Επεξήγηση βασικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων - Οδηγός για αρχάριους για ηλεκτρονικά

Το παρακάτω άρθρο συζητά διεξοδικά όλα τα βασικά γεγονότα, θεωρίες και πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργία και τη χρήση κοινών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ, MOSFET, UJTs, triacs, SCRs.

Τα διάφορα μικρά βασικά ηλεκτρονικά κυκλώματα που εξηγούνται εδώ μπορούν να εφαρμοστούν αποτελεσματικά ως δομικά στοιχεία ή μονάδες για τη δημιουργία κυκλωμάτων πολλαπλών σταδίων, ενσωματώνοντας τα σχέδια μεταξύ τους.

Θα ξεκινήσουμε τα μαθήματα με αντιστάσεις και θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε σχετικά με τη λειτουργία και τις εφαρμογές τους.

Αλλά προτού ξεκινήσουμε, ας συνοψίσουμε γρήγορα τα διάφορα ηλεκτρονικά σύμβολα που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτό το σχήμα των άρθρων.

Πώς λειτουργούν οι αντιστάτες

ο λειτουργία αντιστάσεων είναι να προσφέρει αντίσταση στη ροή του ρεύματος. Η μονάδα αντίστασης είναι Ohm.

Όταν μια πιθανή διαφορά 1 V εφαρμόζεται σε μια αντίσταση 1 Ohm, ένα ρεύμα 1 Ampere θα αναγκαστεί να περάσει, σύμφωνα με το νόμο του Ohm.

Η τάση (V) λειτουργεί όπως η διαφορά δυναμικού σε μια αντίσταση (R)

Το ρεύμα (Ι) αποτελεί τη ροή ηλεκτρονίων μέσω της αντίστασης (R).

Εάν γνωρίζουμε τις τιμές οποιωνδήποτε δύο αυτών των 3 στοιχείων V, I και R, η τιμή του 3ου άγνωστου στοιχείου θα μπορούσε εύκολα να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο νόμο του Ohm:

V = I x R, ή I = V / R, ή R = V / I

Όταν το ρεύμα ρέει μέσω μιας αντίστασης, θα διαλύσει την ισχύ, η οποία μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους τύπους:

P = V X I ή P = I^δύοx Ρ

Το αποτέλεσμα από τον παραπάνω τύπο θα είναι σε Watt, που σημαίνει ότι η μονάδα ισχύος είναι watt.

Είναι πάντα σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι όλα τα στοιχεία του τύπου εκφράζονται με τυπικές μονάδες. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείται millivolt, τότε πρέπει να μετατραπεί σε βολτ, παρόμοια miliamps θα πρέπει να μετατραπεί σε Ampere, και milliohm ή kiloOhm θα πρέπει να μετατραπούν σε Ohms κατά την εισαγωγή των τιμών στον τύπο.

Για τις περισσότερες εφαρμογές, η ισχύς της αντίστασης είναι στο 1/4 watt 5%, εκτός εάν ορίζεται διαφορετικά για ειδικές περιπτώσεις όπου το ρεύμα είναι εξαιρετικά υψηλό.

Αντίσταση σε σειρές και παράλληλες συνδέσεις

Οι τιμές αντίστασης μπορούν να προσαρμοστούν σε διαφορετικές προσαρμοσμένες τιμές προσθέτοντας διάφορες τιμές σε σειριακά ή παράλληλα δίκτυα. Ωστόσο, οι προκύπτουσες τιμές τέτοιων δικτύων πρέπει να υπολογιστούν με ακρίβεια μέσω τύπων όπως δίνονται παρακάτω:

Πώς να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις

Συνήθως χρησιμοποιείται μια αντίσταση περιορισμός ρεύματος μέσω μιας σειράς φορτίων, όπως μια λάμπα, ένα LED, ένα σύστημα ήχου, ένα τρανζίστορ κ.λπ., προκειμένου να προστατευθούν αυτές οι ευάλωτες συσκευές από υπερβολικές συνθήκες.

Στο παραπάνω παράδειγμα, το τρέχουσα αν και το LED θα μπορούσε να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm. Ωστόσο, το LED ενδέχεται να μην αρχίσει να ανάβει σωστά έως ότου εφαρμοστεί το ελάχιστο επίπεδο τάσης προς τα εμπρός, το οποίο μπορεί να είναι οπουδήποτε μεταξύ 2 V έως 2,5 V (για RED LED), επομένως ο τύπος που μπορεί να εφαρμοστεί για τον υπολογισμό του ρεύματος μέσω του LED θα είναι

I = (6 - 2) / R

Πιθανός διαχωριστής

Οι αντιστάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δυνητικοί διαχωριστές , για τη μείωση της τάσης τροφοδοσίας στο επιθυμητό χαμηλότερο επίπεδο, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:

Ωστόσο, τέτοια αντιστατικά διαχωριστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή τάσεων αναφοράς, μόνο για πηγές υψηλής αντίστασης. Η έξοδος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία ενός φορτίου απευθείας, καθώς οι εμπλεκόμενες αντιστάσεις θα κάνουν το ρεύμα σημαντικά χαμηλό.

Κύκλωμα Γέφυρας Wheatstone

Ένα δίκτυο γεφυρών σιταριού είναι ένα κύκλωμα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των τιμών της αντίστασης με μεγάλη ακρίβεια.

Το θεμελιώδες κύκλωμα ενός δικτύου γέφυρας wheatsone φαίνεται παρακάτω:

Οι λεπτομέρειες λειτουργίας της γέφυρας με τα ψαροκόκαλα και πώς να βρείτε ακριβή αποτελέσματα χρησιμοποιώντας αυτό το δίκτυο εξηγούνται στο παραπάνω διάγραμμα.

Κύκλωμα ακριβείας Wheatstone Bridge

Το κύκλωμα γέφυρας σιταριού που φαίνεται στο παρακείμενο σχήμα επιτρέπει στο χρήστη να μετρήσει την τιμή μιας άγνωστης αντίστασης (R3) με πολύ υψηλή ακρίβεια. Για αυτό, η βαθμολογία των γνωστών αντιστάσεων R1 και R2 πρέπει επίσης να είναι ακριβής (τύπος 1%). Το R4 πρέπει να είναι ένα ποτενσιόμετρο, το οποίο θα μπορούσε να βαθμονομηθεί με ακρίβεια για τις επιδιωκόμενες μετρήσεις. Το R5 μπορεί να είναι προκαθορισμένο, τοποθετημένο ως σταθεροποιητής ρεύματος από την πηγή ισχύος. Η αντίσταση R6 και ο διακόπτης S1 λειτουργούν σαν δίκτυο διακλάδωσης για την εξασφάλιση επαρκούς προστασίας του μετρητή M1. Για να ξεκινήσει η διαδικασία δοκιμής, ο χρήστης πρέπει να ρυθμίσει το R4 έως ότου επιτευχθεί μηδενική ένδειξη στον μετρητή M1. Η συνθήκη είναι, το R3 θα είναι ίσο με τη ρύθμιση του R4. Στην περίπτωση που το R1 δεν είναι πανομοιότυπο με το R2, τότε ο ακόλουθος τύπος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της τιμής του R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Πυκνωτές

Οι πυκνωτές λειτουργούν αποθηκεύοντας ένα ηλεκτρικό φορτίο μέσα σε μερικές εσωτερικές πλάκες, οι οποίες σχηματίζουν επίσης τους ακροδέκτες του στοιχείου. Η μονάδα μέτρησης για πυκνωτές είναι Farad.

Ένας πυκνωτής ονομασμένος σε 1 Farad όταν είναι συνδεδεμένος σε τροφοδοσία 1 volt θα μπορεί να αποθηκεύσει μια φόρτιση 6,28 x 10¹⁸ηλεκτρόνια.

Ωστόσο, στην πρακτική ηλεκτρονική, οι πυκνωτές στο Farads θεωρούνται πολύ μεγάλοι και δεν χρησιμοποιούνται ποτέ. Αντ 'αυτού χρησιμοποιούνται πολύ μικρότερες μονάδες πυκνωτών, όπως picofarad (pF), nanofarad (nF) και microfarad (uF).

Η σχέση μεταξύ των παραπάνω μονάδων μπορεί να γίνει κατανοητή από τον παρακάτω πίνακα, και αυτό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή μιας μονάδας σε άλλη.

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

Φόρτιση και εκφόρτιση πυκνωτή

Ένας πυκνωτής φορτίζει αμέσως όταν τα καλώδια συνδέονται μέσω κατάλληλης παροχής τάσης.

ο διαδικασία φόρτισης μπορεί να καθυστερήσει ή να καθυστερήσει προσθέτοντας μια αντίσταση σε σειρά με την είσοδο τροφοδοσίας, όπως απεικονίζεται στα παραπάνω διαγράμματα.

Η διαδικασία εκφόρτισης είναι επίσης παρόμοια αλλά με τον αντίθετο τρόπο. Ο πυκνωτής θα εκφορτιστεί αμέσως όταν βραχυκυκλωθούν τα καλώδια. Η διαδικασία εκφόρτισης θα μπορούσε να επιβραδυνθεί αναλογικά προσθέτοντας μια αντίσταση σε σειρά με τα καλώδια.

Πυκνωτής σε σειρά

Οι πυκνωτές μπορούν να προστεθούν εν σειρά συνδέοντας τους αγωγούς μεταξύ τους, όπως φαίνεται παρακάτω. Για πολωμένους πυκνωτές, η σύνδεση πρέπει να είναι τέτοια ώστε η άνοδος του ενός πυκνωτή να συνδέεται με την κάθοδο του άλλου πυκνωτή και ούτω καθεξής. Για μη πολικούς πυκνωτές, τα καλώδια μπορούν να συνδεθούν με κάθε τρόπο.

Όταν συνδέεται σε σειρά η τιμή χωρητικότητας μειώνεται, για παράδειγμα όταν δύο πυκνωτές 1 uF συνδέονται σε σειρά, η προκύπτουσα τιμή γίνεται 0,5 uF. Αυτό φαίνεται να είναι ακριβώς το αντίθετο των αντιστάσεων.

Όταν συνδέεται σε σειριακή σύνδεση, προσθέτει την τιμή τάσης ή τις τιμές τάσης διακοπής των πυκνωτών. Για παράδειγμα, όταν δύο πυκνωτές ονομαστικής ισχύος 25 V συνδέονται σε σειρά, το εύρος ανοχής τάσης τους αυξάνεται και αυξάνεται στα 50 V

Πυκνωτές στο Παράλληλο

Οι πυκνωτές μπορούν επίσης να συνδεθούν παράλληλα συνδέοντας τους αγωγούς τους, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Για πολωμένους πυκνωτές, οι ακροδέκτες με παρόμοια πόλους πρέπει να είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους, για μη πολικά καλύμματα αυτός ο περιορισμός μπορεί να αγνοηθεί. Όταν συνδέεται παράλληλα, η προκύπτουσα συνολική τιμή των πυκνωτών αυξάνεται, κάτι που είναι ακριβώς το αντίθετο στην περίπτωση των αντιστάσεων.

Σπουδαίος: Ένας φορτισμένος πυκνωτής μπορεί να κρατήσει τη φόρτιση μεταξύ των ακροδεκτών του για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν η τάση είναι αρκετά υψηλή στο εύρος των 100 V και υψηλότερη μπορεί να προκαλέσει οδυνηρό σοκ εάν αγγίξετε τα καλώδια. Μικρότερα επίπεδα τάσεων μπορεί να έχουν αρκετή ισχύ για να λιώσουν ακόμη και ένα μικρό κομμάτι μετάλλου όταν το μέταλλο φέρεται ανάμεσα στα καλώδια του πυκνωτή.

Πώς να χρησιμοποιήσετε πυκνωτές

Φιλτράρισμα σημάτων : Ένας πυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τάσεις φιλτραρίσματος με μερικούς τρόπους. Όταν συνδέεται μέσω τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος, μπορεί να εξασθενήσει το σήμα γειώνοντας μέρος του περιεχομένου του και επιτρέποντας μια μέση αποδεκτή τιμή στην έξοδο.

Αποκλεισμός DC: Ένας πυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σειριακή σύνδεση για να μπλοκάρει μια τάση DC και να περάσει ένα AC ή παλμικό περιεχόμενο DC μέσω αυτού. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει στον εξοπλισμό ήχου να χρησιμοποιεί πυκνωτές στις συνδέσεις εισόδου / εξόδου για να επιτρέψει τη διέλευση των συχνοτήτων ήχου και να αποτρέψει την ανεπιθύμητη τάση DC από την είσοδο στη γραμμή ενίσχυσης.

Φίλτρο τροφοδοσίας: Οι πυκνωτές λειτουργούν επίσης ως Φίλτρα τροφοδοσίας DC σε κυκλώματα τροφοδοσίας. Σε μια παροχή ρεύματος, μετά την διόρθωση του σήματος AC, το προκύπτον DC μπορεί να είναι γεμάτο διακυμάνσεις κυματισμού. Ένας πυκνωτής μεγάλης αξίας συνδεδεμένος σε αυτήν την τάση κυματισμού έχει ως αποτέλεσμα μια σημαντική διήθηση ποσότητας προκαλώντας το κυμαινόμενο DC να γίνει σταθερό DC με κυματισμούς μειωμένους σε μια ποσότητα όπως καθορίζεται από την τιμή του πυκνωτή.

Πώς να φτιάξετε έναν ολοκληρωτή

Η λειτουργία ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι η διαμόρφωση σήματος τετραγωνικού κύματος σε κυματομορφή τριγώνου, μέσω αντίστασης, πυκνωτή ή Δίκτυο RC , όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Εδώ μπορούμε να δούμε ότι η αντίσταση βρίσκεται στην πλευρά εισόδου, και συνδέεται σε σειρά με τη γραμμή, ενώ ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος στην πλευρά εξόδου, απέναντι από το άκρο εξόδου της αντίστασης και τη γραμμή γείωσης.

Τα εξαρτήματα RC λειτουργούν ως στοιχείο σταθερού χρόνου στο κύκλωμα, του οποίου το προϊόν πρέπει να είναι 10 φορές υψηλότερο από την περίοδο του σήματος εισόδου. Διαφορετικά, μπορεί να προκαλέσει μείωση του πλάτους του τριγώνου κύματος εξόδου. Σε τέτοιες συνθήκες το κύκλωμα θα λειτουργεί σαν ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης που εμποδίζει τις εισόδους υψηλής συχνότητας.

Πώς να φτιάξετε ένα διαφοροποιητή

Η λειτουργία ενός κυκλώματος διαφοροποίησης είναι να μετατρέψει ένα σήμα εισόδου τετραγωνικού κύματος σε μια κυματομορφή με ακίδα που έχει απότομη ανοδική και βραδεία κυματομορφή. Η τιμή της σταθεράς χρόνου RC σε αυτήν την περίπτωση πρέπει να είναι το 1/10 των κύκλων εισόδου. Τα κυκλώματα διαφοροποίησης χρησιμοποιούνται συνήθως για την παραγωγή βραχυπρόθεσμων και αιχμηρών παλμών σκανδάλης.

Κατανόηση των διόδων και των ανορθωτών

Δίοδοι και ανορθωτές κατηγοριοποιούνται στο συσκευές ημιαγωγών , τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να περνούν ρεύμα μόνο σε μια καθορισμένη κατεύθυνση ενώ μπλοκάρουν από την αντίθετη κατεύθυνση. Ωστόσο, οι μονάδες που βασίζονται σε δίοδο ή δίοδο δεν θα αρχίσουν να περνούν ρεύμα ή να μεταφέρονται έως ότου επιτευχθεί το απαραίτητο ελάχιστο επίπεδο τάσης προς τα εμπρός. Για παράδειγμα, μια δίοδος πυριτίου θα διεξαχθεί μόνο όταν η εφαρμοζόμενη τάση είναι πάνω από 0,6 V, ενώ μια δίοδος γερμανίου θα αγωγεί τουλάχιστον 0,3 V. Εάν δύο δύο δίοδοι συνδέονται σε σειρά, τότε αυτή η απαίτηση τάσης προς τα εμπρός θα διπλασιαστεί επίσης στα 1,2 V, και ούτω καθεξής.

Χρήση διόδων ως σταγονόμετρο τάσης

Όπως συζητήσαμε στην προηγούμενη παράγραφο, οι δίοδοι απαιτούν περίπου 0,6 V για να αρχίσουν να διεξάγονται, αυτό σημαίνει επίσης ότι η δίοδος θα μειώσει αυτό το επίπεδο τάσης σε όλη την έξοδο και τη γη. Για παράδειγμα, εάν εφαρμοστεί 1 V, η δίοδος θα παράγει 1 - 0,6 = 0,4 V στην κάθοδο της.

Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει τη χρήση διόδων ως σταγονόμετρο τάσης . Οποιαδήποτε επιθυμητή πτώση τάσης μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας τον αντίστοιχο αριθμό διόδων σε σειρά. Επομένως, εάν 4 δίοδοι είναι συνδεδεμένοι σε σειρά, θα δημιουργήσει μια συνολική αφαίρεση 0,6 x 4 = 2,4 V στην έξοδο και ούτω καθεξής.

Ο τύπος για τον υπολογισμό αυτό δίνεται παρακάτω:

Τάση εξόδου = Τάση εισόδου - (αριθ. Διόδων x 0,6)

Χρησιμοποιώντας τη δίοδο ως ρυθμιστή τάσης

Δίοδοι λόγω της δυνατότητας πτώσης τάσης προς τα εμπρός μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή σταθερών τάσεων αναφοράς, όπως φαίνεται στο παρακείμενο διάγραμμα. Η τάση εξόδου μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:

R1 = (Vin - Vout) / I

Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη σωστή βαθμολογία ισχύος για τα εξαρτήματα D1 και R1 σύμφωνα με τη ισχύ του φορτίου. Πρέπει να βαθμολογούνται τουλάχιστον δύο φορές περισσότερο από το φορτίο.

Μετατροπέας τριγώνου σε ημιτονοειδές κύμα

Οι δίοδοι μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως τριγωνικό κύμα σε μετατροπέα κύματος ημιτονοειδούς , όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Το πλάτος του ημιτονοειδούς κύματος εξόδου θα εξαρτάται από τον αριθμό των διόδων σε σειρά με D1 και D2.

Μέγιστο βολτόμετρο ανάγνωσης

Οι δίοδοι μπορούν επίσης να διαμορφωθούν για να λάβουν την ένδειξη μέγιστης τάσης σε ένα βολτόμετρο. Εδώ, η δίοδος λειτουργεί σαν ανορθωτής μισού κύματος, επιτρέποντας στους μισούς κύκλους της συχνότητας να φορτίσει τον πυκνωτή C1 στην μέγιστη τιμή της τάσης εισόδου. Στη συνέχεια, ο μετρητής δείχνει αυτήν την μέγιστη τιμή μέσω της εκτροπής του.

Προστατευτικό αντίστροφης πολικότητας

Αυτή είναι μια από τις πολύ συνηθισμένες εφαρμογές της δίοδος, η οποία χρησιμοποιεί μια δίοδο για την προστασία ενός κυκλώματος από τυχαία αντίστροφη σύνδεση τροφοδοσίας.

Πίσω EMF και Transient Protector

Όταν ένα επαγωγικό φορτίο αλλάζει μέσω ενός προγράμματος οδήγησης τρανζίστορ ή ενός IC, ανάλογα με την τιμή επαγωγής, αυτό το επαγωγικό φορτίο μπορεί να παράγει EMF πίσω υψηλής τάσης, που ονομάζεται επίσης αντίστροφα μεταβατικά, τα οποία μπορεί να έχουν τις πιθανότητες να προκαλέσουν μια άμεση καταστροφή του τρανζίστορ του οδηγού ή το IC. Μια δίοδος τοποθετημένη παράλληλα με το φορτίο μπορεί εύκολα να παρακάμψει αυτήν την κατάσταση. Οι δίοδοι σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης είναι γνωστοί ως δίοδος ελεύθερης περιστροφής.

Σε μια εφαρμογή προσωρινής προστασίας, μια δίοδος συνήθως συνδέεται σε ένα επαγωγικό φορτίο για να επιτρέψει την παράκαμψη ενός αντίστροφου παροδικού από την επαγωγική εναλλαγή μέσω της διόδου.

Αυτό εξουδετερώνει την ακίδα ή το παροδικό βραχυκυκλώνοντάς την μέσω της διόδου. Εάν η δίοδος δεν χρησιμοποιείται, το μεταβατικό EMF πίσω θα περάσει μέσω του τρανζίστορ του οδηγού ή του κυκλώματος στην αντίστροφη κατεύθυνση, προκαλώντας άμεση ζημιά στη συσκευή.

Προστατευτικό μετρητή

Ένας κινούμενος μετρητής πηνίου μπορεί να είναι ένα πολύ ευαίσθητο κομμάτι οργάνου, το οποίο μπορεί να υποστεί σοβαρές ζημιές εάν αντιστραφεί η είσοδος τροφοδοσίας. Μια δίοδος συνδεδεμένη παράλληλα μπορεί να προστατεύσει τον μετρητή από αυτήν την κατάσταση.

Κλιπ κυματομορφής

Μια δίοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοπή και αποκοπή των κορυφών μιας κυματομορφής, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, και για τη δημιουργία μιας εξόδου με κυματομορφή μειωμένης μέσης τιμής. Η αντίσταση R2 μπορεί να είναι ένα δοχείο για τη ρύθμιση του επιπέδου αποκοπής.

Clipper πλήρους κύματος

Το πρώτο κύκλωμα κουρευτικής μηχανής έχει τη δυνατότητα αποκοπής του θετικού τμήματος της κυματομορφής. Για τη δυνατότητα αποκοπής και των δύο άκρων μιας κυματομορφής εισόδου, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν δύο δίοδοι παράλληλα με αντίθετη πολικότητα, όπως φαίνεται παραπάνω.

Ανορθωτής μισού κύματος

Όταν μια δίοδος χρησιμοποιείται ως ανορθωτής μισού κύματος με είσοδο εναλλασσόμενου ρεύματος, μπλοκάρει τους κύκλους εναλλασσόμενου ρεύματος μισής αντίστροφης εισόδου και επιτρέπει μόνο στο άλλο μισό να περάσει μέσα από αυτό, δημιουργώντας έξοδοι κύκλου μισού κύματος, εξ ου και το όνομα ανορθωτής μισού κύματος.

Εφόσον ο μισός κύκλος AC αφαιρείται από τη δίοδο, η έξοδος γίνεται DC και το κύκλωμα ονομάζεται επίσης κύκλωμα μετατροπέα DC μισού κύματος. Χωρίς πυκνωτή φίλτρου, η έξοδος θα είναι ένα παλμικό DC μισού κύματος.

Το προηγούμενο διάγραμμα μπορεί να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας δύο διόδους, για να πάρει δύο ξεχωριστές εξόδους με αντίθετα μισά του AC διορθωμένα σε αντίστοιχες πολικότητες DC.

Ανορθωτής πλήρους κύματος

Πλήρης ανορθωτής κύματος ή α ανορθωτής γέφυρας είναι ένα κύκλωμα που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας 4 διόδους ανορθωτή σε μια γεφυρωμένη διαμόρφωση, όπως απεικονίζεται στην παραπάνω εικόνα. Η ειδικότητα αυτού του κυκλώματος ανορθωτή γέφυρας είναι ότι είναι σε θέση να μετατρέψει τόσο τους θετικούς όσο και τους αρνητικούς μισούς κύκλους της εισόδου σε έξοδο DC πλήρους κύματος.

Το παλλόμενο DC στην έξοδο της γέφυρας θα έχει μια συχνότητα δύο φορές από την είσοδο AC λόγω της συμπερίληψης των αρνητικών και του θετικού παλμού μισού κύκλου σε μία μόνο θετική παλμολογική αλυσίδα.

Ενότητα Διπλασιαστή Τάσης

Οι δίοδοι μπορούν επίσης να εφαρμοστούν ως διπλή τάση με τη σειρά δυο διόδων με μερικούς ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Η είσοδος πρέπει να έχει τη μορφή παλλόμενου DC ή εναλλασσόμενου ρεύματος, γεγονός που προκαλεί την έξοδο να παράγει περίπου δύο φορές μεγαλύτερη τάση από την είσοδο. Η συχνότητα παλμού εισόδου μπορεί να είναι από a Ταλαντωτής IC 555 .

Voltage Doubler χρησιμοποιώντας Bridge Rectifier

Ένας διπλασιαστής τάσης DC σε DC θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας ανορθωτή γέφυρας και δύο ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές φίλτρου, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Η χρήση ανορθωτή γέφυρας θα έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση του φαινόμενου διπλασιασμού από την άποψη του ρεύματος σε σύγκριση με τον προηγούμενο διπλασιαστή.

Τετραπλή τάση

Τα παραπάνω εξηγούνται πολλαπλασιαστής τάσης Τα κυκλώματα έχουν σχεδιαστεί για να παράγουν 2 φορές περισσότερη έξοδο από τα επίπεδα κορυφής εισόδου, ωστόσο, εάν μια εφαρμογή χρειάζεται ακόμη υψηλότερα επίπεδα πολλαπλασιασμού με τη σειρά 4 φορές περισσότερη τάση, τότε αυτό το κύκλωμα τετραπλασιασμού τάσης θα μπορούσε να εφαρμοστεί.

Εδώ, το κύκλωμα κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας 4 αριθμούς διαδοχικών διόδων και πυκνωτών για να λάβετε 4 φορές περισσότερη τάση στην έξοδο από την κορυφή της συχνότητας εισόδου.

Δίοδος Ή Πύλη

Οι δίοδοι μπορούν να συνδεθούν για να μιμηθούν μια πύλη λογικής OR χρησιμοποιώντας το κύκλωμα όπως φαίνεται παραπάνω. Ο παρακείμενος πίνακας αλήθειας δείχνει τη λογική εξόδου σε απόκριση σε συνδυασμό δύο εισόδων λογικής.

Πύλη NOR με χρήση διόδων

Ακριβώς όπως μια πύλη OR, μια πύλη NOR μπορεί επίσης να αναπαραχθεί χρησιμοποιώντας μερικές διόδους όπως φαίνεται παραπάνω.

AND Gate NAND Gate χρησιμοποιώντας διόδους

Μπορεί επίσης να είναι δυνατή η υλοποίηση άλλων λογικών πυλών όπως η πύλη AND και η πύλη NAND με χρήση διόδων όπως φαίνεται στα παραπάνω διαγράμματα. Οι πίνακες αλήθειας που εμφανίζονται δίπλα στα διαγράμματα παρέχουν την ακριβή απαιτούμενη λογική απόκριση από τις ρυθμίσεις.

Ενότητες κυκλώματος διόδου Zener

Η διαφορά μεταξύ ανορθωτή και Δίοδος Ζένερ είναι ότι, μια δίοδος ανορθωτή θα μπλοκάρει πάντα το αντίστροφο δυναμικό DC, ενώ η δίοδος zener θα μπλοκάρει το αντίστροφο δυναμικό DC μόνο έως ότου επιτευχθεί το κατώφλι κατανομής (τιμή τάσης zener) και στη συνέχεια θα ενεργοποιηθεί πλήρως και θα επιτρέψει στο DC να περάσει μέσα από αυτό εντελώς.

Στην κατεύθυνση προς τα εμπρός, ένα zener θα ενεργεί παρόμοιο με μια δίοδο ανορθωτή και θα επιτρέψει στην τάση να διεξαχθεί μόλις επιτευχθεί η ελάχιστη τάση εμπρός 0,6 V. Έτσι, μια δίοδος zener μπορεί να οριστεί ως ένας διακόπτης ευαίσθητος στην τάση, ο οποίος πραγματοποιεί και ενεργοποιείται όταν επιτυγχάνεται ένα συγκεκριμένο όριο τάσης όπως καθορίζεται από την τιμή κατανομής του zener.

Για παράδειγμα, ένα zener 4,7 V θα αρχίσει να εκτελείται με την αντίστροφη σειρά μόλις φτάσει το 4,7 V, ενώ προς τα εμπρός θα χρειαστεί μόνο δυναμικό 0,6 V. Το παρακάτω γράφημα συνοψίζει γρήγορα την εξήγηση για εσάς.

Ρυθμιστής τάσης Zener

Μια δίοδος zener μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σταθεροποιημένες εξόδους τάσης όπως φαίνεται στο παρακείμενο διάγραμμα, χρησιμοποιώντας μια περιοριστική αντίσταση. Η περιοριστική αντίσταση R1 περιορίζει το μέγιστο ανεκτό ρεύμα για το zener και το προστατεύει από την καύση λόγω υπερβολικού ρεύματος.

Μονάδα ένδειξης τάσης

Δεδομένου ότι οι δίοδοι zener είναι διαθέσιμες με μια ποικιλία επιπέδων τάσης διακοπής, η εγκατάσταση θα μπορούσε να εφαρμοστεί για να γίνει ένα αποτελεσματικό αλλά απλό δείκτης τάσης χρησιμοποιώντας την κατάλληλη βαθμολογία zener όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Μετατροπέας τάσης

Οι δίοδοι Zener μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μετατόπιση ενός επιπέδου τάσης σε κάποιο άλλο επίπεδο, χρησιμοποιώντας κατάλληλες τιμές διόδου zener, σύμφωνα με τις ανάγκες της εφαρμογής.

Κουρευτής τάσης

Οι δίοδοι Zener που είναι διακόπτης ελεγχόμενης τάσης μπορούν να εφαρμοστούν για να κλιπ το πλάτος μιας κυματομορφής εναλλασσόμενου ρεύματος σε ένα χαμηλότερο επιθυμητό επίπεδο ανάλογα με την βαθμολογία κατανομής του, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Ενότητες κυκλώματος διπολικού τρανζίστορ διακλάδωσης (BJTs)

Τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης ή BJT είναι μια από τις πιο σημαντικές συσκευές ημιαγωγών στην οικογένεια ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και αποτελεί τα δομικά στοιχεία για σχεδόν όλα τα ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Τα BJT είναι ευέλικτες συσκευές ημιαγωγών που μπορούν να διαμορφωθούν και να προσαρμοστούν για την εφαρμογή οποιασδήποτε επιθυμητής ηλεκτρονικής εφαρμογής.

Στις επόμενες παραγράφους μια συλλογή κυκλωμάτων εφαρμογής BJT τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μονάδες κυκλώματος για την κατασκευή αμέτρητων διαφορετικών προσαρμοσμένων εφαρμογών κυκλώματος, σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρήστη.

Ας τα συζητήσουμε λεπτομερώς μέσω των παρακάτω σχεδίων.

Ή μονάδα πύλης

Χρησιμοποιώντας μερικά BJT και μερικές αντιστάσεις, θα μπορούσε να γίνει μια γρήγορη σχεδίαση πύλης OR για την εφαρμογή του OR εξόδους λογικής σε απάντηση σε διαφορετικούς συνδυασμούς λογικής εισόδου σύμφωνα με τον πίνακα αλήθειας που φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Ενότητα NOR Gate

Με κάποιες κατάλληλες τροποποιήσεις, η παραπάνω εξηγηθείσα διαμόρφωση πύλης OR θα μπορούσε να μετατραπεί σε κύκλωμα πύλης NOR για την εφαρμογή των καθορισμένων λειτουργιών λογικής NOR.

ΚΑΙ Πύλη Module

Εάν δεν έχετε γρήγορη πρόσβαση σε ένα λογικό IC πύλης AND, τότε μάλλον μπορείτε να διαμορφώσετε μερικά BJTs για να δημιουργήσετε ένα κύκλωμα πύλης λογικής AND και για να εκτελέσετε τις παραπάνω αναφερόμενες συναρτήσεις AND logic.

Ενότητα πύλης NAND

Η ευελιξία των BJT επιτρέπει στους BJT να κάνουν οποιοδήποτε επιθυμητό κύκλωμα λειτουργίας λογικής, και a Πύλη NAND εφαρμογή δεν αποτελεί εξαίρεση. Και πάλι, χρησιμοποιώντας δύο BJT μπορείτε γρήγορα να δημιουργήσετε και να εφαρμόσετε ένα κύκλωμα πύλης λογικής NAND, όπως απεικονίζεται στο παραπάνω σχήμα.

Τρανζίστορ ως διακόπτες

Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα a Το BJT μπορεί απλά να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης DC για εναλλαγή ενός κατάλληλου ονομαστικού φορτίου ON / OF. Στο απεικονιζόμενο παράδειγμα, ο μηχανικός διακόπτης S1 μιμείται μια λογική υψηλή ή χαμηλή είσοδο, η οποία αναγκάζει το BJT να ενεργοποιήσει / απενεργοποιήσει το συνδεδεμένο LED. Δεδομένου ότι εμφανίζεται ένα τρανζίστορ NPN, η θετική σύνδεση του S1, προκαλεί το διακόπτη BJT ON στο LED στο αριστερό κύκλωμα, ενώ στη δεξιά πλευρά του κυκλώματος το LED απενεργοποιείται όταν το S1 είναι τοποθετημένο στο θετικό ens του διακόπτη.

Μετατροπέας τάσης

Ένας διακόπτης BJT, όπως εξηγείται στην προηγούμενη παράγραφο, μπορεί επίσης να συνδεθεί ως καλώδιο μετατροπέα τάσης, που σημαίνει ότι δημιουργείται απόκριση εξόδου αντίθετα από την απόκριση εισόδου. Στο παραπάνω παράδειγμα, το LED εξόδου θα ανάψει όταν δεν υπάρχει τάση στο σημείο Α και θα απενεργοποιηθεί παρουσία τάσης στο σημείο Α.

Ενότητα ενισχυτή BJT

Ένα BJT μπορεί να διαμορφωθεί ως απλή τάση / ρεύμα ενισχυτής για την ενίσχυση ενός μικρού σήματος εισόδου σε πολύ υψηλότερο επίπεδο, ισοδύναμο με την τάση τροφοδοσίας που χρησιμοποιείται. Το διάγραμμα φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα

Ενότητα προγράμματος οδήγησης ρελέ BJT

ο ενισχυτής τρανζίστορ εξηγείται παραπάνω μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές όπως ένα πρόγραμμα οδήγησης ρελέ , στο οποίο ένα ρελέ υψηλότερης τάσης θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί μέσω μιας μικροσκοπικής τάσης σήματος εισόδου όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Το ρελέ θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί σε απόκριση σε σήμα εισόδου που λαμβάνεται από έναν συγκεκριμένο αισθητήρα χαμηλού σήματος ή συσκευή ανίχνευσης, όπως ένα LDR , Μικρόφωνο, Η ΓΕΦΥΡΑ , LM35 , θερμίστορ, υπερηχητικός και τα λοιπά.

Μονάδα ελεγκτή ρελέ

Μόνο δύο BJT μπορούν να συνδεθούν με καλώδιο σαν ρελέ όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Το κύκλωμα θα παλμό το ρελέ ON / OFF με ένα συγκεκριμένο ρυθμό που μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας τις δύο μεταβλητές αντιστάσεις R1 και R4.

Μονάδα οδήγησης σταθερού ρεύματος LED

Εάν ψάχνετε για ένα φτηνό αλλά εξαιρετικά αξιόπιστο κύκλωμα ελεγκτή ρεύματος το LED σας, μπορείτε να το δημιουργήσετε γρήγορα χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση δύο τρανζίστορ όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Ενότητα ενισχυτή ήχου 3V

Αυτό Ενισχυτής ήχου 3 V μπορεί να εφαρμοστεί ως στάδιο εξόδου για οποιοδήποτε ηχητικό σύστημα όπως ραδιόφωνα, μικρόφωνο, μίξερ, συναγερμό κ.λπ. Το κύριο ενεργό στοιχείο είναι το τρανζίστορ Q1, ενώ οι μετασχηματιστές εξόδου εισόδου λειτουργούν σαν συμπληρωματικά στάδια για τη δημιουργία ενισχυτή ήχου υψηλής απόδοσης.

Ενότητα ενισχυτή ήχου δύο σταδίων

Για υψηλότερο επίπεδο ενίσχυσης, ένας ενισχυτής δύο τρανζίστορ μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως φαίνεται σε αυτό το διάγραμμα. Εδώ υπάρχει ένα επιπλέον τρανζίστορ στην πλευρά εισόδου, αν και ο μετασχηματιστής εισόδου έχει εξαλειφθεί, καθιστώντας το κύκλωμα πιο συμπαγές και αποδοτικό.

Ενότητα ενισχυτή MIC

Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα βασικός προενισχυτής μονάδα κυκλώματος, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί με οποιοδήποτε πρότυπο electret MIC για την αύξηση του μικρού σήματος των 2 mV σε ένα αρκετά υψηλότερο επίπεδο 100 mV, το οποίο μπορεί να είναι κατάλληλο μόνο για ενσωμάτωση σε έναν ενισχυτή ισχύος.

Ενότητα μίκτη ήχου

Εάν έχετε μια εφαρμογή στην οποία δύο διαφορετικά ηχητικά σήματα πρέπει να αναμιχθούν και να αναμειχθούν σε μία έξοδο, τότε το ακόλουθο κύκλωμα θα λειτουργήσει καλά. Χρησιμοποιεί ένα μόνο BJT και μερικές αντιστάσεις για την εφαρμογή. Οι δύο μεταβλητές αντιστάσεις στην πλευρά εισόδου καθορίζουν την ποσότητα σήματος που μπορεί να αναμιχθεί μεταξύ των δύο πηγών για ενίσχυση στις επιθυμητές αναλογίες.

Απλή ενότητα ταλαντωτών

Ενα ταλαντωτής είναι στην πραγματικότητα μια γεννήτρια συχνοτήτων, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός μουσικού τόνου πάνω από ένα ηχείο. Η απλούστερη έκδοση ενός τέτοιου κυκλώματος ταλαντωτή φαίνεται παρακάτω χρησιμοποιώντας μόνο μερικά BJT. Το R3 ελέγχει την έξοδο συχνότητας από τον ταλαντωτή, ο οποίος επίσης μεταβάλλει τον τόνο του ήχου στο ηχείο.

Ενότητα ταλαντωτή LC

Στο παραπάνω παράδειγμα μάθαμε έναν ταλαντωτή τρανζίστορ βασισμένο σε RC. Η ακόλουθη εικόνα εξηγεί ένα απλό τρανζίστορ, Με βάση το LC ή επαγωγή, μονάδα κυκλώματος ταλαντωτή βάσει χωρητικότητας. Οι λεπτομέρειες του επαγωγέα δίδονται στο διάγραμμα. Το Preset R1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταβολή της συχνότητας τόνου από τον ταλαντωτή.

Κύκλωμα μετρονόμου

Έχουμε ήδη μελετήσει μερικά μετρονόμος κυκλώματα νωρίτερα στον ιστότοπο, απλό κύκλωμα μετρονόμων δύο τρανζίστορ φαίνεται παρακάτω.

Λογική έρευνα

ΠΡΟΣ ΤΗΝ κύκλωμα ελέγχου λογικής είναι ένα σημαντικό κομμάτι εξοπλισμού για την αντιμετώπιση κρίσιμων σφαλμάτων πλακέτας κυκλώματος. Η μονάδα μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας τουλάχιστον ένα τρανζίστορ και μερικές αντιστάσεις. Ο πλήρης σχεδιασμός φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα.

Ρυθμιζόμενη μονάδα κυκλώματος σειρήνας

Ένα πολύ χρήσιμο και ισχυρό κύκλωμα σειρήνας μπορεί να δημιουργηθεί όπως απεικονίζεται στο παρακάτω διάγραμμα. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί μόνο δύο τρανζίστορ για τη δημιουργία α ήχος σειρήνας ανόδου και πτώσης , το οποίο μπορεί να αλλάξει χρησιμοποιώντας το S1. Ο διακόπτης S2 επιλέγει το εύρος συχνοτήτων του τόνου, η υψηλότερη συχνότητα θα παράγει ήχο θραύσης από τις χαμηλότερες συχνότητες. Το R4 επιτρέπει στο χρήστη να μεταβάλλει τον τόνο ακόμη περισσότερο εντός του επιλεγμένου εύρους.

Λευκή μονάδα γεννήτριας θορύβου

Ο λευκός θόρυβος είναι μια συχνότητα ήχου που παράγει έναν τύπο ήχου χαμηλής συχνότητας, για παράδειγμα τον ήχο που ακούγεται κατά τη διάρκεια μιας σταθερής έντονης βροχόπτωσης, ή από έναν μη συνδεδεμένο σταθμό FM ή από μια τηλεόραση που δεν είναι συνδεδεμένη σε μια καλωδιακή σύνδεση, ανεμιστήρας υψηλής ταχύτητας κ.λπ.

Το παραπάνω μονό τρανζίστορ θα παράγει παρόμοιο είδος λευκού θορύβου, όταν η έξοδος του συνδέεται με έναν κατάλληλο ενισχυτή.

Εναλλαγή μονάδας Debouncer

Αυτός ο διακόπτης διακόπτη αποσυναρμολόγησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διακόπτη μπουτόν για να διασφαλιστεί ότι το κύκλωμα που ελέγχεται από το κουμπί ώθησης δεν είναι ποτέ κουδουνισμένο ή διαταραγμένο λόγω μεταβατικών τάσεων που δημιουργούνται κατά την απελευθέρωση του διακόπτη. Όταν πατηθεί ο διακόπτης, η έξοδος γίνεται 0 V αμέσως και όταν απελευθερωθεί η έξοδος γίνεται υψηλή σε αργή λειτουργία χωρίς να προκαλεί προβλήματα στα συνημμένα στάδια κυκλώματος.

Μικρή μονάδα πομπού AM

Αυτό το ένα τρανζίστορ, ένας μικρός ασύρματος πομπός AM μπορεί να στείλει ένα σήμα συχνότητας σε ένα AM ραδιόφωνο κράτησε κάποια απόσταση από τη μονάδα. Το πηνίο μπορεί να είναι οποιοδήποτε συνηθισμένο πηνίο κεραίας AM / MW, επίσης γνωστό ως πηνίο κεραίας βρόχου.

Μονάδα μετρητή συχνότητας

Ένα αρκετά ακριβές αναλογικός μετρητής συχνότητας Η μονάδα θα μπορούσε να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας το μονοκύκλωμα τρανζίστορ που φαίνεται παραπάνω. Η συχνότητα εισόδου πρέπει να είναι 1 V από κορυφή σε κορυφή. Το εύρος συχνοτήτων μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας διαφορετικές τιμές για το C1 και ρυθμίζοντας κατάλληλα το δοχείο R2.

Ενότητα γεννήτριας σφυγμού

Απαιτούνται μόνο μερικά BJT και μερικές αντιστάσεις για τη δημιουργία μιας χρήσιμης μονάδας κυκλώματος παλμικής γεννήτριας όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Το πλάτος παλμού μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας διαφορετικές τιμές για το C1, ενώ το R3 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της συχνότητας παλμού.

Ενότητα ενισχυτή μετρητή

Αυτή η μονάδα ενισχυτή αμπερόμετρου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση εξαιρετικά μικρών μεγεθών ρεύματος στην περιοχή μικροαμπέρ, σε αναγνώσιμη έξοδο σε ένα αμπερόμετρο 1 mA.

Μονάδα φλας με ενεργοποιημένο το φως

Ένα LED θα αρχίσει να αναβοσβήνει σε ένα καθορισμένο μόλις εντοπιστεί ένα φως περιβάλλοντος ή ένα εξωτερικό φως πάνω από έναν συνδεδεμένο αισθητήρα φωτός. Η εφαρμογή αυτής της ευαίσθητης στο φως φιάλης μπορεί να είναι διαφορετική και πολύ προσαρμόσιμη, ανάλογα με τις προτιμήσεις του χρήστη.

Το Darkness ενεργοποίησε τη φιάλη

Πολύ παρόμοιο, αλλά με αντίθετα αποτελέσματα με την παραπάνω εφαρμογή, αυτή η ενότητα θα ξεκινήσει αναβοσβήνει ένα LED μόλις το επίπεδο φωτισμού περιβάλλοντος πέσει σχεδόν στο σκοτάδι, ή όπως ορίζεται από το R1, R2 δυνητικό δίκτυο διαιρέτη.

Φλας υψηλής ισχύος

ΠΡΟΣ ΤΗΝ φιάλη υψηλής ισχύος Η μονάδα μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας μόνο δύο τρανζίστορ όπως φαίνεται στο παραπάνω σχηματικό. Η μονάδα θα αναβοσβήνει ή θα αναβοσβήνει μια συνδεδεμένη λάμπα πυρακτώσεως ή αλογόνου και η ισχύς αυτής της λάμπας μπορεί να αναβαθμιστεί αναβαθμίζοντας κατάλληλα τις προδιαγραφές του Q2.

Τηλεχειριστήριο πομπού LED / δέκτη

Μπορούμε να παρατηρήσουμε δύο μονάδες κυκλώματος στο παραπάνω σχηματικό. Η αριστερή μονάδα λειτουργεί σαν πομπός συχνότητας LED, ενώ η μονάδα δεξιάς πλευράς λειτουργεί όπως το κύκλωμα δέκτη / ανιχνευτή συχνότητας φωτός. Όταν ο πομπός ενεργοποιείται και εστιάζεται στον ανιχνευτή φωτός Q1 του δέκτη, η συχνότητα από τον πομπό ανιχνεύεται από το κύκλωμα του δέκτη και ο συνδεδεμένος πιεζοηλεκτρικός βομβητής αρχίζει να δονείται στην ίδια συχνότητα. Η ενότητα μπορεί να τροποποιηθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, σύμφωνα με συγκεκριμένη απαίτηση.

Ενότητες κυκλώματος FET

Το FET σημαίνει Τρανζίστορ εφέ πεδίου τα οποία θεωρούνται εξαιρετικά αποδοτικά τρανζίστορ σε σύγκριση με τα BJTs, από πολλές απόψεις.

Στα ακόλουθα κυκλώματα παραδείγματος θα μάθουμε για πολλά ενδιαφέροντα κυκλώματα βασισμένα σε FET, τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν μεταξύ τους για τη δημιουργία πολλών διαφορετικών καινοτόμων κυκλωμάτων, για εξατομικευμένες μεταχειρισμένες και εφαρμογές.

Διακόπτης FET

Στις προηγούμενες παραγράφους μάθαμε πώς να χρησιμοποιούμε ένα BJT ως διακόπτη, παρόμοια, ένα FET μπορεί επίσης να εφαρμοστεί όπως ένας διακόπτης DC ON / OFF.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει, ένα FET διαμορφωμένο σαν διακόπτης για εναλλαγή LED ON / OFF σε απόκριση σήματος εισόδου 9V και 0V στην πύλη του.

Σε αντίθεση με ένα BJT που μπορεί να ενεργοποιήσει / απενεργοποιήσει ένα φορτίο εξόδου σε απόκριση σε σήμα εισόδου τόσο χαμηλό όσο 0,6 V, ένα FET θα κάνει το ίδιο αλλά με σήμα εισόδου περίπου 9V έως 12 V. Ωστόσο, το 0,6 V για ένα BJT εξαρτάται από το ρεύμα και το ρεύμα με 0,6 V πρέπει να είναι αντίστοιχα υψηλό ή χαμηλό σε σχέση με το ρεύμα φορτίου. Σε αντίθεση με αυτό, το ρεύμα κίνησης πύλης εισόδου για ένα FET δεν εξαρτάται από το φορτίο και μπορεί να είναι τόσο χαμηλό όσο μια μικροαμπέρ.

Ενισχυτής FET

Ακριβώς σαν BJT, μπορείτε επίσης να συνδέσετε ένα FET για την ενίσχυση σημάτων εισόδου εξαιρετικά χαμηλού ρεύματος σε μια ενισχυμένη έξοδο υψηλής τάσης υψηλής τάσης, όπως υποδεικνύεται στην παραπάνω εικόνα.

Ενισχυτής MIC High Impedance

Εάν αναρωτιέστε πώς να χρησιμοποιήσετε ένα τρανζίστορ εφέ πεδίου για την κατασκευή ενός κυκλώματος ενισχυτή Hi-Z ή High Mededance MIC, τότε ο παραπάνω σχεδιασμός μπορεί να σας βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου.

Ενότητα FET Audo Mixer

Ένα FET μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μίκτης ήχου, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Δύο ηχητικά σήματα που τροφοδοτούνται μεταξύ των σημείων Α και Β αναμιγνύονται μεταξύ τους από το FET και συγχωνεύονται στην έξοδο μέσω C4.

FET Delay ON Circuit Module

Ένα αρκετά υψηλό καθυστέρηση ON χρονοδιακόπτη θα μπορούσε να διαμορφωθεί χρησιμοποιώντας το παρακάτω σχήμα.

Όταν το S1 πιέζεται ON, η τροφοδοσία αποθηκεύεται μέσα στον πυκνωτή C1 και η τάση ανάβει επίσης το FET. Όταν το S1 απελευθερώνεται, η αποθηκευμένη φόρτιση μέσα στο C1 συνεχίζει να διατηρεί το FET ON.

Ωστόσο, το FET που είναι συσκευή εισόδου υψηλής αντίστασης δεν επιτρέπει στο C1 να αποφορτιστεί γρήγορα και επομένως το FET παραμένει ενεργοποιημένο για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Εν τω μεταξύ, όσο το FET Q1 παραμένει ON, το συνημμένο BJT Q2 παραμένει απενεργοποιημένο, λόγω της αντίστροφης δράσης του FET που διατηρεί τη βάση Q2 γειωμένη.

Η κατάσταση κρατά επίσης τον βομβητή απενεργοποιημένο. Τελικά, και σταδιακά το C1 εκφορτώνεται σε ένα σημείο όπου το FET δεν μπορεί να παραμείνει ενεργοποιημένο. Αυτό επαναφέρει την κατάσταση στη βάση του Q1, η οποία τώρα ενεργοποιείται και ενεργοποιεί τον συνδεδεμένο συναγερμό βομβητή.

Καθυστέρηση OFF Timer Module

Αυτός ο σχεδιασμός μοιάζει ακριβώς με την παραπάνω ιδέα, εκτός από το στάδιο αντιστροφής BJT, το οποίο δεν υπάρχει εδώ. Λόγω αυτού του λόγου, το FET λειτουργεί σαν χρονοδιακόπτης καθυστέρησης OFF. Δηλαδή, η έξοδος παραμένει ΟΝ αρχικά ενώ ο πυκνωτής C1 αποφορτίζεται και το FET είναι ενεργοποιημένο και τελικά όταν το C1 έχει αποφορτιστεί πλήρως, το FET απενεργοποιείται και ο βομβητής ακούγεται.

Μονάδα απλού ενισχυτή ισχύος

Χρησιμοποιώντας μόνο δύο FETs μπορεί να είναι δυνατόν να επιτευχθεί λογικά ισχυρός ενισχυτής ήχου από περίπου 5 watt ή ακόμα υψηλότερο.

Μονάδα φλας Dual LED

Αυτό είναι ένα πολύ απλό ασυρμάτο FET κύκλωμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναβοσβήνει εναλλακτικά δύο LED στις δύο αποχετεύσεις των MOSFET. Η καλή πτυχή αυτού του αστάθμητου είναι ότι οι λυχνίες LED θα αλλάξουν με καλά καθορισμένο ρυθμό ON / OFF χωρίς κανένα εφέ εξασθένησης ή αργή εξασθένιση και άνοδο . Ο ρυθμός αναβοσβήνει μπορεί να ρυθμιστεί μέσω του δοχείου R3.

Ενότητες κυκλώματος ταλαντωτή UJT

UJT ή για Τρανζίστορ Unijunction , είναι ένας ειδικός τύπος τρανζίστορ που μπορεί να διαμορφωθεί ως ευέλικτος ταλαντωτής χρησιμοποιώντας ένα εξωτερικό δίκτυο RC.

Ο βασικός σχεδιασμός ενός ηλεκτρονικού Ταλαντωτής με βάση UJT φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Το δίκτυο RC R1 και C1 καθορίζει την έξοδο συχνότητας από τη συσκευή UJT. Η αύξηση των τιμών R1 ή C1 μειώνει το ρυθμό συχνότητας και το αντίστροφο.

Ενότητα γεννήτριας εφέ ήχου UJT

Μια ωραία γεννήτρια εφέ ήχου θα μπορούσε να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας δύο ταλαντωτές UJT και συνδυάζοντας τις συχνότητές τους. Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος φαίνεται παρακάτω.

Ενότητα χρονοδιακόπτη ενός λεπτού

Πολύ χρήσιμο χρονοδιακόπτης καθυστέρησης ON / OFF ενός λεπτού Το κύκλωμα μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ένα μόνο UJT όπως φαίνεται παρακάτω. Είναι στην πραγματικότητα ένα κύκλωμα ταλαντωτή που χρησιμοποιεί υψηλές τιμές RC για να επιβραδύνει το ρυθμό συχνότητας ON / OFF σε 1 λεπτό.

Αυτή η καθυστέρηση θα μπορούσε να αυξηθεί περαιτέρω αυξάνοντας τις τιμές των συστατικών R1 και C1.

Ενότητες Piezo Transducer

Μετατροπείς πιεζο είναι ειδικά δημιουργημένες συσκευές που χρησιμοποιούν πιεζοϋλικό που είναι ευαίσθητο και ανταποκρίνεται στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Το πιεζο υλικό μέσα σε έναν πιεζοτροπέα αντιδρά σε ένα ηλεκτρικό πεδίο προκαλώντας στρεβλώσεις στη δομή του που προκαλούν δονήσεις στη συσκευή, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ήχου.

Αντίθετα, όταν ένα υπολογισμένο μηχανικό στέλεχος εφαρμόζεται σε έναν πιεζοτροπέα, παραμορφώνει μηχανικά το πιεζο υλικό μέσα στη συσκευή με αποτέλεσμα την παραγωγή αναλογικής ποσότητας ηλεκτρικού ρεύματος στους ακροδέκτες του μορφοτροπέα.

Όταν χρησιμοποιείται σαν DC βομβητής , ο πιεζοτροπέας πρέπει να είναι συνδεδεμένος με ταλαντωτή για τη δημιουργία της εξόδου θορύβου δόνησης, επειδή αυτές οι συσκευές μπορούν να ανταποκριθούν μόνο σε μια συχνότητα.

Η εικόνα δείχνει ένα απλό βομβητή πιεζο σύνδεση με πηγή τροφοδοσίας. Αυτός ο βομβητής διαθέτει εσωτερικό ταλαντωτή για απόκριση στην τάση τροφοδοσίας.

Οι πιεζοηλεκτρικοί βομβητές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ένδειξη λογικών υψηλών ή χαμηλών συνθηκών στο κύκλωμα μέσω του ακόλουθου κυκλώματος που φαίνεται.

Ενότητα γεννήτριας Piezo Tone

Ένας πιεζοτροπέας μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να παράγει συνεχή έξοδο τόνου χαμηλού όγκου στο ακόλουθο διάγραμμα κυκλώματος. Η piezo συσκευή πρέπει να είναι μια συσκευή 3 τερματικών.

Ενότητα Buzzer Variable Tone Piezo

Το επόμενο σχήμα δείχνει μερικές έννοιες buzzer χρησιμοποιώντας piezo transducers. Τα στοιχεία πιέζο υποτίθεται ότι είναι στοιχεία 3 συρμάτων. Το διάγραμμα της αριστερής πλευράς δείχνει έναν ανθεκτικό σχεδιασμό για την εξαναγκαστική ταλάντωση στον πιεζοτροπέα, ενώ το διάγραμμα της δεξιάς πλευράς παρουσιάζει μια επαγωγική ιδέα. Το πηνίο με πηνίο ή πηνίο προκαλεί τις ταλαντώσεις μέσω αιχμών ανατροφοδότησης.

Ενότητες κυκλώματος SCR

SCR ή θυρίστορ είναι συσκευές ημιαγωγών που συμπεριφέρονται σαν διόδους ανορθωτή αλλά διευκολύνουν την αγωγιμότητά της μέσω εξωτερικής εισόδου σήματος DC.

Ωστόσο, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους, SCR έχετε την τάση να μανδαλώνετε όταν η τροφοδοσία φορτίου είναι DC. Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια απλή ρύθμιση που εκμεταλλεύεται αυτό το χαρακτηριστικό μανδάλωσης της συσκευής για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε ένα φορτίο RL σε απόκριση στην πίεση των διακοπτών S1 και S2. Το S1 ανάβει το φορτίο, ενώ το S2 απενεργοποιεί το φορτίο.

Μονάδα ρελέ ενεργοποιημένη με φως

Ενα απλό ενεργοποιημένο φως Η μονάδα ρελέ θα μπορούσε να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ένα SCR, και a φωτοτρανζίστορ , όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Μόλις η στάθμη φωτός στο φωτοτρανζίστορ υπερβεί ένα καθορισμένο επίπεδο κατωφλίου ενεργοποίησης του SCR, το SCR ενεργοποιεί και ασφαλίζει, ενεργοποιήστε το ρελέ. Το μάνδαλο παραμένει ως έχει έως ότου πατηθεί ο διακόπτης επαναφοράς S1 ως επαρκές σκοτάδι, ή η τροφοδοσία απενεργοποιηθεί και στη συνέχεια ON.

Ταλαντωτής χαλάρωσης χρησιμοποιώντας Triac Module

Ένα απλό κύκλωμα ταλαντωτή χαλάρωσης μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας ένα SCR και ένα δίκτυο RC όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Η συχνότητα ταλαντωτή θα παράγει έναν τόνο χαμηλής συχνότητας πάνω από το συνδεδεμένο ηχείο. Η συχνότητα τόνου αυτού του ταλαντωτή χαλάρωσης μπορεί να ρυθμιστεί μέσω της μεταβλητής αντίστασης R1, και R2, και επίσης του πυκνωτή C1.

Μονάδα ελεγκτή ταχύτητας κινητήρα Triac AC

Ένα UJT είναι συνήθως γνωστό για τις αξιόπιστες ταλαντωτικές του λειτουργίες. Ωστόσο, η ίδια συσκευή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με το triac για την ενεργοποίηση του 0 έως πλήρης έλεγχος ταχύτητας των κινητήρων AC .

Η αντίσταση R1 λειτουργεί όπως μια ρύθμιση ελέγχου συχνότητας για τη συχνότητα UJT. Αυτή η έξοδος μεταβλητής συχνότητας αλλάζει το triac σε διαφορετικούς ρυθμούς ON / OFF ανάλογα με τις ρυθμίσεις R1.

Αυτή η μεταβλητή εναλλαγή του triac με τη σειρά της προκαλεί αναλογική ποσότητα διακυμάνσεων στην ταχύτητα του συνδεδεμένου κινητήρα.

Ενότητα ρυθμιστικού ασφαλείας Triac Gate

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει πόσο απλά ένα τριακ μπορεί να απενεργοποιηθεί ON μέσω ενός διακόπτη ON / OFF και επίσης να διασφαλιστεί η ασφάλεια στο triac χρησιμοποιώντας το ίδιο το φορτίο ως στάδιο buffer. Το R1 περιορίζει το ρεύμα στην πύλη triac, ενώ το φορτίο παρέχει επιπλέον την προστασία της πύλης triac από ξαφνικά μεταβατικά μεταβατικά ON και επιτρέπει στο triac να ενεργοποιηθεί με μια λειτουργία μαλακής εκκίνησης.

Ενότητα Triac / UJT Flasher UJT

Ένας ταλαντωτής UJT μπορεί επίσης να εφαρμοστεί ως Διακόπτης λαμπτήρα AC όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Το δοχείο R1 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ταχύτητας ή της συχνότητας ταλαντώσεων, η οποία με τη σειρά της καθορίζει τον ρυθμό ενεργοποίησης / απενεργοποίησης του triac και της συνδεδεμένης λυχνίας.

Καθώς η συχνότητα μεταγωγής είναι πολύ υψηλή, η λυχνία φαίνεται να ανάβει μόνιμα, αν και η ένταση ποικίλλει λόγω της μέσης τάσης που διαφέρει ανάλογα με την εναλλαγή UJT.

συμπέρασμα

Στις παραπάνω ενότητες συζητήσαμε πολλές θεμελιώδεις έννοιες και θεωρίες της ηλεκτρονικής και μάθαμε πώς να διαμορφώνουμε μικρά κυκλώματα χρησιμοποιώντας διόδους, τρανζίστορ, FET κ.λπ.

Στην πραγματικότητα υπάρχει αμέτρητος αριθμός μονάδων κυκλώματος που μπορούν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας αυτά τα βασικά στοιχεία για την εφαρμογή οποιασδήποτε επιθυμητής ιδέας κυκλώματος, σύμφωνα με τις συγκεκριμένες προδιαγραφές.

Αφού εξοικειωθούν με όλα αυτά τα βασικά σχέδια ή μονάδες κυκλώματος, κάθε νεοεισερχόμενος στο αρχείο μπορεί στη συνέχεια να μάθει να ενσωματώνει αυτές τις μονάδες μεταξύ τους για να πάρει πολλά άλλα ενδιαφέροντα κυκλώματα ή για την ολοκλήρωση μιας εξειδικευμένης εφαρμογής κυκλώματος.

Εάν έχετε περαιτέρω απορίες σχετικά με αυτές τις βασικές έννοιες της ηλεκτρονικής ή σχετικά με τον τρόπο συμμετοχής σε αυτές τις ενότητες για συγκεκριμένες ανάγκες, μη διστάσετε να σχολιάσετε και να συζητήσετε τα θέματα.