Основы транзисторов - Учебное пособие по силовым транзисторам BD139 и BD140: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Привет, как дела, ребята! Акарш здесь из CETech.

Сегодня мы собираемся получить некоторые сведения о электростанции небольших по размеру, но гораздо более крупных в работе транзисторных схем.

По сути, мы собираемся обсудить некоторые основы, связанные с транзисторами, а после этого мы рассмотрим некоторые полезные сведения об определенном типе серии транзисторов, известных как силовые транзисторы BD139 и BD140.

А под конец обсудим некоторые технические характеристики. Надеюсь, вы взволнованы. Итак, приступим.

Шаг 1. Получите печатные платы для ваших проектов

Вы должны проверить PCBWAY, чтобы дешево заказать печатные платы в Интернете!

Вы получаете 10 печатных плат хорошего качества, изготовленных и отправленных к вашему порогу по дешевке. Вы также получите скидку на доставку первого заказа. Загрузите свои файлы Gerber на PCBWAY, чтобы они были изготовлены с хорошим качеством и в короткие сроки. Ознакомьтесь с их функцией онлайн-просмотра Gerber. С помощью бонусных баллов вы можете получить бесплатные вещи в их сувенирном магазине.

Шаг 2: что такое транзистор

Транзистор - это основной строительный блок всех электронных схем, которые используются в настоящее время. Каждое устройство, присутствующее вокруг нас, содержит в себе транзисторы. Можно сказать, что аналоговая электроника неполна без транзистора.

Это трехконтактное полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключения электронных сигналов и электроэнергии. Он состоит из полупроводникового материала, как правило, с тремя выводами для подключения к внешней цепи. Напряжение или ток, приложенные к одной паре выводов транзистора, контролируют ток через другую пару выводов. Поскольку управляемая (выходная) мощность может быть выше управляющей (входной) мощности, транзистор может усиливать сигнал. Сегодня некоторые транзисторы упакованы индивидуально, но гораздо больше встроено в интегральные схемы.

Большинство транзисторов изготовлено из очень чистого кремния, а некоторые из германия, но иногда используются некоторые другие полупроводниковые материалы. Транзистор может иметь носитель заряда только одного типа, в полевом транзисторе, или может иметь два типа носителей заряда в устройствах с биполярным переходом.

Транзисторы состоят из трех частей: базы, коллектора и эмиттера. Основание - это устройство управления затвором для большего источника электроэнергии. Коллектор собирает носители заряда, а эмиттер является их выходом.

Шаг 3: Классификация транзисторов

Транзисторы бывают двух типов: -

1) Биполярные переходные транзисторы: биполярный переходный транзистор (BJT) - это тип транзистора, который использует как электроны, так и дырки в качестве носителей заряда. Биполярный транзистор позволяет небольшому току, подаваемому на один из его выводов, управлять гораздо большим током, протекающим между двумя другими выводами, что делает устройство способным к усилению или переключению. Биполярные транзисторы бывают двух типов, известных как транзисторы NPN и PNP. В транзисторах NPN электроны являются основными носителями заряда. Он состоит из двух слоев n-типа, разделенных слоем p-типа. С другой стороны, транзисторы PNP используют дырки в качестве основных носителей заряда и состоят из двух слоев p-типа, разделенных слоем n-типа.

2) Полевые транзисторы: полевые транзисторы являются униполярными транзисторами и используют только один вид носителя заряда. У полевых транзисторов есть три вывода: затвор (G), сток (D) и исток (S). Полевые транзисторы подразделяются на полевые транзисторы с переходным эффектом (JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IG-FET) или полевые МОП-транзисторы. Для соединений в схеме мы также рассматриваем четвертый вывод, называемый базой или подложкой. Транзисторы FET контролируют размер и форму канала между истоком и стоком, который создается приложенным напряжением. Транзисторы FET имеют более высокое усиление по току, чем транзисторы BJT.

Шаг 4: пара силовых транзисторов BD139 / 140

Транзисторы доступны в различных типах корпусов, таких как серия 2N или серия MMBT для поверхностного монтажа. Все они имеют свои особые преимущества и области применения. Среди них есть еще одна серия транзисторов, серия BD, которая представляет собой серию силовых транзисторов. Транзисторы этой серии обычно предназначены для выработки дополнительной мощности и, следовательно, они немного больше, чем другие транзисторы.

Транзисторы BD 139 являются транзисторами NPN, а транзисторы BD140 - транзисторами PNP. Как и другие транзисторы, они также имеют 3 контакта, и их конфигурация показана на изображении выше.

Преимущества силовых транзисторов: -

1) Очень просто включить и выключить силовой транзистор.

2) Силовой транзистор может пропускать большие токи во включенном состоянии и блокировать очень высокое напряжение в выключенном состоянии.

3) Силовой транзистор может работать при частотах переключения от 10 до 15 кГц.

4) Падение напряжения в открытом состоянии на силовом транзисторе низкое. Его можно использовать для управления мощностью, подаваемой на нагрузку, в инверторах и прерывателях.

Недостатки силовых транзисторов: -

1) Силовой транзистор не может удовлетворительно работать при частоте переключения выше 15 кГц.

2) Он может быть поврежден из-за теплового разгона или повторного пробоя.

3) У него очень низкая обратная блокирующая способность.

Шаг 5: Технические характеристики BD139 / 140

Технические характеристики транзисторов BD139:

1) Тип транзистора: NPN

2) Максимальный ток коллектора (IC): 1,5 А

3) Максимальное напряжение коллектор-эмиттер (VCE): 80 В

4) Максимальное напряжение коллектор-база (VCB): 80 В

5) Максимальное напряжение эмиттер-база (VEBO): 5 В

6) Максимальное рассеивание коллектора (ПК): 12,5 Вт

7) Максимальная частота перехода (fT): 190 МГц

8) Минимальное и максимальное усиление постоянного тока (hFE): 25 - 250

9) Максимальная температура хранения и эксплуатации должна быть: от -55 до +150 по Цельсию.

Технические характеристики транзистора BD140:

1) Тип транзистора: PNP

2) Максимальный ток коллектора (IC): -1,5 А

3) Максимальное напряжение коллектор-эмиттер (VCE): –80 В

4) Максимальное напряжение коллектор-база (VCB): –80 В

5) Максимальное напряжение эмиттер-база (VEBO): –5 В

6) Максимальное рассеивание коллектора (ПК): 12,5 Вт

7) Максимальная частота перехода (fT): 190 МГц

8) Минимальное и максимальное усиление постоянного тока (hFE): 25 - 250

9) Максимальная температура хранения и эксплуатации должна быть: от -55 до +150 по Цельсию.

Если вы хотите получить дополнительные знания о транзисторах BD139 / 140, вы можете обратиться к их техническому описанию здесь.

Шаг 6: Применение транзисторов

Транзисторы используются для множества операций, но две операции, для которых транзисторы используются наиболее часто, - это переключение и усиление:

1) Транзистор как усилитель:

Транзистор действует как усилитель, увеличивая силу слабого сигнала. Напряжение смещения постоянного тока, приложенное к переходу эмиттер-база, заставляет его оставаться в прямом смещенном состоянии. Это прямое смещение сохраняется независимо от полярности сигнала. Низкое сопротивление во входной цепи позволяет любому небольшому изменению входного сигнала привести к заметному изменению выходного сигнала. Ток эмиттера, вызванный входным сигналом, вносит вклад в ток коллектора, который затем протекает через нагрузочный резистор RL, что приводит к большому падению напряжения на нем. Таким образом, небольшое входное напряжение приводит к большому выходному напряжению, что показывает, что транзистор работает как усилитель.

2) Транзистор как переключатель:

Транзисторные переключатели могут использоваться для переключения и управления лампами, реле или даже двигателями. При использовании биполярного транзистора в качестве переключателя они должны быть либо «полностью выключены», либо «полностью включены». Транзисторы, которые полностью «включены», считаются находящимися в своей области насыщения. Говорят, что транзисторы, которые полностью выключены, находятся в области отсечки. При использовании транзистора в качестве переключателя небольшой ток базы управляет гораздо большим током нагрузки коллектора. При использовании транзисторов для переключения индуктивных нагрузок, таких как реле и соленоиды, используется «диод маховика». Когда необходимо контролировать большие токи или напряжения, можно использовать транзисторы Дарлингтона.

Шаг 7: Н-мостовая схема BD139 и BD140

Итак, теперь, после теоретической части, мы обсудим применение корпусов транзисторов BD139 и BD140. Это приложение представляет собой H-мостовую схему, которая используется в схемах драйвера двигателя. Когда нам нужно запустить двигатели постоянного тока, требуется, чтобы на двигатели подавалось большое количество энергии, которое не может быть выполнено одним микроконтроллером, поэтому нам нужно подключить транзисторную схему между контроллером и двигателем, который работает как усилитель. и помогает в плавной работе двигателя. Принципиальная схема этого приложения показана на изображении выше. С помощью этой H-мостовой схемы выдается достаточно мощности для плавной работы двух двигателей постоянного тока, и с ее помощью мы также можем контролировать направление вращения двигателей. Одна вещь, которую мы должны помнить при использовании BD139 / 140 или любых других силовых транзисторов, заключается в том, что силовые транзисторы генерируют большое количество энергии, которое также генерируется в виде тепла, поэтому для предотвращения проблемы перегрева нам необходимо добавить радиатор. к этим транзисторам, для которых на транзисторе уже предусмотрено отверстие.

Хотя лучшим выбором для силовых транзисторов является BD139 и BD140, если они недоступны, вы также можете выбрать BD135 и BD136, которые являются транзисторами NPN и PNP соответственно, но предпочтение следует отдавать паре BD139 / 140. Итак, это руководство, надеюсь, оно было вам полезно.