วงจรและการทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ กุญแจอิเล็กทรอนิกส์บนทรานซิสเตอร์ - หลักการทำงานและวงจร

สวิตช์ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังหลายชนิด พารามิเตอร์และคุณสมบัติของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ในระดับที่ใหญ่มากจะกำหนดคุณสมบัติของวงจรที่เกี่ยวข้อง

สวิตช์บนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ - สวิตช์ที่ง่ายที่สุดบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ซึ่งเชื่อมต่อตามวงจรด้วย ตัวปล่อยทั่วไปและแผนภาพเวลาที่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าแสดงไว้ในรูปที่ 1 14.5.

ข้าว. 14.5. สวิตช์ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์

ลองพิจารณาการทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ในสภาวะคงที่ จนกระทั่งถึงช่วงเวลาหนึ่ง ที 1 จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ถูกล็อค และทรานซิสเตอร์อยู่ในโหมดคัตออฟ ในโหมดนี้ ฉัน ถึง =– ฉัน ข =ฉัน ร่วม (ฉัน ร่วม– กระแสสะสมย้อนกลับ) ฉัน เอ่ออยู่ที่ 0. ยิ่งไปกว่านั้น คุณ ร ข ≈คุณ ร ถึง ≈ 0;คุณ แบ้ ≈ –คุณ 2 ;คุณ คิ ≈–อี ถึง .

ในระหว่างนี้ ที 1 …ที 2 ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ เพื่อให้แรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์ คุณ คิมีความตึงเครียดน้อยที่สุด คุณ 1 มักจะเลือกเพื่อให้ทรานซิสเตอร์อยู่ในโหมดความอิ่มตัวหรือในโหมดเส้นขอบใกล้กับโหมดความอิ่มตัวมาก

สวิตช์ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม โดดเด่นด้วยความเค้นตกค้างต่ำ สามารถเปลี่ยนสัญญาณอ่อนได้ (ไม่กี่ไมโครโวลต์หรือน้อยกว่า) นี่เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าลักษณะเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามผ่านจุดกำเนิด

ตัวอย่างเช่น ลองพรรณนาคุณลักษณะเอาท์พุตของทรานซิสเตอร์ที่มีการเปลี่ยนการควบคุมและช่องสัญญาณ พี-พิมพ์ในพื้นที่ที่อยู่ติดกับจุดกำเนิดของพิกัด (รูปที่ 14.6)

ข้าว. 14.6. ทรานซิสเตอร์สนามผลมีช่อง p-type

โปรดทราบว่าคุณลักษณะในจตุภาคที่สามสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุระหว่างประตูและท่อระบายน้ำ

ในสถานะคงที่ สวิตช์ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามจะใช้กระแสควบคุมน้อยมาก อย่างไรก็ตามกระแสนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความถี่ในการสวิตชิ่งเพิ่มขึ้น ความต้านทานอินพุตที่สูงมากของสวิตช์บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามทำให้มีการแยกกระแสไฟฟ้าของวงจรอินพุตและเอาต์พุต สิ่งนี้ช่วยให้คุณทำได้โดยไม่ต้องมีหม้อแปลงในวงจรควบคุม

ในรูป รูปที่ 14.7 แสดงไดอะแกรมของสวิตช์ดิจิตอลที่ใช้ทรานซิสเตอร์ MOS พร้อมช่องสัญญาณเหนี่ยวนำ n- ประเภทและโหลดตัวต้านทานและไดอะแกรมเวลาที่สอดคล้องกัน

ข้าว. 14.7. ปุ่มดิจิตอลบนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

แผนภาพแสดงความสามารถในการรับน้ำหนัก กับ nซึ่งเป็นแบบจำลองความจุของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับสวิตช์ทรานซิสเตอร์ แน่นอนว่าเมื่อสัญญาณอินพุตเป็นศูนย์ ทรานซิสเตอร์จะถูกปิดและ คุณ ศรี =อี กับ- หากแรงดันไฟฟ้ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ คุณ เกณฑ์ฤดูหนาวทรานซิสเตอร์จากนั้นจะเปิดขึ้นและแรงดันไฟฟ้า คุณ ศรีลดลง

องค์ประกอบลอจิก

องค์ประกอบลอจิคัล (ลอจิกเกต) คือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ดำเนินการเชิงตรรกะอย่างง่าย ในรูป 14.8 แสดงตัวอย่างสัญลักษณ์กราฟิกทั่วไปขององค์ประกอบเชิงตรรกะบางอย่าง

ข้าว. 14.8. องค์ประกอบลอจิก

องค์ประกอบลอจิกสามารถใช้เป็นวงจรรวมแยกต่างหากได้ บ่อยครั้งที่วงจรรวมประกอบด้วยองค์ประกอบลอจิกหลายอย่าง

ลอจิกเกตใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล (อุปกรณ์ลอจิก) เพื่อทำการแปลงสัญญาณลอจิกอย่างง่าย

การจำแนกองค์ประกอบเชิงตรรกะ คลาสขององค์ประกอบเชิงตรรกะต่อไปนี้ (ที่เรียกว่าตรรกะ) มีความโดดเด่น:

ลอจิกตัวต้านทาน-ทรานซิสเตอร์ (TRL);

ตรรกะไดโอด-ทรานซิสเตอร์ (DTL);

ลอจิกทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ (TTL);

ตรรกะของตัวส่งสัญญาณ-ทรานซิสเตอร์ (ETL);

ตรรกะของทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์พร้อมไดโอด Schottky (TTLS);

ร(ร- เอ็มดีพี);

ตรรกะที่ใช้ทรานซิสเตอร์ MOS พร้อมช่องสัญญาณเช่น n(n- เอ็มดีพี);

ตรรกะตามสวิตช์เสริมบนทรานซิสเตอร์ MOS (CMOS, CMOS)

ตรรกะการฉีดแบบรวม I 2 L;

ตรรกะขึ้นอยู่กับ GaAs สารกึ่งตัวนำแกลเลียมอาร์เซไนด์

ปัจจุบันตรรกะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ TTL, TTLSh, CMOS, ESL องค์ประกอบลอจิกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลอื่น ๆ ผลิตขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของซีรีย์ไมโครวงจรต่อไปนี้: TTL - K155, KM155, K133, KM133; TTLSH-530, KR531, KM531, KR1531, 533, K555, KM555, 1533, KR1533; ภาษาอังกฤษเป็นภาษาที่สอง – 100, K500, K1500; ซีมอส – 564, K561, 1564, KR1554; GaAs-K6500

ที่สุด พารามิเตอร์ที่สำคัญองค์ประกอบเชิงตรรกะ:

ประสิทธิภาพมีลักษณะเฉพาะคือเวลาล่าช้าในการแพร่กระจายสัญญาณ ที เอสพีและความถี่ในการทำงานสูงสุด เอฟ สูงสุด- เวลาล่าช้ามักจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างของระดับ 0.5 คุณ ป้อนข้อมูลและ 0.5 Δ คุณ ออก- ความถี่ในการทำงานสูงสุด เอฟ สูงสุด– นี่คือความถี่ที่วงจรยังคงทำงานอยู่

ความสามารถในการรับน้ำหนักมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์การรวมอินพุต ถึง เกี่ยวกับ (บางครั้งใช้คำว่า "สัมประสิทธิ์การรวมเอาต์พุต") ถึง เกี่ยวกับขนาด ถึง คือจำนวนอินพุตลอจิคัล ค่าครั้งหนึ่ง ถึง เกี่ยวกับ =2…8,ถึง คือจำนวนอินพุตลอจิคัล ค่า– จำนวนสูงสุดขององค์ประกอบลอจิคัลที่คล้ายกันที่สามารถเชื่อมต่อกับเอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิคัลที่กำหนด ความหมายทั่วไปของพวกเขาคือ: ถึง คือจำนวนอินพุตลอจิคัล ค่า =20…30.

การป้องกันเสียงรบกวนในโหมดคงที่นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยแรงดันไฟฟ้า คุณ PSTซึ่งเรียกว่าภูมิคุ้มกันเสียงคงที่ นี่คือแรงดันไฟฟ้าสัญญาณรบกวนคงที่สูงสุดที่อนุญาตที่อินพุต ซึ่งระดับเอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิกยังไม่เปลี่ยนแปลง

พลังงานที่ใช้โดยไมโครวงจรจากแหล่งจ่ายไฟ หากพลังงานนี้แตกต่างกันสำหรับสถานะลอจิกสองสถานะ ก็มักจะรายงานปริมาณการใช้พลังงานโดยเฉลี่ยสำหรับสถานะเหล่านี้

แรงดันไฟฟ้า

ป้อนแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์สูงและต่ำ คุณ อินพุต 1 เกณฑ์และ คุณ อินพุต 0 เกณฑ์ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสถานะขององค์ประกอบลอจิคัล

แรงดันไฟขาออกระดับสูงและต่ำ คุณ เอาท์พุท1และ คุณ เอาท์พุท0 .

นอกจากนี้ยังใช้พารามิเตอร์อื่น ๆ

คุณสมบัติขององค์ประกอบเชิงตรรกะของตรรกะต่างๆ ซีรีย์ไมโครวงจรเฉพาะนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการใช้หน่วยอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานซึ่งเป็นองค์ประกอบลอจิคัลพื้นฐาน องค์ประกอบนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลที่หลากหลาย

องค์ประกอบ TTL พื้นฐาน มีทรานซิสเตอร์หลายตัวซึ่งดำเนินการเชิงตรรกะและอินเวอร์เตอร์ที่ซับซ้อน (รูปที่ 14.9)

ข้าว. 14.9. องค์ประกอบ TTL พื้นฐาน

หากใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำกับอินพุตหนึ่งหรือทั้งสองพร้อมกัน แสดงว่าทรานซิสเตอร์หลายตัวส่งสัญญาณอยู่ในสถานะอิ่มตัวและทรานซิสเตอร์ T 2 จะถูกปิด ดังนั้นทรานซิสเตอร์ T 4 จะถูกปิดด้วยเช่น เอาต์พุตจะเป็น ระดับสูงแรงดันไฟฟ้า หากใช้ระดับไฟฟ้าแรงสูงกับอินพุตทั้งสองพร้อมกันทรานซิสเตอร์ T 2 จะเปิดและเข้าสู่โหมดความอิ่มตัวซึ่งนำไปสู่การเปิดและความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ T 4 และการปิดทรานซิสเตอร์ T 3 เช่น มีการใช้ฟังก์ชัน AND-NOT ในการเพิ่มความเร็วขององค์ประกอบ TTL จะใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ชอตกี

องค์ประกอบลอจิคัลพื้นฐาน TTLSH (โดยใช้ตัวอย่างของซีรีส์ K555) องค์ประกอบที่ใช้เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของวงจรไมโครซีรีส์ K555

และ-ไม่ใช่ (รูปที่ 14.10, ก) และในรูปที่ 14.10 น. ขการแสดงภาพกราฟิกของทรานซิสเตอร์ชอตกีจะปรากฏขึ้น

ข้าว. 14.10. องค์ประกอบลอจิก TTLSH

ทรานซิสเตอร์ VT4 เป็นทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ปกติ หากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าทั้งสอง คุณ อินพุต1และ คุณ vx2 อยู่ที่ระดับสูงจากนั้นไดโอด VD3 และ VD4 จะถูกปิด ทรานซิสเตอร์ VT1, VT5 จะเปิดอยู่ และมีแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่เอาต์พุต หากอย่างน้อยหนึ่งอินพุตมีแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำ ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT5 จะถูกปิด และทรานซิสเตอร์ VT3 และ VT4 จะเปิดอยู่ และมีแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่อินพุต วงจรไมโคร TTLSh ของซีรีย์ K555 มีลักษณะโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

แรงดันไฟจ่าย +5 ใน;

แรงดันเอาต์พุตระดับต่ำไม่เกิน 0.4 ใน;

แรงดันเอาต์พุตระดับสูงไม่น้อยกว่า 2.5 ใน;

ภูมิคุ้มกันเสียง - ไม่น้อยกว่า 0.3 V;

เวลาล่าช้าในการแพร่กระจายสัญญาณเฉลี่ย 20 ns;

ความถี่การทำงานสูงสุด 25 เมกะเฮิรตซ์.

คุณสมบัติของตรรกะอื่น ๆ พื้นฐานขององค์ประกอบลอจิคัลพื้นฐานของ ESL คือสวิตช์กระแสซึ่งมีวงจรคล้ายกับของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล วงจรไมโคร ESL ใช้พลังงานจากแรงดันลบ (–4 ในสำหรับซีรีส์ K1500) ทรานซิสเตอร์ของไมโครวงจรนี้ไม่เข้าสู่โหมดความอิ่มตัวซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้องค์ประกอบ ESL มีประสิทธิภาพสูง

ในไมโครวงจร n-MOS และ พี-สวิตช์MOS ใช้ตามลำดับกับทรานซิสเตอร์ MOS ด้วย n- ช่องสัญญาณและโหลดแบบไดนามิกและบนทรานซิสเตอร์ MOS ด้วย พี-ช่อง. เพื่อลดการใช้พลังงานโดยองค์ประกอบลอจิกในสถานะคงที่ จึงมีการใช้องค์ประกอบลอจิก MIS เสริม (ลอจิก CMDP หรือ CMOS)

ลอจิกที่ใช้ GaAs เซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์มีลักษณะเฉพาะด้วยประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในระดับสูง (มากกว่าซิลิคอนถึง 3...6 เท่า) วงจรไมโครที่ใช้ GaAs สามารถทำงานที่ความถี่ลำดับที่ 10 กิกะเฮิรตซ์.

เมื่อทำงานกับวงจรที่ซับซ้อน การใช้เทคนิคทางเทคนิคต่างๆ ที่เป็นประโยชน์จะช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมายได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย หนึ่งในนั้นคือการสร้างสวิตช์ทรานซิสเตอร์ พวกเขาคืออะไร? ทำไมพวกเขาถึงถูกสร้างขึ้น? เหตุใดจึงเรียกว่า "กุญแจอิเล็กทรอนิกส์" มีคุณสมบัติอะไรบ้างของกระบวนการนี้และคุณควรใส่ใจกับอะไรบ้าง?

สวิตช์ทรานซิสเตอร์ทำมาจากอะไร?

ดำเนินการโดยใช้สนามหรืออันแรกแบ่งออกเป็น MIS และสวิตช์ที่มีทางแยก p-n ควบคุม ในบรรดาไบโพลาร์ จะแยกประเภทที่ไม่อิ่มตัว/ไม่อิ่มตัวออก สวิตช์ทรานซิสเตอร์ขนาด 12 โวลต์จะสามารถตอบสนองความต้องการพื้นฐานของนักวิทยุสมัครเล่นได้

โหมดการทำงานแบบคงที่

จะวิเคราะห์สถานะปิดและเปิดของคีย์ ในตอนแรก อินพุตจะมีระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำ ซึ่งบ่งชี้สัญญาณตรรกะเป็นศูนย์ ในโหมดนี้ การเปลี่ยนทั้งสองจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม (ได้รับค่าตัด) แต่กระแสสะสมสามารถได้รับผลกระทบจากกระแสความร้อนเท่านั้น ในสถานะเปิด อินพุตคีย์จะมีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงซึ่งสอดคล้องกับสัญญาณลอจิคัล สามารถทำงานสองโหมดพร้อมกันได้ การดำเนินการดังกล่าวอาจอยู่ในขอบเขตความอิ่มตัวหรือขอบเขตเชิงเส้นของคุณลักษณะเอาต์พุต เราจะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติม

ความอิ่มตัวของคีย์

ในกรณีเช่นนี้ จุดเชื่อมต่อของทรานซิสเตอร์จะมีอคติไปข้างหน้า ดังนั้นหากกระแสฐานเปลี่ยนแปลง ค่าบนตัวสะสมจะไม่เปลี่ยนแปลง ในทรานซิสเตอร์ซิลิคอน ต้องใช้ประมาณ 0.8 V เพื่อให้ได้ไบแอส ในขณะที่ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม แรงดันไฟฟ้าจะผันผวนระหว่าง 0.2-0.4 V โดยทั่วไปความอิ่มตัวของสวิตช์จะบรรลุได้อย่างไร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ กระแสฐานจะเพิ่มขึ้น แต่ทุกสิ่งมีขีดจำกัด เช่นเดียวกับการเพิ่มความอิ่มตัว ดังนั้นเมื่อถึงค่าปัจจุบันที่กำหนด มันจะหยุดเพิ่มขึ้น ทำไมคุณต้องทำให้กุญแจอิ่มตัว? มีค่าสัมประสิทธิ์พิเศษที่สะท้อนถึงสถานะของกิจการ เมื่อเพิ่มขึ้น ความสามารถในการรับน้ำหนักของสวิตช์ทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้น ปัจจัยที่ทำให้ไม่เสถียรเริ่มมีอิทธิพลโดยใช้แรงน้อยลง แต่ประสิทธิภาพลดลง ดังนั้น ค่าของสัมประสิทธิ์ความอิ่มตัวจึงถูกเลือกจากการพิจารณาประนีประนอม โดยเน้นที่งานที่จะต้องดำเนินการ

ข้อเสียของคีย์ไม่อิ่มตัว

จะเกิดอะไรขึ้นหากไม่บรรลุผล? ค่าที่เหมาะสมที่สุด- จากนั้นข้อเสียต่อไปนี้จะปรากฏขึ้น:

1. แรงดันไฟฟ้า กุญแจสาธารณะจะลดลงเหลือประมาณ 0.5 V.
2. ภูมิคุ้มกันทางเสียงจะแย่ลง สิ่งนี้อธิบายได้จากความต้านทานอินพุตที่เพิ่มขึ้นซึ่งสังเกตได้ในสวิตช์เมื่ออยู่ในสถานะเปิด ดังนั้นการรบกวนเช่นแรงดันไฟกระชากจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์ด้วย
3. ปุ่มอิ่มตัวมีเสถียรภาพอุณหภูมิที่สำคัญ

อย่างที่คุณเห็น ยังดีกว่าที่จะดำเนินการตามกระบวนการนี้เพื่อให้ได้อุปกรณ์ขั้นสูงยิ่งขึ้นในที่สุด

ผลงาน

การโต้ตอบกับคีย์อื่นๆ

เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้องค์ประกอบการสื่อสาร ดังนั้นหากสวิตช์ตัวแรกมีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงที่เอาต์พุต สวิตช์ตัวที่สองจะเปิดที่อินพุตและทำงานในโหมดที่ระบุ และในทางกลับกัน วงจรการสื่อสารดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการชั่วคราวที่เกิดขึ้นระหว่างการสลับและความเร็วของปุ่ม นี่คือการทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ วงจรที่พบบ่อยที่สุดคือวงจรที่ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นระหว่างทรานซิสเตอร์สองตัวเท่านั้น แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถทำได้ด้วยอุปกรณ์ที่จะใช้สาม, สี่หรือคู่ จำนวนที่มากขึ้นองค์ประกอบ แต่ในทางปฏิบัติเป็นการยากที่จะหาแอปพลิเคชันสำหรับสิ่งนี้ ดังนั้นจึงไม่ได้ใช้การทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ประเภทนี้

จะเลือกอะไรดี

ทำงานกับอะไรดีกว่ากัน? สมมติว่าเรามีสวิตช์ทรานซิสเตอร์ธรรมดาซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 0.5 V จากนั้นจึงใช้ออสซิลโลสโคปเพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดได้ หากตั้งค่ากระแสคอลเลคเตอร์ไว้ที่ 0.5 mA แรงดันไฟฟ้าจะลดลง 40 mV (ที่ฐานจะอยู่ที่ประมาณ 0.8 V) ตามมาตรฐานของปัญหาเราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นความเบี่ยงเบนที่ค่อนข้างสำคัญซึ่งกำหนดข้อ จำกัด ในการใช้งานในวงจรทั้งชุดเช่นในสวิตช์ ดังนั้นจึงใช้วงจรพิเศษที่มี p-n ควบคุม ทางแยก ข้อได้เปรียบเหนือคู่หูแบบไบโพลาร์คือ:

1. ค่าแรงดันตกค้างบนปุ่มไม่มีนัยสำคัญในสภาพการเดินสาย
2. ความต้านทานสูงและเป็นผลให้กระแสต่ำที่ไหลผ่านองค์ประกอบปิด
3. การใช้พลังงานต่ำหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุมที่สำคัญ
4. สามารถสลับสัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำซึ่งมีหน่วยเป็นไมโครโวลต์ได้

สวิตช์รีเลย์ทรานซิสเตอร์เป็นแอปพลิเคชั่นที่เหมาะสำหรับการใช้งานภาคสนาม แน่นอนว่าข้อความนี้ถูกโพสต์ที่นี่เพียงเพื่อให้ผู้อ่านทราบถึงการใช้งานของพวกเขา ด้วยความรู้และความเฉลียวฉลาดเพียงเล็กน้อย จะทำให้เกิดความเป็นไปได้มากมายสำหรับการใช้งานซึ่งรวมถึงสวิตช์ทรานซิสเตอร์ด้วย

ตัวอย่างงาน

มาดูกันว่าสวิตช์ทรานซิสเตอร์อย่างง่ายทำงานอย่างไร สัญญาณสวิตช์จะถูกส่งจากอินพุตหนึ่งและลบออกจากเอาต์พุตอื่น ในการล็อคกุญแจจะใช้แรงดันไฟฟ้ากับประตูทรานซิสเตอร์ที่เกินแหล่งกำเนิดและค่าการระบายเป็นจำนวนที่มากกว่า 2-3 V แต่ควรระมัดระวังไม่ให้เกินช่วงที่อนุญาต เมื่อปิดกุญแจ ความต้านทานจะค่อนข้างสูง - มากกว่า 10 โอห์ม ค่านี้ได้มาจากความจริงที่ว่ากระแสย้อนกลับมีอิทธิพลเช่นกัน พี-เอ็น ออฟเซ็ตการเปลี่ยนแปลง ในสถานะเดียวกัน ความจุระหว่างวงจรสัญญาณสวิตช์และอิเล็กโทรดควบคุมจะผันผวนในช่วง 3-30 pF ทีนี้มาเปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์กัน แผนภาพและการปฏิบัติจะแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรดควบคุมจะเข้าใกล้ศูนย์ และขึ้นอยู่กับความต้านทานโหลดและลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนไปอย่างมาก นี่เป็นเพราะระบบทั้งหมดของการโต้ตอบระหว่างเกต ท่อระบายน้ำ และแหล่งที่มาของทรานซิสเตอร์ สิ่งนี้สร้างปัญหาบางอย่างในการทำงานในโหมดชอปเปอร์

เพื่อเป็นการแก้ปัญหานี้ วงจรต่างๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ไหลระหว่างช่องสัญญาณและเกตมีความเสถียร และขอขอบคุณ คุณสมบัติทางกายภาพแม้แต่ไดโอดก็สามารถใช้ได้ในความสามารถนี้ ในการทำเช่นนี้ควรรวมไว้ในทิศทางไปข้างหน้าของแรงดันไฟฟ้าที่ปิดกั้น หากมีการสร้างสถานการณ์ที่จำเป็น ไดโอดจะปิดและจุดเชื่อมต่อ pn จะเปิดขึ้น เพื่อให้เมื่อแรงดันไฟฟ้าสวิตชิ่งเปลี่ยนแปลง ยังคงเปิดอยู่และความต้านทานของช่องสัญญาณไม่เปลี่ยนแปลง จึงสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานความต้านทานสูงระหว่างแหล่งกำเนิดและอินพุตของสวิตช์ได้ และการมีอยู่ของตัวเก็บประจุจะช่วยเร่งกระบวนการชาร์จภาชนะบรรจุได้อย่างมาก

การคำนวณสวิตช์ทรานซิสเตอร์

เพื่อความเข้าใจ นี่คือตัวอย่างการคำนวณ คุณสามารถทดแทนข้อมูลของคุณได้:

1) Collector-emitter - 45 V. การกระจายพลังงานทั้งหมด - 500 mw ตัวปล่อยตัวสะสม - 0.2 V. ความถี่คัตออฟ - 100 MHz ตัวส่งสัญญาณฐาน - 0.9 V. กระแสสะสม - 100 mA ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนปัจจุบันทางสถิติ - 200

2) ตัวต้านทานสำหรับกระแส 60 mA: 5-1.35-0.2 = 3.45

3) ระดับความต้านทานของตัวสะสม: 3.45\0.06=57.5 โอห์ม

4) เพื่อความสะดวก เราใช้ค่าระบุ 62 โอห์ม: 3.45\62=0.0556 mA

5) เรานับกระแสฐาน: 56\200=0.28 mA (0.00028 A)

6) ตัวต้านทานฐานจะอยู่ที่เท่าใด: 5 - 0.9 = 4.1V

7) หาความต้านทานของตัวต้านทานฐาน: 4.1\0.00028 = 14.642.9 โอห์ม

บทสรุป

และสุดท้ายเกี่ยวกับชื่อ "กุญแจอิเล็กทรอนิกส์" ความจริงก็คือว่ารัฐเปลี่ยนแปลงไปภายใต้อิทธิพลของกระแส เขาเป็นอย่างไร? ถูกต้องแล้วที่รวบรวมประจุอิเล็กทรอนิกส์ นี่คือที่มาของชื่อที่สอง นั่นคือทั้งหมดที่ อย่างที่คุณเห็นหลักการทำงานและการออกแบบสวิตช์ทรานซิสเตอร์ไม่ใช่เรื่องยาก ดังนั้นการทำความเข้าใจสิ่งนี้จึงเป็นงานที่เป็นไปได้ ควรสังเกตว่าแม้แต่ผู้เขียนบทความนี้ในฐานะผู้ทบทวน หน่วยความจำของตัวเองต้องมีงานอ้างอิงบ้าง ดังนั้น หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับคำศัพท์ ฉันขอแนะนำให้คุณจำคำมีอยู่นั้นไว้ พจนานุกรมทางเทคนิคและค้นหาข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับสวิตช์ทรานซิสเตอร์ที่นั่น

เรากำลังพูดถึงภาระประเภทใด? ใช่ ไม่ว่าจะเป็นรีเลย์ หลอดไฟ โซลินอยด์ มอเตอร์ ไฟ LED หลายดวงในคราวเดียว หรือสปอตไลท์ LED สำหรับงานหนัก กล่าวโดยสรุป สิ่งใดก็ตามที่ใช้กระแสไฟเกิน 15mA และ/หรือต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากกว่า 5 โวลต์

ยกตัวอย่างเช่น รีเลย์ ให้เป็น BS-115C. กระแสคดเคี้ยวประมาณ 80mA แรงดันขดลวดคือ 12 โวลต์ แรงดันหน้าสัมผัสสูงสุด 250V และ 10A

การเชื่อมต่อรีเลย์กับไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นงานที่เกิดขึ้นสำหรับเกือบทุกคน ปัญหาหนึ่งคือไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถจ่ายพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของคอยล์ได้ กระแสสูงสุดซึ่งเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์สามารถผ่านได้ไม่เกิน 20mA และยังถือว่าเย็น - เอาต์พุตที่ทรงพลัง โดยปกติจะไม่เกิน 10mA ใช่ แรงดันไฟฟ้าของเราที่นี่ไม่สูงกว่า 5 โวลต์ และรีเลย์ต้องใช้มากถึง 12 โวลต์ แน่นอนว่ามีรีเลย์ที่มี 5 โวลต์ แต่พวกมันกินกระแสมากกว่าสองเท่า โดยทั่วไปแล้ว ทุกที่ที่คุณจูบรีเลย์ มันจะเป็นลาทุกที่ จะทำอย่างไร?

สิ่งแรกที่นึกถึงคือการติดตั้งทรานซิสเตอร์ การตัดสินใจที่ถูกต้อง- สามารถเลือกทรานซิสเตอร์ได้หลายร้อยมิลลิแอมป์หรือกระทั่งแอมแปร์ หากไม่มีทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งก็สามารถเปิดสวิตช์ได้แบบเรียงซ้อนเมื่อตัวที่อ่อนแอจะเปิดตัวที่แรงกว่า

เนื่องจากเรายอมรับว่า 1 เปิดอยู่และปิด 0 (นี่เป็นเหตุผลแม้ว่าจะขัดแย้งกับนิสัยที่มีมายาวนานของฉันที่มาจากสถาปัตยกรรม AT89C51) จากนั้น 1 จะจ่ายไฟและ 0 จะลบโหลดออก ลองใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ รีเลย์ต้องใช้กระแสไฟ 80mA ดังนั้นเราจึงกำลังมองหาทรานซิสเตอร์ที่มีกระแสสะสมมากกว่า 80mA ในเอกสารข้อมูลที่นำเข้าพารามิเตอร์นี้เรียกว่า Ic ใน Ic ของเรา สิ่งแรกที่นึกถึงคือ KT315 - ผลงานชิ้นเอกของทรานซิสเตอร์โซเวียตที่ใช้เกือบทุกที่ :) สีส้มแบบนี้ มีค่าใช้จ่ายไม่เกินหนึ่งรูเบิล นอกจากนี้ยังจะเช่า KT3107 พร้อมดัชนีตัวอักษรใดๆ หรือนำเข้า BC546 (เช่นเดียวกับ BC547, BC548, BC549) สำหรับทรานซิสเตอร์ ก่อนอื่นจำเป็นต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของขั้วต่อ ตัวสะสมอยู่ที่ไหน ฐานอยู่ที่ไหน และตัวปล่อยอยู่ที่ไหน วิธีนี้ทำได้ดีที่สุดโดยใช้เอกสารข้อมูลหรือหนังสืออ้างอิง ตัวอย่างเช่น นี่คือชิ้นส่วนจากแผ่นข้อมูล:

หากคุณมองที่ด้านหน้า ซึ่งมีคำจารึกไว้ และจับมันโดยคว่ำขาลง จากนั้นสรุปจากซ้ายไปขวา: ตัวส่ง ตัวสะสม ฐาน

เราใช้ทรานซิสเตอร์และเชื่อมต่อตามแผนภาพนี้:

ตัวสะสมเพื่อบรรทุก ตัวปล่อย ตัวที่มีลูกศร ลงไปที่พื้น และฐานไปยังเอาต์พุตคอนโทรลเลอร์

ทรานซิสเตอร์เป็นแอมพลิฟายเออร์กระแสนั่นคือถ้าเราส่งกระแสผ่านวงจร Base-Emitter กระแสที่เท่ากับอินพุตก็สามารถผ่านวงจร Collector-Emitter ได้คูณด้วยอัตราขยาย h fe
h fe สำหรับทรานซิสเตอร์ตัวนี้คือหลายร้อย ประมาณ 300 ผมจำไม่ได้แน่ชัด

แรงดันเอาต์พุตสูงสุดของไมโครคอนโทรลเลอร์เมื่อจ่ายให้กับพอร์ตยูนิต = 5 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าตกที่ 0.7 โวลต์ที่จุดเชื่อมต่อ Base-Emitter สามารถละเลยได้ที่นี่) ความต้านทานในวงจรฐานคือ 10,000 โอห์ม ซึ่งหมายความว่ากระแสตามกฎของโอห์มจะเท่ากับ 5/10000 = 0.0005A หรือ 0.5mA ซึ่งเป็นกระแสที่ไม่มีนัยสำคัญโดยสิ้นเชิงซึ่งตัวควบคุมจะไม่เหงื่อออกด้วยซ้ำ และเอาต์พุต ณ เวลานี้จะเป็น I c = I be *h fe =0.0005*300 = 0.150A 150mA มากกว่า 100mA แต่นี่หมายความว่าทรานซิสเตอร์จะเปิดกว้างและให้พลังงานสูงสุดที่สามารถทำได้ นั่นหมายความว่าผู้พึ่งพิงของเราจะได้รับสารอาหารครบถ้วน

ทุกคนมีความสุข ทุกคนพอใจไหม? แต่ไม่มีคนเกียจคร้านที่นี่ ในรีเลย์ ขดลวดจะถูกใช้เป็นแอคชูเอเตอร์ และขดลวดมีความเหนี่ยวนำสูงดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดกระแสไฟฟ้าในนั้นอย่างกะทันหัน หากคุณพยายามทำเช่นนี้ พลังงานศักย์ที่สะสมในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะออกมาที่อื่น ที่กระแสไฟเบรกเป็นศูนย์ สถานที่นี้จะเป็นแรงดันไฟฟ้า - หากกระแสไฟฟ้าหยุดชะงักอย่างรุนแรง จะมีแรงดันไฟกระชากอันทรงพลังข้ามขดลวดหลายร้อยโวลต์ หากกระแสไฟฟ้าถูกขัดจังหวะโดยการสัมผัสทางกล จะมีการพังทลายของอากาศ - ประกายไฟ และถ้าคุณตัดมันออกด้วยทรานซิสเตอร์ มันก็จะถูกทำลายไป

เราจำเป็นต้องทำอะไรสักอย่างเพื่อใส่พลังงานของคอยล์ ไม่มีปัญหา เราจะปิดมันเองด้วยการติดตั้งไดโอด ที่ การทำงานปกติไดโอดจะเปิดทำงานโดยต้านแรงดันไฟฟ้าและไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และเมื่อปิดสวิตช์แล้วแรงดันไฟตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำจะหันไปทางอื่นและจะผ่านไดโอด

จริงอยู่ที่เกมเหล่านี้ที่มีแรงดันไฟกระชากส่งผลเสียต่อความเสถียรของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะขันสกรูเข้าไปใกล้ขดลวดระหว่างขั้วบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าอีกร้อยไมโครฟารัด ส่วนใหญ่จะเต้นเป็นจังหวะ

ความงาม! แต่คุณสามารถทำได้ดีกว่านั้นอีก - ลดการบริโภคของคุณ รีเลย์มีกระแสไฟกระชากค่อนข้างมาก แต่กระแสไฟที่ยึดกระดองน้อยกว่าสามเท่า ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการใคร แต่คางคกกดดันให้ฉันป้อนรอกให้มากเกินสมควร ซึ่งหมายถึงการทำความร้อนและการใช้พลังงาน และอื่นๆ อีกมากมาย นอกจากนี้เรายังนำตัวเก็บประจุโพลาร์ของไมโครฟารัดอีกสิบตัวพร้อมตัวต้านทานเข้าไปในวงจร เกิดอะไรขึ้นตอนนี้:

เมื่อทรานซิสเตอร์เปิดขึ้น ตัวเก็บประจุ C2 ยังไม่ได้ชาร์จ ซึ่งหมายความว่าในขณะที่ชาร์จประจุจะแสดงถึงเกือบจะ ไฟฟ้าลัดวงจรและกระแสไหลผ่านขดลวดโดยไม่มีข้อจำกัด ไม่นานนัก แต่ก็เพียงพอที่จะทำให้เกราะรีเลย์หลุดออกจากตำแหน่ง จากนั้นตัวเก็บประจุจะชาร์จและกลายเป็นวงจรเปิด และรีเลย์จะจ่ายไฟผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส ควรเลือกตัวต้านทานและตัวเก็บประจุในลักษณะที่ทำให้รีเลย์ทำงานอย่างชัดเจน
หลังจากที่ทรานซิสเตอร์ปิด ตัวเก็บประจุจะคายประจุผ่านตัวต้านทาน สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาตรงกันข้าม - หากคุณพยายามเปิดรีเลย์ทันทีเมื่อตัวเก็บประจุยังไม่คายประจุกระแสไฟฟ้าอาจไม่เพียงพอสำหรับการกระตุก ตรงนี้เราต้องคิดว่ารีเลย์จะคลิกด้วยความเร็วเท่าใด แน่นอนว่า Conder จะปลดประจำการในเสี้ยววินาที แต่บางครั้งก็มากเกินไป

มาเพิ่มการอัพเกรดอีกหนึ่งรายการ
เมื่อรีเลย์เปิดขึ้นจะมีพลังงาน สนามแม่เหล็กถูกปล่อยผ่านไดโอด ในขณะเดียวกันกระแสยังคงไหลในขดลวดซึ่งหมายความว่าจะยังคงยึดกระดองต่อไป เวลาระหว่างการลบสัญญาณควบคุมและการสูญเสียกลุ่มผู้ติดต่อจะเพิ่มขึ้น ซาปาดโล. จำเป็นต้องสร้างอุปสรรคต่อการไหลของกระแส แต่เพื่อไม่ให้ทรานซิสเตอร์ตาย ลองเสียบซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้าเปิดต่ำกว่าแรงดันพังทลายที่จำกัดของทรานซิสเตอร์
จากแผ่นข้อมูลจะเห็นได้ว่าแรงดันไฟฟ้าสะสมสูงสุดสำหรับ BC549 คือ 30 โวลต์ เราขันซีเนอร์ไดโอดเป็น 27 โวลต์ - กำไร!

เป็นผลให้เราสร้างแรงดันไฟกระชากบนคอยล์ แต่ถูกควบคุมและต่ำกว่าจุดพังทลายวิกฤต ดังนั้นเราจึงลดความล่าช้าในการปิดเครื่องลงอย่างมาก (หลายเท่า!)

ตอนนี้คุณสามารถยืดเส้นยืดสายอย่างพึงพอใจและเริ่มเกาหัวผักกาดอย่างเจ็บปวดเพื่อหาวิธีทิ้งขยะทั้งหมดนี้ไว้บนนั้น แผงวงจรพิมพ์... เราต้องมองหาการประนีประนอมและเหลือเฉพาะสิ่งที่จำเป็นในโครงการที่กำหนดเท่านั้น แต่นี่เป็นสัญชาตญาณทางวิศวกรรมและมาพร้อมกับประสบการณ์

แน่นอน แทนที่จะใช้รีเลย์ คุณสามารถเสียบหลอดไฟ โซลินอยด์ และแม้แต่มอเตอร์ได้ หากมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน รีเลย์ถูกนำมาใช้เป็นตัวอย่าง แน่นอนว่าหลอดไฟไม่จำเป็นต้องมีชุดไดโอด-คาปาซิเตอร์ทั้งหมด

นั่นก็เพียงพอแล้วสำหรับตอนนี้ ครั้งต่อไปฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับชุดประกอบ Darlington และสวิตช์ MOSFET

ใน อุปกรณ์ชีพจรบ่อยครั้งคุณจะพบสวิตช์ทรานซิสเตอร์ สวิตช์ทรานซิสเตอร์มีอยู่ในฟลิปฟล็อป สวิตช์ มัลติไวเบรเตอร์ บล็อคออสซิลเลเตอร์ และอื่นๆ วงจรอิเล็กทรอนิกส์- ในแต่ละวงจรสวิตช์ทรานซิสเตอร์จะทำหน้าที่ของตัวเองและวงจรสวิตช์โดยรวมอาจมีการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์ แต่วงจรหลัก แผนภาพวงจรสวิตช์ทรานซิสเตอร์มีดังนี้:

สวิตช์ทรานซิสเตอร์มีโหมดหลักหลายโหมด: ปกติ โหมดแอคทีฟ, โหมดความอิ่มตัวของสี, โหมดตัดสัญญาณ และใช้งานอยู่ โหมดผกผัน- แม้ว่าวงจรสวิตช์ทรานซิสเตอร์โดยหลักการแล้วจะเป็นวงจรขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์แบบตัวปล่อยร่วม แต่ฟังก์ชันและโหมดของวงจรจะแตกต่างจากวงจรขยายสัญญาณทั่วไป

ในการใช้งานหลักๆ ทรานซิสเตอร์จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์ความเร็วสูง และสถานะคงที่หลักๆ คือ 2 สถานะ: ทรานซิสเตอร์ปิดและทรานซิสเตอร์เปิด สถานะล็อคเป็นสถานะเปิดเมื่อทรานซิสเตอร์อยู่ในโหมดคัตออฟ สถานะปิด - สถานะของความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์หรือสถานะใกล้กับความอิ่มตัวในสถานะนี้ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ เมื่อทรานซิสเตอร์เปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง นี่เป็นโหมดที่ใช้งานอยู่ซึ่งกระบวนการในคาสเคดดำเนินการแบบไม่เป็นเชิงเส้น

สถานะคงที่อธิบายไว้ตามลักษณะคงที่ของทรานซิสเตอร์ มีสองลักษณะ: ตระกูลเอาต์พุต - การพึ่งพากระแสของตัวสะสมกับแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสม-อิมิตเตอร์ และตระกูลอินพุต - การขึ้นต่อกันของกระแสฐานกับแรงดันไฟฟ้าฐาน-อิมิตเตอร์

โหมดการตัดออกมีลักษณะเฉพาะคือการกระจัดของทั้งสองอย่าง ทางแยก p-nทรานซิสเตอร์ไปในทิศทางตรงกันข้ามและมีจุดตัดลึกและจุดตัดตื้น การตัดลึกคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับการเปลี่ยนนั้นสูงกว่าเกณฑ์ 3-5 เท่าและมีขั้วตรงกันข้ามกับแรงดันที่ใช้งาน ในสถานะนี้ ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ และกระแสไฟฟ้าของอิเล็กโทรดมีขนาดเล็กมาก

ด้วยการตัดแบบตื้น แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับอิเล็กโทรดตัวใดตัวหนึ่งจะต่ำกว่า และกระแสอิเล็กโทรดจะสูงกว่าการตัดแบบลึก ดังนั้นกระแสจึงขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ตามเส้นโค้งล่างของตระกูล ลักษณะเอาต์พุต เส้นโค้งนี้เรียกว่า “คุณลักษณะจุดตัด”

เป็นตัวอย่าง เรามาคำนวณแบบง่าย ๆ กัน โหมดคีย์ทรานซิสเตอร์ที่จะใช้งานโหลดความต้านทาน ทรานซิสเตอร์จะ เวลานานอยู่ในหนึ่งในสองสถานะหลักเท่านั้น: เปิดโดยสมบูรณ์ (ความอิ่มตัว) หรือปิดสนิท (ตัด)

ปล่อยให้โหลดของทรานซิสเตอร์เป็นขดลวดของรีเลย์ SRD-12VDC-SL-C ซึ่งความต้านทานของคอยล์ที่ 12 V เล็กน้อยจะเป็น 400 โอห์ม ลองละเลยลักษณะอุปนัยของขดลวดรีเลย์ปล่อยให้นักพัฒนาจัดเตรียมตัวป้องกันเพื่อป้องกันไฟกระชากในโหมดชั่วคราว แต่เราจะทำการคำนวณโดยพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่ารีเลย์จะเปิดเพียงครั้งเดียวและเป็นเวลานานมาก เราค้นหากระแสสะสมโดยใช้สูตร:

Iк = (อูปิต-อูเคนาส) / Rн.

ที่อยู่: Iк - ดี.ซี.นักสะสม; Upit - แรงดันไฟฟ้า (12 โวลต์) Ukanas - แรงดันอิ่มตัว ทรานซิสเตอร์สองขั้ว(0.5 โวลต์); Rн - ความต้านทานโหลด (400 โอห์ม)

เราได้ Ik = (12-0.5) / 400 = 0.02875 A = 28.7 mA

เพื่อให้แน่ใจ ลองใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีระยะขอบสำหรับกระแสสูงสุดและแรงดันไฟฟ้าสูงสุด BD139 ในแพ็คเกจ SOT-32 มีความเหมาะสม ทรานซิสเตอร์นี้มีพารามิเตอร์ Ikmax = 1.5 A, Ukemax = 80 V จะมีระยะขอบที่ดี

หากต้องการจ่ายกระแสคอลเลกเตอร์ 28.7 mA จะต้องจัดเตรียมกระแสเบสที่สอดคล้องกัน กระแสฐานถูกกำหนดโดยสูตร: Ib = Ik / h21e โดยที่ h21e คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสคงที่

มัลติมิเตอร์สมัยใหม่ช่วยให้คุณสามารถวัดพารามิเตอร์นี้ได้และในกรณีของเราคือ 50 ซึ่งหมายความว่า Ib = 0.0287 / 50 = 574 µA หากไม่ทราบค่าสัมประสิทธิ์ h21e เพื่อความน่าเชื่อถือ คุณสามารถรับค่าขั้นต่ำจากเอกสารประกอบของทรานซิสเตอร์ที่กำหนดได้

เพื่อกำหนดค่าที่ต้องการของตัวต้านทานฐาน แรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวของตัวส่งสัญญาณฐานคือ 1 โวลต์ ซึ่งหมายความว่าหากการควบคุมดำเนินการโดยสัญญาณจากเอาต์พุตของชิปลอจิกซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 5 V จากนั้นเพื่อให้กระแสฐานที่ต้องการคือ 574 μA โดยที่เราได้รับลดลง 1 V ที่การเปลี่ยนแปลง : :

R1 = (Uin-Ubenas) / Ib = (5-1) / 0.000574 = 6968 โอห์ม

เรามาเลือกด้านที่เล็กกว่ากัน (เพื่อให้มีกระแสเพียงพออย่างแน่นอน) ช่วงมาตรฐานตัวต้านทาน 6.8 โอห์ม

แต่เพื่อให้ทรานซิสเตอร์สลับเร็วขึ้นและเพื่อให้การทำงานเชื่อถือได้ เราจะใช้ตัวต้านทาน R2 เพิ่มเติมระหว่างฐานและตัวปล่อย และพลังงานบางส่วนจะลดลง ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องลดความต้านทานของตัวต้านทานลง R1. ลองใช้ R2 = 6.8 kOhm แล้วปรับค่าของ R1:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib+I (ผ่านตัวต้านทาน R2) = (Uin-Ubenas) / (Ib+Ubenas/R2)

R1 = (5-1) / (0.000574+1/6800) = 5547 โอห์ม

ให้ R1 = 5.1 kOhm และ R2 = 6.8 kOhm

ลองคำนวณการสูญเสียของสวิตช์: P = Ik * Ukenas = 0.0287 * 0.5 = 0.014 W. ทรานซิสเตอร์ไม่ต้องใช้ฮีทซิงค์