مبانی ترانزیستور - آموزش ترانزیستور قدرت BD139 & BD140: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

هی ، چه خبر ، بچه ها! Akarsh اینجا از CETech.

امروز ما قصد داریم اطلاعاتی در مورد نیروگاه مدارهای ترانزیستور کوچک اما بسیار بزرگتر در مدار کار بدست آوریم.

اساساً ، ما قصد داریم برخی از اصول اولیه مربوط به ترانزیستورها را مورد بحث قرار دهیم و پس از آن ، برخی از دانش مفید را در مورد نوع خاصی از سری ترانزیستورها که به ترانزیستورهای قدرت BD139 و BD140 معروف هستند ، بررسی خواهیم کرد.

و در پایان ، ما همچنین برخی از مشخصات فنی را مورد بحث قرار خواهیم داد. امیدوارم هیجان زده باشید. پس بیایید شروع کنیم.

مرحله 1: PCB ها را برای پروژه های ساخته شده خود تهیه کنید

برای سفارش ارزان PCB به صورت آنلاین باید PCBWAY را بررسی کنید!

شما 10 PCB با کیفیت خوب تهیه کرده و با قیمت ارزان به درب منزل حمل می کنید. همچنین در اولین سفارش از ارسال کالا تخفیف می گیرید. فایل های Gerber خود را روی PCBWAY بارگذاری کنید تا با کیفیت خوب و زمان برگشت سریع تولید شوند. عملکرد آنلاین Gerber viewer آنها را بررسی کنید. با امتیاز پاداش ، می توانید از فروشگاه هدایای آنها کالاهای رایگان دریافت کنید.

مرحله 2: ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور بلوک اصلی همه مدارهای الکترونیکی است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد. هر وسیله ای که در اطراف ما وجود دارد حاوی ترانزیستور است. می توان گفت که الکترونیک آنالوگ بدون ترانزیستور ناقص است.

این یک دستگاه نیمه هادی سه پایانه است که برای تقویت یا تغییر سیگنال های الکترونیکی و توان الکتریکی استفاده می شود. این ماده از مواد نیمه هادی معمولاً با حداقل سه پایانه برای اتصال به یک مدار خارجی تشکیل شده است. ولتاژ یا جریانی که روی یک جفت پایانه ترانزیستور اعمال می شود جریان را از طریق یک جفت پایانه دیگر کنترل می کند. از آنجا که توان کنترل شده (خروجی) می تواند بیشتر از توان کنترل کننده (ورودی) باشد ، ترانزیستور می تواند سیگنال را تقویت کند. امروزه برخی از ترانزیستورها به صورت جداگانه بسته بندی می شوند ، اما تعداد زیادی ترانزیستور در مدارهای مجتمع تعبیه شده اند.

بیشتر ترانزیستورها از سیلیکون بسیار خالص و برخی دیگر از ژرمانیوم ساخته می شوند ، اما برخی مواد نیمه هادی دیگر نیز گاهی مورد استفاده قرار می گیرند. یک ترانزیستور ممکن است فقط یک نوع حامل بار در ترانزیستور اثر میدان داشته باشد یا دو نوع حامل بار در دستگاه های ترانزیستور اتصال دوقطبی داشته باشد.

ترانزیستورها از سه قسمت پایه ، کلکتور و امیتر تشکیل شده اند. پایه دستگاه کنترل کننده دروازه برای منبع بزرگتر برق است. جمع کننده حامل های شارژ را جمع آوری می کند و خروجی خروجی آن حامل ها است.

مرحله 3: طبقه بندی ترانزیستورها

ترانزیستورها بر دو نوع هستند:-

1) ترانزیستورهای اتصال دوقطبی: ترانزیستور اتصال دوقطبی (BJT) نوعی ترانزیستور است که از الکترون ها و حفره ها به عنوان حامل بار استفاده می کند. یک ترانزیستور دوقطبی به یک جریان کوچک تزریق شده در یکی از پایانه های آن اجازه می دهد تا جریان بسیار بزرگتری را که بین دو پایانه دیگر جریان دارد کنترل کند و این دستگاه را قادر به تقویت یا سوئیچینگ می کند. BJT ها دو نوع هستند که به ترانزیستورهای NPN و PNP معروف هستند. در ترانزیستورهای NPN الکترونها اکثریت حامل بار هستند. این شامل دو لایه نوع n است که توسط یک لایه p از هم جدا شده اند. از سوی دیگر ، ترانزیستورهای PNP از حفره به عنوان حامل بار اصلی خود استفاده می کنند و شامل دو لایه نوع p است که توسط یک لایه نوع n جدا شده اند.

2) ترانزیستورهای اثر میدان: ترانزیستورهای اثر میدان ، ترانزیستورهای تک قطبی هستند و فقط از یک نوع حامل بار استفاده می کنند. ترانزیستورهای FET دارای سه پایانه هستند که عبارتند از gate (G) ، Drain (D) و Source (S). ترانزیستورهای FET به ترانزیستورهای Joint Field Effect (JFET) و ترانزیستورهای Fulated Fate (IG-FET) یا MOSFET طبقه بندی می شوند. برای اتصالات موجود در مدار ، چهارمین ترمینال را به نام پایه یا زیرلایه در نظر می گیریم. ترانزیستورهای FET بر اندازه و شکل یک کانال بین منبع و تخلیه که توسط ولتاژ اعمال شده ایجاد می شود ، کنترل دارند. ترانزیستورهای FET نسبت به ترانزیستورهای BJT دارای افزایش جریان بالا هستند.

مرحله 4: جفت ترانزیستور قدرت BD139/140

ترانزیستورها در انواع مختلفی از بسته ها مانند سری 2N یا سری Surface MMBT موجود هستند که همه مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. از بین اینها ، نوع دیگری از سری ترانزیستورها سری BD وجود دارد که یک سری ترانزیستور قدرت است. ترانزیستورهای این سری عموماً برای تولید قدرت اضافی طراحی شده اند و بنابراین کمی بزرگتر از ترانزیستورهای دیگر هستند.

ترانزیستورهای BD 139 ترانزیستورهای NPN و ترانزیستورهای BD140 ترانزیستورهای PNP هستند. مشابه سایر ترانزیستورها ، آنها نیز 3 پین دارند و تنظیمات پین آنها در تصویر بالا نشان داده شده است.

مزایای ترانزیستورهای قدرت:-

1) روشن و خاموش کردن ترانزیستور قدرت بسیار آسان است.

2) ترانزیستور قدرت می تواند جریانهای زیادی را در حالت ON حمل کرده و ولتاژ بسیار بالا را در حالت OFF مسدود کند.

3) ترانزیستور قدرت را می توان با تغییر فرکانس در محدوده 10 تا 15 کیلوهرتز کار کرد.

4) افت ولتاژ روشن در حالت ترانزیستور قدرت کم است. می توان از آن برای کنترل توان تحویل داده شده به بار ، در اینورتر و هلی کوپتر استفاده کرد.

معایب ترانزیستورهای قدرت:-

1) ترانزیستور قدرت نمی تواند به طور رضایت بخشی بالاتر از فرکانس سوئیچینگ 15 کیلوهرتز کار کند.

2) ممکن است به دلیل فرار حرارتی یا خرابی دوم آسیب ببیند.

3) ظرفیت مسدود کردن معکوس بسیار کم است.

مرحله 5: مشخصات فنی BD139/140

مشخصات فنی ترانزیستورهای BD139 عبارتند از:

1) نوع ترانزیستور: NPN

2) حداکثر جریان جمع کننده (IC): 1.5A

3) حداکثر ولتاژ جمع کننده-امیتر (VCE): 80V

4) حداکثر ولتاژ پایه جمع کننده (VCB): 80V

5) حداکثر ولتاژ پایه فرستنده (VEBO): 5 ولت

6) حداکثر جمع آوری جمع کننده (رایانه شخصی): 12.5 وات

7) حداکثر فرکانس انتقال (fT): 190 مگاهرتز

8) حداقل و حداکثر افزایش جریان DC (hFE): 25 - 250

9) حداکثر ذخیره سازی و دمای کار باید: -55 تا +150 درجه سانتیگراد باشد

مشخصات فنی ترانزیستور BD140 عبارتند از:

1) نوع ترانزیستور: PNP

2) حداکثر جریان جمع کننده (IC): -1.5A

3) حداکثر ولتاژ جمع کننده-امیتر (VCE): –80 ولت

4) حداکثر ولتاژ پایه جمع کننده (VCB): –80 ولت

5) حداکثر ولتاژ پایه فرستنده (VEBO): –5 ولت

6) حداکثر جمع آوری جمع کننده (رایانه شخصی): 12.5 وات

7) حداکثر فرکانس انتقال (fT): 190 مگاهرتز

8) حداقل و حداکثر افزایش جریان DC (hFE): 25 - 250

9) حداکثر ذخیره سازی و دمای کار باید: -55 تا +150 درجه سانتیگراد باشد

اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد ترانزیستورهای BD139/140 کسب کنید ، می توانید از اینجا به برگه اطلاعات آنها مراجعه کنید.

مرحله 6: کاربردهای ترانزیستورها

ترانزیستورها برای بسیاری از عملیات استفاده می شوند ، اما دو عملیاتی که ترانزیستورها بیشتر از آنها استفاده می شود عبارتند از Switching و Amplification:

1) ترانزیستور به عنوان تقویت کننده:

ترانزیستور با افزایش قدرت سیگنال ضعیف به عنوان تقویت کننده عمل می کند. ولتاژ بایاس DC که بر روی اتصال امیتر و بیس اعمال می شود ، باعث می شود که در وضعیت مغرضانه رو به جلو باقی بماند. این تعصب رو به جلو بدون در نظر گرفتن قطبیت سیگنال حفظ می شود. مقاومت کم در مدار ورودی اجازه می دهد تا هرگونه تغییر کوچک در سیگنال ورودی منجر به تغییر قابل ملاحظه ای در خروجی شود. جریان امیتر ناشی از سیگنال ورودی به جریان جمع کننده کمک می کند ، که سپس از طریق مقاومت بار RL جریان می یابد و منجر به افت ولتاژ زیادی در آن می شود. بنابراین یک ولتاژ ورودی کوچک منجر به ولتاژ خروجی بزرگی می شود که نشان می دهد ترانزیستور به عنوان تقویت کننده عمل می کند.

2) ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ:

از کلیدهای ترانزیستوری می توان برای تغییر و کنترل لامپ ها ، رله ها یا حتی موتورها استفاده کرد. هنگام استفاده از ترانزیستور دوقطبی به عنوان سوئیچ ، آنها باید "کاملاً خاموش" یا "کاملاً روشن" باشند. ترانزیستورهایی که کاملاً "ON" هستند در منطقه اشباع خود قرار دارند. گفته می شود ترانزیستورهایی که کاملاً "خاموش" هستند در منطقه قطع خود قرار دارند. هنگام استفاده از ترانزیستور به عنوان سوئیچ ، یک جریان پایه کوچک یک جریان بار بزرگتر جمع کننده را کنترل می کند. هنگام استفاده از ترانزیستورها برای تغییر بارهای القایی مانند رله و سلونوئید ، از "دیود چرخ فلک" استفاده می شود. هنگامی که جریانها یا ولتاژهای بزرگ نیاز به کنترل دارند ، می توان از ترانزیستورهای دارلینگتون استفاده کرد.

مرحله 7: BD139 و BD140 H-Bridge Circuit

بنابراین ، اکنون پس از این همه قسمت تئوریک ، ما در مورد کاربرد بسته های ترانزیستور BD139 و BD140 بحث خواهیم کرد. این برنامه مدار H-Bridge است که در مدارهای راننده موتور استفاده می شود. هنگامی که ما نیاز به راه اندازی موتورهای DC داریم ، لازم است که مقدار زیادی قدرت به موتورها داده شود که تنها توسط میکروکنترلر قابل انجام نیست ، بنابراین ما باید یک مدار ترانزیستور بین کنترلر و موتور که به عنوان تقویت کننده عمل می کند وصل کنیم. و به روان کارکردن موتور کمک می کند. نمودار مدار این برنامه در تصویر بالا نشان داده شده است. با استفاده از این مدار پل H ، قدرت کافی برای عملکرد صاف دو موتور DC تحویل داده می شود و با این کار می توانیم جهت چرخش موتورها را نیز کنترل کنیم. هنگام استفاده از BD139/140 یا هر ترانزیستور قدرت دیگری باید به این نکته توجه داشته باشیم که ترانزیستورهای قدرت مقدار زیادی توان تولید می کنند که به شکل گرما نیز تولید می شود ، بنابراین برای جلوگیری از مشکل گرم شدن بیش از حد ، باید یک هیت سینک اضافه کنیم. به این ترانزیستورها که سوراخ آنها روی ترانزیستور وجود دارد.

اگرچه بهترین انتخاب برای ترانزیستورهای قدرت BD139 و BD140 است اگر آنها در دسترس نباشند ، شما همچنین می توانید از BD135 و BD136 که ترانزیستورهای NPN و PNP هستند استفاده کنید ، اما ترجیح باید به جفت BD139/140 داده شود. بنابراین این برای آموزش است که امیدوارم برای شما مفید بوده باشد.