभी के लिए इतना ही काफी है. अगली बार मैं आपको डार्लिंगटन असेंबली और एमओएसएफईटी स्विच के बारे में बताऊंगा।