Temel Elektronik Açıklandı

Yeni başlayanlar için elektronik, inşaat temel elektronik projeler bir devre şemasından çok zor olabilir. Bu hızlı kılavuz, elektronik parçalar ve devre oluşturma teknikleriyle ilgili kullanışlı ayrıntıları etkinleştirerek yeni başlayanlara yardımcı olmayı amaçlamaktadır. Dirençler, kapasitörler, indüktörler, transformatörler ve potansiyometreler gibi temel parçaları inceleyeceğiz.

DİRENÇLER

Direnç, gücü normalde ısı yoluyla dağıtan bir parçadır. Uygulama, Ohm kanunu olarak bilinen ilişki ile tanımlanır: V = I X R, burada V, direnç üzerindeki voltajdır, amper cinsinden dirençten geçen akımı ifade eder ve R, ohm cinsinden direnç değeridir. Bir direncin gösterimleri Şekil 1.1'de gösterilmektedir.

Ya yapabiliriz direnç kullanmak Devredeki belirli bir yerde voltajı değiştirmek için veya bunu devrenin istenen bir yerinde akımı değiştirmek için uygulayabiliriz.

Direncin değeri, etrafındaki renkli halkalardan belirlenebilir. Bize bu ayrıntıları veren 3 temel halka veya bant bulacaksınız (Şekil 1.2).

Bantlar belirli renklerle boyanmıştır ve her renkli bant Tablo 1.1'de gösterildiği gibi bir sayıyı temsil etmektedir. Örnek olarak, bantlar kahverengi, kırmızı ve turuncu olduğunda, direncin değeri 12 X 1,00.0 veya 12.000 ohm olacaktır 1.000 ohm normalde kilohm veya k olarak tanımlanırken, 1.000.000 megohm veya MOhm olarak adlandırılır.

Son renkli halka veya bant, belirli direnç değeri için direncin tolerans büyüklüğünü belirtir. Altın yüzde + veya - 5 (±% 5) tolerans gösterirken, gümüş bunun + veya - yüzde 10 (±% 10) olduğunu belirtir. Hiç hoşgörülü bant bulamazsanız, genellikle toleransın ± yüzde 20 olduğu anlamına gelir.

Genel olarak konuşursak, direnç ne kadar büyükse, kullanabileceği güç o kadar büyük olabilir. Watt cinsinden güç oranı 1/8 W ile birçok watt arasında değişebilir. Bu güç temelde dirençten geçen voltaj (V) ve akımın (I) ürünüdür.

Ohm yasasını uygulayarak, bir direnç tarafından dağıtılan gücü (P) P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R olarak belirleyebiliriz, burada R, direncin değeridir. Gerekli özelliklerden pratik olarak daha büyük olabilecek bir dirençle çalışırken herhangi bir elektriksel negatif yön bulamazsınız.

Tek küçük dezavantaj, artan mekanik boyutlar ve belki de daha yüksek maliyetler şeklinde olabilir.

KAPASİTÖRLER

Herhangi bir kapasitörün önceki adı, kondansatördü, ancak mevcut adı daha çok gerçek işlevi ile ilgili görünüyor. Bir kapasitör, elektrik enerjisini depolamak için bir 'kapasite' ile tasarlanmıştır.

Bir kapasitörün temel işlevi, içinden alternatif bir akımın (a.c.) geçişine izin vermek, ancak bir doğru akımı (dc) engellemektir.

Bir diğer önemli husus da, bir dc durumunda Örneğin bir bataryadan geçen voltaj bir an için bir kapasitör boyunca bağlanır, esasen bu DC, bir direnç gibi bir eleman karşısına birleşene kadar kapasitör uçları boyunca kalmaya devam eder veya sonunda kapasitör terminallerini kısa devre yapabilirsiniz. birbirleriyle depolanan enerjinin boşalmasına neden olur.

İNŞAAT

Genel olarak, bir kapasitör, dielektrik olarak bilinen bir yalıtım içeriği ile ayrılan bir çift plakadan yapılır.

Dielektrik, hava, kağıt, seramik, polistiren veya herhangi bir türde farklı uygun materyalden oluşturulabilir. Daha büyük kapasitans değerleri için, dielektrik ayırma için bir elektrolit kullanılır. Bu elektrolitik madde, elektrik enerjisini büyük bir verimlilikle depolayabilme özelliğine sahiptir.

Kapasitif çalışma için genellikle sabit bir DC gereklidir. Bu nedenle devre şemalarında kondansatörün pozitif ucunu beyaz blok olarak, negatif tarafı siyah blok olarak buluyoruz.

Değişken veya ayarlanabilir kapasitörler, bir hava boşluğu veya mika gibi bir yalıtkanla ayrılan döner kanatları içerir. Bu kanatların birbiriyle ne kadar örtüştüğünü belirler. kapasitansın büyüklüğü ve bu, değişken kapasitörün milini hareket ettirerek değiştirilebilir veya ayarlanabilir.

Kapasitans ölçülür Faradlarda. Bununla birlikte, bir Farad kapasitör herhangi bir pratik kullanım için önemli ölçüde büyük olabilir. Bu nedenle, kapasitörler ya mikrofaradlar (uF), nanofarad (nF) veya pikofaradlar (pF) olarak belirtilir.

Bir milyon pikofarad, tek bir mikrofarad'a karşılık gelir ve bir milyon mikrofarad, büyüklük olarak bir Farad'a eşittir. Nanofaradlar (nF) çok sık kullanılmasa da, bir nanofarad bin pikofaradı temsil eder.

Bazen, dirençler gibi, üzerlerinde renk kodları bulunan daha küçük kapasitörler bulabilirsiniz.

Bunlar için değerler, bitişik renk tablosunda gösterildiği gibi pF cinsinden belirlenebilir. Alttaki bant çifti, kapasitörün toleransını ve maksimum uygulanabilir voltajını sağlar.

Kondansatör gövdesi üzerinde basılı voltaj değerinin, kondansatörün kesinlikle aşılmaması gereken mutlak maksimum toleranslı voltaj sınırını temsil ettiği kesinlikle unutulmamalıdır. Ayrıca, elektrolitik kapasitörler söz konusu olduğunda, polarite dikkatlice kontrol edilmeli ve buna göre lehimlenmelidir.

İNDÜKTÖRLER

Elektronik devrelerde Bobin çalışma özellikleri kapasitörlerin tam tersidir. İndüktörler, içinden doğru bir akım geçirme eğilimini gösterir, ancak alternatif akıma karşı çıkmaya veya direnmeye çalışır. Genellikle süper emaye bakır tel bobinler şeklindedirler ve normalde bir şekillendiricinin etrafına sarılırlar.

Yüksek değer yaratmak için indüktörler , normalde çekirdek olarak demirli bir malzeme sokulur veya bobini harici olarak çevreleyen bir kapak gibi yerleştirilebilir.

İndüktörün önemli bir özelliği, bir 'geri emf' üretme kabiliyetidir. Bir indüktör boyunca uygulanan voltaj kaldırılır kaldırılmaz. Bu normalde, akım boyunca orijinal akım kaybını telafi etmek için bir indüktörün doğal özelliği nedeniyle olur.

İndüktörün şematik Sembolleri Şekil 1.5'te görülebilir. Endüktans birimi Henry'dir, ancak milihenrys veya microhenrys (mH ve sırasıyla) normalde indüktörleri ölçmek pratik uygulamalarda.

Bir millihenry'de 1000 microhenry bulunurken, bin milihenrys bir Henry'ye eşittir. İndüktörler, özellikle gerçek değer yazdırılmazsa ölçülmesi kolay olmayan bileşenlerden biridir. Ayrıca standart olmayan parametreler kullanılarak evde inşa edildiğinde bunları ölçmek daha da karmaşık hale gelir.

AC sinyallerini engellemek için indüktörler kullanıldığında, bunlara radyo frekansı bobini veya RF bobini (RFC) adı verilir. Endüktörler, yalnızca hesaplanan frekans bandına izin veren ve geri kalanını bloke eden ayarlanmış devreler oluşturmak için kapasitörlerle birlikte kullanılır.

AYARLI DEVRELER

Bir indüktör L ve bir kapasitör C içeren ayarlanmış bir devre (Şekil 1.6), esasen, ya belirli bir frekansın diğer tüm frekanslar boyunca hareket etmesine ve bloke etmesine izin verecek veya belirli bir frekans değerini bloke edecek ve diğerinin geçmesine izin verecektir. vasıtasıyla.

Frekans değerini belirleyen ayarlanmış bir devrenin seçiciliğinin bir ölçüsü, Q (kalite için) faktörü haline gelir.

Frekansın bu ayarlanmış değeri aynı zamanda rezonans frekansı (f0) olarak da adlandırılır ve hertz veya saniyedeki döngü cinsinden ölçülür.

Bir kapasitör ve indüktör, bir oluşturmak için seri veya paralel olarak kullanılabilir. rezonans ayarlı devre (Şekil 1.6.a). Seri ayarlanmış bir devre, paralel ayarlanmış bir devreye kıyasla düşük bir kayba sahip olabilir (Şekil 1.6.b), yüksek bir kayba sahiptir.

Burada kayıptan bahsettiğimizde, genellikle ağdaki voltajın, ağdan geçen akıma oranını ifade eder. Bu aynı zamanda empedansı (Z) olarak da bilinir.

Spesifik bileşenler için bu empedansın alternatif isimleri, ör. dirençler için direnç (R) ve indüktörler ve kapasitörler için reaktans (X).

TRANSFORMATÖRLER

Transformatörler kullanılır giriş alternatif voltajını / akımını daha yüksek çıkış seviyelerine yükseltmek veya aynısını daha düşük çıkış seviyelerine düşürmek için. Bu çalışma aynı zamanda AC girişi ve AC çıkışı arasında tam bir elektriksel izolasyon sağlar. Şekil 1.7'de birkaç transformatöre tanık olunabilir.

İmalatçılar, birincil veya giriş tarafındaki tüm ayrıntıları '1' sonekiyle belirtir. İkincil veya çıkış tarafı, '2' son eki ile gösterilir T1 ve T2, buna göre birincil ve ikincil üzerindeki dönüş miktarını gösterir. Sonra:

Zaman trafo tasarlandı 240 V'luk şebekeyi daha düşük bir gerilime, örneğin 6 V'a düşürmek için, birincil taraf, daha ince ayarlı tel kullanılarak nispeten daha fazla sayıda dönüş içerirken, ikincil taraf, nispeten daha az sayıda dönüş kullanılarak, ancak çok daha kalın ölçüm teli kullanılarak oluşturulur.

Bunun nedeni, yüksek voltajın orantılı olarak daha düşük akım ve dolayısıyla daha ince tel içermesi, düşük voltajın ise orantılı olarak daha yüksek akım ve dolayısıyla daha kalın tel içermesidir. Net birincil ve ikincil watt değerleri (V x I) ideal bir transformatörde neredeyse eşittir.

Transformatör sargısı, dönüşlerden birinden çıkarılan bir tel kılavuzuna sahip olduğunda (Şekil 1.7.b), sargı voltajının orta kılavuzlu tel ile ayrılan sargıdaki dönüş sayısı ile orantılı olan kılavuz çekme boyunca bölünmesiyle sonuçlanır.

Tam uçtan uca ikincil sargı boyunca net voltaj büyüklüğü yine de yukarıda gösterilen formüle göre olacaktır.

Bir transformatörün ne kadar büyük olabileceği, ikincil akım spesifikasyonunun büyüklüğüne bağlıdır. Akım spesifikasyonu daha büyükse, transformatör boyutları da orantılı olarak büyür.

Minyatür transformatör de vardır. yüksek frekans devreleri radyolar gibi vericiler vb ve sargı boyunca bağlı yerleşik bir kapasitörleri vardır.

Elektronik Projelerde Yarı İletkenler Nasıl Kullanılır

Tarafından: Orman M. Mims

Elektronik projeleri inşa etmek ve denemek ödüllendirici olabilir, ancak çok zorlayıcı olabilir. Daha da tatmin edici hale gelirken, amatör bir devre projesi oluşturmayı bitirin, çalıştırın ve bir avuç gereksiz bileşenden geliştirilmiş yararlı bir çalışma modeli bulun. Bu, sizi bir yaratıcı gibi hissettirirken, başarılı proje ilgili alandaki muazzam çabalarınızı ve bilginizi sergiliyor.

Bu sadece boş zamanlarınızda biraz eğlenmek için olabilir. Diğer bazı kişiler, henüz üretilmemiş bir projeyi gerçekleştirmek isteyebilir veya bir pazar elektronik ürününü daha yenilikçi bir versiyona uyarlayabilir.

Başarıya ulaşmak veya bir devre arızasını gidermek için, çeşitli bileşenlerin çalışması ve pratik devrelerde nasıl doğru şekilde uygulanacağı konusunda bilgili olmanız gerekir. Tamam, hadi konuya gelelim.

Bu eğitimde yarı iletkenlere başlayacağız.

Nasıl Yarı iletken Silikon kullanılarak oluşturulmuştur

Çeşitli yarı iletken bileşenler bulacaksınız, ancak kumun ana unsuru olan silikon en bilinen elementler arasındadır. Bir silikon atomu, en dıştaki kabuğunda sadece 4 elektrondan oluşur.

Ancak bunlardan 8 tane almayı çok sevebilir. Sonuç olarak, bir silikon atomu, elektronları aşağıdaki şekilde paylaşmak için komşu atomlarıyla işbirliği yapar:

Bir grup silikon atomu dış elektronlarını paylaştığında, kristal olarak bilinen bir düzenlemenin oluşmasıyla sonuçlanır.

Aşağıdaki çizim, yalnızca dış elektronlarına sahip bir silikon kristalini göstermektedir. Saf haliyle silikon faydalı bir amaç sağlamaz.

Bu üreticiler sayesinde bu silikon bazlı ürünleri fosfor, bor ve ek bileşenlerle zenginleştiriyorlar. Bu işleme silikonun 'katkısı' denir. Doping silikon uygulandığında kullanışlı elektriksel özelliklerle geliştirilir.

P ve N Katkılı Silikon : Bor gibi elementler, fosfor, silisyum atomları ile kristal üretiminde birleştirmede etkin bir şekilde kullanılabilir. İşin püf noktası şu: Bir bor atomu dış kabuğunda sadece 3 elektron içerirken, bir fosfor atomu 5 elektron içerir.

Silikon, bazı fosfor elektronları ile birleştirildiğinde veya katkılandığında, n-tipi silikona (n = negatif) dönüşür. Silikon, elektron içermeyen bor atomlarıyla kaynaştığında, silikon p-tipi (p = pozitif) bir silikona dönüşür.

P tipi Silikon. Bor atomu bir silikon atomu kümesi ile takviye edildiğinde, 'delik' adı verilen boş bir elektron boşluğuna yol açar.

Bu delik, komşu bir atomdan gelen bir elektronun yuvaya (deliğe) 'düşmesini' mümkün kılar. Bu, bir 'deliğin' konumunu yeni bir konuma değiştirdiği anlamına gelir. Unutmayın, delikler silikon üzerinde kolayca yüzebilir (aynı şekilde kabarcıklar su üzerinde hareket eder).

N-Tipi Silikon. Bir fosfor atomu bir silikon atomu kümesi ile birleştirildiğinde veya katkılı olduğunda, sistem silikon kristali boyunca göreceli rahatlıkla transferine izin verilen fazladan bir elektron verir.

Yukarıdaki açıklamadan, n-tipi bir silikonun, elektronların bir atomdan diğerine atlamasına neden olarak elektronların geçişini kolaylaştıracağını anlıyoruz.

Öte yandan, p-tipi bir silikon da elektronların ters yönde geçişini sağlayacaktır. Çünkü bir p-tipinde, elektronların yer değiştirmesine neden olan delikler veya boş elektron kabuklarıdır.

Bu, yerde koşan bir kişiyle bir yerde koşan bir kişiyi karşılaştırmak gibidir. koşu bandı . Bir kişi yerde koştuğunda, yer sabit kalır ve kişi ileriye doğru hareket ederken, kişi koşu bandında sabit kalır, zemin geriye doğru hareket eder. Her iki durumda da, kişi göreceli bir ileri hareketten geçiyor.

Diyotları Anlamak

Diyotlar vanalarla karşılaştırılabilir ve bu nedenle, bir devre konfigürasyonu içindeki elektrik akış yönünü kontrol etmek için elektronik projelerde çok önemli bir rol oynarlar.

Hem n hem de p tipi silikonun elektrik iletme yeteneğine sahip olduğunu biliyoruz. Her iki varyantın direnci, sahip olduğu deliklerin yüzdesine veya ekstra elektronlara bağlıdır. Sonuç olarak, iki tip de dirençler gibi davranabilir, akımı kısıtlayabilir ve yalnızca belirli bir yönde akmasına izin verebilir.

Bir n-tipi silikon tabanı içinde çok sayıda p-tipi silikon oluşturarak, elektronlar silikon boyunca sadece bir yönde hareket etmek için sınırlandırılabilir. Bu, p-n eklemli silikon katkısı ile oluşturulan diyotlarda görülebilen tam çalışma koşuludur.

Diyot Nasıl Çalışır?

Aşağıdaki çizim, bir diyotun elektriğe tek bir yönde (ileri) nasıl tepki verdiğine ve ters yönde (ters) elektriğin bloke edilmesini sağladığına dair kolay bir açıklama elde etmemize yardımcı olur.

İlk şekilde, pil potansiyeli farkı, deliklerin ve elektronların p-n bağlantısına doğru itilmesine neden olur. Voltaj seviyesinin 0,6 V (bir silikon diyot için) üzerine çıkması durumunda, elektronlar bağlantı noktasından atlamak ve deliklerle kaynaşmak için uyarılır ve bu da bir akım yükünün aktarılmasını mümkün kılar.

İkinci şekilde, pil potansiyeli farkı, deliklerin ve elektronların bağlantı noktasından uzaklaşmasına neden olur. Bu durum, yük akışının veya akımın yolunu tıkamasını engeller. Diyotlar tipik olarak küçük silindirik cam kasa içinde kapsüllenir.

Diyot gövdesinin bir ucu etrafına işaretlenmiş koyu veya beyazımsı dairesel bir bant, katot terminalini tanımlar. Diğer terminal doğal olarak anot terminali haline gelir. Yukarıdaki görüntü, diyotun hem fiziksel kaplamasını hem de şematik sembolünü göstermektedir.

Şimdiye kadar bir diyotun elektronik tek yönlü bir anahtarla karşılaştırılabileceğini anladık. Yine de birkaç diyot işleyiş faktörünü tam olarak kavramanız gerekir.

Aşağıda birkaç önemli nokta bulunmaktadır:

1. Bir diyot, uygulanan ileri voltaj belirli bir eşik seviyesine ulaşıncaya kadar elektrik iletmeyebilir.

Silikon diyotlar için yaklaşık 0,7 volttur.

2. İleri akım çok yükseldiğinde veya belirtilen değerin üzerine çıktığında, yarı iletken diyot kırılabilir veya yanabilir! Ve dahili terminal kontakları parçalanabilir.

Ünite yanarsa, diyot her iki terminal yönünde de aniden iletim gösterebilir. Bu arıza nedeniyle üretilen ısı, sonunda üniteyi buharlaştırabilir!

3. Aşırı ters voltaj, diyotun ters yönde hareket etmesine neden olabilir. Bu voltaj oldukça büyük olduğu için, beklenmedik akım dalgalanması diyotu kırabilir.

Diyot Türleri ve Kullanımları

Diyotlar birçok farklı formda ve özellikte mevcuttur. Aşağıda, elektrik devrelerinde yaygın olarak kullanılan bazı önemli formlar bulunmaktadır:

Küçük Sinyal Diyotu: Bu tip diyotlar, düşük akımlı ac'den dc'ye dönüşüm için kullanılabilir. RF sinyallerini algılama veya demodüle etme gerilimde çarpan uygulaması Güç Doğrultucuları yapmak için yüksek voltaj yükselmelerini nötralize etmek için mantıksal işlemler, vb.

Güç redresörleri Diyotlar : küçük bir sinyal diyotu gibi benzer niteliklere ve özelliklere sahiptir, ancak bunlar akımın önemli büyüklükleriyle başa çıkmak . Bunlar, istenmeyen ısıyı emmeye ve dağıtmaya ve ekli bir soğutma plakasına dağıtmaya yardımcı olan büyük metal muhafazalar üzerine monte edilmiştir.

Güç redresörleri çoğunlukla güç kaynağı ünitelerinde görülebilir. Yaygın değişkenler 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 vb.

Zener Diyot : Bu, belirli bir ters arıza voltajı ile karakterize edilen özel bir diyot türüdür. Yani, zener diyotları voltaj sınırlayıcı bir anahtar gibi çalışabilir. Zener diyotları, 2 ila 200 volt arasında değişebilen mutlak arıza voltajlarıyla (Vz) derecelendirilmiştir.

Işık Yayan Diyot veya LED'ler : Tüm diyot biçimleri, ileri bir voltaj değerine uygulandığında bir miktar elektromanyetik radyasyon yayma özelliğine sahiptir.

Bununla birlikte, galyum arsenit fosfit gibi yarı iletken malzemeler kullanılarak oluşturulan Diyotlar, normal silikon diyotlara kıyasla önemli ölçüde daha fazla miktarda radyasyon yayma kabiliyetine sahiptir. Bunlara Işık Yayan Diyotlar veya LED'ler denir.

Fotodiyot : Diyotlar bir miktar radyasyon yaydığı gibi, harici bir ışık kaynağıyla aydınlatıldıklarında da bir miktar iletim sergilerler.
Ancak ışığı veya aydınlatmayı algılamak ve yanıt vermek için özel olarak tasarlanmış Diyotlara fotodiyotlar denir.

Işığın diyotun ışığa duyarlı alanına girmesine izin veren cam veya plastik bir pencere içerirler.

Tipik olarak bunlar, gerekli ışığa maruz kalma için geniş bir bağlantı alanına sahiptir.

Silikon, verimli fotodiyotların yapılmasını kolaylaştırır.

Pek çok uygulamada farklı diyot türleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Şimdilik, küçük sinyal için birkaç önemli işlevi tartışalım. diyotlar ve doğrultucular :

Birincisi, değişken bir çift kutuplu beslemeye sahip bir alternatif akımın tek bir polarite (dc) sinyaline veya voltajına doğrultulduğu tek dalgalı bir redresör devresidir.

İkinci konfigürasyon, dört diyotlu bir konfigürasyon içeren ve aynı zamanda olarak da adlandırılan tam dalgalı redresör devresidir. köprü doğrultucu . Bu ağ, bir AC giriş sinyalinin her iki yarısını da düzeltme yeteneğine sahiptir.

İki devrenin nihai sonucundaki ayrımı gözlemleyin. Yarım dalga devresinde, AC girişinin sadece bir döngüsü bir çıktı üretirken, tam köprüde her iki yarım döngü de tek bir DC polaritesine dönüştürülür.

Transistör

Elektronik bir projenin, aslında elektroniğin temel yapı taşını oluşturan bir transistör olmadan tamamlanması neredeyse imkansız olabilir.

Transistörler, üç terminali veya ucu olan yarı iletken cihazlardır. Uçlardan birindeki son derece küçük miktarda akım veya voltaj, diğer iki uç arasında önemli ölçüde daha büyük miktarda akım geçişinin kontrolüne izin verir.

Bu, transistörlerin amplifikatör ve anahtarlama düzenleyicileri olarak çalışmak için en uygun olduğu anlamına gelir. İki ana transistör grubu bulacaksınız: bipolar (BJT) ve alan etkisi (FET).

Bu tartışmada sadece bipolar transistörler BJT'ye odaklanacağız. Basitçe söylemek gerekirse, bir p-n bağlantı diyotuna tamamlayıcı bir bağlantı ekleyerek 3 bölmeli bir silikon 'sandviç' oluşturmak mümkün hale gelir. Bu sandviç benzeri oluşum, n-p-n veya p-n-p olabilir.

Her iki durumda da, orta bölüm bölgesi, 3 katman boyunca elektronların miktarını veya yük değişimini düzenleyen bir musluk veya kontrol sistemi gibi çalışır. İki kutuplu bir transistörün 3 bölümü, verici, taban ve toplayıcıdır. Baz bölge oldukça ince olabilir ve emitör ve toplayıcıya göre çok daha az katkı atomuna sahiptir.

Sonuç olarak, çok daha düşük bir yayıcı-taban akımı, önemli ölçüde daha büyük yayıcı-toplayıcı akımının hareket etmesine neden olur. Diyotlar ve transistörler, birçok önemli özelliğe benzer:

Bir diyot bağlantısına benzeyen baz yayıcı bağlantısı, ileri voltaj 0,7 volt'u geçmedikçe elektron transferine izin vermeyecektir. Aşırı miktarda akım, transistörün ısınmasına ve verimli çalışmasına neden olur.

Transistör sıcaklığının önemli ölçüde artması durumunda, devreyi kapatmak gerekebilir! Sonunda, aşırı miktarda akım veya voltaj, transistörü oluşturan yarı kondansatör malzemede kalıcı bir hasara neden olabilir.

Bugün çeşitli transistörler bulunabilir. Yaygın örnekler şunlardır:

Küçük Sinyal ve Anahtarlama : Bu transistörler, düşük seviyeli giriş sinyallerini nispeten daha büyük seviyelere yükseltmek için uygulanır. Anahtarlama transistörleri, tamamen AÇILMAK veya tamamen KAPATMAK için oluşturulur. Birkaç transistör, eşit derecede güzel bir şekilde yükseltmek ve anahtarlamak için eşit olarak kullanılabilir.

Güç Transistörü : Bu transistörler, yüksek güçlü amplifikatörlerde ve güç kaynaklarında kullanılır. Bu transistörler tipik olarak Büyük boyutludur ve daha fazla ısı dağılımı ve soğutmayı kolaylaştırmak ve ayrıca soğutucuların kolay kurulumu için genişletilmiş metal kasaya sahiptir.

Yüksek frekans : Bu transistörler çoğunlukla radyo, TV ve mikrodalgalar gibi RF tabanlı aygıtlardır. Bu transistörler, daha ince taban bölgesi ile inşa edilmiştir ve azaltılmış gövde boyutlarına sahiptir. Npn ve pnp transistörleri için şematik semboller aşağıda görülebilir:

Emitör pimini gösteren ok işaretinin her zaman deliklerin akış yönünü gösterdiğini unutmayın. Ok işareti tabandan zıt bir yönü gösterdiğinde, BJT n-tipi malzemeden oluşan bir yayıcıya sahiptir.

Bu işaret, transistörü özellikle bir p-tipi malzemeye sahip tabanı olan bir n-p-n cihazı olarak tanımlar. Öte yandan, ok işareti tabana doğru bakarken tabanın n tipi malzemeden yapıldığını gösterir ve hem yayıcı hem de toplayıcının p-tipi malzemeden oluştuğunu ve bunun sonucunda cihazın bir pnp BJT.

Nasıl Bipolar Transistörleri Kullanın

Bir npn transistörünün tabanına bir toprak potansiyeli veya 0V uygulandığında, yayıcı-toplayıcı terminalleri boyunca akımın akışını engeller ve transistör 'kapatılır'.

Bazın, BJT'nin baz yayıcı pimlerine en az 0,6 voltluk bir potansiyel fark uygulayarak ileriye dönük olması durumunda, anında yayıcıdan toplayıcı terminallerine akım akışını başlatır ve transistörün değiştirildiği söylenir ' üzerinde. '

BJT'ler yalnızca bu iki yöntemle çalıştırılırken, transistör bir AÇMA / KAPAMA anahtarı gibi çalışır. Tabanın ileriye dönük olması durumunda, yayıcı-toplayıcı akım büyüklüğü, baz akımın nispeten daha küçük varyasyonlarına bağlı hale gelir.

bu gibi durumlarda transistör bir amplifikatör gibi çalışır . Bu özel konu, vericinin hem giriş hem de çıkış sinyali için ortak toprak terminali olması gereken bir transistör ile ilgilidir ve ortak yayıcı devre . Birkaç temel ortak yayıcı devre, aşağıdaki diyagramlar aracılığıyla görselleştirilebilir.

Anahtar Olarak Transistör

Bu devre konfigürasyonu, sadece iki tip giriş sinyalini kabul eder; 0V veya toprak sinyali veya 0.7V üzerinde pozitif voltaj + V. Bu nedenle, bu modda transistör AÇILABİLİR veya KAPATILABİLİR. Tabandaki direnç, 1K ile 10K ohm arasında herhangi bir şey olabilir.

Transistör DC Amplifikatör

Bu devrede değişken direnç transistöre ileriye doğru bir ön gerilim yaratır ve taban / yayıcı akımın büyüklüğünü düzenler. Metre akım miktarını gösterir kollektör yayıcı uçları boyunca iletilir.

Sayaç serisi rezistans, aşırı akıma karşı sayacın emniyetini sağlar ve sayaç bobininin zarar görmesini engeller.

Gerçek bir uygulama devresinde potansiyometre, direnci ışık, sıcaklık, nem vb. Gibi harici bir faktöre yanıt olarak değişen dirençli bir sensörle eklenebilir.

Bununla birlikte, giriş sinyallerinin hızla değiştiği durumlarda, bir AC amplifikatör devresi aşağıda açıklandığı gibi uygulanabilir hale gelir:

Transistör AC Amplifikatör

Devre şeması, çok temel bir transistörlü AC amplifikatör devresini gösterir. Girişte bulunan kapasitör, herhangi bir DC'nin tabana girmesini engeller. Temel önyargı için uygulanan direnç, besleme seviyesinin yarısı kadar bir voltaj oluşturmak için hesaplanır.

Güçlendirilen sinyal, bu sabit voltaj boyunca 'kayar' ve genliğini bu referans voltaj seviyesinin altında ve üstünde değiştirir.

Öngerilim direnci kullanılmadıysa, 0.7V seviyesinin üzerindeki beslemenin sadece yarısı yükseltilerek yüksek miktarlarda hoş olmayan distorsiyonlara neden olur.

Akımın Yönüne İlişkin

Elektronların bir iletkenden geçerken iletkenden bir akım akışı oluşturduğunu biliyoruz.

Teknik olarak elektronların hareketi aslında negatif yüklü bir bölgeden pozitif yüklü bölgeye olduğu için, o zaman neden bir diyot sembolündeki ok işareti elektronların ters akışını gösteriyor gibi görünüyor?

Bu birkaç nokta ile açıklanabilir.

1) Benjamin Franklin'in ilk teorisine göre, elektrik akışının pozitiften negatif yüklü bölgeye olduğu varsayılmıştır. Ancak, elektronlar keşfedildiğinde, gerçek gerçeği ortaya çıkardı.

Yine de, algı aynı kalmaya devam etti ve şemalar, mevcut akışın olumludan olumsuza gösterildiği geleneksel hayal gücünü takip etmeye devam etti, çünkü bir şekilde tersini düşünmek, sonuçları simüle etmemizi zorlaştırıyor.

2) Yarı iletkenler söz konusu olduğunda, aslında elektronların tersine hareket eden deliklerdir. Bu, elektronların pozitiften negatife kayıyor gibi görünmesini sağlar.

Kesin olmak gerekirse, akımın akışının aslında elektronun varlığı veya yokluğunun yarattığı yük akışı olduğu unutulmamalıdır, ancak elektronik sembol söz konusu olduğunda, geleneksel yaklaşımı izlemeyi daha kolay buluyoruz,

Tristör

Tıpkı transistörler gibi, tristörler de üç terminali olan ve birçok elektronik projede önemli rol oynayan yarı iletken cihazlardır.

Tıpkı bir transistörün uçlardan birinde küçük bir akımla AÇIK konuma gelmesi gibi, tristörler de benzer şekilde çalışır ve diğer iki tamamlayıcı uç üzerinden çok daha büyük bir akımın iletilmesini sağlar.

Tek fark, tristörün salınımlı AC sinyallerini yükseltme yeteneğine sahip olmamasıdır. Tamamen açarak veya tamamen kapatarak kontrol giriş sinyaline yanıt verirler. Tristörlerin 'katı hal anahtarları' olarak da bilinmesinin nedeni budur.

Silikon Kontrollü Doğrultucular (SCR)

SCR'ler, iki temel tristör formunu temsil eden cihazlardır. Yapıları iki kutuplu bir transistörün yapısına benzer, ancak SCR'lerin dördüncü bir katmanı vardır, bu nedenle aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi üç bağlantı noktası vardır.

SCR iç düzeni ve şematik sembolü aşağıdaki görüntüde görselleştirilebilir.

Normalde, SCR pin çıkışları tek harflerle gösterilir: Anot için A, katot için K (veya C) ve geçit için G.

Bir SCR'nin anot pini A, katot piminden (K) daha yüksek bir pozitif potansiyele sahip uygulandığında, en dıştaki iki bağlantı öne doğru eğilimli hale gelir, ancak merkezi p-n bağlantısı, içlerinden herhangi bir akım akışını engelleyerek ters taraflı kalır.

Bununla birlikte, kapı pimi G, minimum pozitif voltajla uygulanır uygulanmaz, anot / katot pimleri aracılığıyla çok daha büyük bir gücün iletilmesine izin verir.

Bu noktada, SCR kilitlenir ve geçit önyargısı kaldırıldıktan sonra bile kalır. Bu, anot veya katot besleme hattından anlık olarak ayrılana kadar sonsuza kadar devam edebilir.

Aşağıdaki bir sonraki proje, akkor lambayı kontrol etmek için bir anahtar gibi yapılandırılmış bir SCR'yi göstermektedir.

Sol taraftaki anahtar, basıldığında açılan bir bas-kapat anahtarıdır, sağ taraftaki anahtar ise basıldığında hareket eden bir bas-aç anahtarıdır. Bu anahtara anlık olarak veya sadece veya bir saniye basıldığında, lambayı AÇIK konuma getirir.

SCR kilitlenir ve lamba kalıcı olarak AÇIK konuma geçer. Lambayı kapatıp başlangıç ​​durumuna getirmek için sol taraftaki anahtara anlık olarak basılır.

SCR'ler, 1 amper, 100 volt ile 10 amper veya üzeri ve birkaç yüz volt arasında farklı güç değerleri ve taşıma kapasitesi ile üretilmektedir.

Triyaklar

Triyaklar, özellikle yüksek voltajlı AC yük anahtarlaması gerektiren elektronik devrelerde kullanılır.

Bir triyakın iç yapısı aslında ters paralel olarak birleştirilen iki SCR'ye benziyor. Bu, bir triyakın hem DC hem de AC kaynakları için elektriği iletme kabiliyetine sahip olduğu anlamına gelir.

Bu özelliği uygulamak için triyak, fazladan bir n-tipi bölgeye sahip beş yarı iletken katman kullanılarak oluşturulmuştur. Triyak pin çıkışları, her bir pin bu yarı iletken bölgelerin bir çiftiyle temas edecek şekilde bağlanır.

Bir triyak kapı terminalinin çalışma modu bir SCR'ye benzer olsa da, kapı özel olarak anot veya katot terminallerine atıfta bulunulmamıştır, bunun nedeni triyakın her iki yolu da gerçekleştirebilmesi, böylece kapının bağlı olarak herhangi bir terminalle etkinleştirilebilmesidir. Kapı tetiklemesi için pozitif bir sinyalin mi yoksa negatif bir sinyalin mi kullanıldığı.

Bu nedenle triyakın iki ana yük taşıma terminali A veya K yerine MT1 ve MT2 olarak belirlenmiştir. MT harfleri 'ana terminal' anlamına gelir. aşağıdaki devre şemasında gösterildiği gibi.

Bir AC'yi değiştirmek için bir triyak uygulandığında, traik yalnızca kapı küçük bir besleme girişine bağlı kaldığı sürece iletilir. Geçit sinyali kaldırıldıktan sonra triyağı hala AÇIK durumda tutar, ancak yalnızca AC dalga formu döngüsü sıfır geçiş çizgisine ulaşıncaya kadar.

AC kaynağı sıfır hattına ulaştığında, triyak kendini ve bağlı yükü, kapı sinyali tekrar uygulanana kadar kalıcı olarak KAPATIR.

Triyaklar, çoğu ev aletini motorlar ve pompalarla birlikte kontrol etmek için kullanılabilir.

Triyaklar aynı zamanda mevcut taşıma kapasitelerine veya SCR'ler gibi derecelendirmelerine göre kategorize edilse de, SCR'ler genellikle triyaktan çok daha yüksek akım değerleriyle mevcuttur.

Yarı iletken Işık Yayan Cihazlar

Işık, ısı, elektronlar ve benzer enerjiler tarafından yüksek seviyelere maruz bırakıldığında, çoğu yarı iletken, insan görünür dalga boyunda veya IR dalga boyunda ışık yayma eğilimi gösterir.

Bunun için ideal olarak uygun olan yarı iletkenler, p-n bağlantı diyotları ailesinden gelenlerdir.

Işık yayan diyotlar (LED) bunu, elektrik akımını doğrudan görünür ışığa dönüştürerek yapar. LED, akım-ışık dönüşümü ile diğer herhangi bir ışık kaynağı türünden son derece verimlidir.

Beyaz yüksek parlak LED'ler ev aydınlatması renkli ledler ise dekoratif uygulamalarda kullanılır.

LED yoğunluğu, DC girişini doğrusal olarak azaltarak veya darbe genişliği modülasyonu giriş ayrıca PWM olarak da adlandırılır.

Yarıiletken Işık Dedektörleri

Herhangi bir enerji türü bir yarı iletken kristal ile temas ettiğinde, kristalde bir akımın oluşmasına yol açar. Bu, tüm yarı iletken ışık sensör cihazlarının çalışmasının arkasındaki temel prensiptir.

Yarı iletken ışık dedektörleri ana tiplere ayrılabilir:

Pn eklem yarı iletkenleri kullanılarak inşa edilenler ve olmayanlar.

Bu açıklamada sadece p-n varyantlarını ele alacağız. P-n bağlantı tabanlı ışık dedektörleri, fotonik yarı iletken ailesinin en yaygın kullanılan üyesidir.

Çoğu silikondan yapılmıştır ve hem görünür ışığı hem de yakın kızılötesini algılayabilir.

Fotodiyotlar:

Fotodiyotlar ışığı algılamak için tasarlanmış elektronik projeler için özel olarak tasarlanmıştır. Bunları kameralar gibi her türlü cihazda bulabilirsiniz. Hırsız alarmları , Canlı iletişim vb.

Işık dedektörü modunda, bir foto-diyot, bir pn bağlantısında bir delik veya elektron paylaşımı oluşturarak çalışır. Bu, p ve n bağlantı yan terminalleri harici bir kaynağa bağlanır bağlanmaz akımın hareket etmesine neden olur.

Fotovoltaik modda kullanıldığında, fotodiyot, bir gelen ışığın varlığında bir akım kaynağı gibi davranır. Bu uygulamada cihaz, bir ışıklı aydınlatmaya yanıt olarak ters öngerilim modunda çalışmaya başlar.

Işığın yokluğunda, 'karanlık akım' olarak bilinen çok küçük bir miktar akım hala akar.

Bir fotodiyot genellikle birçok farklı ambalaj tasarımında üretilir. Çoğunlukla plastik gövde, önceden takılmış lens ve filtreleme vb. Olarak bulunurlar.

Anahtar farklılaşma, cihaz için kullanılan yarı iletkenin boyutudur. Ters önyargı fotoiletken işlemde yüksek hızlı yanıt süreleri için tasarlanan fotodiyotlar, küçük alanlı yarı iletken kullanılarak oluşturulur.

Daha geniş alana sahip fotodiyotlar biraz yavaş tepki verme eğilimindedir, ancak ışık aydınlatmasına daha yüksek derecede hassasiyet sağlama yeteneğine sahip olabilir.

Fotodiyot ve LED, okların yönünün fotodiyot için içeri doğru olması dışında özdeş şematik sembolü paylaşır. Fotodiyotlar tipik olarak, ışık dalgası iletişimlerinde olduğu gibi yakın kızılötesi dalga boyunda bile hızlı değişen darbeleri tanımaya alışkındır.

Aşağıdaki devre, fotodiyotun bir ışık ölçer kurulumunda uygulanma şeklini göstermektedir. Bu devrenin çıktı sonuçları oldukça doğrusaldır.

Fototransistörler

Fototransistörler, daha yüksek hassasiyet gerektiren elektronik projelerde uygulanmaktadır. Bu cihazlar, tüm transistörlerde ışığa duyarlılık özelliğinden yararlanmak için özel olarak yaratılmıştır. Genel olarak bir fototransistör, ışığa maruz bırakılabilen geniş bir taban bölümüne sahip bir npn cihazında bulunabilir.

Tabana giren ışık, normal npn transistörlerinde bulunan doğal baz yayıcı akımın yerini alır.

Bu özelliği sayesinde bir fototransistör, ışık değişimlerini anında yükseltebilir. Elde edilebilen tipik olarak iki tür npn fototransistörü vardır. Biri standart bir npn yapısına sahip, alternatif varyant ek amplifikasyon sunmak için ek bir npn transistör ile birlikte gelir ve bir 'photodarlington' transistörü olarak bilinir.

Bunlar son derece hassastır, ancak normal npn fototransistörüne kıyasla biraz halsizdir. Fototransistörler için genel olarak kullanılan şematik semboller aşağıda verilmiştir:

Fototransistörler, alternatif (ac) ışık impulslarını tespit etmek için sıklıkla uygulanır. Ek olarak, bir röleyi etkinleştirmek için bir fotodarlington uygulanan aşağıdaki devre gibi sürekli (dc) ışığı tanımlamak için kullanılırlar.

Bu eğitim, yeni bileşen özellikleriyle düzenli olarak güncellenecektir, bu nedenle lütfen bizi izlemeye devam edin.