Tinjauan Transistor Konvensional dan Transistor Khas

Inverter, Bagaimana cara kerjanya? (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Tinjauan Transistor Konvensional dan Transistor Khas

Peranti dan Litar Semikonduktor Diskret


soalan 1

Mikrokontroler adalah jenis khusus komputer digital yang digunakan untuk menyediakan penjujukan automatik atau kawalan sistem. Mikrokontroler berbeza dari komputer digital biasa yang sangat kecil (biasanya satu cip litar bersepadu), dengan beberapa pin yang khusus untuk input dan / atau output isyarat digital, dan memori yang terhad. Arahan yang diprogramkan ke dalam memori mikrokontroler memberitahunya bagaimana untuk bertindak balas terhadap keadaan input, dan jenis isyarat yang hendak dihantar kepada output.

Jenis isyarat paling mudah "difahami" oleh mikrokontroler ialah tahap voltan diskret: sama ada "tinggi" (kira-kira + V) atau "rendah" (kira-kira potensi tanah) diukur pada pin tertentu pada cip. Transistor dalaman kepada mikrokontroler menghasilkan isyarat "tinggi" dan "rendah" pada pin output, tindakan mereka dimodelkan oleh suis SPDT untuk kesederhanaan:

Ia tidak memerlukan banyak imaginasi untuk membayangkan bagaimana mikrokontroler boleh digunakan dalam sistem praktikal: menghidupkan dan mematikan peranti luaran mengikut pin dan / atau keadaan masa input. Contohnya termasuk kawalan perkakas (pemasa oven, pengawal suhu), kawalan enjin automotif (penyuntik bahan api, pemasaan pencucuhan, sistem diagnostik diri), dan robotik (servo actuation, pemprosesan deria, logik navigasi). Sebenarnya, jika anda tinggal di negara perindustrian, anda mungkin memiliki beberapa mikrosontroler (tertanam dalam pelbagai peranti) dan tidak menyedarinya!

Salah satu had praktikal mikrokontroler, walau bagaimanapun, ialah had arus output rendah mereka: biasanya kurang daripada 50 mA. Pengecutan litar dalaman mikrokontroler melarang kemasukan transistor output yang mempunyai penarafan kuasa yang penting, jadi kami mesti menyambungkan transistor ke pin output untuk memacu sebarang beban penting.

Katakan kami ingin mempunyai pemacu mikrokontroler injap solenoid DC yang memerlukan 2 amps semasa pada 24 volt. Satu penyelesaian mudah ialah menggunakan transistor NPN sebagai peranti "interposing" antara mikropengawal dan injap solenoid seperti ini:

Malangnya, BJT tunggal tidak memberikan keuntungan semasa yang cukup untuk melancarkan solenoid. Dengan 20 mA output semasa dari pin mikrokontroler dan β hanya 25 (biasa untuk transistor kuasa), ini hanya memberikan kira-kira 500 mA kepada gegelung solenoid.

Penyelesaian masalah ini melibatkan dua transistor bipolar dalam susunan pasangan Darlington :

Walau bagaimanapun, terdapat satu penyelesaian lain - menggantikan BJT tunggal dengan MOSFET tunggal, yang tidak memerlukan arus memandu sama sekali. Tunjukkan bagaimana ini boleh dilakukan:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Tujuan persoalan panjang ini bukan sekadar untuk mengetahui bagaimana cara menggantikan BJT dengan MOSFET, tetapi juga memperkenalkannya kepada konsep mikrokontroler, yang merupakan alat yang semakin penting dalam sistem elektronik moden.

Sesetengah pelajar mungkin bertanya tentang tujuan diod dalam litar ini. Jelaskan kepada mereka bahawa ini adalah diod commutating, kadang-kadang dipanggil diod pemutar bebas, yang diperlukan untuk mengelakkan transistor daripada dilebih-lebihkan oleh transients voltan tinggi yang dihasilkan oleh gegelung solenoid apabila de-tenaga ("inductive sickback").

Soalan 2

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 3

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 4

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 5

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 6

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 7

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 8

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 9

Periksa simbol transistor berikut:

Kenal pasti perkara berikut:

Jenis transistor ( BJT, JFET, atau MOSFET )
Doping semikonduktor ( NPN, PNP; saluran N, saluran P )
Pengenalpastian semua 3 terminal ( Base, Collector, Emitter, Gate, Drain, Source )
Arahan bagi setiap terminal semasa bagi operasi transistor yang betul ( pastikan anda perhatikan sama ada anda menggunakan nota aliran atau konvensional aliran konvensional.Jika arah semasa tidak penting, atau jika tiada arus sama sekali, pastikan anda mengatakan demikian! )
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Soalan ini meneliti beberapa pengetahuan dasar dan penting mengenai pengenal dan pengoperasian transistor. Jika pelajar menghadapi kesukaran untuk mengenal pasti semua parameter yang diminta dalam soalan ini, anda perlu menghabiskan lebih banyak masa pada asas transistor sebelum meneruskan dengan aspek lain dari litar transistor!

Soalan 10

Kenal pasti apa jenis transistor (MOSFET, JFET, atau BJT; N-channel, P-saluran, NPN, atau PNP, E-jenis atau D-jenis) dan apa yang perlu disambungkan ke terminal kawalan setiap transistor asas atau pintu) untuk menghidupkan setiap satu supaya mentol lampu bertenaga:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Soalan susulan: untuk JFET, yang sudah "aktif" dengan voltan sifar yang digunakan untuk pintu masuk, terangkan apa yang perlu untuk memaksanya ke dalam keadaan "mati".

Nota:

Sangat penting bagi pelajar untuk memahami keadaan apa yang diperlukan untuk menggerakkan mana-mana jenis transistor ini ke dalam "keadaan" mereka, sebagai pendahulu untuk memahami fungsi mereka dalam litar linear (analog).

Soalan 11

Kenal pasti apa jenis transistor (MOSFET, JFET, atau BJT; N-channel, P-saluran, NPN, atau PNP, E-jenis atau D-jenis) dan apa yang perlu disambungkan ke terminal kawalan setiap transistor asas atau pintu) untuk menghidupkan setiap satu supaya mentol lampu bertenaga:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Soalan susulan: untuk JFET, yang sudah "aktif" dengan voltan sifar yang digunakan untuk pintu masuk, terangkan apa yang perlu untuk memaksanya ke dalam keadaan "mati".

Nota:

Sangat penting bagi pelajar memahami apa syarat yang diperlukan untuk menggerakkan mana-mana jenis transistor ini ke dalam "keadaan" mereka, sebagai pendahulu untuk memahami fungsi mereka dalam litar (linear) analog.

Soalan 12

Ditunjukkan di sini adalah gambarajah skematik untuk sistem pencucuhan automotif mudah, untuk menghasilkan denyutan voltan tinggi yang mencukupi untuk memberi tenaga kepada palam pencucuh dalam enjin:

Seorang jurutera memutuskan untuk menggantikan BJT dengan MOSFET, dan tiba di reka bentuk litar berikut:

Terangkan bagaimana litar revisi ini berfungsi. Bilakah MOSFET menjalankan semasa, apabila hubungan titik dibuka atau ditutup "# 12"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

MOSFET menjalankan arus apabila hubungan titik terbuka, yang bertentangan dengan BJT. Saya akan membiarkan anda mengetahui apa tujuan perintangnya!

Nota:

Sekiranya ini adalah sistem pencucuhan yang sebenar, masa akan perlu diselaraskan, kerana percikan akan dihasilkan setiap kali mata ditutup berbanding setiap kali mata terbuka seperti yang dilakukan sebelum ini (dengan BJT). Bincangkan pengendalian litar ini dengan pelajar anda, meminta mereka menjelaskan bagaimana mereka mengetahui status MOSFET (dan status BJT, untuk perkara itu).

Soalan 13

Dalam sistem ini, output voltan litar pemasa digital mengawal pengecasan dan pemecahan rangkaian kapasitor. Kerja dalaman litar masa digital tersembunyi untuk kesederhanaan, tetapi kita boleh memodelinya sebagai suis dua kedudukan, mengeluarkan sama ada isyarat voltan "tinggi" (voltan bekalan penuh) atau isyarat voltan "rendah" (potensi tanah) pada selang masa yang tetap:

Pertama, kenalpasti tahap isyarat dari litar digital ("tinggi" atau "rendah") yang menyebabkan kapasitor dikenakan, dan tahap yang menyebabkan ia menunaikan. Kemudian, gantikan BJT dengan MOSFET yang sesuai untuk mencapai fungsi masa yang tepat:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Dalam versi BJT litar, keluaran isyarat "rendah" oleh litar digital menyebabkan kapasitor dikenakan. Perkara yang sama berlaku dalam versi MOSFET litar ini:

Soalan susulan: jelaskan mengapa tiada resistor diperlukan siri dengan pintu MOSFET kerana terdapat dengan pangkalan BJT dalam versi litar asal.

Nota:

Litar ini boleh digunakan sebagai pengenalan kepada pemasa 555, kerana IC menggunakan skema yang sama untuk pelepasan kapasitor.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →