Temel Elektronik Devrelerin Açıklanması - Yeni Başlayanlar için Elektronik Rehberi

Aşağıdaki makale, dirençler, kapasitörler, transistörler, MOSFET'ler, UJT'ler, triaklar, SCR'ler gibi ortak elektronik bileşenlerin çalışması ve kullanımı ile ilgili tüm temel gerçekleri, teorileri ve bilgileri kapsamlı bir şekilde tartışmaktadır.

Burada açıklanan çeşitli küçük temel elektronik devreler şu şekilde etkili bir şekilde uygulanabilir: yapı taşları veya tasarımları birbirleriyle entegre ederek çok aşamalı devreler oluşturmak için modüller.

Eğitimlere dirençlerle başlayacağız ve onların çalışma ve uygulamalarını anlamaya çalışacağız.

Ancak başlamadan önce, bu makale şemalarında kullanılacak çeşitli elektronik sembolleri hızlı bir şekilde özetleyelim.

Dirençler Nasıl Çalışır?

dirençlerin işlevi akımın akışına direnç sunmaktır. Direnç birimi Ohm'dur.

1 Ohm direnç boyunca 1 V'luk bir potansiyel fark uygulandığında, Ohm yasasına göre 1 Amperlik bir akım geçmeye zorlanacaktır.

Gerilim (V), bir direnç (R) boyunca potansiyel fark gibi davranır

Akım (I), dirençten (R) geçen elektron akışını oluşturur.

Bu 3 element V, I ve R'nin herhangi ikisinin değerlerini bilirsek, 3. bilinmeyen elementin değeri aşağıdaki Ohm yasası kullanılarak kolayca hesaplanabilir:

V = I x R veya I = V / R veya R = V / I

Akım bir dirençten geçtiğinde, aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanabilen gücü dağıtacaktır:

P = V X I veya P = I^ikix R

Yukarıdaki formülün sonucu Watt cinsinden olacaktır, yani güç birimi watt olacaktır.

Formüldeki tüm öğelerin standart birimlerle ifade edildiğinden emin olmak her zaman çok önemlidir. Örneğin milivolt kullanılıyorsa, o zaman volta çevrilmeli, benzer şekilde miliamperler Amper'e çevrilmeli ve formüldeki değerler girilirken miliohm veya kiloOhm Ohm'a çevrilmelidir.

Çoğu uygulamada, direncin watt değeri, akımın son derece yüksek olduğu özel durumlar için aksi belirtilmedikçe 1/4 watt% 5'tir.

Seri ve Paralel Bağlantılarda Dirençler

Direnç değerleri, seri veya paralel ağlarda çeşitli değerler eklenerek farklı özelleştirilmiş değerlere ayarlanabilir. Bununla birlikte, bu tür ağların sonuç değerleri, aşağıda verilen formüllerle tam olarak hesaplanmalıdır:

Dirençler Nasıl Kullanılır

Normalde bir direnç kullanılır. akım sınırı Bu savunmasız cihazları aşırı akım durumlarından korumak için bir lamba, bir LED, bir ses sistemi, bir transistör gibi bir seri yük aracılığıyla.

Yukarıdaki örnekte, LED'e rağmen akım Ohm kanunu kullanılarak hesaplanabilir. Bununla birlikte, 2 V ila 2,5 V (KIRMIZI LED için) arasında herhangi bir yerde olabilen minimum ileri voltaj seviyesi uygulanana kadar LED düzgün şekilde yanmayabilir, bu nedenle LED aracılığıyla akımı hesaplamak için uygulanabilecek formül olmak

Ben = (6-2) / R

Potansiyel Bölücü

Dirençler şu şekilde kullanılabilir: potansiyel bölücüler , aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, besleme voltajını istenen daha düşük bir seviyeye düşürmek için:

Bununla birlikte, bu tür dirençli bölücüler, yalnızca yüksek empedans kaynakları için referans voltajları oluşturmak için kullanılabilir. İlgili dirençler akımı önemli ölçüde düşük hale getireceğinden, çıkış doğrudan bir yükü çalıştırmak için kullanılamaz.

Wheatstone Köprü Devresi

Wheatstone köprü ağı, direnç değerlerini büyük bir doğrulukla ölçmek için kullanılan bir devredir.

Wheatsone köprü ağının temel devresi aşağıda gösterilmiştir:

Wheatstone köprüsünün çalışma detayları ve bu ağ kullanılarak kesin sonuçların nasıl bulunacağı yukarıdaki şemada açıklanmıştır.

Hassas Wheatstone Köprü Devresi

Yandaki şekilde gösterilen Wheatstone köprü devresi, kullanıcının bilinmeyen bir direncin (R3) değerini çok yüksek bir hassasiyetle ölçmesini sağlar. Bunun için, bilinen dirençler R1 ve R2'nin derecelendirmesinin de doğru olması gerekir (% 1 tipi). R4, amaçlanan okumalar için tam olarak kalibre edilebilen bir potansiyometre olmalıdır. R5, güç kaynağından bir akım dengeleyici olarak konumlandırılmış bir önceden ayarlanmış olabilir. Direnç R6 ve anahtar S1, M1 sayacının yeterli korumasını sağlamak için şönt ağ gibi çalışır. Test prosedürünü başlatmak için, kullanıcı M1 cihazında sıfır okuma elde edilene kadar R4'ü ayarlamalıdır. Koşul, R3'ün, R4'ün ayarına eşit olmasıdır. R1'in R2 ile aynı olmaması durumunda, R3'ün değerini belirlemek için aşağıdaki formül kullanılabilir. R3 = (R1 x R4) / R2

Kapasitörler

Kapasitörler çalışır aynı zamanda elemanın terminal uçlarını oluşturan bir çift iç plaka içinde bir elektrik yükünü depolayarak. Kapasitörler için ölçü birimi Farad'dır.

1 Voltluk bir kaynağa bağlandığında 1 Farad olarak derecelendirilmiş bir kapasitör, 6.28 x 10'luk bir yükü depolayabilecektir.¹⁸elektronlar.

Bununla birlikte, pratik elektronikte, Faradlardaki kapasitörler çok büyük kabul edilir ve asla kullanılmaz. Bunun yerine, picofarad (pF), nanofarad (nF) ve microfarad (uF) gibi çok daha küçük kapasitör birimleri kullanılır.

Yukarıdaki birimler arasındaki ilişki aşağıdaki tablodan anlaşılabilir ve bu aynı zamanda bir birimi diğerine dönüştürmek için de kullanılabilir.

• 1 Farad = 1 F
• 1 mikrofarad = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 picofarad = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Kondansatör Şarj Etme ve Boşaltma

Bir kapasitör, uçları uygun bir voltaj kaynağına bağlandığında anında şarj olur.

şarj işlemi Yukarıdaki diyagramlarda gösterildiği gibi besleme girişine seri olarak bir direnç eklenerek geciktirilebilir veya daha yavaş hale getirilebilir.

Boşaltma süreci de benzerdir, ancak tam tersidir. Kondansatör, uçları birbirine kısa devre yapıldığında anında boşalacaktır. Deşarj işlemi, uçlarla seri olarak bir direnç eklenerek orantılı olarak yavaşlatılabilir.

Seri Kondansatör

Kondansatörler, kablolarını aşağıda gösterildiği gibi birbirine bağlayarak seri olarak eklenebilir. Polarize kapasitörler için bağlantı, bir kapasitörün anotunun diğer kapasitörün katotuna bağlanacağı şekilde olmalıdır. Polar olmayan kapasitörler için uçlar herhangi bir şekilde bağlanabilir.

Seri olarak bağlandığında kapasitans değeri düşer, örneğin seri olarak iki 1 uF kapasitör bağlandığında, sonuçta elde edilen değer 0,5 uF olur. Bu, dirençlerin tam tersi gibi görünüyor.

Seri bağlantı ile bağlandığında, kondansatörlerin gerilim değerini veya arıza gerilim değerlerini toplar. Örneğin, iki 25 V nominal kapasitör seri olarak bağlandığında, gerilim tolerans aralığı toplanır ve 50 V'a çıkar.

Paralel Kondansatörler

Kapasitörler, yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi, uçlarını ortak olarak birleştirerek paralel olarak da bağlanabilir. Polarize kapasitörler için benzer kutuplara sahip terminaller birbirine bağlanmalıdır, polar olmayan kapaklar için bu kısıtlama göz ardı edilebilir. Paralel bağlandığında, ortaya çıkan toplam kapasitör değeri artar, bu da dirençler durumunda tam tersidir.

Önemli: Yüklü bir kapasitör, terminalleri arasındaki yükü önemli ölçüde uzun süre tutabilir. Voltaj 100 V ve üzeri aralığında yeterince yüksekse, uçlara dokunulursa ağrılı şoklara neden olabilir. Daha küçük voltaj seviyeleri, metal kondansatörün uçları arasına getirildiğinde küçük bir metal parçasını bile eritmek için yeterli güce sahip olabilir.

Kapasitörler Nasıl Kullanılır

Sinyal Filtreleme : Bir kondansatör aşağıdakiler için kullanılabilir: filtreleme voltajları birkaç şekilde. Bir AC beslemesine bağlandığında, içeriğinin bir kısmını topraklayarak ve çıkışta ortalama kabul edilebilir bir değere izin vererek sinyali zayıflatabilir.

DC Engelleme: Bir DC voltajını bloke etmek ve içinden bir AC veya titreşimli DC içeriğini geçirmek için seri bağlantıda bir kapasitör kullanılabilir. Bu özellik, ses ekipmanının ses frekanslarının geçişini sağlamak ve istenmeyen DC voltajının amplifikasyon hattına girmesini önlemek için giriş / çıkış bağlantılarında kapasitörler kullanmasına izin verir.

Güç Kaynağı Filtresi: Kapasitörler ayrıca şu şekilde çalışır: DC besleme filtreleri güç kaynağı devrelerinde. Bir güç kaynağında, AC sinyalinin düzeltilmesinden sonra, ortaya çıkan DC dalgalanmalarla dolu olabilir. Bu dalgalanma voltajına bağlanan büyük değerli bir kapasitör, dalgalanan DC'nin, kapasitörün değeri tarafından belirlenen bir miktara düşürülen dalgalanmalarla sabit bir DC haline gelmesine neden olan önemli miktarda filtrasyona neden olur.

Entegratör Nasıl Yapılır

Bir integator devresinin işlevi, bir kare dalga sinyalini bir direnç, kondansatör veya bir üçgen dalga formuna dönüştürmektir. RC ağı , yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi. Burada, direncin giriş tarafında olduğunu ve hat ile seri olarak bağlı olduğunu, kondansatörün ise direnç çıkış ucuna ve toprak hattına bağlı olduğunu görebiliriz.

RC bileşenleri, ürünü giriş sinyalinin periyodundan 10 kat daha yüksek olması gereken devrede bir zaman sabiti elemanı gibi davranır. Aksi takdirde, çıktı üçgen dalganın genliğinin azalmasına neden olabilir. Bu tür durumlarda devre, yüksek frekans girişlerini bloke eden düşük geçişli bir filtre gibi çalışacaktır.

Nasıl Fark Yaratır?

Bir farklılaştırıcı devrenin işlevi, bir kare dalga giriş sinyalini keskin bir yükselme ve yavaş bir düşen dalga biçimine sahip sivri bir dalga biçimine dönüştürmektir. Bu durumda RC zaman sabitinin değeri, giriş çevrimlerinin 1 / 10'u olmalıdır. Farklılaştırıcı devreler normalde kısa ve keskin tetik darbeleri oluşturmak için kullanılır.

Diyotları ve Doğrultucuları Anlamak

Diyotlar ve doğrultucular altında kategorize edilir yarı iletken cihazlar , karşı yönden bloke olurken akımı yalnızca belirli bir yönde geçirmek için tasarlanmışlardır. Bununla birlikte, bir diyot veya diyot bazlı modüller, gerekli minimum ileri voltaj seviyesi elde edilene kadar akımı geçmeye veya iletmeye başlamayacaktır. Örneğin, bir silikon diyot yalnızca uygulanan voltaj 0,6 V'un üzerinde olduğunda iletilirken, bir germanyum diyot minimum 0,3 V'de iletilir. İki iki diyot seri olarak bağlanırsa, bu ileri voltaj gereksinimi de 1,2 V'a iki katına çıkar, ve bunun gibi.

Diyotları Gerilim Düşürücü Olarak Kullanma

Önceki paragrafta tartıştığımız gibi, diyotların iletime başlaması için yaklaşık 0,6 V gerekir, bu aynı zamanda diyotun bu voltaj seviyesini çıkışı ve toprağı boyunca düşüreceği anlamına gelir. Örneğin, 1 V uygulanırsa, diyot katotunda 1 - 0.6 = 0.4 V üretecektir.

Bu özellik, diyotların voltaj düşürücü . İstenilen herhangi bir voltaj düşüşü, karşılık gelen diyot sayılarını seri olarak bağlayarak elde edilebilir. Bu nedenle, 4 diyot seri olarak bağlanırsa, çıkışta toplam 0,6 x 4 = 2,4 V kesinti yaratır ve böyle devam eder.

Bunu hesaplamak için formül aşağıda verilmiştir:

Çıkış Voltajı = Giriş Voltajı - (diyot sayısı x 0,6)

Diyotu Voltaj Regülatörü Olarak Kullanma

İleri voltaj düşürme özelliklerinden dolayı diyotlar, bitişik diyagramda gösterildiği gibi kararlı referans voltajları oluşturmak için de kullanılabilir. Çıkış voltajı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

R1 = (Vin - Vout) / I

D1 ve R1 bileşenleri için yükün watt değerine göre uygun watt değeri kullandığınızdan emin olun. Yükten en az iki kat daha fazla derecelendirilmelidirler.

Üçgenden Sinüs Dalgasına Dönüştürücü

Diyotlar şu şekilde de çalışabilir: üçgen dalgadan sinüs dalgasına dönüştürücü , yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi. Çıkış sinüs dalgasının genliği, D1 ve D2 serilerindeki diyotların sayısına bağlı olacaktır.

Tepe Okuma Voltmetresi

Diyotlar ayrıca bir voltmetrede pik voltaj okuması almak için yapılandırılabilir. Burada diyot, yarım dalga doğrultucu gibi çalışır ve frekansın yarım döngülerinin C1 kapasitörünü giriş voltajının tepe değerine yüklemesine izin verir. Sayaç daha sonra bu tepe değeri sapması yoluyla gösterir.

Ters Polarite Koruyucu

Bu, bir devreyi yanlışlıkla ters besleme bağlantısına karşı korumak için bir diyot kullanan çok yaygın diyot uygulamalarından biridir.

Geri EMF ve Geçici Koruyucu

Bir endüktif yük, bir transistör sürücüsü veya bir IC aracılığıyla değiştirildiğinde, endüktans değerine bağlı olarak, bu endüktif yük, aynı zamanda ters geçişler olarak da adlandırılan, sürücü transistörünün anında yok olmasına neden olma potansiyeline sahip olabilecek yüksek voltajlı geri EMF oluşturabilir veya IC. Yüke paralel olarak yerleştirilmiş bir diyot bu durumu kolaylıkla atlatabilir. Bu tip konfigürasyondaki diyotlar olarak bilinir serbest devinimli diyot.

Bir geçici koruyucu uygulamada, bir diyot, diyot boyunca endüktif anahtarlamadan bir ters geçişin baypas edilmesini sağlamak için normalde bir endüktif yük boyunca bağlanır.

Bu, sivri uçları veya geçici durumu diyot aracılığıyla kısa devre yaparak etkisiz hale getirir. Diyot kullanılmazsa, arka EMF geçişi sürücü transistöründen veya devreden ters yönde geçerek cihaza anında zarar verir.

Metre Koruyucu

Hareketli bir bobin ölçer çok hassas bir alet olabilir ve besleme girişi tersine çevrilirse ciddi şekilde hasar görebilir. Paralel bağlanmış bir diyot, sayacı bu durumdan koruyabilir.

Dalga Biçimi Kırpıcı

Yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi, bir dalga formunun tepe noktalarını kesmek ve kırpmak ve azaltılmış ortalama değer dalga formuna sahip bir çıktı oluşturmak için bir diyot kullanılabilir. Direnç R2, kırpma seviyesini ayarlamak için bir kap olabilir.

Tam dalga Kesme

İlk kesme devresi, dalga formunun pozitif bölümünü kırpma özelliğine sahiptir. Bir giriş dalga biçiminin her iki ucunun da kırpılmasını sağlamak için, yukarıda gösterildiği gibi zıt polarite ile paralel olarak iki diyot kullanılabilir.

Yarım dalga Doğrultucu

Bir diyot, bir AC girişli yarım dalga doğrultucu olarak kullanıldığında, yarım ters giriş AC döngülerini bloke eder ve yalnızca diğer yarının içinden geçmesine izin vererek yarım dalga döngüsü çıkışları oluşturur, dolayısıyla adı yarım dalga doğrultucu.

AC yarı döngüsü diyot tarafından kaldırıldığından, çıkış DC olur ve devre ayrıca yarım dalga DC dönüştürücü devresi olarak adlandırılır. Bir filtre kondansatörü olmadan, çıkış darbeli bir yarım dalga DC olacaktır.

Önceki diyagram, karşılık gelen DC polaritelerine düzeltilmiş AC'nin zıt yarısına sahip iki ayrı çıkış elde etmek için iki diyot kullanılarak değiştirilebilir.

Tam Dalga Doğrultucu

Tam dalgalı bir rektifiye veya köprü doğrultucu yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi köprülü bir konfigürasyonda 4 doğrultucu diyot kullanılarak oluşturulmuş bir devredir. Bu köprü doğrultucu devresinin özelliği, girişin hem pozitif hem de negatif yarım döngülerini tam dalgalı bir DC çıkışına dönüştürebilmesidir.

Köprünün çıkışındaki darbeli DC, negatif ve pozitif yarı döngü darbelerinin tek bir pozitif darbe zincirine dahil edilmesinden dolayı AC girişinin iki katı frekansa sahip olacaktır.

Gerilim Katlama Modülü

Diyotlar ayrıca şu şekilde uygulanabilir: çift ​​voltaj birkaç elektrolitik kapasitör ile birkaç diyotu basamaklayarak. Giriş, çıktının girişten yaklaşık iki kat daha fazla voltaj oluşturmasına neden olan darbeli DC veya AC biçiminde olmalıdır. Girdi darbeli frekansı bir IC 555 osilatör .

Köprü Doğrultucuyu kullanarak Gerilim Katlayıcı

Yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi, bir köprü doğrultucu ve bir çift elektrolitik filtre kapasitör kullanılarak bir DC'den DC'ye voltaj katlayıcı da uygulanabilir. Bir köprü doğrultucu kullanmak, önceki kademeli katlayıcıya kıyasla akım açısından ikiye katlama etkisinin daha yüksek verimiyle sonuçlanacaktır.

Gerilim Dörtlü

Yukarıda açıklanan gerilim çarpanı devreler, giriş tepe seviyelerinden 2 kat daha fazla çıktı üretecek şekilde tasarlanmıştır, ancak, bir uygulama 4 kat daha fazla voltaj düzeyinde daha da yüksek çarpma seviyelerine ihtiyaç duyarsa, bu voltaj dörtlü devre uygulanabilir.

Burada devre, çıkışta giriş frekansı tepe noktasından 4 kat daha fazla voltaj elde etmek için 4 adet kademeli diyot ve kondansatör kullanılarak yapılır.

Diyot VEYA Kapısı

Diyotlar, yukarıda gösterildiği gibi devre kullanılarak bir VEYA mantık geçidini taklit etmek için bağlanabilir. Bitişik doğruluk tablosu, iki mantık girişinin kombinasyonuna yanıt olarak çıkış mantığını gösterir.

Diyot kullanarak NOR Kapısı

Bir OR geçidi gibi, bir NOR geçidi de yukarıda gösterildiği gibi birkaç diyot kullanılarak kopyalanabilir.

Diyotları kullanarak AND Gate NAND Gate

Yukarıdaki diyagramlarda gösterildiği gibi diyotları kullanarak AND geçidi ve NAND geçidi gibi diğer mantık geçitlerini uygulamak da mümkün olabilir. Diyagramların yanında gösterilen doğruluk tabloları, kurulumlardan tam olarak gerekli mantık yanıtını sağlar.

Zener Diyot Devre Modülleri

Doğrultucu ile arasındaki fark zener diyot Doğrultucu diyot her zaman ters DC potansiyelini bloke ederken, bir zener diyot ters DC potansiyelini yalnızca arıza eşiğine (zener voltaj değeri) ulaşılana kadar bloke edecek ve daha sonra tamamen AÇIK olacak ve DC'nin geçmesine izin verecektir. tamamen içinden.

İleri yönde, bir zener, bir doğrultucu diyota benzer şekilde hareket edecek ve 0,6 V'luk minimum ileri gerilime ulaşıldığında gerilimin iletilmesine izin verecektir. Bu nedenle, bir zener diyotu, zenerin arıza değeri tarafından belirlenen belirli bir voltaj eşiğine ulaşıldığında devreye giren ve AÇIK konuma gelen voltaja duyarlı bir anahtar olarak tanımlanabilir.

Örneğin bir 4.7 V zener, 4.7 V'a ulaşılır ulaşılmaz ters sırada çalışmaya başlayacak, ileri yönde ise sadece 0.6 V'luk bir potansiyele ihtiyaç duyacaktır. Aşağıdaki grafik, açıklamayı sizin için hızlı bir şekilde özetliyor.

Zener Voltaj Regülatörü

Oluşturmak için bir zener diyot kullanılabilir stabilize voltaj çıkışları bitişik diyagramda gösterildiği gibi, sınırlayıcı bir direnç kullanarak. Sınırlayıcı direnç R1, zener için maksimum tolere edilebilir akımı sınırlar ve aşırı akım nedeniyle yanmasını önler.

Gerilim Gösterge Modülü

Zener diyotları çeşitli arıza voltaj seviyelerinde mevcut olduğundan, tesis etkili ancak basit hale getirmek için uygulanabilir. voltaj göstergesi Yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi uygun zener derecelendirmesini kullanarak.

Gerilim Değiştirici

Zener diyotlar, uygulamanın ihtiyacına göre uygun zener diyot değerleri kullanılarak bir voltaj seviyesini başka bir seviyeye kaydırmak için de kullanılabilir.

Gerilim Kesme

Voltaj kontrollü bir anahtar olan Zener diyotları, yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi, bir AC dalga formunun genliğini, arıza derecesine bağlı olarak istenen daha düşük bir seviyeye kırpmak için uygulanabilir.

Bipolar Bağlantı Transistörü (BJT'ler) Devre Modülleri

Bipolar bağlantı transistörleri veya BJT'ler elektronik bileşen ailesindeki en önemli yarı iletken cihazlardan biridir ve neredeyse tüm elektronik tabanlı devrelerin yapı taşlarını oluşturur.

BJT'ler, istenen herhangi bir elektronik uygulamayı gerçekleştirmek için yapılandırılabilen ve uyarlanabilen çok yönlü yarı iletken cihazlardır.

Aşağıdaki paragraflarda, kullanıcının ihtiyacına göre sayısız farklı özelleştirilmiş devre uygulaması oluşturmak için devre modülleri olarak kullanılabilecek BJT uygulama devrelerinin bir derlemesi.

Bunları aşağıdaki tasarımlar aracılığıyla ayrıntılı olarak tartışalım.

OR Kapı Modülü

Birkaç BJT ve bazı dirençler kullanılarak, OR'yi uygulamak için hızlı bir OR geçidi tasarımı yapılabilir. mantık çıktıları Yukarıdaki diyagramda gösterilen doğruluk tablosuna göre farklı giriş mantık kombinasyonlarına yanıt olarak.

NOR Kapı Modülü

Bazı uygun modifikasyonlarla, yukarıda açıklanan OR geçidi konfigürasyonu, belirtilen NOR mantık fonksiyonlarını uygulamak için bir NOR geçit devresine dönüştürülebilir.

AND Gate Modülü

Bir AND geçidi mantık IC'sine hızlı erişiminiz yoksa, muhtemelen bir AND mantık kapısı devresi yapmak ve yukarıda belirtilen AND mantık işlevlerini yürütmek için birkaç BJT yapılandırabilirsiniz.

NAND Gate Modülü

BJT'lerin çok yönlülüğü, BJT'lerin istenen herhangi bir mantık fonksiyonu devresini yapmasına izin verir ve NAND kapısı uygulama bir istisna değildir. Yine, birkaç BJT kullanarak, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi bir NAND mantık kapısı devresini hızlı bir şekilde oluşturabilir ve uygulayabilirsiniz.

Anahtar Olarak Transistör

Yukarıdaki şemada gösterildiği gibi a BJT basitçe bir DC anahtarı olarak kullanılabilir uygun bir nominal yükü AÇIK / KAPALI konuma getirmek için. Gösterilen örnekte, mekanik anahtar S1, BJT'nin bağlı LED'i AÇIK / KAPALI konuma getirmesine neden olan mantıksal yüksek veya düşük girişi taklit eder. Bir NPN transistörü gösterildiğinden, S1'in pozitif bağlantısı, BJT anahtarının sol devredeki LED'i AÇIK hale getirmesine neden olurken, sağ taraftaki devrede S1, anahtarın pozitif en'ine konumlandırıldığında LED KAPALI duruma gelir.

Gerilim Çevirici

Önceki paragrafta açıklandığı gibi bir BJT anahtarı, gerilim invertörü olarak da kablolanabilir, yani giriş yanıtına zıt çıkış yanıtı oluşturmak içindir. Yukarıdaki örnekte, çıkış LED'i, A noktasında bir voltaj olmadığında AÇILACAK ve A noktasında bir voltaj olması durumunda KAPANACAKTIR.

BJT Amplifikatör Modülü

Bir BJT, basit bir voltaj / akım olarak yapılandırılabilir amplifikatör küçük bir giriş sinyalini, kullanılan besleme voltajına eşdeğer çok daha yüksek bir seviyeye yükseltmek için. Diyagram aşağıdaki diyagramda gösterilmiştir

BJT Röle Sürücü Modülü

transistör yükseltici yukarıda açıklanan aşağıdaki gibi uygulamalar için kullanılabilir röle sürücüsü , aşağıda verilen resimde gösterildiği gibi küçük bir giriş sinyali voltajı ile daha yüksek bir voltaj rölesinin tetiklenebileceği. Röle, belirli bir düşük sinyal sensöründen veya detektör cihazından alınan bir giriş sinyaline yanıt olarak tetiklenebilir. LDR Mikrofon KÖPRÜ , LM35 termistör ultrasonik vb.

Röle Denetleyici Modülü

Sadece iki BJT, bir röle flaşörü aşağıdaki resimde gösterildiği gibi. Devre, iki değişken direnç R1 ve R4 kullanılarak ayarlanabilen belirli bir oranda röle AÇIK / KAPALI sinyalini verecektir.

Sabit Akım LED Sürücü Modülü

LED'inizi ucuz ama son derece güvenilir bir akım kontrol devresi arıyorsanız, aşağıdaki görüntüde gösterildiği gibi iki transistör konfigürasyonunu kullanarak hızlı bir şekilde oluşturabilirsiniz.

3V Ses Amplifikatör Modülü

Bu 3 V ses amplifikatörü radyolar, mikrofon, mikser, alarm vb. gibi herhangi bir ses sistemi için çıkış aşaması olarak uygulanabilir. Ana aktif eleman transistör Q1 iken, giriş çıkış transformatörleri yüksek kazançlı bir ses amplifikatörü oluşturmak için tamamlayıcı aşamalar gibi davranır.

İki Aşamalı Ses Amplifikatör Modülü

Daha yüksek amplifikasyon seviyesi için, bu diyagramda gösterildiği gibi iki transistörlü bir amplifikatör kullanılabilir. Burada, giriş trafosu elimine edilmiş olmasına rağmen, giriş tarafında ekstra bir transistör bulunur ve bu da devreyi daha kompakt ve verimli hale getirir.

MIC Amplifikatör Modülü

Aşağıdaki resim bir temel ön yükseltici herhangi bir standartla kullanılabilen devre modülü elektret MIC küçük 2 mV sinyalini oldukça yüksek bir 100 mV seviyesine yükseltmek için, bu da bir güç amplifikatörüne entegre etmek için uygun olabilir.

Ses Karıştırıcı Modülü

İki farklı ses sinyalinin karıştırılması ve tek bir çıkışta harmanlanması gereken bir uygulamanız varsa, aşağıdaki devre iyi çalışacaktır. Uygulama için tek bir BJT ve birkaç direnç kullanır. Giriş tarafındaki iki değişken direnç, istenen oranlarda amplifikasyon için iki kaynak arasında karıştırılabilen sinyal miktarını belirler.

Basit Osilatör Modülü

Bir osilatör aslında bir hoparlör üzerinden bir müzik tonu oluşturmak için kullanılabilen bir frekans üretecidir. Böyle bir osilatör devresinin en basit versiyonu, sadece birkaç BJT kullanılarak aşağıda gösterilmiştir. R3, osilatörden çıkan frekans çıkışını kontrol eder ve bu da hoparlördeki sesin tonunu değiştirir.

LC Osilatör Modülü

Yukarıdaki örnekte, RC tabanlı bir transistör osilatörü öğrendik. Aşağıdaki görüntü basit bir tek transistörü açıklamaktadır, LC tabanlı veya endüktans, kapasitans tabanlı osilatör devre modülü. İndüktörün detayları şemada verilmiştir. Ön ayar R1, osilatörden gelen ton frekansını değiştirmek için kullanılabilir.

Metronom Devresi

Zaten birkaç çalıştık metronom Web sitesinde daha önceki devrelerde, basit iki transistörlü metronom devresi aşağıda gösterilmiştir.

Mantık Probu

KİME mantık prob devresi önemli devre kartı arızalarının giderilmesi için önemli bir ekipmandır. Ünite minimum olarak tek bir transistör ve birkaç direnç kullanılarak inşa edilebilir. Tasarımın tamamı aşağıdaki diyagramda gösterilmektedir.

Ayarlanabilir Siren Devre Modülü

Çok kullanışlı ve güçlü siren devresi aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi oluşturulabilir. Devre oluşturmak için sadece iki transistör kullanır. yükselen ve alçalan tip siren sesi , S1 kullanılarak değiştirilebilir. S2 anahtarı tonun frekans aralığını seçer, daha yüksek frekans, düşük frekanslardan daha keskin ses üretir. R4, kullanıcının tonu seçilen aralıkta daha da fazla değiştirmesine izin verir.

Beyaz Gürültü Üreteci Modülü

Beyaz gürültü, düşük frekanslı bir tıslama tipi ses üreten bir ses frekansıdır; örneğin, sürekli şiddetli bir yağış sırasında veya ayarlanmamış bir FM istasyonundan veya bir kablo bağlantısına bağlı olmayan bir TV setinden duyulan ses, yüksek hızlı fan vb.

Yukarıdaki tek transistör, çıkışı uygun bir amplifikatöre bağlandığında benzer türde beyaz gürültü üretecektir.

Debouncer Modülünü Değiştir

Bu anahtar ayrıştırıcı anahtarı, basma düğmesi tarafından kontrol edilen devrenin, anahtarı bırakırken oluşan geçici gerilimlere bağlı olarak asla tıkanmamasını veya bozulmamasını sağlamak için bir basma düğmesi anahtarı ile kullanılabilir. Anahtara basıldığında çıkış 0 V olur. anında ve serbest bırakıldığında çıkış, bağlı devre aşamalarında herhangi bir soruna neden olmadan yavaş modda yüksek döner.

Küçük AM Verici Modülü

Bu tek transistör, küçük kablosuz AM vericisi, bir frekans sinyali gönderebilir. AM radyo üniteden biraz uzak durdu. Bobin, döngü çubuğu anten bobini olarak da bilinen herhangi bir sıradan AM / MW anten bobini olabilir.

Frekans Ölçer Modülü

Oldukça doğru analog frekans ölçer modül yukarıda gösterilen tek transistör devresi kullanılarak oluşturulabilir. Giriş frekansı tepeden tepeye 1 V olmalıdır. Frekans aralığı, C1 için farklı değerler kullanılarak ve R2 potu uygun şekilde ayarlanarak ayarlanabilir.

Darbe Üreteci Modülü

Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi kullanışlı bir puls üreteci devre modülü oluşturmak için yalnızca birkaç BJT ve birkaç direnç gereklidir. Darbe genişliği, C1 için farklı değerler kullanılarak ayarlanabilirken, R3 darbe frekansını ayarlamak için kullanılabilir.

Metre Amplifikatör Modülü

Bu ampermetre amplifikatör modülü, mikroamper aralığındaki son derece küçük akım büyüklüklerini 1 mA ampermetrede okunabilir çıkışa ölçmek için kullanılabilir.

Işıkla Çalışan Flaşör Modülü

Bağlı bir ışık sensörü üzerinde bir ortam ışığı veya harici bir ışık algılandığında, bir LED belirtilen bir anda yanıp sönmeye başlayacaktır. Bu ışığa duyarlı flaşörün uygulaması, kullanıcı tercihlerine bağlı olarak çeşitli ve çok fazla özelleştirilebilir olabilir.

Karanlık Tetiklemeli Flaşör

Oldukça benzer, ancak yukarıdaki uygulamaya zıt etkilerle bu modül başlayacak bir LED'in yanıp sönmesi ortam ışığı seviyesi neredeyse karanlığa düşer düşmez veya R1, R2 potansiyel bölücü ağ tarafından belirlendiği gibi.

Yüksek Güçlü Flaşör

KİME yüksek güçlü flaşör modül, yukarıdaki şemada gösterildiği gibi sadece bir çift transistör kullanılarak inşa edilebilir. Ünite, bağlı bir akkor veya halojen lambayı parlak bir şekilde yanıp söner veya yanıp söner ve bu lambanın gücü, Q2'nin özelliklerinin uygun şekilde yükseltilmesiyle yükseltilebilir.

LED Işık Verici / Alıcı Uzaktan Kumandası

Yukarıdaki şemada iki devre modülü görebiliriz. Sol taraf modülü bir LED frekans vericisi gibi çalışırken, sağ taraftaki modül ışık frekansı alıcı / detektör devresi gibi çalışır. Verici AÇIK konuma getirildiğinde ve alıcının ışık detektörü Q1'e odaklandığında, vericiden gelen frekans alıcı devre tarafından algılanır ve bağlı piezo zil aynı frekansta titreşmeye başlar. Modül, özel gereksinime göre birçok farklı şekilde değiştirilebilir.

FET Devre Modülleri

FET, Alan Etkili Transistörler birçok yönden BJT'lere kıyasla yüksek verimli transistörler olarak kabul edilir.

Aşağıdaki örnek devrelerde, kişiselleştirilmiş kullanım ve uygulamalar için birçok farklı yenilikçi devre oluşturmak için birbirine entegre edilebilen birçok ilginç FET tabanlı devre modülünü öğreneceğiz.

FET Anahtarı

Önceki paragraflarda, bir BJT'nin bir anahtar olarak nasıl kullanılacağını öğrendik, oldukça benzer şekilde, bir FET de bir DC ON / OFF anahtarı gibi uygulanabilir.

Yukarıdaki şekil, kapısındaki 9V ve 0V giriş sinyaline yanıt olarak bir LED'i AÇIK / KAPALI duruma getirmek için bir anahtar gibi yapılandırılmış bir FET'i göstermektedir.

0,6 V kadar düşük bir giriş sinyaline yanıt olarak bir çıkış yükünü AÇIK / KAPALI duruma getirebilen bir BJT'nin aksine, bir FET aynı şeyi yapar ancak yaklaşık 9 V ila 12 V arasında bir giriş sinyali ile ancak BJT için 0,6 V akıma bağlıdır ve 0,6 V'luk akım, yük akımına göre uygun şekilde yüksek veya düşük olmalıdır. Bunun aksine, bir FET için giriş kapısı sürücü akımı yüke bağlı değildir ve bir mikroamper kadar düşük olabilir.

FET Amplifikatörü

Bir BJT gibi, aşırı düşük akım giriş sinyallerini yükseltmek için bir FET'i, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi yükseltilmiş bir yüksek akım yüksek voltaj çıkışına da bağlayabilirsiniz.

Yüksek Empedans MIC Amplifikatör Modülü

Hi-Z veya Yüksek empedanslı bir MIC amplifikatör devresi oluşturmak için Alan Etkili Transistörün nasıl kullanılacağını merak ediyorsanız, yukarıda açıklanan tasarım hedefi gerçekleştirmenize yardımcı olabilir.

FET Audo Mikser Modülü

Yukarıdaki şemada gösterildiği gibi, bir FET ayrıca bir ses sinyali karıştırıcısı olarak da kullanılabilir. A ve B noktalarından beslenen iki ses sinyali, FET tarafından birbirine karıştırılır ve C4 aracılığıyla çıkışta birleştirilir.

Devre Modülü Açık FET Gecikmesi

Oldukça yüksek ON timer devresi aşağıdaki şema kullanılarak yapılandırılabilir.

S1 AÇIK'a basıldığında, besleme C1 kapasitörünün içinde saklanır ve voltaj da FET'i AÇIK konuma getirir. S1 serbest bırakıldığında, C1'in içinde depolanan şarj FET'i AÇIK tutmaya devam eder.

Bununla birlikte, FET'in yüksek empedanslı bir giriş cihazı olması, C1'in hızlı bir şekilde boşalmasına izin vermez ve bu nedenle FET oldukça uzun bir süre AÇIK durumda kalır. Bu arada, FET Q1 AÇIK kaldığı sürece, eklenen BJT Q2, Q2 tabanını topraklanmış tutan FET'in ters çevirme eylemi nedeniyle KAPALI kalır.

Durum ayrıca sesli uyarıyı KAPALI durumda tutar. Sonunda ve kademeli olarak C1, FET'in AÇIK durumda kalamayacağı bir noktaya boşalır. Bu, şimdi AÇILAN ve bağlı sesli alarmı etkinleştiren Q1'in tabanındaki durumu geri döndürür.

Gecikme Kapatma Zamanlayıcı Modülü

Bu tasarım, burada mevcut olmayan ters çeviren BJT aşaması dışında, yukarıdaki konsepte tamamen benzer. Bu nedenle, FET bir gecikme KAPALI zamanlayıcı gibi davranır. Yani, C1 kondansatörü deşarj olurken çıkış başlangıçta AÇIK kalır ve FET açılır ve sonuçta C1 tamamen boşaldığında FET KAPALI konuma geçer ve sesli uyarı çalar.

Basit Güç Amplifikatörü Modülü

Sadece birkaç FET kullanarak, makul bir şekilde gerçekleştirmek mümkün olabilir. güçlü ses yükseltici Etrafında 5 vat hatta daha yüksek.

Çift LED Flaşör Modülü

Bu, MOSFET'lerin iki tahliyesinde iki LED'i dönüşümlü olarak yanıp sönmesi için kullanılabilen çok basit bir FET kararsız devre. Bu kararsızlığın iyi yanı, LED'lerin herhangi bir karartma etkisi olmadan iyi tanımlanmış keskin AÇMA / KAPAMA oranında değişmesidir. yavaşça kaybol ve yüksel . Yanıp sönme hızı, pot R3 aracılığıyla ayarlanabilir.

UJT Osilatör Devre Modülleri

UJT veya için Birleşim Transistörü , harici bir RC ağı kullanılarak esnek bir osilatör olarak yapılandırılabilen özel bir transistör türüdür.

Bir elektroniğin temel tasarımı UJT tabanlı osilatör aşağıdaki diyagramda görülebilir. RC ağı R1 ve C1, UJT cihazından gelen frekans çıkışını belirler. R1 veya C1 değerlerini artırmak, frekans oranını azaltır ve bunun tersi de geçerlidir.

UJT Sound Effect Generator Modülü

Birkaç UJT osilatörü kullanılarak ve frekansları birleştirilerek hoş bir küçük ses efekti üreteci oluşturulabilir. Tam devre şeması aşağıda gösterilmiştir.

Bir Dakika Zamanlayıcı Modülü

Çok kullanışlı bir dakika AÇMA / KAPAMA geciktirme zamanlayıcısı devre, aşağıda gösterildiği gibi tek bir UJT kullanılarak oluşturulabilir. Aslında AÇIK / KAPALI frekans oranını 1 dakikaya düşürmek için yüksek RC değerleri kullanan bir osilatör devresidir.

Bu gecikme, R1 ve C1 bileşenlerinin değerleri artırılarak daha da artırılabilir.

Piezo Dönüştürücü Modülleri

Piezo dönüştürücüler elektrik akımına duyarlı ve duyarlı piezo malzeme kullanılarak özel olarak oluşturulmuş cihazlardır.

Bir piezo dönüştürücünün içindeki piezo malzemesi, bir elektrik alanına tepki verir ve yapısında bozulmalara neden olur ve bu da cihazda titreşimlere neden olarak ses oluşumuna neden olur.

Tersine, bir piezo dönüştürücü üzerine hesaplanan bir mekanik gerilme uygulandığında, aygıtın içindeki piezo malzemeyi mekanik olarak bozarak dönüştürücü terminalleri boyunca orantılı miktarda elektrik akımı üretilmesine neden olur.

Gibi kullanıldığında DC sesli uyarı , piezo dönüştürücü, titreşim gürültüsü çıkışı oluşturmak için bir osilatör ile bağlanmalıdır, çünkü bu cihazlar yalnızca bir frekansa yanıt verebilir.

Resim bir basit piezo buzzer bir besleme kaynağıyla bağlantı. Bu buzzer, besleme voltajına yanıt vermek için dahili bir osilatöre sahiptir.

Piezo sesli uyarıları, aşağıdaki gösterilen devre aracılığıyla devrede mantıksal yüksek veya düşük koşulları belirtmek için kullanılabilir.

Piezo Tone Generator Modülü

Bir piezo dönüştürücü, aşağıdaki devre şemasında sürekli düşük hacimli ton çıkışı üretecek şekilde yapılandırılabilir. Piezo cihazı 3 terminalli bir cihaz olmalıdır.

Değişken Tonlu Piezo Buzzer Modülü

Aşağıdaki bir sonraki şekil, piezo dönüştürücüleri kullanan birkaç zil konseptini göstermektedir. Piezo elemanların 3-telli elemanlar olması gerekiyor. Sol taraftaki diyagram, piezo dönüştürücüdeki salınımları zorlamak için dirençli bir tasarımı gösterirken, sağ taraftaki diyagram endüktif bir konsept sergilemektedir. İndüktör veya bobin bazlı tasarım, geri besleme artışları yoluyla salınımları tetikler.

SCR Devre Modülleri

SCR'ler veya tristörler doğrultucu diyotlar gibi davranan ancak dış DC sinyal girişi yoluyla iletimini kolaylaştıran yarı iletken cihazlardır.

Ancak özelliklerine göre, SCR'ler yük beslemesi DC olduğunda kilitlenme eğilimindedir. Aşağıdaki şekil, S1 ve S2 anahtarlarına basılmasına yanıt olarak bir RL yükünü AÇMAK ve KAPATMAK için cihazın bu mandallama özelliğini kullanan basit bir kurulumu göstermektedir. S1 yükü AÇIK konuma getirirken, S2 yükü KAPALI konuma getirir.

Işıkla Çalışan Röle Modülü

Basit ışık etkinleştirildi röle modülü bir SCR kullanılarak oluşturulabilir ve bir fototransistör Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi.

Fototransistördeki ışık seviyesi, SCR'nin ayarlanmış tetikleme eşik seviyesini aşar aşmaz, SCR tetikler ve kilitlenir, röleyi AÇIK konuma getirir. Yeterli karanlık olarak sıfırlama anahtarı S1'e basılana veya güç KAPATILIP ardından AÇIK konuma getirilinceye kadar mandallama olduğu gibi kalır.

Triac Modül kullanan Gevşeme Osilatörü

Aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, bir SCR ve bir RC ağı kullanılarak basit bir gevşetme osilatör devresi inşa edilebilir.

Osilatör frekansı, bağlı hoparlör üzerinde düşük frekanslı bir ton üretecektir. Bu gevşeme osilatörünün ton frekansı, değişken direnç R1 ve R2 ve ayrıca kapasitör C1 ile ayarlanabilir.

Triac AC Motor Hız Kontrol Modülü

Bir UJT normalde güvenilir salınım fonksiyonları ile ünlüdür. Bununla birlikte, aynı cihaz, bir 0'ı etkinleştirmek için triyak ile de kullanılabilir. AC motorların tam hız kontrolü .

Direnç R1, UJT frekansı için bir frekans kontrol ayarı gibi işlev görür. Bu değişken frekans çıkışı, triyakı R1 ayarlamalarına bağlı olarak farklı AÇMA / KAPAMA oranlarında değiştirir.

Triyakın bu değişken anahtarlaması, bağlı motorun hızında orantılı miktarda değişikliklere neden olur.

Triac Gate Tampon Modülü

Yukarıdaki şema ne kadar basit bir triyak bir AÇMA / KAPAMA anahtarı aracılığıyla AÇIK KAPALI konuma getirilebilir ve ayrıca yükün kendisini bir tampon aşaması olarak kullanarak triyak için güvenlik sağlar. R1, akımı triyak geçide sınırlarken, yük ek olarak triyak geçidi ani açma geçişlerine karşı koruma sağlar ve triyakın yumuşak başlatma modu ile AÇIK konuma geçmesine izin verir.

Triyak / UJT Flaşör UJT Modülü

Bir UJT osilatörü ayrıca bir AC lamba kısıcı yukarıdaki şemada gösterildiği gibi.

Pot R1, osilasyon oranını veya frekansını ayarlamak için kullanılır, bu da triyakın ve bağlı lambanın AÇMA / KAPAMA anahtarlama oranını belirler.

Anahtarlama frekansı çok yüksek olduğu için, UJT anahtarlamasına göre değişen ortalama voltaj nedeniyle yoğunluğu değişmesine rağmen, lamba kalıcı olarak AÇIK görünmektedir.

Sonuç

Yukarıdaki bölümlerde birçok temel elektronik kavramı ve teoriyi tartıştık ve küçük devreleri diyotlar, transistörler, FET'ler vb. Kullanarak nasıl yapılandıracağımızı öğrendik.

Verilen spesifikasyonlara göre, istenen herhangi bir devre fikrini uygulamak için bu temel bileşenleri kullanarak oluşturulabilen aslında sayısız daha fazla devre modülü vardır.

Tüm bu temel tasarımlar veya devre modülleri hakkında iyi bilgi sahibi olduktan sonra, dosyaya yeni giren herhangi bir kişi, daha sonra çok sayıda ilginç devre elde etmek veya özel bir devre uygulaması gerçekleştirmek için bu modülleri birbirine entegre etmeyi öğrenebilir.

Bu temel elektronik kavramları veya belirli ihtiyaçlar için bu modüllere nasıl katılacağınızla ilgili başka sorularınız varsa, lütfen konuları yorumlamaktan ve tartışmaktan çekinmeyin.