Osnove tranzistora - Vodič za tranzistor napajanja BD139 i BD140: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Hej, što ima, dečki! Akarsh ovdje iz CETech -a.

Danas ćemo steći neka znanja o elektranama malih dimenzija, ali mnogo većih u radnim krugovima tranzistora.

U osnovi, raspravljat ćemo o nekim osnovama vezanim uz tranzistore, a nakon toga ćemo razmotriti neka korisna znanja o određenoj vrsti tranzistora poznatih kao BD139 i BD140 energetski tranzistori.

I na kraju ćemo razgovarati i o nekim tehničkim specifikacijama. Nadam se da ste uzbuđeni. Pa krenimo.

Korak 1: Nabavite PCB -ove za proizvedene projekte

Morate provjeriti PCBWAY za jeftino naručivanje PCB -a putem Interneta!

Dobivate 10 kvalitetnih PCB -a proizvedenih i jeftino isporučenih na vaš kućni prag. Također ćete ostvariti popust na dostavu pri prvoj narudžbi. Prenesite svoje Gerber datoteke na PCBWAY kako biste ih proizveli uz dobru kvalitetu i brzo vrijeme izvršavanja. Pogledajte njihovu mrežnu funkciju Gerber viewer. Uz nagradne bodove, možete kupiti besplatne stvari u njihovoj prodavaonici poklona.

Korak 2: Što je tranzistor

Tranzistor je osnovni gradivni element svih elektroničkih sklopova koji se danas koriste. Svaki aparat prisutan oko nas sadrži tranzistore. Možemo reći da je analogna elektronika nepotpuna bez tranzistora.

To je poluvodički uređaj s tri terminala koji se koristi za pojačavanje ili prebacivanje elektroničkih signala i električne energije. Sastoji se od poluvodičkog materijala obično s najmanje tri terminala za spajanje na vanjski krug. Napon ili struja primijenjena na jedan par stezaljki tranzistora kontrolira struju kroz drugi par stezaljki. Budući da kontrolirana (izlazna) snaga može biti veća od kontrolne (ulazne) snage, tranzistor može pojačati signal. Danas su neki tranzistori pakirani pojedinačno, ali se nalazi mnogo više ugrađenih u integrirana kola.

Većina tranzistora izrađena je od vrlo čistog silicija, a neki od germanija, ali ponekad se koriste i neki drugi poluvodički materijali. Tranzistor može imati samo jednu vrstu nositelja naboja, u tranzistoru s efektom polja, ili može imati dvije vrste nositelja naboja u tranzistorskim uređajima s bipolarnim spojem.

Tranzistori se sastoje od tri dijela: baze, kolektora i emitera. Baza je uređaj za upravljanje vratima za veće napajanje električnom energijom. Sakupljač prikuplja nosače naboja, a odašiljač je izlaz za te nosače.

Korak 3: Klasifikacija tranzistora

Tranzistori su dvije vrste:-

1) Bipolarni spojni tranzistori: Bipolarni tranzistor (BJT) je vrsta tranzistora koji koristi i elektrone i rupe kao nositelje naboja. Bipolarni tranzistor omogućuje da mala struja ubrizgana na jednom od njegovih stezaljki kontrolira mnogo veću struju koja teče između dva druga terminala, čineći uređaj sposobnim za pojačavanje ili prebacivanje. BJT su dvije vrste poznate kao NPN i PNP tranzistori. U tranzistorima NPN elektroni su najveći nositelji naboja. Sastoji se od dva sloja n-tipa odvojenih slojem p-tipa. S druge strane, PNP tranzistori koriste rupe kao svoje većinske nositelje naboja i sastoje se od dva sloja p-tipa odvojenih slojem n-tipa.

2) Tranzistori s efektom polja: Tranzistori s efektom polja, unipolarni su tranzistori i koriste samo jednu vrstu nositelja naboja. FET tranzistori imaju tri terminala, to su vrata (G), odvod (D) i izvor (S). FET tranzistori klasificiraju se na tranzistore spojnih efekata polja (JFET) i FET-e s izoliranim vratima (IG-FET) ili MOSFET tranzistore. Za veze u krugu razmatramo i četvrti terminal koji se naziva baza ili podloga. FET tranzistori imaju kontrolu nad veličinom i oblikom kanala između izvora i odvoda koji nastaje primijenjenim naponom. FET tranzistori imaju veće strujno pojačanje od BJT tranzistora.

Korak 4: Par tranzistora snage BD139/140

Tranzistori su dostupni u različitim vrstama paketa, poput 2N serije ili MMBT serije za površinsko montiranje, svi imaju svoje specifične prednosti i primjene. Od njih postoji još jedna vrsta tranzistorskih serija BD serija koja je tranzistorska serija snage. Tranzistori ove serije općenito su dizajnirani za stvaranje dodatne energije i stoga su nešto veći od ostalih tranzistora.

BD 139 tranzistori su NPN tranzistori, a BD140 tranzistori PNP tranzistori. Slično kao i drugi tranzistori, oni također imaju 3 pina, a njihova konfiguracija pinova prikazana je na gornjoj slici.

Prednosti energetskih tranzistora:-

1) Vrlo je jednostavno uključiti i isključiti tranzistor za napajanje.

2) Tranzistor napajanja može nositi velike struje u UKLJUČENOM stanju i blokirati vrlo visoki napon u isključenom stanju.

3) Snažni tranzistor može raditi na sklopnim frekvencijama u rasponu od 10 do 15 kHz.

4) Pad napona uključenog stanja na tranzistoru napajanja je nizak. Može se koristiti za kontrolu snage isporučene opterećenju, u pretvaračima i helikopterima.

Nedostaci tranzistora snage:-

1) Tranzistor napajanja ne može raditi zadovoljavajuće iznad sklopne frekvencije od 15 kHz.

2) Može se oštetiti zbog toplinskog otjecanja ili drugog kvara.

3) Kapacitet blokiranja obrnuto je vrlo nizak.

Korak 5: Tehničke specifikacije BD139/140

Tehničke specifikacije tranzistora BD139 su:

1) Vrsta tranzistora: NPN

2) Maksimalna struja kolektora (IC): 1,5A

3) Maksimalni napon kolektora i emitera (VCE): 80V

4) Maksimalni napon kolektora i baze (VCB): 80V

5) Maksimalni napon emiter-baza (VEBO): 5V

6) Maksimalna disipacija kolektora (Pc): 12,5 W

7) Maksimalna prijelazna frekvencija (fT): 190 MHz

8) Minimalni i maksimalni dobitak istosmjerne struje (hFE): 25 - 250

9) Maksimalna temperatura skladištenja i rada trebala bi biti: -55 do +150 Celzijevih

Tehničke specifikacije tranzistora BD140 su:

1) Vrsta tranzistora: PNP

2) Maksimalna struja kolektora (IC): -1,5A

3) Maksimalni napon kolektora i odašiljača (VCE): –80V

4) Maksimalni napon kolektora i baze (VCB): –80V

5) Maksimalni napon emiter-baza (VEBO): –5V

6) Maksimalna disipacija kolektora (Pc): 12,5 W

7) Maksimalna prijelazna frekvencija (fT): 190 MHz

8) Minimalni i maksimalni dobitak istosmjerne struje (hFE): 25 - 250

9) Maksimalna temperatura skladištenja i rada trebala bi biti: -55 do +150 Celzijevih

Ako želite dobiti dodatno znanje o tranzistorima BD139/140, ovdje se možete obratiti njihovom tehničkom listu.

Korak 6: Primjena tranzistora

Tranzistori se koriste za mnoge operacije, ali dvije operacije za koje se tranzistori najčešće koriste su prebacivanje i pojačavanje:

1) Tranzistor kao pojačalo:

Tranzistor djeluje kao pojačalo povećavajući snagu slabog signala. DC napon pristranosti primijenjen na spoj emiter-baza, čini da ostane u prema naprijed pristranom stanju. Ova prednamještanje prema naprijed održava se bez obzira na polaritet signala. Mali otpor u ulaznom krugu dopušta da svaka mala promjena ulaznog signala rezultira značajnom promjenom izlaza. Struja emitera uzrokovana ulaznim signalom doprinosi kolektorskoj struji, koja zatim teče kroz otpornik opterećenja RL, što rezultira velikim padom napona na njemu. Tako mali ulazni napon rezultira velikim izlaznim naponom, što pokazuje da tranzistor radi kao pojačalo.

2) Tranzistor kao prekidač:

Tranzistorski prekidači mogu se koristiti za uključivanje i upravljanje žaruljama, relejima ili čak motorima. Kada koristite bipolarni tranzistor kao prekidač, oni moraju biti ili "potpuno isključeni" ili "potpuno uključeni". Za tranzistore koji su potpuno "UKLJUČENI" kaže se da su u svom području zasićenja. Tranzistori koji su potpuno "ISKLJUČENI" nalaze se u svom graničnom području. Kada se tranzistor koristi kao prekidač, mala struja baze kontrolira mnogo veću struju opterećenja kolektora. Kada se tranzistori koriste za prebacivanje induktivnih opterećenja, poput releja i solenoida, koristi se "dioda zamašnjaka". Kada je potrebno kontrolirati velike struje ili napone, mogu se koristiti Darlingtonovi tranzistori.

Korak 7: Krug H-mosta BD139 i BD140

Dakle, sada ćemo nakon tolikog teorijskog dijela raspravljati o primjeni tranzistorskih paketa BD139 i BD140. Ova aplikacija je krug H-mosta koji se koristi u krugovima upravljačkih programa motora. Kad moramo pokrenuti istosmjerne motore, potrebno je da se motorima isporučuje velika količina energije koju ne može ispuniti sam mikrokontroler, pa moramo spojiti tranzistorski krug između kontrolera i motora koji radi kao pojačalo i pomaže u nesmetanom radu motora. Dijagram kola za ovu aplikaciju prikazan je na gornjoj slici. S ovim krugom H-mosta isporučuje se dovoljno snage za nesmetan rad dva istosmjerna motora, a time možemo kontrolirati i smjer vrtnje motora. Jednu stvar koju moramo imati na umu tijekom korištenja BD139/140 ili bilo kojeg drugog tranzistora za napajanje jest da tranzistori za napajanje stvaraju veliku količinu energije koja se također generira u obliku topline, pa kako bismo spriječili problem pregrijavanja, moramo dodati hladnjak ovim tranzistorima za koje je na tranzistoru već predviđena rupa.

Iako je najbolji izbor za tranzistore snage BD139 i BD140 ako nisu dostupni, možete se odlučiti i za BD135 i BD136 koji su NPN i PNP tranzistori, ali prednost se mora dati paru BD139/140. Dakle, to je to za tutorial nadam se da vam je bilo od pomoći.