ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ - ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ತತ್ವ

ಪಲ್ಸ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ನೀವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್ಗಳನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್‌ಗಳು ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ಗಳು, ಸ್ವಿಚ್‌ಗಳು, ಮಲ್ಟಿವೈಬ್ರೇಟರ್‌ಗಳು, ಬ್ಲಾಕ್ ಮಾಡುವ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್ ಅದರ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಸ್ವಿಚ್‌ನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬದಲಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್‌ನ ಮೂಲ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ:

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಹಲವಾರು ಮೂಲಭೂತ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ: ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಕ್ರಿಯ ಮೋಡ್, ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಮೋಡ್, ಕಟ್-ಆಫ್ ಮೋಡ್ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ ರಿವರ್ಸ್ ಮೋಡ್. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸ್ವಿಚ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲತಃ ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೊರಸೂಸುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿದ್ದರೂ, ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವಿಶಿಷ್ಟ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್‌ನಿಂದ ಕಾರ್ಯ ಮತ್ತು ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ವೇಗದ ಸ್ವಿಚ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಎರಡು: ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆಫ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆನ್ ಆಗಿದೆ. ಲ್ಯಾಚ್ಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ - ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಕಟ್ಆಫ್ ಮೋಡ್ನಲ್ಲಿರುವಾಗ ತೆರೆದ ಸ್ಥಿತಿ.ಮುಚ್ಚಿದ ಸ್ಥಿತಿ - ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಶುದ್ಧತ್ವ ಸ್ಥಿತಿ ಅಥವಾ ಶುದ್ಧತ್ವಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಸ್ಥಿತಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ತೆರೆದಿರುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಒಂದು ರಾಜ್ಯದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಿದಾಗ, ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಸಕ್ರಿಯ ಮೋಡ್ ಆಗಿದೆ.

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸ್ಥಿರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎರಡು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿವೆ: ಔಟ್ಪುಟ್ ಕುಟುಂಬ - ಸಂಗ್ರಾಹಕ-ಹೊರಸೂಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿನ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಪ್ರವಾಹದ ಅವಲಂಬನೆ ಮತ್ತು ಇನ್ಪುಟ್ ಕುಟುಂಬ - ಬೇಸ್-ಎಮಿಟರ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹದ ಅವಲಂಬನೆ.

ಕಟ್ಆಫ್ ಮೋಡ್ ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಎರಡು pn ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳ ಪಕ್ಷಪಾತದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಆಳವಾದ ಕಟ್ಆಫ್ ಮತ್ತು ಆಳವಿಲ್ಲದ ಕಟ್ಆಫ್ ಇರುತ್ತದೆ. ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಿತಿಗಿಂತ 3-5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಒಂದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಾಗ ಆಳವಾದ ಸ್ಥಗಿತವಾಗಿದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ತೆರೆದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.

ಆಳವಿಲ್ಲದ ವಿರಾಮದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಆಳವಾದ ವಿರಾಮಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕುಟುಂಬದ ಕೆಳಗಿನ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಅನ್ವಯಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. , ಈ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು "ಸೀಮಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ...

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಲೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಕೀ ಮೋಡ್‌ಗಾಗಿ ನಾವು ಸರಳೀಕೃತ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತೇವೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಎರಡು ಮೂಲಭೂತ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ: ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತೆರೆದ (ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್) ಅಥವಾ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮುಚ್ಚಿದ (ಕಟ್ಆಫ್).

ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಲೋಡ್ ರಿಲೇ SRD-12VDC-SL-C ಯ ಸುರುಳಿಯಾಗಿರಲಿ, ನಾಮಮಾತ್ರ 12 V ನಲ್ಲಿನ ಸುರುಳಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು 400 ಓಮ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.ರಿಲೇ ಕಾಯಿಲ್‌ನ ಅನುಗಮನದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ನಾವು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುತ್ತೇವೆ, ಡೆವಲಪರ್‌ಗಳು ಅಸ್ಥಿರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಲು ಸೈಲೆನ್ಸರ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಲಿ, ಆದರೆ ರಿಲೇಗಳು ಒಮ್ಮೆ ಮತ್ತು ಬಹಳ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಆನ್ ಆಗುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ನಾವು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ಸೂತ್ರದ ಮೂಲಕ ನಾವು ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ:

Ik = (Upit-Ukenas) / Rn.

ಎಲ್ಲಿ: Ik - ಸಂಗ್ರಾಹಕನ ನೇರ ಪ್ರವಾಹ; Usup — ಪೂರೈಕೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (12 ವೋಲ್ಟ್); ಯುಕೆನಾಸ್ - ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಶುದ್ಧತ್ವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (0.5 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು); Rn - ಲೋಡ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (400 ಓಮ್).

ನಾವು Ik = (12-0.5) / 400 = 0.02875 A = 28.7 mA ಅನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ.

ನಿಷ್ಠೆಗಾಗಿ, ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಾಗಿ ಅಂಚು ಹೊಂದಿರುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ. SOT-32 ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ BD139 ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ Ikmax = 1.5 A, Ukemax = 80 V. ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಅಂಚು ಇರುತ್ತದೆ.

28.7 mA ನ ಕಲೆಕ್ಟರ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಲು, ಸೂಕ್ತವಾದ ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಬೇಕು.ಬೇಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೂತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ: Ib = Ik / h21e, ಇಲ್ಲಿ h21e ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸ್ತುತ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಾಂಕವಾಗಿದೆ.

ಆಧುನಿಕ ಮಲ್ಟಿಮೀಟರ್ಗಳು ಈ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಿಮಗೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅದು 50 ಆಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ Ib = 0.0287 / 50 = 574 μA. ಗುಣಾಂಕ h21e ನ ಮೌಲ್ಯವು ತಿಳಿದಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಗಾಗಿ ನೀವು ಈ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಾಗಿ ದಾಖಲಾತಿಯಿಂದ ಕನಿಷ್ಠವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಬೇಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು. ಮುಖ್ಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಶುದ್ಧತ್ವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 1 ವೋಲ್ಟ್ ಆಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ ಲಾಜಿಕ್ ಮೈಕ್ರೊ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಿಂದ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ನಡೆಸಿದರೆ, ಅದರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 5 ವಿ ಆಗಿದ್ದರೆ, ನಂತರ 574 μA ನ ಅಗತ್ಯ ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು, 1 ವಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿ ಡ್ರಾಪ್‌ನೊಂದಿಗೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ :

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

ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಸರಣಿ 6.8 kOhm ರೆಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗವನ್ನು (ಪ್ರವಾಹವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ) ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡೋಣ.

ಆದರೆ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ವೇಗವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಲು, ನಾವು ಬೇಸ್ ಮತ್ತು ಎಮಿಟರ್ ನಡುವೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ R2 ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿಯು ಅದರ ಮೇಲೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ ಪ್ರತಿರೋಧಕ R1. R2 = 6.8 kΩ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ ಮತ್ತು R1 ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿಸಿ:

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

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

R1 = 5.1 kΩ ಮತ್ತು R2 = 6.8 kΩ ಆಗಿರಲಿ.

ಸ್ವಿಚ್ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡೋಣ: P = Ik * Ukenas = 0.0287 * 0.5 = 0.014 W. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಹೀಟ್‌ಸಿಂಕ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.