Izskaidrotas pamata elektroniskās shēmas - iesācēju rokasgrāmata elektronikā

Zemāk esošajā rakstā ir visaptveroši apspriesti visi pamata fakti, teorijas un informācija par tādu elektronisko komponentu kā rezistori, kondensatori, tranzistori, MOSFET, UJT, triaki, SCR darbību un izmantošanu.

Dažādas šeit izskaidrotās mazās pamata elektroniskās shēmas var efektīvi izmantot kā celtniecības klucīši vai moduļi daudzpakāpju shēmu izveidei, dizainus integrējot savā starpā.

Mēs sāksim apmācības ar rezistoriem un mēģināsim izprast to darbību un pielietojumu.

Bet, pirms mēs sākam, ātri apkoposim dažādos elektroniskos simbolus, kas tiks izmantoti šī raksta shēmās.

Kā darbojas rezistori

The rezistoru funkcija ir piedāvāt pretestību strāvas plūsmai. Pretestības mērvienība ir Ohm.

Ja 1 Ohm rezistoram tiek piemērota potenciālā starpība 1 V, saskaņā ar Ohma likumu tiks izspiesta 1 ampēra strāva.

Spriegums (V) darbojas kā potenciāla starpība rezistorā (R)

Strāva (I) veido elektronu plūsmu caur rezistoru (R).

Ja mēs zinām divu šo 3 elementu V, I un R vērtības, trešā nezināmā elementa vērtību varētu viegli aprēķināt, izmantojot šādu Ohma likumu:

V = I x R, vai I = V / R, vai R = V / I

Kad strāva plūst caur rezistoru, tā izkliedēs jaudu, kuru var aprēķināt, izmantojot šādas formulas:

P = V X I vai P = I^divix R

Rezultāts no iepriekš minētās formulas būs vatos, kas nozīmē, ka jaudas vienība ir vats.

Vienmēr ir svarīgi pārliecināties, vai visi formulas elementi ir izteikti ar standarta vienībām. Piemēram, ja tiek izmantots milivolts, tad tas jāpārvērš voltos, līdzīgi miliampi jāpārvērš ampēros, un miliohmi vai kiloOhm jāpārrēķina omos, vienlaikus ievadot vērtības formulā.

Lielākajā daļā lietojumu rezistora jauda ir 1/4 vatu 5%, ja vien īpašiem gadījumiem, kad strāva ir ārkārtīgi liela, nav norādīts citādi.

Rezistori sērijveida un paralēlos savienojumos

Rezistoru vērtības var pielāgot dažādām pielāgotām vērtībām, pievienojot virknes vai paralēlos tīklos vērtības. Tomēr šādu tīklu iegūtās vērtības ir precīzi jāaprēķina, izmantojot tālāk norādītās formulas:

Kā izmantot rezistorus

Parasti tiek izmantots rezistors ierobežot strāvu izmantojot virkni slodzes, piemēram, lampu, LED, audio sistēmu, tranzistoru utt., lai pasargātu šīs neaizsargātās ierīces no pārmērīgas strāvas.

Iepriekš minētajā piemērā strāvas gan LED varētu aprēķināt, izmantojot Ohma likumu. Tomēr gaismas diode var sākt nedegt pareizi, kamēr nav piemērots minimālais priekšējā sprieguma līmenis, kas var būt no 2 V līdz 2,5 V (RED LED), tāpēc formula, kuru var izmantot, lai aprēķinātu strāvu caur LED būt

Es = (6 - 2) / R

Potenciālais dalītājs

Rezistorus var izmantot kā potenciālie dalītāji , barošanas sprieguma samazināšanai līdz vēlamajam zemākajam līmenim, kā parādīts šajā diagrammā:

Tomēr šādus pretestības dalītājus var izmantot atskaites spriegumu ģenerēšanai, tikai augstas pretestības avotiem. Izeju nevar izmantot tieši slodzes darbināšanai, jo iesaistītie rezistori ievērojami samazinātu strāvu.

Vītstounas tilta ķēde

Kviešu akmens tiltu tīkls ir ķēde, ko izmanto rezistoru vērtību ļoti precīzai mērīšanai.

Zemāk ir parādīta wheatsone tilta tīkla galvenā shēma:

Kviešu akmens tilta darba detaļas un to, kā atrast precīzus rezultātus, izmantojot šo tīklu, ir paskaidrota iepriekš redzamajā diagrammā.

Precīzā Vītstouna tilta ķēde

Kviešu akmens tilta ķēde, kas parādīta blakus esošajā attēlā, ļauj lietotājam ļoti precīzi izmērīt nezināma rezistora (R3) vērtību. Lai to izdarītu, arī zināmo rezistoru R1 un R2 vērtējumam jābūt precīzam (1% tips). R4 jābūt potenciometram, kuru varētu precīzi kalibrēt paredzētajiem rādījumiem. R5 var būt iepriekš iestatīts, kas novietots kā strāvas stabilizators no strāvas avota. Rezistors R6 un slēdzis S1 darbojas kā šunta tīkls, lai nodrošinātu pietiekamu skaitītāja M1 aizsardzību. Lai sāktu testēšanas procedūru, lietotājam jāpielāgo R4, līdz skaitītāja M1 rādījums ir nulle. Nosacījums ir tāds, ka R3 būs vienāds ar R4 korekciju. Gadījumā, ja R1 nav identisks R2, R3 vērtības noteikšanai var izmantot šādu formulu. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondensatori

Kondensatori darbojas uzglabājot elektrisko lādiņu pāris iekšējās plāksnēs, kas veido arī elementa gala vadus. Kondensatoru mērvienība ir Farada.

Kondensators, kura nomināls ir 1 Farad, ja tas ir savienots ar 1 voltu barošanu, spēs uzglabāt 6,28 x 10 lādiņu¹⁸elektroni.

Tomēr praktiskajā elektronikā Faradu kondensatori tiek uzskatīti par pārāk lieliem un nekad netiek izmantoti. Tā vietā tiek izmantotas daudz mazākas kondensatora vienības, piemēram, picofarad (pF), nanofarad (nF) un mikrofarad (uF).

Attiecības starp iepriekšminētajām vienībām var saprast no šīs tabulas, un to var izmantot arī vienas vienības pārveidošanai citā.

• 1 Farads = 1 F
• 1 mikrofarāde = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarads = 1 nF = 10^-9F
• 1 pikofarads = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Kondensatora uzlāde un izlāde

Kondensators uzreiz uzlādēsies, kad tā vadi būs savienoti ar atbilstošu sprieguma padevi.

The uzlādes process var aizkavēt vai padarīt lēnāku, pievienojot rezistoru virknē ar barošanas ieeju, kā parādīts iepriekšējās diagrammās.

Izvadīšanas process ir arī līdzīgs, bet tieši pretēji. Kondensators uzreiz izlādēsies, kad tā vadi būs saīsināti. Izlādes procesu varētu proporcionāli palēnināt, pievienojot rezistoru virknē ar vadiem.

Kondensators sērijā

Kondensatorus var pievienot virknē, savienojot to vadus savā starpā, kā parādīts zemāk. Polarizētiem kondensatoriem savienojumam jābūt tādam, lai viena kondensatora anods savienotos ar otra kondensatora katodu utt. Nepolāriem kondensatoriem vadus var savienot jebkurā veidā.

Savienojot virknē, kapacitātes vērtība samazinās, piemēram, ja divi 1 uF kondensatori ir savienoti virknē, iegūtā vērtība kļūst par 0,5 uF. Šķiet, ka tas ir tieši pretējs rezistoriem.

Savienojot sērijveidā, tas summē kondensatoru nominālo spriegumu vai sadalījuma sprieguma vērtības. Piemēram, ja divi 25 V nominālie kondensatori ir savienoti virknē, to sprieguma pielaides diapazons summējas un palielinās līdz 50 V

Kondensatori paralēli

Kondensatorus var savienot arī paralēli, savienojot to vadus kopīgi, kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā. Polarizētiem kondensatoriem spailēm ar līdzīgiem poliem jābūt savienotiem savā starpā, nepolāriem vāciņiem šo ierobežojumu var neņemt vērā. Savienojot paralēli, palielinās kondensatoru kopējā vērtība, kas ir tieši pretēja rezistoru gadījumā.

Svarīgs: Uzlādēts kondensators var turēt lādiņu starp saviem spailēm ievērojami ilgu laiku. Ja spriegums ir pietiekami augsts 100 V un augstākā diapazonā, pieskaroties vadiem, tas var izraisīt sāpīgu triecienu. Mazākam sprieguma līmenim var būt pietiekami daudz jaudas, lai pat izkausētu nelielu metāla gabalu, kad metāls tiek ievests starp kondensatora vadiem.

Kā lietot kondensatorus

Signālu filtrēšana : Kondensatoru var izmantot filtrēšanas spriegumi dažos veidos. Kad tas ir savienots ar maiņstrāvas padevi, tas var vājināt signālu, iezemējot daļu no tā satura un pieļaujot izejā vidējo pieņemamo vērtību.

Līdzstrāvas bloķēšana: Kondensatoru var izmantot sērijveida savienojumā, lai bloķētu līdzstrāvas spriegumu un caur to virzītu maiņstrāvas vai pulsējošu līdzstrāvas saturu. Šī funkcija ļauj audio iekārtām ieejas / izejas savienojumos izmantot kondensatorus, lai nodrošinātu audio frekvenču pāreju un novērstu nevēlama līdzstrāvas sprieguma iekļūšanu pastiprināšanas līnijā.

Barošanas avota filtrs: Kondensatori darbojas arī kā Līdzstrāvas padeves filtri barošanas ķēdēs. Barošanas blokā pēc maiņstrāvas signāla izlabošanas iegūtais līdzstrāvas avots var būt pilns ar pulsācijas svārstībām. Liela apjoma kondensators, kas savienots pāri šim pulsācijas spriegumam, rada ievērojamu filtrācijas daudzumu, izraisot svārstīgo līdzstrāvas kļūšanu par pastāvīgu līdzstrāvu ar viļņiem, kas samazināti līdz daudzumam, ko nosaka kondensatora vērtība.

Kā izveidot integratoru

Integratora ķēdes funkcija ir kvadrātveida viļņu signāla formēšana trīsstūra viļņu formā caur rezistoru, kondensatoru vai RC tīkls , kā parādīts iepriekšējā attēlā. Šeit mēs varam redzēt, ka rezistors atrodas ieejas pusē un ir savienots virknē ar līniju, savukārt kondensators ir savienots ar izejas pusi, pāri rezistora izejas galam un iezemētajai līnijai.

RC komponenti darbojas kā laika konstante ķēdē, kura reizinājumam jābūt 10 reizes lielākam par ieejas signāla periodu. Pretējā gadījumā tas var samazināt izejas trijstūra viļņa amplitūdu. Šādos apstākļos ķēde darbosies kā zemfrekvences filtrs, kas bloķē augstas frekvences ieejas.

Kā padarīt diferenciatoru

Diferencatora ķēdes funkcija ir kvadrātveida viļņu ievades signāla pārveidošana par viļņotu viļņu formu, kurai ir strauja augšupejoša un lēni krītoša viļņu forma. RC laika konstantes vērtībai šajā gadījumā jābūt 1/10 no ievades cikliem. Diferencatora shēmas parasti izmanto īsu un asu sprūda impulsu ģenerēšanai.

Diodes un taisngrieži

Diodes un taisngrieži ir iedalīti kategorijās pusvadītāju ierīces , kas paredzēti strāvas izlaišanai tikai vienā noteiktā virzienā, bet bloķē pretējā virzienā. Tomēr uz diode vai diode balstīti moduļi nesāks iziet strāvu vai vadīt, kamēr nav iegūts nepieciešamais minimālais priekšējā sprieguma līmenis. Piemēram, silīcija diode vadīs tikai tad, ja pielietotais spriegums būs virs 0,6 V, bet germānija diode vadīs vismaz pie 0,3 V. Ja divas divas diodes ir savienotas virknē, tad šī priekšējā sprieguma prasība arī dubultosies līdz 1,2 V, un tā tālāk.

Diodu izmantošana kā sprieguma pilinātājs

Kā mēs apspriedām iepriekšējā punktā, diodēm, lai sāktu vadīt, ir nepieciešams aptuveni 0,6 V, tas arī nozīmē, ka diode samazinātu šo sprieguma līmeni visā izejā un zemē. Piemēram, ja tiek izmantots 1 V, diode katodā rada 1 - 0,6 = 0,4 V.

Šī funkcija ļauj diodes izmantot kā sprieguma pilinātājs . Jebkuru vēlamo sprieguma kritumu var panākt, sērijveidā savienojot atbilstošo diodu skaitu. Tāpēc, ja 4 diodes ir savienotas virknē, tas izejā radīs kopējo atskaitījumu 0,6 x 4 = 2,4 V un tā tālāk.

Šī aprēķināšanas formula ir sniegta zemāk:

Izejas spriegums = Ieejas spriegums - (diodu skaits x 0,6)

Diodes izmantošana kā sprieguma regulators

Diodes to priekšējā sprieguma samazināšanas funkcijas dēļ var izmantot arī stabilu atskaites spriegumu ģenerēšanai, kā parādīts blakus diagrammā. Izejas spriegumu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

R1 = (Vin - Vout) / I

Pārliecinieties, ka D1 un R1 komponentiem izmantojiet pareizu jaudu atbilstoši slodzes jaudai. Viņiem jānovērtē vismaz divas reizes vairāk nekā slodze.

Trīsstūris uz sinusa viļņu pārveidotāju

Diodes var darboties arī kā trīsstūra viļņa sinusa viļņu pārveidotājs , kā norādīts iepriekšējā diagrammā. Izejas sinusa viļņa amplitūda būs atkarīga no diodu skaita sērijās ar D1 un D2.

Pīķa nolasīšanas voltmetrs

Diodes var konfigurēt arī maksimālā sprieguma nolasīšanai uz voltmetru. Šeit diode darbojas kā pusviļņu taisngriezis, ļaujot frekvences puscikliem uzlādēt kondensatoru C1 līdz ieejas sprieguma maksimālajai vērtībai. Pēc tam skaitītājs parāda šo maksimālo vērtību, izmantojot tās novirzi.

Reversās polaritātes aizsargs

Šī ir viena no ļoti izplatītajām diodes lietojumprogrammām, kas izmanto diode, lai aizsargātu ķēdi pret nejaušu apgrieztu barošanas savienojumu.

Atpakaļ EMF un pārejošais aizsargs

Kad induktīvā slodze tiek pārslēgta caur tranzistora draiveri vai IC, atkarībā no tā induktivitātes vērtības šī induktīvā slodze var radīt augstsprieguma EMF, ko sauc arī par reversajiem pārejas periodiem, kuriem var būt potenciāls izraisīt tūlītēju vadītāja tranzistora iznīcināšanu vai IC. Diods, kas novietots paralēli slodzei, var viegli apiet šo situāciju. Diodes šāda veida konfigurācijā ir pazīstamas kā brīvriteņa diode.

Pārejošā protektora lietojumā diods parasti ir savienots pāri induktīvajai slodzei, lai ļautu apiet reverso pārejas procesu no induktīvās komutācijas caur diodi.

Tas neitralizē smaili vai īslaicīgu īssavienojumu ar diode. Ja diode netiek izmantota, aizmugurējā EMF pāreja iet caur vadītāja tranzistoru vai ķēdi pretējā virzienā, radot tūlītēju ierīces bojājumu.

Skaitītāja aizsargs

Kustīgais spoles skaitītājs var būt ļoti jutīgs instrumenta gabals, kas var nopietni sabojāties, ja apgādes ievads tiek mainīts. Paralēli savienots diode var pasargāt skaitītāju no šīs situācijas.

Viļņu formas griezējs

Diodi var izmantot, lai sasmalcinātu un nogrieztu viļņa formas pīķus, kā parādīts iepriekšējā diagrammā, un izveidotu izvadi ar samazinātu vidējās vērtības viļņu formu. Rezistors R2 var būt katls izgriešanas līmeņa pielāgošanai.

Pilna viļņa griezējs

Pirmajai griešanas ķēdei ir iespēja sagriezt viļņa formas pozitīvo daļu. Lai iespējotu ieejas viļņu abu galu apgriešanu, paralēli pretējai polaritātei varētu izmantot divas diodes, kā parādīts iepriekš.

Pust viļņu taisngriezis

Ja diodi izmanto kā pusviļņu taisngriezi ar maiņstrāvas ieeju, tas bloķē pusi apgrieztās ievades maiņstrāvas ciklus un ļauj tam iziet cauri tikai otrai pusei, izveidojot pusviļņu cikla izejas, līdz ar to arī nosaukums pusviļņu taisngriezis.

Tā kā maiņstrāvas puscikls tiek noņemts ar diode, izeja kļūst līdzstrāvas un ķēdi sauc arī par pusviļņa līdzstrāvas pārveidotāja ķēdi. Bez filtra kondensatora izeja būs pulsējoša pusviļņa līdzstrāva.

Iepriekšējo diagrammu var modificēt, izmantojot divas diodes, lai iegūtu divas atsevišķas izejas ar pretējām maiņstrāvas pusēm, kas iztaisnotas atbilstošās līdzstrāvas polaritātēs.

Pilna viļņu taisngriezis

Pilna viļņa taisngriezis vai a tilta taisngriezis ir ķēde, kas uzbūvēta, izmantojot 4 taisngrieža diodes tiltu konfigurācijā, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā. Šīs tilta taisngriežu ķēdes īpatnība ir tā, ka tā spēj pārveidot gan ieejas pozitīvo, gan negatīvo pusi ciklu pilnā viļņa līdzstrāvas izejā.

Pulsējošajai līdzstrāvai tilta izejā būs divreiz lielāka frekvence par ieejas maiņstrāvu, jo negatīvā un pozitīvā puscikla impulsi tiek iekļauti vienā pozitīva impulsa ķēdē.

Sprieguma divkāršošanas modulis

Diodes var ieviest arī kā spriegums dubultā kaskādē pāris diodes ar pāris elektrolītiskajiem kondensatoriem. Ieejai jābūt pulsējošas līdzstrāvas vai maiņstrāvas formā, kā rezultātā izeja ģenerē aptuveni divas reizes lielāku spriegumu nekā ieeja. Ieejas pulsējošā frekvence var būt no a IC 555 oscilators .

Sprieguma dubultotājs, izmantojot tilta taisngriezi

Var izmantot arī līdzstrāvas līdz līdzstrāvas sprieguma divkāršotāju, izmantojot tilta taisngriezi un pāris elektrolītiskā filtra kondensatorus, kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā. Tilta taisngrieža izmantošana palielinās dubultošanās efekta efektivitāti strāvas izteiksmē, salīdzinot ar iepriekšējo kaskādes dubulto.

Spriegums četrvietīgs

Iepriekš paskaidrots sprieguma reizinātājs shēmas ir paredzētas, lai radītu 2 reizes lielāku izvadi nekā ieejas maksimuma līmeņi, tomēr, ja lietojumprogrammai ir vajadzīgi vēl augstāki reizināšanas līmeņi četrreiz lielāka sprieguma secībā, tad šo sprieguma četrkāršojošo ķēdi varētu izmantot.

Šeit ķēde tiek izgatavota, izmantojot 4 kaskādes diodes un kondensatorus, lai izejā iegūtu 4 reizes lielāku spriegumu, nekā ieejas frekvences maksimumu.

Diode VAI vārti

Diodes var pieslēgt, lai atdarinātu OR loģiskos vārtus, izmantojot ķēdi, kā parādīts iepriekš. Blakus esošā patiesības tabula parāda izejas loģiku, reaģējot uz divu loģisko ievadu kombināciju.

NOR vārti, izmantojot diodes

Tāpat kā OR vārti, arī NOR vārti var tikt atkārtoti, izmantojot pāris diodes, kā parādīts iepriekš.

UN vārti NAND vārti, izmantojot diodes

Var būt iespējams arī realizēt citus loģiskos vārtus, piemēram, AND gate un NAND gate, izmantojot diodes, kā parādīts iepriekšējās diagrammās. Blakus diagrammām parādītās patiesības tabulas sniedz precīzu nepieciešamo loģisko atbildi no iestatītajiem uzņēmumiem.

Zenera diode ķēdes moduļi

Atšķirība starp taisngriezi un zenera diode ir tas, ka taisngrieža diode vienmēr bloķēs reverso līdzstrāvas potenciālu, savukārt zenera diode bloķēs reverso līdzstrāvas potenciālu tikai līdz tā sadalījuma sliekšņa (zenera sprieguma vērtības) sasniegšanai, un pēc tam tā pilnībā ieslēgsies un ļaus DC iziet cauri caur to pilnībā.

Virzienā uz priekšu zener darbosies līdzīgi taisngrieža diodei un ļaus spriegumam darboties, kad būs sasniegts minimālais spriegums uz priekšu 0,6 V. Tādējādi zenera diode var tikt definēts kā sprieguma jutīgs slēdzis, kas vada un ieslēdzas, kad tiek sasniegts noteikts sprieguma slieksnis, ko nosaka zenera sadalījuma vērtība.

Piemēram, 4,7 V zeneris sāks darboties apgrieztā secībā, tiklīdz būs sasniegts 4,7 V, savukārt virzienā uz priekšu tam būs vajadzīgs tikai 0,6 V potenciāls. Zemāk redzamajā diagrammā jums ātri sniegts skaidrojums.

Zener sprieguma regulators

Lai izveidotu, var izmantot zenera diode stabilizētas sprieguma izejas kā parādīts blakus diagrammā, izmantojot ierobežojošo rezistoru. Ierobežojošais rezistors R1 ierobežo maksimālo pieļaujamo strāvu zeneram un pasargā to no degšanas pārmērīgas strāvas dēļ.

Sprieguma indikatora modulis

Tā kā zenera diodes ir pieejamas ar dažādiem sadalījuma sprieguma līmeņiem, iespēju varētu izmantot, lai padarītu efektīvu, bet vienkāršu sprieguma indikators izmantojot atbilstošu zenera pakāpi, kā parādīts iepriekšējā diagrammā.

Sprieguma pārslēdzējs

Zenera diodes var izmantot arī sprieguma līmeņa novirzīšanai uz kādu citu līmeni, izmantojot piemērotas zenera diode vērtības, atbilstoši lietojuma vajadzībām.

Sprieguma griezējs

Zenera diodes, kas ir sprieguma kontrolēts slēdzis, var izmantot, lai mainītu maiņstrāvas viļņu amplitūdu līdz zemākam vēlamajam līmenim atkarībā no tā sadalījuma pakāpes, kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā.

Bipolārā savienojuma tranzistora (BJT) shēmas moduļi

Bipolāri savienojuma tranzistori vai BJT ir viena no vissvarīgākajām pusvadītāju ierīcēm elektronisko komponentu saimē, un tā veido gandrīz visu elektronisko shēmu pamatelementus.

BJT ir daudzpusīgas pusvadītāju ierīces, kuras var konfigurēt un pielāgot jebkuras vēlamās elektroniskās lietojumprogrammas ieviešanai.

Turpmākajos punktos apkopoti BJT lietojumprogrammu ķēdes, kuras varētu izmantot kā ķēdes moduļus neskaitāmu dažādu pielāgotu ķēžu lietojumu konstruēšanai atbilstoši lietotāja prasībām.

Apspriedīsim tos sīkāk, izmantojot šādus dizainus.

VAI vārtu modulis

Izmantojot pāris BJT un dažus rezistorus, OR ieviešanai varētu izveidot ātru VAI vārtu dizainu loģiskās izejas atbildot uz dažādām ievades loģikas kombinācijām, kā norādīts iepriekš diagrammā parādītajā patiesības tabulā.

NOR vārtu modulis

Ar dažām piemērotām modifikācijām iepriekš izskaidroto VAI vārtu konfigurāciju varētu pārveidot par NOR vārtu ķēdi, lai ieviestu norādītās NOR loģikas funkcijas.

UN vārtu modulis

Ja jums nav ātras piekļuves UN vārtu loģikas IC, iespējams, jūs varat konfigurēt pāris BJT, lai izveidotu AND loģisko vārtu ķēdi un izpildītu iepriekš norādītās AND loģikas funkcijas.

NAND vārtu modulis

BJT daudzpusība ļauj BJT izveidot jebkuru vēlamo loģisko funkciju shēmu un a NAND vārti pieteikums nav izņēmums. Atkal, izmantojot pāris BJT, jūs varat ātri izveidot un ieviest NAND loģisko vārtu ķēdi, kā parādīts attēlā iepriekš.

Transistors kā slēdži

Kā norādīts diagrammā iepriekš a BJT var vienkārši izmantot kā līdzstrāvas slēdzi piemērotas slodzes ieslēgšanai ON / OF. Parādītajā piemērā mehāniskais slēdzis S1 atdarina loģiski augstu vai zemu ieeju, kas liek BJT ieslēgt / izslēgt pievienoto LED. Tā kā tiek parādīts NPN tranzistors, S1 pozitīvais savienojums izraisa BJT slēdža ieslēgšanu LED kreisajā ķēdē, savukārt labās puses ķēdē LED ir izslēgts, kad S1 ir novietots slēdža pozitīvajā sekcijā.

Sprieguma pārveidotājs

BJT slēdzi, kā paskaidrots iepriekšējā punktā, var pieslēgt arī kā sprieguma invertoru, kas nozīmē izejas reakcijas radīšanu pretēji ievades atbildei. Iepriekš minētajā piemērā izejas gaismas diode ieslēdzas, ja nav sprieguma punktā A, un izslēgsies, ja ir spriegums punktā A.

BJT pastiprinātāja modulis

BJT var konfigurēt kā vienkāršu spriegumu / strāvu pastiprinātājs maza ieejas signāla pastiprināšanai daudz augstākā līmenī, kas līdzvērtīgs izmantotajam barošanas spriegumam. Shēma ir parādīta šajā diagrammā

BJT releja draivera modulis

The tranzistora pastiprinātājs iepriekš aprakstīto, var izmantot tādām lietojumprogrammām kā a stafetes vadītājs , kurā augstāku sprieguma releju varētu iedarbināt, izmantojot nelielu ieejas signāla spriegumu, kā parādīts zemāk dotajā attēlā. Releju var iedarbināt, reaģējot uz ieejas signālu, kas saņemts no konkrēta zema signāla sensora vai detektora ierīces, piemēram, LDR , Mikrofons, TILTS , LM35 , termistors, ultraskaņas utt.

Releja kontroliera modulis

Tikai divus BJT var pieslēgt kā a releja mirgotājs kā parādīts attēlā zemāk. Ķēde pulsēs releju ON / OFF ar noteiktu ātrumu, ko var noregulēt, izmantojot divus mainīgos rezistorus R1 un R4.

Pastāvīgas strāvas LED draivera modulis

Ja jūs meklējat lētu, tomēr ļoti uzticamu strāvas kontrolierīces ķēdi jūsu LED, varat to ātri izveidot, izmantojot divu tranzistoru konfigurāciju, kā parādīts nākamajā attēlā.

3V audio pastiprinātāja modulis

Šis 3 V audio pastiprinātājs var izmantot kā izejas posmu jebkurai skaņas sistēmai, piemēram, radio, mikrofonam, mikserim, trauksmes signālam utt. Galvenais aktīvais elements ir tranzistors Q1, savukārt ieejas izejas transformatori darbojas kā papildu pakāpieni, lai radītu augstas pastiprināšanas audio pastiprinātāju.

Divpakāpju audio pastiprinātāja modulis

Augstākam amplifikācijas līmenim var izmantot divus tranzistora pastiprinātājus, kā parādīts šajā diagrammā. Šeit ieejas pusē ir iekļauts papildu tranzistors, lai gan ieejas transformators ir izslēgts, padarot ķēdi kompaktāku un efektīvāku.

MIC pastiprinātāja modulis

Zemāk redzamajā attēlā redzams a pamata priekšpastiprinātājs shēmas modulis, ko var izmantot ar jebkuru standartu elektrets MIC tā mazā 2 mV signāla paaugstināšanai samērā augstākā 100 mV līmenī, kas var būt vienkārši piemērots integrēšanai jaudas pastiprinātājā.

Audio miksera modulis

Ja jums ir lietojumprogramma, kurā divi dažādi audio signāli ir jāsajauc un jāapludina vienā izvadā, tad šāda shēma darbosies labi. Īstenošanai tā izmanto vienu BJT un dažus rezistorus. Divi mainīgie rezistori ieejas pusē nosaka signāla daudzumu, ko var sajaukt pāri abiem avotiem, lai pastiprinātu pēc vēlamajām attiecībām.

Vienkāršs oscilatoru modulis

An oscilators faktiski ir frekvences ģenerators, ko var izmantot, lai radītu mūzikas signālu pār skaļruni. Šādas oscilatora ķēdes vienkāršākā versija ir parādīta zemāk, izmantojot tikai pāris BJT. R3 kontrolē frekvenci no oscilatora, kas arī maina skaļruņa skaņas signālu.

LC oscilatoru modulis

Iepriekš minētajā piemērā mēs iemācījāmies tranzistora oscilatoru, kura pamatā ir RC. Šis attēls izskaidro vienkāršu atsevišķu tranzistoru, LC bāzes vai induktivitātes, uz kapacitātes balstītu oscilatora ķēdes moduli. Induktora detaļas ir norādītas diagrammā. Iepriekš iestatīto R1 var izmantot, lai mainītu toņa frekvenci no oscilatora.

Metronomu shēma

Mēs jau esam izpētījuši dažus metronoms ķēdes, kas atrodas vietnes sākumā, zemāk parādīta vienkārša divu tranzistoru metronomu shēma.

Loģiskā zonde

TO loģiskās zondes ķēde ir svarīgs aprīkojums svarīgu shēmas plates kļūdu novēršanai. Vienību var izgatavot, izmantojot vismaz vienu tranzistoru un dažus rezistorus. Pilns dizains ir parādīts nākamajā diagrammā.

Regulējams sirēnas ķēdes modulis

Ļoti noderīga un jaudīga sirēnas ķēde var izveidot, kā parādīts šajā diagrammā. Kontūrā a ģenerēšanai tiek izmantoti tikai divi tranzistori augoša un krītoša tipa sirēnas skaņa , kuru var pārslēgt, izmantojot S1. Slēdzis S2 izvēlas toņa frekvenču diapazonu, augstāka frekvence radīs skaļruņu skaņu nekā zemākās frekvences. R4 ļauj lietotājam vēl vairāk mainīt signālu izvēlētajā diapazonā.

Baltā trokšņa ģeneratora modulis

Baltais troksnis ir skaņas frekvence, kas rada zemas frekvences šņācošu skaņas veidu, piemēram, skaņu, kas dzirdama pastāvīgu stipru nokrišņu laikā, no nenoregulētas FM stacijas vai no televizora, kas nav pievienots kabeļa savienojumam, ātrgaitas ventilators utt.

Iepriekš minētais atsevišķais tranzistors radīs līdzīgu balto troksni, kad tā izeja ir savienota ar piemērotu pastiprinātāju.

Pārslēdziet debouncer moduli

Šo slēdža debitera slēdzi var izmantot ar spiedpogas slēdzi, lai nodrošinātu, ka ķēde, kuru kontrolē ar spiedpogu, nekad nav graboša vai traucēta sprieguma pārejas dēļ, kas rodas, atbrīvojot slēdzi. Nospiežot slēdzi, izeja kļūst 0 V uzreiz un, kad to atbrīvo, izeja pagriežas augstu lēnā režīmā, neradot problēmas pievienotajām ķēdes stadijām.

Mazs AM raidītāja modulis

Šis viens tranzistors, mazs bezvadu AM raidītājs, var nosūtīt frekvences signālu uz AM radio turēja zināmu attālumu no vienības. Spole var būt jebkura parasta AM / MW antenas spole, kas pazīstama arī kā cilpas antenas spole.

Frekvences mērītāja modulis

Diezgan precīzi analogais frekvences mērītājs moduli varētu uzbūvēt, izmantojot iepriekš parādīto viena tranzistora ķēdi. Ieejas frekvencei jābūt no 1 V maksimuma līdz maksimumam. Frekvenču diapazonu var pielāgot, izmantojot dažādas vērtības C1 un atbilstoši iestatot R2 pot.

Impulsu ģeneratora modulis

Lai izveidotu noderīgu impulsu ģeneratora ķēdes moduli, kā parādīts attēlā iepriekš, ir nepieciešami tikai pāris BJT un daži rezistori. Impulsa platumu var noregulēt, izmantojot dažādas vērtības C1, savukārt R3 var izmantot pulsa frekvences pielāgošanai.

Skaitītāja pastiprinātāja modulis

Šo ampērmetra pastiprinātāja moduli var izmantot, lai mērītu ārkārtīgi mazus strāvas lielumus mikroamperu diapazonā lasāmā izvadā pa 1 mA ampērmetru.

Gaismas aktivizēts mirgojošais modulis

Gaismas diode sāks mirgot pie norādītā, tiklīdz virs pievienotā gaismas sensora tiek atklāta apkārtējā gaisma vai ārējā gaisma. Šīs gaismas jutīgās mirgošanas ierīces pielietojums var būt daudzveidīgs un ļoti pielāgojams atkarībā no lietotāja vēlmēm.

Tumsa izraisīja mirgotāju

Diezgan līdzīgs, bet ar pretēju efektu iepriekšminētajai lietojumprogrammai tiks sākts šis modulis mirgo LED tiklīdz apkārtējās gaismas līmenis nokrīt gandrīz tumsā vai kā to nosaka R1, R2 potenciālo dalītāju tīkls.

Lieljaudas pagrieziena rādītājs

TO lieljaudas mirgotājs moduli var uzbūvēt, izmantojot tikai pāris tranzistorus, kā parādīts iepriekšējā shēmā. Ierīce spilgti mirgos vai mirgos pievienoto kvēlspuldzi vai halogēna lampu, un šīs lampas jaudu var uzlabot, attiecīgi uzlabojot Q2 specifikācijas.

LED gaismas raidītāja / uztvērēja tālvadības pults

Iepriekš redzamajā shēmā mēs varam pamanīt divus ķēdes moduļus. Kreisās puses modulis darbojas kā LED frekvences raidītājs, savukārt labās puses modulis darbojas kā gaismas frekvences uztvērēja / detektora ķēde. Kad raidītājs ir ieslēgts un fokusēts uz uztvērēja gaismas detektoru Q1, uztvērēja ķēde uztver frekvenci no raidītāja un pievienotais pjezo skaņas signāls sāk vibrēt tajā pašā frekvencē. Moduli var modificēt dažādos veidos, atbilstoši konkrētām prasībām.

FET shēmas moduļi

FET apzīmē Lauka efekta tranzistori kas daudzos aspektos tiek uzskatīti par ļoti efektīviem tranzistoriem salīdzinājumā ar BJT.

Nākamajos ķēžu piemēros mēs uzzināsim par daudziem interesantiem FET balstītiem ķēžu moduļiem, kurus var savstarpēji integrēt, lai izveidotu daudz dažādu novatorisku ķēžu, personalizētām lietotām un lietojumprogrammām.

FET slēdzis

Iepriekšējos punktos mēs uzzinājām, kā izmantot BJT kā slēdzi, līdzīgi, FET var izmantot arī kā DC ON / OFF slēdzi.

Iepriekš redzamais attēls parāda FET, kas konfigurēts kā slēdzis LED ieslēgšanai / izslēgšanai, reaģējot uz 9V un 0V ieejas signālu pie tā vārtiem.

Atšķirībā no BJT, kas var ieslēgt / izslēgt izejas slodzi, reaģējot uz tik zemu kā 0,6 V ieejas signālu, FET rīkosies tāpat, bet ar ieejas signālu no aptuveni 9 V līdz 12 V. Tomēr BJT 0,6 V ir atkarīgs no strāvas, un strāvai ar 0,6 V jābūt attiecīgi lielai vai zemai attiecībā pret slodzes strāvu. Pretstatā tam, FET ieejas vārtu piedziņas strāva nav atkarīga no slodzes un var būt tikpat maza kā mikroampērs.

FET pastiprinātājs

Tāpat kā BJT, jūs varat arī savienot FET ārkārtīgi zemas strāvas ievades signālu pastiprināšanai ar pastiprinātu augstsprieguma augstsprieguma izeju, kā norādīts iepriekš redzamajā attēlā.

Augstas pretestības MIC pastiprinātāja modulis

Ja jūs domājat, kā izmantot lauka efekta tranzistoru Hi-Z vai augstas pretestības MIC pastiprinātāja shēmas izveidošanai, iepriekš aprakstītais dizains varētu jums palīdzēt sasniegt mērķi.

FET audo miksera modulis

FET var izmantot arī kā audio signālu maisītāju, kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā. Divus audio signālus, kas tiek virzīti pāri punktiem A un B, FET sajauc kopā un izvadē apvieno caur C4.

FET aiztures ķēdes modulis

Samērā augsts aizkave ON taimera ķēde var konfigurēt, izmantojot zemāk redzamo shēmu.

Nospiežot S1, barošana tiek uzglabāta C1 kondensatorā, un spriegums ieslēdz arī FET. Kad S1 tiek atbrīvots, C1 iekšpusē saglabātā maksa turpina FET ieslēgt.

Tomēr, ja FET ir augstas pretestības ievades ierīce, neļauj C1 ātri izlādēties, un tāpēc FET paliek ieslēgts diezgan ilgu laiku. Tikmēr, kamēr FET Q1 paliek IESLĒGTS, pievienotais BJT Q2 paliek izslēgts, pateicoties FET apgrieztajai darbībai, kas uztur Q2 bāzi iezemētu.

Situācija arī saglabā skaņas signālu izslēgtu. Galu galā un pakāpeniski C1 izlādējas līdz vietai, kur FET nespēj palikt ieslēgts. Tas atjauno stāvokli Q1 pamatnē, kas tagad ieslēdzas un aktivizē pievienoto skaņas signālu.

Aizkavēt izslēgšanas taimera moduli

Šis dizains ir tieši līdzīgs iepriekšējam jēdzienam, izņemot apgriezto BJT posmu, kura šeit nav. Šī iemesla dēļ FET darbojas kā aizkaves izslēgšanas taimeris. Tas nozīmē, ka izeja sākotnēji paliek IESLĒGTA, kamēr kondensators C1 izlādējas, un FET ir ieslēgts, un galu galā, kad C1 ir pilnībā izlādējies, FET izslēdzas un skan skaņas signāls.

Vienkāršs jaudas pastiprinātāja modulis

Izmantojot tikai pāris FET, var būt iespējams saprātīgi paveikt jaudīgs audio pastiprinātājs no apkārt 5 vati vai pat augstāk.

Divkāršs LED mirgojošais modulis

Šī ir ļoti vienkārša FET astabla ķēde, ko var izmantot, lai pārmaiņus mirgotu divas gaismas diodes divās MOSFET notekcaurulēs. Labs šīs astablas aspekts ir tas, ka gaismas diodes pārslēgsies ar precīzi definētu asu ON / OFF ātrumu bez jebkāda aptumšošanas efekta vai lēni izbalināt un celties . Mirgošanas ātrumu varēja noregulēt caur trauku R3.

UJT oscilatoru shēmu moduļi

UJT vai par Vienotais tranzistors , ir īpaša veida tranzistors, kuru var konfigurēt kā elastīgu oscilatoru, izmantojot ārēju RC tīklu.

Elektroniskā pamata dizains UJT balstīts oscilators var redzēt šajā diagrammā. RC tīkls R1 un C1 nosaka frekvenci no UJT ierīces. Palielinot R1 vai C1 vērtības, samazinās frekvences ātrums un otrādi.

UJT skaņas efektu ģeneratora modulis

Varētu uzbūvēt jauku skaņas efektu ģeneratoru, izmantojot pāris UJT oscilatorus un apvienojot to frekvences. Pilna shēma ir parādīta zemāk.

Vienas minūtes taimera modulis

Ļoti noderīga vienas minūtes ieslēgšanas / izslēgšanas aizkaves taimeris shēmu var izveidot, izmantojot vienu UJT, kā parādīts zemāk. Tā faktiski ir oscilatora shēma, kurā tiek izmantotas augstas RC vērtības, lai ON / OFF frekvences ātrumu palēninātu līdz 1 minūtei.

Šo kavēšanos varētu vēl vairāk palielināt, palielinot R1 un C1 komponentu vērtības.

Pjezo pārveidotāju moduļi

Pjezo pārveidotāji ir īpaši izveidotas ierīces, kurās izmanto pjezo materiālu, kas ir jutīgs un reaģē uz elektrisko strāvu.

Pjezo materiāls pjezo pārveidotāja iekšpusē reaģē uz elektrisko lauku, izraisot tā struktūras izkropļojumus, kas rada ierīces vibrācijas, kā rezultātā rodas skaņa.

Un otrādi, ja pjezo pārveidotājam tiek aprēķināta aprēķināta mehāniskā spriedze, tas mehāniski izkropļo pjezo materiālu ierīces iekšpusē, radot proporcionālu elektriskās strāvas daudzumu visā pārveidotāja spailēs.

Lietojot kā DC zummer , pjezo pārveidotājs jāpiestiprina ar oscilatoru, lai radītu vibrācijas trokšņa izvadi, jo šīs ierīces var reaģēt tikai uz frekvenci.

Attēlā redzams a vienkāršs pjezo skaņas signāls savienojums ar piegādes avotu. Šim skaņas signālam ir iekšējs oscilators, lai reaģētu uz barošanas spriegumu.

Pjezo skaņas signālus var izmantot, lai parādītu loģiski augstus vai zemus apstākļus ķēdē, izmantojot šādu parādīto ķēdi.

Pjezo toņu ģeneratora modulis

Pjezo pārveidotāju var konfigurēt tā, lai ģenerētu nepārtrauktu zema skaļuma toņu izvadi pēc šādas shēmas. Pjezo ierīcei jābūt 3 termināļu ierīcei.

Mainīga toņa pjezo skaņas signāls

Nākamajā attēlā zemāk parādīti pāris signālu jēdzieni, izmantojot pjezo pārveidotājus. Pjezo elementiem vajadzētu būt 3 vadu elementiem. Kreisās puses diagrammā parādīts rezistīvs dizains svārstību piespiešanai pjezo pārveidotājā, savukārt labās puses diagrammā parādīta induktīva koncepcija. Induktors vai spole balstīta dignācija izraisa svārstības, izmantojot atgriezeniskās saites.

SCR shēmas moduļi

SCR vai tiristori ir pusvadītāju ierīces, kas darbojas kā taisngriežu diodes, bet atvieglo to vadīšanu caur ārējas līdzstrāvas signāla ieeju.

Tomēr, atbilstoši to īpašībām, SCR ir tendence aizķerties, ja slodzes padeve ir līdzstrāvas. Šis attēls parāda vienkāršu iestatījumu, kas izmanto šo ierīces fiksēšanas funkciju, lai ieslēgtu un izslēgtu slodzi RL, reaģējot uz slēdžu S1 un S2 nospiešanu. S1 ieslēdz kravu, bet S2 izslēdz kravu.

Gaismas aktivizēts releja modulis

Vienkāršs gaisma aktivizēta releja moduli varētu izveidot, izmantojot SCR, un a fototransistors , kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.

Tiklīdz fototransistora gaismas līmenis pārsniedz iestatīto SCR palaišanas sliekšņa līmeni, SCR iedarbina un fiksē ON, ieslēdziet releju. Fiksators paliek līdz brīdim, kamēr atiestatīšanas slēdzi S1 nospiež kā pietiekamu tumšumu, vai strāvu izslēdz un pēc tam ieslēdz.

Relaksācijas oscilators, izmantojot Triac moduli

Vienkāršu relaksācijas oscilatora ķēdi var izveidot, izmantojot SCR un RC tīklu, kā parādīts zemāk redzamajā diagrammā.

Oscilatora frekvence radīs zemas frekvences signālu pār pievienoto skaļruni. Šī relaksācijas oscilatora signāla frekvenci var noregulēt, izmantojot maināmu rezistoru R1 un R2, kā arī kondensatoru C1.

Triac maiņstrāvas motora ātruma kontroliera modulis

UJT parasti ir slavena ar uzticamām svārstību funkcijām. Tomēr to pašu ierīci var izmantot arī ar triac, lai iespējotu 0 līdz maiņstrāvas motoru pilnīga apgriezienu kontrole .

Rezistors R1 darbojas kā frekvences regulēšana UJT frekvencei. Šī mainīgās frekvences izeja pārslēdz triac dažādos ieslēgšanas / izslēgšanas ātrumos atkarībā no R1 pielāgojumiem.

Šī mainīgā triac maiņa savukārt rada proporcionālu pieslēgtā motora ātruma izmaiņu daudzumu.

Triac Gate bufera modulis

Iepriekš redzamā diagramma parāda, cik vienkārši a triac var izslēgt, izmantojot ON / OFF slēdzi, kā arī nodrošināt triac drošību, izmantojot pašu slodzi kā bufera posmu. R1 ierobežo strāvu līdz triac vārtiem, savukārt slodze papildus nodrošina triac vārtu aizsardzību pret pēkšņiem ieslēgšanas pārejas periodiem un ļauj triac ieslēgties ar mīkstu starta režīmu.

Triac / UJT Flasher UJT modulis

UJT oscilatoru var ieviest arī kā Maiņstrāvas lampas regulators kā parādīts diagrammā iepriekš.

Katlu R1 izmanto svārstību ātruma vai frekvences pielāgošanai, kas savukārt nosaka triac un pievienotās lampas ieslēgšanas / izslēgšanas pārslēgšanās ātrumu.

Pārslēgšanās frekvence ir pārāk augsta, šķiet, ka lampa pastāvīgi neieslēdzas, lai gan tā intensitāte mainās, jo vidējais spriegums tajā mainās atbilstoši UJT komutācijai.

Secinājums

Iepriekšējās sadaļās mēs apspriedām daudzus elektronikas pamatjēdzienus un teorijas un uzzinājām, kā konfigurēt mazas ķēdes, izmantojot diodes, tranzistorus, FET utt.

Faktiski ir neskaitāmi vairāk ķēdes moduļu, kurus var izveidot, izmantojot šos pamatkomponentus, lai īstenotu jebkuru vēlamo shēmas ideju, kā norādīts norādījumos.

Pēc tam, kad labi iepazinies ar visiem šiem pamata dizainiem vai ķēdes moduļiem, jebkurš jaunpienācējs iesniegtajā dokumentā var iemācīties integrēt šos moduļus savā starpā, lai iegūtu daudzas citas interesantas shēmas vai veiktu specializētu shēmas lietojumu.

Ja jums ir kādi jautājumi par šiem elektronikas pamatjēdzieniem vai par to, kā pievienoties šiem moduļiem īpašām vajadzībām, lūdzu, nekautrējieties komentēt un apspriest tēmas.