Athrú trasraitheora: PNP, Darlington, loighic agus feidhmchláir
2025-05-09 13720

Is féidir le trasraitheoirí feidhmiú mar lasca nó aimplitheoirí.Nuair a úsáidtear iad mar lasca, rialaíonn siad an sreabhann leictreachas nó i gciorcad.Úsáidtear an gníomh lasctha seo ar go leor feistí, ó ghléasanna beaga go meaisíní móra.San alt seo, míneoimid conas a fheidhmíonn trasraitheoirí ar nós cineálacha PNP, Darlington péirí agus trasraitheoirí loighic dhigitigh mar idirghabhálaithe.

Catalóg

Figiúr 1. Trasraitheoir mar lasca

Trasraitheoir a úsáid mar lasc

Is gléas leathsheoltóra é trasraitheoir le trí chríochfort: an bonn, an bailitheoir agus an t -astaire.Is féidir leis feidhmiú mar aimplitheoir nó lasc leictreonach.Ag gníomhú mar lasc, rialaíonn sé má shreabhann an sruth leictreach trí chiorcad, an ciorcad a ghníomhachtú nó a dhíchumasú go héifeachtach.

I leictreonaic dhigiteach, ceadaíonn trasraitheoirí ciorcaid ionadaíocht a dhéanamh ar stáit dhénártha - i 1, mar shampla dhá chineál coitianta de thrasraitheoirí acomhail bipolar (BJTS) chun iarratais a athrú:

Figiúr 2. Cineálacha Trasraitheora

• Trasraitheoir NPN: Críochfoirt marcáilte le bonn (b), bailitheoir (c) agus astaire (e).

• Trasraitheoir PNP: bonn (b), bailitheoir (c) agus astaire (e).

Is é an príomhdhifríocht eatarthu i dtreo an tsreafa reatha agus an voltas riachtanach ag an mbonn teirminéal chun lascadh a ghníomhachtú.

Réigiúin oibríochtúla trasraitheora

Figiúr 3. Réigiún oibríochtúil trasraitheora

Sa léaráid, marcálann an limistéar líneáilte dearg ag an mbun an réigiún gearrtha trasraitheora.Cé go bhfuil an limistéar atá nasctha le dubh ar an taobh clé mar an réigiún sáithiúcháin.

Figiúr 4. Réigiún oibríochta a ghearradh

Réigiún gearrtha

Sa réigiún gearrtha, feidhmíonn an trasraitheoir mar lasc oscailte.Tarlaíonn sé seo nuair a bhíonn an voltas ionchuir (VIN) 0V, tá an voltas bonn agus an bonn astaire (VBE) faoi bhun 0.7V, an cuaille droim ar ais agus an bonn acomhail agus an bunbhailitheoir.Tá sé claonta ar aghaidh gan sreabhadh bunshruth agus fanann an trasraitheoir amach.

Mar thoradh air sin, is é sruth an bhailitheora (IC) náid agus níl aon sruth bailitheora don seoltóir.Coinníonn sé seo an voltas aschuir (VIT) i VCC, mar níl aon titim i voltas sa fhriotóir ualaigh (RL).Tá an t -ualach dícheangailte ón talamh.

Maidir le trasraitheoir PNP, ní mór don seoltóir a bheith ag poitéinseal diúltach don bhonn chun an claonadh a choinneáil ar ais.

Go simplí, cuireann an trasraitheoir bac ar an sruth, ag coinneáil an aschuir sa voltas cumhachta, ag iompar mar lasc oscailte.

Réigiún sáithithe

Sa réigiún sáithiúcháin, tá an trasraitheoir claonta chun an sreabhadh reatha uasta a cheadú.Anseo, tá na hacomhail bhunaidh agus na mbonn -acomhail bailitheoirí claonta ar aghaidh.Fágann sé seo go bhfuil bailitheoir mór ann faoi láthair, rud a laghdaíonn voltas an bhailitheora VCE go dtí an luach is ísle.

Ag an bpointe seo, laghdaíonn an ciseal ídithe agus iompraíonn an trasraitheoir mar lasc dúnta.Meastar go bhfuil an trasraitheoir nasctha go hiomlán, ag soláthar cosán friotaíochta íseal ón mbailitheoir go dtí an seoltóir agus ag ligean don uasmhéid reatha pas a fháil.

Figiúr 5. Réigiún sáithiúcháin

Sa chiorcad thuas, a Feidhmíonn trasraitheoir NPN mar lasc. 0.7V, spins an trasraitheora Ar.

Sreabhann sruth mór den bhailitheoir IC trí RL, ag tarraingt an voltais imeachta VOT Dún do 0VTarlaíonn sé seo toisc go soláthraíonn an trasraitheoir a Conair seoltaí ar an talamh, an teannas sa bhailitheoir a laghdú.

Sa stát seo, ceadaíonn an trasraitheoir don sruth sreabhadh faoi shaoirse ón mbailitheoir chuig an seoltóir.I gcás trasraitheoir PNP, ba chóir go mbeadh an seoltóir níos dearfaí ná an bonn le haghaidh tiomána.Tá an modh seo úsáideach chun ualaí talún a spreagadh, ag rialú an naisc go seachtrach.

Figiúr 6. Ciorcad Trasraitheora NPN a úsáidtear mar lasc

Sa chiorcad thuas, malartaíonn trasraitheoir NPN ualach (mar LED).Anseo, cuireann VCC = +5V agus VIN idir +5V agus 0V.rb teorainn leis an mbonn reatha, agus rialaíonn RC an sruth chuig an ualach.

Nuair a bhíonn VIN =+5V, tá an t -acomhal bun -astaire VBE le claontacht ar aghaidh> 0.7V, ag nascadh an trasraitheora.An trasraitheoir satuter agus sruthanna reatha an RC agus an trasraitheora ar an talamh, ag soilsiú an LED.

Nuair a chasann VIN = 0V, casann an trasraitheoir as, cuir isteach ar an sreabhadh reatha agus stoptar an LED.

Úsáid trasraitheoir mar a chuireann lasc é i modh digiteach—E (sáithithe) nó as (gearrtha).Ní mhéadaíonn an trasraitheoir an VIN, ní fheidhmíonn sé ach mar lasc.Nuair a shroichtear sáithiúchán, ní mhéadóidh an méadú ar an mbonn sruth an IC.Feidhmíonn an trasraitheoir mar Lasc meicniúil dúnta SPST.

Ríomh an fhriotóra bonn le haghaidh sáithiúcháin

A chinntiú go gcasann trasraitheoir go hiomlán Ar (Mód sáithiúcháin), ní mór dúinn bunshruth leordhóthanach a sholáthar.Má tá an bonn reatha róbheag, ní fhéadfaidh an trasraitheoir sáithiú, rud a chruthaíonn athrú neamhiomlán.Chun an bonn ceart ceart a fháil, ríomhtar an friotóir bonn (RB).

Téimid trí shampla.

Tá trasraitheoir NPN againn a athraíonn ualach.Is iad na sonraí ciorcaid ná:

• Voltas soláthair (VCC) = 12V

• Friotóir Luchtaigh (RL) = 100Ω

• Gnóthachan reatha an trasraitheora (HFE) = 100

• Buaileann an voltas astaire bonn (VBE) = 0.7V

• Ba mhaith linn go sáithfidh an trasraitheoir

Ní mór dúinn RB a fháil.

Céim 1: Faigh reatha an bhailitheora (CI)

Ar dtús, ríomh sruth an bhailitheora (IC) a shreabhann tríd an ualach:

Mar sin, IC = 120mA

Céim 2: Faigh an bonn reatha riachtanach (IB)

I sáithiúchán, déanaimid an IB beagán níos mó ná an bonn íosta reatha (chun sáithiúchán a chinntiú).An bonn íosta reatha:

Chun sáithiúchán a chinntiú, déanaimid an bonn reatha a dhúbailt:

Céim 3: Ríomh an friotóir bonn (RB)

Ríomh RB anois ag baint úsáide as Dlí Ohm:

Is é an voltas i RB:

Glacadh leis Vin = 5v:

Ansin:

Roghnaigh muid luach friotóra caighdeánach gar dó seo, mar shampla 1.8kΩ.

Freagra Deiridh: Úsáid Rb = 1.8kΩ A chinntiú go sáraíonn an trasraitheoir.

Taispeánann an sampla seo conas an friotóir bonn a ríomh chun a chinntiú go n -aistreofaí trasraitheoir iomlán.Déan an bonn reatha a mhaolú beagán chun a chinntiú go dtéann an trasraitheoir isteach i sáithiú agus go bhfeidhmíonn sé mar lasc dúnta.Ansin déanfaimid iniúchadh ar an dóigh a bhfuil an ríomh seo difriúil agus trasraitheoir PNP á úsáid mar lasc.

Trasraitheoir PNP mar lasc

Ní féidir le microcontrollers agus ciorcaid loighciúla ach ualaí beaga a spreagadh go díreach.Ach nuair a bhíonn níos mó reatha ag teastáil ó ualach ná mar is féidir leis na ciorcaid seo a sholáthar, úsáidtear trasraitheoir chun an sruth a mhalartú nó a mhéadú.Tá trasraitheoir PNP úsáideach sna cásanna seo, go háirithe nuair nach féidir leis an microcontroller ach an bonn reatha a dhoirteadh.

Sa chumraíocht seo, rialaíonn an trasraitheoir PNP an sruth tríd an gcosán astaithe agus an bailitheoir ard -bacainní (díghníomhachtaithe) nó seoltóir (ON) a ghníomhachtú.Déantar trasraitheoir PNP trí dhá ábhar de Chineál P a chur timpeall ar ábhar Cineál N.

Figiúr 7. Trasraitheoir PNP a athraíonn ualach

Taispeánann an ciorcad trasraitheoir PNP a athraíonn ualach:

• Nascann an t -astaire (e) le +12V.

• Nascann an bonn (b) trí na friotóirí R1 agus R2 leis an domhan trí lasc.

• Nascann an bailitheoir (c) leis an ualach, atá bunaithe.

Nuair a bhíonn an lasc dúnta (gearr go dtí an talamh), sreabhann slabhra beag (IB) ón seoltóir trí R2 agus R1 go dtí an talamh.Nascann an bonn reatha seo an trasraitheoir, ag ligean do bhláth bláth reatha níos mó le bailitheoir, ag nascadh an t -ualach.

Nuair a bhíonn an lasc oscailte, gan sreabhadh bun -sruth agus fanann an trasraitheoir amach, ag gearradh an sruth ar an ualach.

Fágann an chumraíocht seo go bhfeidhmeoidh an trasraitheoir mar bharra sneaice amháin (SPST), arna rialú ag an mbonn ag an mbonn.

Ionas gur féidir le trasraitheoir PNP solas a chur suas, ní mór don seoltóir a bheith níos dearfaí ná an bonn.Trí chomhartha íseal (in aice le nialas) a chur i bhfeidhm ar an mbonn is féidir an sreabhadh reatha a dhéanamh chuig an mbonn -astaire, a spreagann sruth eisitheora bailitheora i bhfad níos mó.

Tá an gníomh lasctha cosúil le trasraitheoir NPN, ach le treo na srutha droim ar ais.In ionad sruth a fháil ag an mbonn (mar shampla NPN), téann an PNP an bonn reatha i dtreo na talún.

Is gnách go mbíonn an bonn diúltach maidir leis an seoltóir.OO a dhéanamh an bonn beagán diúltach i gcomparáid leis an seoltóir, nascann agus sreabhann an trasraitheoir sruth tríd an mbailitheoir go dtí an t -ualach.

Darlington par Switch

Nuair nach leor trasraitheoir amháin chun ualach ard reatha a athrú, úsáidtear cumraíocht speisialta ar a dtugtar Darlington Péire.

Cruthaítear trasraitheoir Darlington trí dhá thrasraitheoir acomhal bipolar (BJTS) a nascadh ar bhealach a mhéadaíonn an dara trasraitheoir an sruth a mhéadaíonn an chéad trasraitheoir.Tá an socrú seo úsáideach nuair nach bhfuil gnóthachan trasraitheora aonair leordhóthanach chun an voltas ualaigh nó an sruth riachtanach a mhalartú.Sa chumraíocht seo, is féidir le comhartha ionchuir beag don chéad trasraitheoir sruth i bhfad níos mó a rialú tríd an dara trasraitheoir-an t-idéalach chun iarratais a athrú a dteastaíonn gnóthachan níos mó uathu.

Is iondúil go n -úsáidtear an cineál seo trasraitheora nuair a bhíonn gnóthachan CC trasraitheora aonair ró -íseal chun an t -ualach a mhalartú go héifeachtach.Baineann cumraíocht Darlington úsáid as BJT ionchuir beag chun athrú BJT aschuir níos mó a rialú, rud a cheadaíonn lascadh ualach reatha níos airde.

Tá beirt trasraitheoirí ceangailte sa phéire seo de Darlington chun gnóthachan reatha ginearálta níos airde a fháil.Sa chumraíocht seo, is cineálacha NPN nó PNP iad an dá thrasraitheoir.Méadaíonn gnóthachan reatha an chéad trasraitheora le gnóthachan reatha an dara trasraitheoir, rud a fhágann go n -éireodh leis an mbeirt mar thrasraitheoir aonair le gnóthachan i bhfad níos mó.

Fíor 8. Trasraitheoir Switch Darlington

Taispeánann an léaráid chiorcaid lasc trasraitheora Darlington ag baint úsáide as dhá thrasraitheoir NPN (Tr₁ agus Tr₂).Tá an chéad bhonn trasraitheora (tr₁) ceangailte le friotóir RB leis an voltas ionchuir vin.Úsáidtear eochair chun an comhartha ionchuir a rialú.Nuair a dhúnann an lasc, méadaítear slabhra beag go dtí an bonn tr₁ ag tr₁ agus seoltar é chuig an Basetr₂, rud a mhéadaíonn an sruth chun an friotóir ualach RL atá ceangailte leis an TR₂ Collector a spreagadh.Tá an t -astaire tr₂ ceangailte leis an talamh.

Cinntíonn an chumraíocht seo gur féidir le bailitheoir mór a bheith mar thoradh ar fiú sruth ionchuir an -bheag ag an mbonn tr₁, rud a ligeann don chiorcad na slabhraí arda a athrú ag úsáid comhartha rialaithe beag.

An An gnóthachan reatha iomlán (βTotal) de phéire de Darlington mar thoradh ar ghnóthachain reatha gach trasraitheora:

Ciallaíonn sé seo go bhfuil gnóthachan an lasraeora Darlington i bhfad níos mó ná trasraitheoir amháin.

I gceann amháin Trasraitheoir NPN Darlington Switch , tá teirminéil bhailitheora an dá thrasraitheoir nasctha go díreach.Tá bonn an dara trasraitheoir (tr₂) ceangailte le hastaire an chéad trasraitheora (tr₁).Ligeann an nasc seo don sruth a mhéadaíonn tr₁ a chothú ag bun an tr₂, rud a cheadaíonn aimpliú breise.

Iarratais trasraitheora mar lasc

Úsáidtear trasraitheoirí go forleathan mar lasca i gciorcaid leictreonacha, rud a cheadaíonn athrú reatha leictreach rialaithe in iarratais éagsúla.

Soilse lasctha

Is féidir le trasraitheoir LED a chasadh nó a dhíghníomhachtú a rialaíonn an sreabhadh reatha.Nuair a chuirtear slabhra beag i bhfeidhm ar an mbonn, déanann an trasraitheoir, ag ligean don sruth dul tríd an LED, a lasann sé i láthair, cuireann an trasraitheoir bac ar an sruth agus fanfaidh an LED as.Ligeann sé seo rialú LED uathoibríoch nó ríomhchláraithe.

Athruithe a rialú

Is féidir le trasraitheoir a chorna a rialú nó a dhíghníomhachtú a rialú.Ligeann sruth beag bonn don trasraitheoir an corna sealaíochta a fhuinnmhiú, a theagmhálacha a dhúnadh agus gléas ardchumhachta a ghníomhachtú, mar shampla mótar nó aláram.Díchumasaíonn an t -aistriú reatha bunaithe ar an gcorna, ag oscailt na dteagmhálacha agus ag casadh an fheiste.Ligeann an chumraíocht seo do chiorcaid ísealchumhachta cumhacht níos airde a rialú.

Innill DC oibríochtúla

Is féidir le trasraitheoirí innill CC a chasadh nó a dhíghníomhachtú agus a luas a rialú.Tá an buniarratas reatha ag casadh ar an inneall, ag ligean don sreabhadh reatha.Déantar an luas a rialú ag nascadh agus ag míchumas go tapa an trasraitheoir, ag coigeartú méid na cumhachta a shroicheann an t -inneall.Úsáidtear an modh seo i róbataic, i dtiománaithe uathoibrithe agus i dtiománaithe innill.

Lascadh éadrom -ghníomhachtaithe

Is féidir le trasraitheoir péireáilte le friotóir éadrom -spleách (LDR) solas a mhalartú go huathoibríoch bunaithe ar Shine.I bhfianaise gheal, coinníonn LDR an bonnvoltas íseal, ag coinneáil an trasraitheora amach.Sa dorchadas, méadaíonn an LDR an fhriotaíocht, ag méadú an bhunvoltais agus ag gníomhachtú an trasraitheora, a nascann solas arís nuair a mhéadaíonn an Shine.Tá sé seo úsáideach i soilsiú seachtrach agus uathoibríoch.

Athrú gníomhachtaithe teochta

Is féidir le trasraitheoir in éineacht le teirmeastar feistí a athrú bunaithe ar theocht.Ag an méid a mhéadaíonn an teocht, titeann an fhriotaíocht teirmeach, ag méadú an bhunvoltais agus ag gníomhachtú an trasraitheora chun lucht leanúna nó aláram a ghníomhachtú.Nuair a thiteann an teocht, casann an trasraitheoir as, ag cur isteach ar an bhfeiste.Úsáidtear an córas seo chun rialú agus cosaint theirmeach a rialú.

Iarratais bhreise

Feidhmíonn trasraitheoirí freisin mar lasca i gciorcaid loighic dhigitigh, i gcórais bhainistíochta ceallraí, i aláraim bhraiteora agus i gciorcaid tosta fuaime, rud a cheadaíonn rialú uathoibrithe ar ghléasanna leictreonacha éagsúla.

Lasc trasraitheora vs.Mechanical Switch

Rialaíonn trasraitheoirí meicniúla agus lasca ciorcaid leictreacha, ach oibríonn siad ar bhealach difriúil agus imríonn siad róil éagsúla i leictreonaic nua -aimseartha.

Achomharc in aghaidh	Trasraitheoir In ionad	Meicneoir In ionad
Luas lasctha	An -tapa (microsecond nó nanosecond)	Mall (milleasoicindí nó níos mó)
Codanna ag gluaiseacht	Gan páirteanna a bhogadh	Tá páirteanna ag gluaiseacht
Cuir ort	Gan Caith Mheicniúil	Faoi réir caitheamh agus cuimilt
Méid	An -bheag, dlúth	Níos mó i méid
Modh rialaithe	Rialaithe go leictreonach	Rialaithe de láimh nó go meicniúil
Cumhacht chun oibriú	Éilíonn sé sruth ionchuir íseal	Éilíonn neart fisiciúil
Torann	Oibriú ciúin	Fuaim cliceáil inchloiste
Minicíocht an aistrithe	Minicíocht lasctha ard	Minicíocht lasctha íseal
Comhtháthú	Is féidir é a chomhtháthú in ICS agus PCBanna	Éilíonn sé suiteáil sheachtrach
Iontaofacht	Iontaofacht ard le himeacht ama	Laghdaíonn iontaofacht le húsáid

Deireadh

Nuair a bhíonn a fhios agat conas a oibríonn trasraitheoirí mar lasca cabhraíonn sé linn ciorcaid leictreonacha níos fearr a chruthú.Más féidir le trasraitheoir simplí, cineál PNP, nó péire de Darlington, leictreachas a rialú ar bhealaí úsáideacha.Is féidir linn iad a úsáid chun na soilse, na hinnill rialaithe nó na feistí eile a mhúchadh agus a mhúchadh agus a mhúchadh agus níos éifeachtaí.